动物细胞培养和核移植技术

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1、 课件邮箱：课件邮箱： 密码：密码：hy091214动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合生产单克隆抗体生产单克隆抗体动物细胞核移植动物细胞核移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术其中其中动物细胞培养动物细胞培养技术是其他技术是其他动物细胞工程技术的基础动物细胞工程技术的基础动物细胞培养概念：动物细胞培养概念：动物细胞培养动物细胞培养就是从动物机就是从动物机体中取出相关体中取出相关的组织的组织,将它分将它分散成单个细胞散成单个细胞,然后然后,放在适宜放在适宜的培养基中的培养基中,让让这些细胞生长这些细胞生长和增殖。和增殖。1 1、动物细胞培养过程、动物细胞培养过程动物胚胎或幼龄

2、动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系单个细胞单个细胞加培养液加培养液遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变动物组织细胞间隙中动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织定弹性和韧性的组织和器官。和器官。（水解弹性纤维）（水解弹性纤维）1.动物细胞的培养过程动物细胞的培养过程 幼龄动物幼龄动物取动物器官取动物器官和组织和组织剪碎组织

3、剪碎组织胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理细胞培细胞培养养单个细胞单个细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础是其他动物细胞工程技术的基础 思考讨论：思考讨论：在动物细胞培养过程中，在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理进行处理？胰蛋白酶处理动物组织，胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。获得单个细胞。有关概念有关概念:原代培养：原代培养：指将要培养的动物细胞取指将要培养的动物细胞取出后出后,先用胰蛋白酶等使组织分散

4、成先用胰蛋白酶等使组织分散成单个细胞单个细胞,然后配制成一定浓度的细然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶中培养。中培养。传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。为传代培养。细胞株：细胞株：原代细胞一般传至原代细胞一般传至1010代左右代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到少数细胞存活到40504050代，这种传代细代，这种传代细胞为细

5、胞株。胞为细胞株。细胞系：细胞系：细胞株传代至细胞株传代至5050代后又出现代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。细胞系。细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞系的区别：细胞系的细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。失去接触抑制，容易传代培养。细胞细胞悬浮悬浮液液1010代代细胞细胞5050代代细胞细胞无限无限传代传代原代培养原代培养传代培养传代培养细胞株细胞株细胞系

6、细胞系如何界定原代培养和传代培养；如何界定原代培养和传代培养；细胞株和细胞系？细胞株和细胞系？多数组织细胞必须在固定多数组织细胞必须在固定的表面上生长和分裂。的表面上生长和分裂。随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖遗传物质改变遗传物质改变贴壁生长细胞分裂生长到贴壁生长细胞分裂生长到相互接触时就停止分裂增相互接触时就停止分裂增殖的现象叫接触抑制殖的现象叫接触抑制2.2.动物细胞培养条件：动物细胞培养条件：1、无菌、无毒的环境、无菌、无毒的环境（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）2、营养、营养（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物

7、血清等。葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。）3、温度和、温度和PH 36.5+（-）0.5度,7.2-7.44、气体环境：、气体环境：O2和和CO2（95%空气和空气和5%CO2）保证细胞顺利的保证细胞顺利的生长增殖生长增殖3.3.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用1.1.蛋白质生物制品的生产蛋白质生物制品的生产如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2.2.健康细胞培养健康细胞培养培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植3.3.细胞的生理、药理、病理研究细胞的生理、药理、病理研究 思考：思考：2 2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体

8、的器官或、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？组织做动物细胞培养材料？1 1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？物组培培养基有何独特之处？、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？样最终培养成新个体？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：和动物血清等。独特之处有：液体培养基液体培养基 成分中有动物血清等成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能因为这些组织或器官上的

9、细胞生命力旺盛，分裂能力强力强不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体能发育成新的动物个体动物细胞培养液的主要成分：动物细胞培养液的主要成分：葡萄糖葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和、氨基酸、无机盐、维生素和动物动物血清血清等。等。与植物培养基相与植物培养基相比其特点是：比其特点是：（1 1）液体培养基）液体培养基（2 2）含有动物血清）含有动物血清动物体细胞大都生动物体细胞大都生活在活在液体液体的环境的环境比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理培养基性培养基性质质培养基特培养基特有成分有成分培养结果培

10、养结果培养目的培养目的细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基蔗糖蔗糖 植物激素植物激素 葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系快速繁殖、培快速繁殖、培育无病毒植株育无病毒植株获得细胞或细获得细胞或细胞分泌蛋白胞分泌蛋白 既然动物体细胞核仍具有全能既然动物体细胞核仍具有全能性，为什么不能直接利用动物体细性，为什么不能直接利用动物体细胞培育动物体？胞培育动物体？利用动物体细胞核移植技术利用动物体细胞核移植技术动物细胞的全能性会随着动物动物细胞的全能性会随着动物细

11、胞分化程度的提高而逐渐受细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。到限制，分化潜能逐渐变弱。怎样才能使动物体细胞表现出全能性呢？怎样才能使动物体细胞表现出全能性呢？二、动物体细胞核移植技术二、动物体细胞核移植技术 和克隆动物和克隆动物 动物核移植是将动物的一个细动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中。使其重组并发胞核的卵母细胞中。使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。最终发育为动物个体。克隆动物克隆动物用核移植方法得到的动物用核移植方法得到的动物1、动物核移植：、动物

12、核移植：2 2、为什么不是取供体、为什么不是取供体细胞核进行核移植操细胞核进行核移植操作，而是直接将供体作，而是直接将供体细胞整个注入去核卵细胞整个注入去核卵母细胞中？母细胞中？保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。保证供核不被破坏，使所得个体的性状更符合供体。1 1、受体细胞为什、受体细胞为什么选用卵母细胞？么选用卵母细胞？卵母细胞体积大，易操作，卵母细胞体积大，易操作，而且含有促使细胞核表达而且含有促使细胞核表达全能性的某种物质和营养全能性的某种物质和营养物质。物质。2.2.体细胞核移植的过程体细胞核移植的过程P49 P49 讨论：讨论：为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来为使核

13、移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。胞的遗传物质去掉或将其破坏。1.1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？核？2.2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代用于核移植的供体细胞一般都选用传代1010代以内的细胞，想一想，这是为什么？代以内的细胞，想一想，这是为什么？培养的动物细胞一般当传代至培养的动物

14、细胞一般当传代至10105050代左右代左右时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传时，部分细胞核型可能会发生变化，其细胞遗传物质可能会发生突变，而物质可能会发生突变，而1010代以内的细胞一般能代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植保持正常的二倍体核型。因此，在体细胞核移植中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采中，为了保证供体细胞正常的遗传基础，通常采用传代用传代1010代以内的细胞。代以内的细胞。供体细胞供体细胞（供核）（供核）细胞培养细胞培养体细胞体细胞 卵巢卵母细胞卵巢卵母细胞（MM中期：供质）中期：供质）去核去核无核卵无核卵母细胞母细胞注入注入细胞细胞融合

15、融合重重组组细细胞胞构建重组构建重组胚胎胚胎胚胎胚胎移植移植代孕代孕母体母体生出与供体奶生出与供体奶牛遗传基础相牛遗传基础相同的犊牛同的犊牛归纳归纳:1.1.共分成两大阶段：共分成两大阶段：核移植核移植和和胚胎移植胚胎移植2.2.取卵细胞作受体细胞的取卵细胞作受体细胞的原因原因是是:它是最大的细它是最大的细胞胞,易操作易操作,它发育可直接表达性状它发育可直接表达性状3.3.严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以严格来说新个体有卵巢母细胞的细胞质所以有有两个亲本的性状两个亲本的性状2.2.体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景1 1、在畜牧业中可在畜牧业中可以加速家畜遗传以加速家畜

16、遗传改良的进程改良的进程.2 2、保护濒危物种保护濒危物种.3 3、医药卫生领域生医药卫生领域生产医用蛋白质及组织产医用蛋白质及组织器官的移植器官的移植.克隆动物的研究意义克隆动物的研究意义1.1.克隆动物作为生物反应器，生产克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白医用蛋白2.2.改良动物品种改良动物品种 3.3.治疗人类疾病，作为供体治疗人类疾病，作为供体4.4.保护濒危动物保护濒危动物3.3.体细胞核移植技术存在体细胞核移植技术存在的问题的问题许多克隆动物表现出遗传和生许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大，异常肥胖，理缺陷，如体型过大，异常肥胖，发育困难，免疫失调等。发育困难，免疫失调

17、等。成功率非常低及克隆动物食品成功率非常低及克隆动物食品的安全性问题。的安全性问题。体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题 许多克隆动物表现出许多克隆动物表现出遗传和遗传和生理缺陷生理缺陷，如体型大，异常肥胖，如体型大，异常肥胖，发育困难，脏器缺陷，免疫失调发育困难，脏器缺陷，免疫失调等。等。在研究方面，克隆动物基因在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，组重新编程的机制尚不清楚，克克隆技术效率低，克隆动物畸形率隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰高、死亡率高、易出现早衰等问等问题。这些问题尚在研究中。在应题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费

18、用昂贵，用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。距大规模应用还有一定距离。1 1、在动物细胞培养过程中遗传、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是物质发生改变的细胞是 A A细胞系细胞系 B B细胞株细胞株 C C原代细胞原代细胞 D D传代细胞传代细胞2 2、动物细胞工程技术的基础是、动物细胞工程技术的基础是 A.A.动物细胞融合动物细胞融合 B.B.单克隆抗体单克隆抗体C.C.胚胎移植胚胎移植 D.D.动物细胞培养动物细胞培养AD3 3、用于动物细胞培养的组织、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组不久的幼龄动物的

19、器官或组织，其主要原因是这样的组织，其主要原因是这样的组织细胞织细胞 A.A.容易产生各种变异容易产生各种变异 B.B.具有更强的全能性具有更强的全能性C.C.取材十分方便取材十分方便 D.D.分裂增殖的能力强分裂增殖的能力强D4.4.动物细胞培养与植物细胞培养动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于的重要区别在于A.A.培养基不同；培养基不同；B.B.动物细胞培养不需要在无菌条动物细胞培养不需要在无菌条件下进行；件下进行；C.C.动物细胞可以传代培养，而植动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能；物细胞不能；D.D.动物细胞能够大量培养，而植动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株。物细胞

20、只能培养成植株。A1.1.动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？动物细胞培养要经过脱分化吗？为什么？2.2.体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞供体动物进行了胞供体动物进行了100%100%的复制吗？为什么？的复制吗？为什么？课堂反馈课堂反馈 克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNADNA来自于供体细胞核，但其来自于供体细胞核，但其核外还有少量的核外还有少量的DNADNA，即线粒体中的，即线粒体中的DNADNA是来自于受是来自于受体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动体卵母细胞。所以，用教材中所述的方法克隆的动物不是供核动物完全相同的复制。物不是供核

21、动物完全相同的复制。此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物此外，即便动物的遗传基础完全相同，但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系，核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供会完全相同，其形成的行为、习性也不可能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供体动物核供体动物100%100%的复制。的复制。动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物动物细胞的培养有各种用途，一般而言，动物细胞培养不需经过

22、脱分化过程。因高度分化的动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，细胞发育潜能变窄，失去了发育成完整个体的能力，所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养所以，动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所化，通常采用定向诱导动物干细胞，使其分化成所需要的组织或器官。需要的组织或器官。知识结构知识结构 动物细动物细胞培养胞培养和核移和核移植技术植技术动物细胞培养动物细胞培养动物体动物体细胞核细胞核移植技移植技术和克术和克隆动物隆动物核移植技术和克隆动物的概念核移植技术和克隆动物的概念体细胞核移植技术的过程体细胞核移植技术的过程体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠多莉羊的培育过程多莉羊的培育过程融合后的卵细胞融合后的卵细胞核移植技术核移植技术