1、細(xì)胞工程簡(jiǎn)介 動(dòng)物細(xì)胞工程,秦安一中生物教研組 康平心,二 動(dòng)物細(xì)胞工程,本節(jié)聚焦: （1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程、條件及應(yīng)用 （2）動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用 （3）動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過程及應(yīng)用前景,重點(diǎn)與難點(diǎn)： （1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程及條件 （2）單克隆抗體的制備和應(yīng)用,（一）、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),1.發(fā)展簡(jiǎn)史: 20世紀(jì)初，人們不知道神經(jīng)纖維是由神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)向外突出形成的，還是由神經(jīng)細(xì)胞周圍的其他細(xì)胞融合而成的。生物學(xué)家們就這個(gè)問題展開了激烈的爭(zhēng)論。1907年，美國(guó)生物學(xué)家哈里森(Harrison)從蝌蚪的脊索中分離出神經(jīng)組織，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培養(yǎng)。蝌蚪的神

2、經(jīng)組織存活了好幾周，并且從神經(jīng)細(xì)胞中長(zhǎng)出了神經(jīng)纖維。哈里森的實(shí)驗(yàn)不僅解決了神經(jīng)纖維的起源問題，而且開創(chuàng)了動(dòng)物組織培養(yǎng)的先河。此后，在許多科學(xué)家的不懈努力下，動(dòng)物組織培養(yǎng)不斷改進(jìn)并逐漸發(fā)展成為動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。,用培養(yǎng)的人細(xì)胞構(gòu)建的人造皮膚,2、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念：,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物有機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖.,3、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程：,取材：動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的 器官或組織。,原代培養(yǎng),傳代培養(yǎng),細(xì)胞株,細(xì)胞系,過程：,相關(guān)概念:,原代培養(yǎng)：從機(jī)體取出后立即培養(yǎng)的細(xì)胞為原代細(xì)胞。培養(yǎng)的第1代細(xì)胞與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞稱為原

3、代細(xì)胞培養(yǎng)。 傳代培養(yǎng)：將原代細(xì)胞從培養(yǎng)瓶中取出，配制成細(xì)胞懸浮液，分裝到兩個(gè)或兩個(gè)以上的培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)，稱為傳代培養(yǎng)。 細(xì)胞株：原代細(xì)胞一般傳至10代左右細(xì)胞生長(zhǎng)停滯，大部 分細(xì)胞衰老死亡，少數(shù)細(xì)胞存活到40-50代，這種傳代細(xì)胞為細(xì)胞株。 細(xì)胞系：細(xì)胞株傳代至50代后又出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯狀態(tài)，只有部分細(xì)胞由于遺傳物質(zhì)的改變，使其在培養(yǎng)條件下可以無限制傳代，這種傳代細(xì)胞為細(xì)胞系。 細(xì)胞株和細(xì)胞系的區(qū)別： 細(xì)胞系的遺傳物質(zhì)改變，具有癌細(xì)胞的特點(diǎn)，失去接觸抑制，容易傳代培養(yǎng)。,動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過程,幼齡動(dòng)物,取動(dòng)物器官 和組織,剪碎組織,胰蛋白酶處理,細(xì)胞培養(yǎng),單個(gè)細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是其他動(dòng)物

4、細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ),在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，為什么要用胰蛋白酶對(duì)取出的動(dòng)物組織進(jìn)行處理,胰蛋白酶處理動(dòng)物組織，可以使動(dòng)物組織細(xì)胞間的膠原纖維和細(xì)胞外的其他成分酶解，獲得單個(gè)細(xì)胞。,？,4.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件:,(1).無菌無毒的環(huán)境 (2).營(yíng)養(yǎng) (3).溫度和pH (4).氣體環(huán)境,5.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用:,(1).蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn) 如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體 (2).健康細(xì)胞培養(yǎng) 培養(yǎng)健康細(xì)胞用于燒傷病人皮膚移植 (3).細(xì)胞的生理、藥理、病理研究,6.植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較,思考：,2、為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料？,1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的

5、主要成分是什么？較植物組培培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？,3、為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？,4、動(dòng)物細(xì)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(gè)體？,主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等。獨(dú)特之處有：1、液體培養(yǎng)基 2、成分中有動(dòng)物血清等,因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng),成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細(xì)胞懸浮液利于培養(yǎng),不能，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動(dòng)物個(gè)體,思考下列問題：,1、什么叫動(dòng)物細(xì)胞融合？植物體雜交技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞融合有什么不同呢？ 2、動(dòng)物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？這與它們雜交或融合過程有什么影響？ 3、動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)

6、體融合的基本原理是否相同？?jī)烧叩娜诤线^程是否也一樣？,(二)、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體,1、動(dòng)物細(xì)胞融合,細(xì)胞融合是正常的生命活動(dòng),兩個(gè)細(xì)胞正在融合,受精作用,動(dòng)物細(xì)胞融合,動(dòng)物細(xì)胞融合,細(xì)胞A,細(xì)胞B,雜種細(xì)胞,滅活的病毒,物理法 化學(xué)法,仙臺(tái)病毒 皰疹病毒 新城雞瘟病毒,用滅活的病毒誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合過程,細(xì)胞融合與融合誘導(dǎo)細(xì)胞融合物質(zhì)：,誘導(dǎo)劑：仙臺(tái)病毒、聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合的仙臺(tái)病毒必須滅活。 思考討論：為什么細(xì)胞融合過程中使用的病毒需要滅活？不滅活行嗎？,因?yàn)闇缁畹牟《灸苁辜?xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂 質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合，不滅 活的話會(huì)感染細(xì)胞，而不能誘導(dǎo)細(xì)胞融合。,

7、細(xì)胞融合技術(shù)應(yīng)用于哪些方面？,細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)及制備單克隆抗體。,2、單克隆抗體,什么是抗體？ 抗體是機(jī)體受抗原刺激后產(chǎn)生的、并能與該抗原發(fā)生特異性結(jié)合的具有免疫功能的球蛋白。 B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體。,B淋巴細(xì)胞與抗體的關(guān)系：,、B淋巴細(xì)胞受抗原刺激后，可以產(chǎn)生抗體。 、動(dòng)物體內(nèi)的B淋巴細(xì)胞可以產(chǎn)生百萬種以上的抗體，每種抗體對(duì)特定的抗原具有特異性免疫作用。 、每一個(gè)淋巴細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體。,所以傳統(tǒng)的抗體的生產(chǎn)方法及缺陷是什么？ 怎樣解決這個(gè)問題？,單克隆抗體,由單個(gè)B淋巴細(xì)胞經(jīng)過無性繁殖（克隆），形成基因型相同的細(xì)胞群，這一細(xì)胞群所產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體稱為單克隆抗體。 特

8、點(diǎn)： 特異性強(qiáng)、靈敏度高,如何大量生產(chǎn)單克隆抗體？,利用淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體的功能 利用腫瘤細(xì)胞無限增殖的特性 利用細(xì)胞融合的技術(shù)將兩種細(xì)胞融合獲得具有淋巴細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞特性的雜交瘤細(xì)胞 利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)大量培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞,如何篩選？,融合方式？,單克隆抗體制備過程,細(xì)胞融合、篩選,足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群,單克隆抗體,單克隆抗體制備過程,思考：,1、本過程利用了哪些原理？,免疫原理，細(xì)胞融合原理和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)原理,2、為什么選用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B細(xì)胞融合？,這樣融合成的雜交瘤細(xì)胞，繼承了雙親細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，不僅具有B細(xì)胞分泌抗體的能力，而且還有無限增殖的本領(lǐng)，因而可以獲得大量單克隆

9、抗體,單克隆抗體的應(yīng)用,與常規(guī)抗體相比，單克隆抗體產(chǎn)量高，特異性強(qiáng)，靈敏度高，優(yōu)越性十分明顯。,應(yīng)用主要有：,1、臨床診斷,2、作為載體，運(yùn)載抗癌藥物，形成“生物導(dǎo)彈”治療腫瘤,資料：目前世界各國(guó)已經(jīng)研制出數(shù)以百計(jì)的單克隆抗體。許多缺乏良好診斷手段的傳染病、免疫性疾病、血液病、內(nèi)分泌疾病和遺傳病，用單克隆抗體作為診斷手段，是一個(gè)必然趨勢(shì)。另外，用單克隆抗體做體內(nèi)診斷，借以鑒別和定位體內(nèi)“病灶”也引起人們的注意，目前，主要用于腫瘤追蹤及心肌梗塞的診斷。,植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較,小結(jié)：,兩個(gè)過程,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程,單克隆抗體制備過程,三個(gè)“一”,一個(gè)誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法滅活病毒,一個(gè)新

10、細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞,一個(gè)優(yōu)勢(shì)單克隆抗體特異性 強(qiáng)、靈敏度高的優(yōu)勢(shì),1.動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)是：（） A動(dòng)物細(xì)胞融合 B胚胎移植 C動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) D核移植,課堂訓(xùn)練,在動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中，正確的是（） A結(jié)果是相同的 B雜種細(xì)胞的形成過程基本相同 C操作過程中酶的作用相同 D誘導(dǎo)融合的手段相同,. 單克隆抗體制備過程中，骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞 誘導(dǎo)融合后，要用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞， 在這種培養(yǎng)基上不能存活增殖的細(xì)胞是（ ） 淋巴細(xì)胞 小鼠骨髓瘤細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞自身融合細(xì)胞 小鼠骨髓瘤細(xì)胞自身融合細(xì)胞 雜交瘤細(xì)胞 A B C D,C,4、下圖為某同學(xué)根據(jù)雜交瘤技術(shù)的方法，設(shè)計(jì)的生產(chǎn)破傷風(fēng)桿菌的實(shí)驗(yàn)方案,制備單克隆抗體,B細(xì)胞,抗體,細(xì)胞融合,滅活病毒,雙親細(xì)胞,分泌抗體,無限增殖,原代,傳代,50,附錄： 動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物,動(dòng)物核移植是將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核,移如入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中.使