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动物细胞工程常用的技术手段(u用)
提 问
1.其由何种细胞产生?
?
2.主要分布在哪里?
3.如何得到抗体?
思考
人们获得抗体的传统方法是?
将抗原注入动物体,然后从动物血清中提取抗体
这种方法的缺点是什么?
效率低,产量有限,纯度低,动物抗体注入人体可能产生严重的过 敏反应。
运用已学知识,设想怎样获得单一类型的抗体? 能否用单个B淋巴细胞通过克隆形成的细胞群来产生单一类型的 抗体呢?
5.动物细胞培养技术的应用:
1.蛋白质生物制品的生产 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体 2.应用于基因工程
主要用于作为受体细胞
3.检测有毒物质,判断某种物质的毒性 4.用于细胞的生理、药理、病理研究
为治疗和预防疾病提供理论依据 如用于筛选抗癌药物
动物细胞特点? 分化潜能变窄:随着细胞分化程度的提高而逐 渐受到限制,分化潜能变窄,这是指整体细胞而 言。 细胞核仍具有全能性:细胞核,它含有保持物 种遗传性所需的全套基因,而且并没有因细胞分 化而丢失基因,因此高度分化细胞的细胞核仍具 有全能性
细胞增殖。 问题8、动物细胞培养的原理:
问题9、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常在10代 以内,为什么?
10代以内的细胞遗传物质不改变,保持正常二倍体核型。
问题10、为什么对动物细胞进行培养时通常要添加 血清? 血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素等, 其中蛋白质为白蛋白和球蛋白;氨基酸有多种,是 细胞合成蛋白质的基本成分,有些氨基酸动物细胞 不能合成,必须由培养液提供;血清激素有胰岛素、 生长激素等及多种生长因子;还含有许多未知的促 进细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质。因 此,细胞培养要保证细胞能顺利生长和繁殖,一般 要添加10%----20%的血清。
3、单克隆抗体的优点: 特异性强,灵敏度高,可大量制备。 4、单克隆抗体的应用
作为诊断试剂:在临床生化诊断、病理组织定位、体内肿瘤的定
(CO2维持培养液的PH。)
动物细胞培养液的主要特点:
动物体细胞大都生 活在液体的环境
(1)液体培养基
与植物培养基相比其特点是: (2)含有动物血清
植物细胞和动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质 培养基特有成分
细胞的全能性 固体培养基 蔗糖、植物激素
细胞增殖 液体培养基 葡萄糖、动物 血清
7.体细胞核移植技术存在的问题
看书P49-50页
胚胎移植-动物幼体产出 克隆动物存在着健康问题
概率<10%
克隆动物的食品安全性问题存在争议
一、动物细胞融合 细胞杂交
1、定义:指用两个或多个动物细胞 融合成一个细胞的过程。
◆杂交细胞:融合后形成的具
有原来两个或多个细胞遗传 信息的单核细胞成为杂交细 胞。 2、原理、方法:
保留融合活性 (诱导细胞融合) 细胞融合、形成杂种细胞
思考讨论:为什么细胞融合过程中使用的 病毒需要灭活?不灭活行吗?
因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂 质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合,不灭 活的话会感染细胞,而不能诱导细胞融合。
4、动物细胞融合技术的应用
细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂 交成为可能。 发展起来的杂交瘤技术,制备单克隆抗体新途径。
细胞发生 突变(不 死性)
无限传代
动物细胞培养过程中几个重要的概念
■细胞贴壁:在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称 为细胞贴壁。
■培养瓶或培养皿壁要求:表面光滑、无毒、易于帖附。
接触抑制
■当贴壁细胞分裂生 长到表面相互接触时, 细胞就会停止分裂增 殖,这种现象称为细 胞的接触抑制。
动物细胞培养特点:贴壁生长、接触抑制:
胚胎或幼龄动物器官组织
增殖能力强,分裂旺盛,分化 程度低,容易培养 剪碎
取出组织
原 代 培 养
胰蛋白酶处理
单个细胞
去掉组织间 蛋白
加培养液
细胞悬液
转入培养瓶内培养
过程:
健康动物的组织
剪碎 胰蛋白酶
单个细胞
加培养液
细胞悬浮液装瓶培养
贴壁生长、 接触抑制
部分细胞细 胞核型变化
分瓶
原代培养
10代细胞 传代培 50代细胞
培养结果
培养目的
植物体
快速繁殖、培育 无病毒植株等
细胞群
获得细胞或细 胞产物
问题1:、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?
因为其细胞生命力旺盛,分裂能力强,分化程度低。
问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?
扩大细胞与培养液的接触面积,利与细胞吸收营养。
问题3:为什么用胰蛋白酶处理?
总结:动物细胞培 养过程
为什么用胰蛋白酶处理?
动物胚胎或幼龄动物 的组织、器官 单个细胞
剪碎用胰蛋白酶处理 加培养液稀释
培养特点:细胞贴壁、接触 配置细胞悬液 抑制 转入培养瓶
传代10代以内,遗传物质不改变, 分瓶 保持正常二倍体核型。
原 代 培 养
传 代 培 养
传代10-50代左右,增长缓慢以 至于完全停止,部分细胞核型可 能发生变化(遗传物质可能改变) 40-50代细胞 继续传代培养少部分细胞获得不 死性,细胞突变,遗传物质已经 改变,等同于癌细胞。
10代细胞
无限传代
离体培养的细胞对 4、动物细胞培养条件 微生物和有毒物质 没有防御能力 1、无菌、无毒的环境 (添加一定量的抗生素,定期更换培养液) 保证细胞顺利 2、营养 的生长增殖 (葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血 清、微量元素等) 3、温度和PH 温度36.5+0.5度,pH7.2~7.4 能否用胃蛋白酶 4、气体环境 代替胰蛋白酶? O2和CO2(95%空气和5% CO2 )
回顾:
植物细胞工程常用的技术手段有哪些?
植物组织培养 植物体细胞杂交
动物细胞工程常用的技术手段:
1.动物细胞培养 3.单克隆抗体 5.核移植 2.动物细胞融合 4.胚胎移植
专题2 细胞工程
2.2 动物细胞工程
大面积烧伤怎么办?
专题2 细胞工程
2.2 动物细胞工程 2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
1、概念:化学性质单一、特异性强的抗体。
设计方案: 一个B淋巴细胞--只分泌一种特异性抗体
小鼠骨髓瘤细胞--能无限增殖
杂种细胞
抗原 ?
2.制备过程:
效应 ? B细胞
诱导其融合的 方法有哪些?
经免疫的小鼠
提取
B淋巴细胞
小鼠骨髓瘤细胞
灭活的病毒等手段
杂交 细胞
用特定的选 择性培养基
第一次筛选
杂交瘤细胞 第二次筛选 能产生特定抗体、培养条件 下能无限增殖的杂交瘤细胞
B淋巴细胞在体外不能无限增殖。
单克隆抗体的制备—极富创造性的方案
将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖能 力的骨髓瘤细胞融合在一起,形成杂交瘤细胞。杂交 瘤细胞既能在体外快速生长,又能持续分泌成分单一 的特异性抗体。这种单一类型的只针对某一特定抗原 决定簇的抗体分子,就是单克隆抗体。 米尔斯坦(阿根廷)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝 尔奖。
克隆动物:通过核移植实现
二、动物体细胞核移植技术和克隆动物
细胞核移植技术 1、定义: 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,这个新的胚胎最终发 育为动物个体. 2、原理: 动物细胞核具有全能性 3、分类: 胚胎核移植、体细胞核移植。
问题强化:
1)本过程利用了哪些原理? 免疫原理,细胞融合原理和动物细胞培养原理 2)为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合? 这样融合成的杂交瘤细胞,继承了双亲细胞的遗传物质, 不仅具有B细胞分泌抗体的能力,而且还有无限增殖的 本领,因而可以获得大量单克隆抗体 3)为何要进行两次筛选?
第1次筛选得到杂交瘤细胞(多种)。第2次筛选得 到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞群。
类似植物细胞工程
细胞融合是正常的生命活动
受精作用
两个细胞正在融合
动物 细胞 融合
3、诱导融合的方法
病毒颗粒黏 附细胞表面 化学法:聚乙二醇PEG诱导融合.
物理法:电激融合
生物法:灭活的病毒诱导融 细胞膜被 病毒颗粒穿通
合.(利用灭活仙台病毒是动物细
胞融合所特有的)
仙台病毒
(细胞膜具有一定的流动性) 细胞膜连接 丧失感染性 (不感染细胞)
问题5:用胰蛋白酶处理不会把所培养的细胞消化掉吗?
控制好时间!长时间处理当然会损伤细胞。
问题6、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? 主要成分:(葡萄糖、氨基酸)、(水、无机盐)、维 生素和动物血清等。独特之处有:1、液体培养基 2、 成分中有动物血清等 问题7、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? 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
动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质,胰 蛋白酶处理动物组织,可以使动物组织细胞间的蛋白质和 细胞外的其他成分酶解,获得单个细胞。
问题4:为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶?
动物细胞培养的最适PH值为7.2-7.4,胰蛋白酶作用的适 宜PH为7.2-8.4,胃蛋白酶适宜PH为2.胃蛋白酶在PH为 7.2-7.4的动物细胞培养中无活性。
归纳:
1.共分成两大阶段:核移植和胚胎移植 2.取卵母细胞作受体细胞的原因是:它是最大的细胞,易操作; 含有激发细胞核全能性的物质 3.严格来说新个体有卵母细胞的细胞质所以有两个亲本的性状
6.体细胞核移植技术的应用前景
看书P49-50页
1)加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育 2)保护濒危物种,增加存活数量 3)克隆动物作为生物反应器,生产医用蛋白 4)可以作为异种移植的供体,可以用于组织 器官的移植