動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)

.,專題2,細胞工程,動物細胞工程,課題2,.,單克隆抗體等,動物細胞工程常用的技術(shù),動物細胞培養(yǎng),動物細胞核移植,動物細胞融合,是其他動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。,植物組織培養(yǎng),植物體細胞雜交,回顧：,植物細胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？,.,動物胚胎或幼齡動物的組織、器官,胰蛋白酶,單個細胞,加培養(yǎng)液,制成,細胞懸液,培養(yǎng)瓶中培養(yǎng),部分細胞“癌變”，無限傳代,動物細胞培養(yǎng)不能最終培養(yǎng)成動物體,50代細胞,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),細胞貼壁,剝離、分瓶,細胞株,細胞,細胞系,2.動物細胞培養(yǎng)過程：,增殖能力強，分裂旺盛，分化程度低，容易培養(yǎng),去掉組織間蛋白,.,動物細胞培養(yǎng),如何進行細胞培養(yǎng)?培養(yǎng)時又需要提供哪些必要條件呢？,動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù),從動物機體中取出相關(guān)組織，將它們分散成單個細胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細胞生長和增殖。,（一）,.,3、動物細胞培養(yǎng)過程中幾個重要的概念,（1）細胞貼壁：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上（單層）。要求：培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)皿的內(nèi)表面光滑、無毒、易于貼附。,.,（2）接觸抑制：當(dāng)貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。,動物細胞培養(yǎng)特點：,貼壁生長、接觸抑制：,.,(3)原代培養(yǎng)(primaryculture),定義：指將要培養(yǎng)的動物細胞取出后，先用胰蛋白酶等使組織分散成單個細胞，然后配制成一定濃度的細胞懸液，再將該懸液放入培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)。,過程：從動物機體中取出組織剪碎加胰蛋白酶細胞游離制成細胞懸液將細胞接種到培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)（1-2天換一次培養(yǎng)液）細胞貼壁生長長成單層細胞,.,定義：當(dāng)原代培養(yǎng)的細胞生長停止，這時如果要使細胞繼續(xù)生長，就要及時用胰蛋白酶等，使細胞從瓶壁上脫離下來，然后加入新的培養(yǎng)液，將細胞分離稀釋，并從原培養(yǎng)瓶內(nèi)轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)瓶內(nèi)，這個過程稱傳代培養(yǎng),(4)傳代培養(yǎng)(subculture),.,細胞株：從原代培養(yǎng)細胞群中篩選出進行傳代培養(yǎng)的細胞，能傳到40-50代，其遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。,細胞系：傳到40-50代后有部分細胞遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化，帶有癌變的特點，可能在培養(yǎng)條件下無限制的傳代下去，這種傳代細胞稱為細胞系。,細胞株和細胞系的區(qū)別：細胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,.,知識點小結(jié)：各個新名詞之間的聯(lián)系,遺傳物質(zhì)改變,.,1、無菌、無毒的環(huán)境（添加一定量的抗生素，定期更換培養(yǎng)液）2、營養(yǎng)（葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清、微量元素等）3、溫度和PH溫度36.5+0.5度，pH7.27.44、氣體環(huán)境O2和CO2（95%空氣和5%CO2）,4、動物細胞培養(yǎng)條件,保證細胞順利的生長增殖,能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？,.,5、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用,（1）生產(chǎn)蛋白生物制品：病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。,（4）用于檢測有毒物質(zhì),（3）獲得大量自身的皮膚細胞，用于植皮。,（5）用于生理、病理、藥理等方面的研究，為治療和預(yù)防疾病提供理論依據(jù),（2）作為基因工程的受體細胞,.,獲得細胞,細胞的全能性,細胞株、細胞系,植物體,培養(yǎng)結(jié)果,或細胞分泌蛋白,快速繁殖、培育無病毒植株等,培養(yǎng)目的,葡萄糖、動物血清促生長因子,蔗糖、植物激素,培養(yǎng)基特有成分,液體培養(yǎng)基,固體培養(yǎng)基,培養(yǎng)基性質(zhì),細胞增殖,原理,動物細胞培養(yǎng),植物組織培養(yǎng),比較項目,6、植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較,.,本節(jié)內(nèi)容小結(jié),1、動物細胞培養(yǎng)過程涉及的概念細胞貼壁、細胞的接觸抑制、原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細胞株、細胞系,3、植物細胞和動物細胞培養(yǎng)的比較,4、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用,2、動物細胞培養(yǎng)條件,.,2、為什么選用動物胚胎或幼齡個體的器官或組織做動物細胞培養(yǎng)材料？,1、動物細胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基有何獨特之處？,3、為什么培養(yǎng)前要將組織細胞分散成單個細胞？,4、動物細胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個體？,主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。獨特之處有：1、液體培養(yǎng)基2、成分中有動物血清等,因為這些組織或器官上的細胞生命力旺盛，分裂能力強,成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細胞懸浮液利于培養(yǎng),不能，動物細胞培養(yǎng)只能使細胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動物個體,練一練,.,1、在動物細胞培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的細胞是-（）A細胞系B細胞株C原代細胞D傳代細胞,2、動物細胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是-（）A.動物細胞融合B.單克隆抗體C.胚胎移植D.動物細胞培養(yǎng),A,D,.,3、用于動物細胞培養(yǎng)的組織和細胞大都取自胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織，其主要原因是這樣的組織細胞（）A.容易產(chǎn)生各種變異B具有更強的全能性C.取材十分方便D分裂增殖的能力強,D,.,4.動物細胞培養(yǎng)與植物細胞培養(yǎng)的重要區(qū)別在于-（）A.培養(yǎng)基不同；B.動物細胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進行；C.動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能；D.動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能培養(yǎng)成植株。,D,.,二、克隆技術(shù),1、概念：克隆就是無性繁殖，具體地說，是指一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。,a.分子水平上：一般指DNA克隆。,b.細胞水平上：指一個單一的細胞分裂所形成的細胞群體。,c.個體水平上：指基因型完全相同的兩個或一個群體。,.,2、克隆的條件：,a.具有包含五種完整基因組的細胞核的活細胞（乳腺上壁細胞）,b.能有效調(diào)控細胞核發(fā)育的細胞質(zhì)物質(zhì)（去核的卵細胞質(zhì)）。,c.完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件（誘導(dǎo)核-質(zhì)重組細胞生長、分化的實驗條件和懷胎母體的子宮環(huán)境）。,3、技術(shù)基礎(chǔ)：,1.植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是組織培養(yǎng)2.動物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是動物細胞培養(yǎng),.,動物細胞特點？分化潛能變窄：隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細胞而言。細胞核仍具有全能性：細胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒有因細胞分化而丟失基因，因此高度分化細胞的細胞核仍具有全能性,想一想,.,根據(jù)動物細胞核仍具有全能性的特點,怎樣將動物細胞的全能性表達?,再想一想,利用動物體細胞核移植技術(shù),.,1.概念：將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。,核移植,（難度高）,受體細胞：M期的卵母細胞,三、動物體細胞核移植技術(shù),細胞分化程度低，恢復(fù)全能性容易,用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物,.,體細胞核移植的過程：,思考：1.核移植的受體細胞是什么？處在什么時期？2.通過什么手段激活受體細胞，構(gòu)建重組胚胎？,M中期卵母細胞,誘導(dǎo)方法：物理或化學(xué)方法激活受體細胞，完成細胞分裂和發(fā)育進程。,細胞核移植,.,供體細胞（供核）,細胞培養(yǎng),體細胞,卵巢卵母細胞（M中期：供質(zhì)）,去核,無核卵母細胞,注入,細胞融合,重組細胞,構(gòu)建重組胚胎,胚胎移植,代孕母體,生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)基本相同的犢牛,歸納:1.共分成兩大階段：核移植和胚胎移植2.取卵母細胞作受體細胞的原因是:它是最大的細胞,易操作；含有激發(fā)細胞核全能性的物質(zhì)3.嚴格來說新個體有卵母細胞的細胞質(zhì)所以有兩個親本的性狀,2.體細胞核移植過程,供體細胞培養(yǎng),（M卵母細胞）,減數(shù)第二次分裂中期,去核的卵母細胞,供體細胞注入去核卵母細胞,受體細胞激活，完成減數(shù)分裂、發(fā)育,胚胎移植,.,核移植圖片,.,多莉與“母親”,.,(1)遺傳素質(zhì)完全一致的克隆動物將更有利于開展對動物(人)生長、發(fā)育、衰老和健康等機理的研究；(2)有利于大量培養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的家畜;(3)經(jīng)轉(zhuǎn)基因的克隆哺乳動物，將能為人類提供源源不斷的廉價的藥品、保健品以及較易被人體接受的移植器官；(4)科學(xué)家將很快地從目前的同種克隆技術(shù)推進到異種克隆,即借腹懷胎的新領(lǐng)域,這無疑將大大促進對瀕臨滅種的哺乳動物的保護工作。,克隆技術(shù)將對21世紀(jì)產(chǎn)生的重大影響,.,四、體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景,1、加速家畜遺傳改良進程，促進優(yōu)良畜群繁育,2、保護瀕危物種，增加存活數(shù)量,3、克隆動物作為生物反應(yīng)器，生產(chǎn)醫(yī)用蛋白,4、可以作為異種移植的供體，可以用于組織器官的移植,五、體細胞核移植技術(shù)存在的問題,胚胎移植動物幼體產(chǎn)出概率10克隆動物存在著健康問題克隆動物的食品安全性問題存在爭議,.,知識點小結(jié),動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物,1.克隆動物的概念,2.體細胞核移植技術(shù)的過程,3.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景,4.體細胞核移植技術(shù)存在的問題,.,1.動物細胞培養(yǎng)要經(jīng)過脫分化嗎？為什么？2.體細胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復(fù)制嗎？為什么？,課后習(xí)題,3.胰蛋白酶真的不會把細胞消化掉嗎？為什么？胰蛋白酶除了可以消化細胞間的蛋白質(zhì)外，長時間的作用也會消化細胞膜蛋白，對細胞有損傷作用，因此必須控制好胰蛋白酶的消化時間。,.,5.什么叫單層細胞培養(yǎng)1957年，科學(xué)家采用胰蛋白酶消化處理和應(yīng)用液體培養(yǎng)基的方法，獲得了單層細胞培養(yǎng)。單層培養(yǎng)法的出現(xiàn)，對細胞培養(yǎng)的發(fā)展起了很大的推動作用。,4.為什么對動物細胞進行培養(yǎng)時通常要添加血清？血清中含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白質(zhì)為白蛋白和球蛋白；氨基酸有多種，是細胞合成蛋白質(zhì)的基本成分，有些動物細