细胞研究方法和手段
三、细胞融合
定义(cell fusion)两个或多个细胞融合成一个细胞的现象。
类型:自发型、人工型、
人工融合的条件:
a.灭活病毒仙台病毒
b.化学试剂PEG
c.电融合(低压聚集成串,高压脉冲融合)
步骤:异核体细胞→杂种细胞。
Exercises
人 鼠 细 胞 杂 交 实 验
细胞融合的应用----单克隆抗体技术
三、体外DNA扩增法 (PCR)
聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)
链式反应? 方法: 1.反应液成分:PCR缓冲液、引物、dNTP、模板、水、
DNA聚合酶(Taq酶) PCR法优点:①倍增量大②反应时间短③灵敏度高 PCR进展:扩增长度:200~10Kbp ,方法增多。
1.差速离心法
原理:大小、形状分离
①1,000g,10分钟→细胞核或细胞。 ②8,000g,20分钟→线粒体、溶酶体、过 氧化物酶体。 ③15,000g,1小时→沉淀细胞膜。 ④100,000g,3小时→沉淀微粒体 ⑥150,000g →沉淀核糖体和病毒。
问题?
差速离心法分离不纯:某些慢沉降颗粒被裹到快沉降颗
→三胚层分化 外胚层成神经、表皮等。 中胚层发育为肌、骨等。 内胚层发育成消化道及肺的上皮等。
→组织→器官→系统→胚胎
①全能干细胞(totipotent stem cell):如受精卵、植物细
胞、动物初期卵裂细胞(人类八细胞期)能形成个体。 ②多能干细胞(pluripotent stem cell):如:胚胎干细胞、 能形成多种细胞和器官。 胚胎干细胞(embryo stem cell)指囊胚内细胞团, 成体干细胞几乎存在于所有组织如:骨髓、外周血、骨骼 肌、肝、胰、角膜、视网膜、牙髓等 ③单能干细胞:成体干细胞能,能形成少数几种细胞和组织。
a.离心法:按大小、密度离心分离。 b.吸附法:
材料粘附分离法:玻璃或塑料。 抗原抗体吸附分离法:抗原对抗体
c.流式细胞仪
流程:
荧光标记→分散细胞 →细胞单个通过→激光照射 →接受计算机识别
→充电→分选→收集
用途:
细 胞 群 类 型 、 细 胞 内 的 DNA 、 RNA、蛋白质的含量、 细胞的生命活动等
聚丙烯酰胺凝胶电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)分类:
普通PAGE、 SDS- PAGE、等电聚焦PAGE、双向PAGE。
①普通聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE) 原理:丙烯酰胺单体用甲叉丙烯酰胺在催化剂(过硫酸铵、
TEMED)交链成筛状物。
特点:复杂、贵、分离范围小、加样量大、分辨率高等。
②SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 原理:十二烷基硫酸钠(SDS )在还原剂二硫苏糖醇(DTT)
粒的沉降块中。
处理方法:将产物重悬→反复离心→可纯化。
2.速度沉降法 (区带离心法)
优点:不易扩散、分离效果好 方法:
管预铺密度梯度溶液(通常;蔗糖 5%~20%) →细胞匀浆液溶于稀盐溶 液→铺薄层→离心→细胞器呈区带 移动。
3.平衡沉降法
问题?
原理:密度与浮力分离 方法:氯化铯溶液与细胞匀浆混合→超
柱 层 析 分 离 原 理
柱层析分类:所选择的充填颗粒
离子交换层析、 凝胶过滤层析 亲和性层析、 疏水性层析 例1:离子交换层析:充填颗粒带有正电或负电。
例2:凝胶过滤层析:层析柱装满多孔性的凝胶颗粒。
三、蛋白质电泳法 原理:带电荷的分子在电场中的运动。
电泳分类:根据支持物分类:
琼脂糖凝胶电泳
离体时间与改变成正比。应该注意!
细胞培养
培养条件:无菌、营养物、刺激因子、温度、PH值等。
分类:原代培养、传代培养。 (一)原代培养: 狭义定义:培养1代细胞;广义定义:培养1~10代细胞。
过程:
①取材,年龄与材料 ②剪碎与过滤
③消化(胰蛋白酶、胶原酶)。
④后续处理(离心、清洗、接种、细胞分选)
生长状况:贴壁现象、接触抑制现象。
帮助下,SDS与蛋白质肽链结合成梭状,SDS的负电荷掩盖了 蛋白质的电荷,
梭状物只与肽链的分子量有关。
问题?
③等电聚焦电泳 原理:
蛋白质的氨基酸残基解离与是等电点(PI) 两性电解质(ampholyte)在电场中展开成PH梯度, 蛋白质在电场位置:PH> PI, 带正; PH< PI, 带负; PH= PI,不带电 。
(二)分类:
分类1:全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。 分类2:胚胎干细胞、成体干细胞 。
胚胎发育过程简介
精子与卵细胞结合→受精卵→桑椹胚(8-16细胞团)
→囊胚(32-64中空细胞团)
囊胚外层为滋养层细胞→胎盘 囊胚腔→羊膜腔
内细胞团→原肠胚(两胚层)→
囊胚→原肠胚(两胚层)→中胚层形成
优缺:射线灵敏度很高,? 定位检测法:放射性自显影法。
放射性自显影法:
步骤:
细胞脉冲标记→清洗未标记的同位素→制片→涂核子乳胶 →感光→显影→定影→根据银颗粒位置和数量推出细胞中标记 分子的分布和数量。
四、检测活细胞内部分子状态的方法
分类:微电极法、膜片钳记录法 微电极法:是尖端直径<1um的玻璃电极,刺入
1975年英国学者Milstein和Kohler发明。
方法:小鼠骨髓瘤细胞与小鼠B淋巴细胞(脾细胞免疫
过)用聚乙二醇融合。
融合后的杂交瘤细胞具有双亲特性:
一方面可分泌抗绵羊红细胞的抗体, 另一方面像瘤细胞一样,
无限增殖、分泌大量抗体。
四、干细胞培养
(一)干细胞定义:能长期的自我更新并能产生至
少一种高度分化的子代细胞的细胞。
10代内培养危机 细胞系的诞生
细胞系特点:遗传物质不变,有接触抑制现象,细胞特点 不变:如成纤维细胞仍分泌胶原。
40~50内的培养危机 连续细胞系(细胞株)的诞生, 或直接从肿瘤组织中培养出
细胞株特点:遗传物质改变 (染色体有亚二倍体等畸变), 无接触抑制现象,细胞特点改变:细胞已经转化 ★细胞克隆
一代细胞生长过程:贴壁期、潜伏期、指数增长期、平台期
类型:悬浮细胞,贴壁型。 形态:梭型、上皮型、球型、游走型。
生长状况:贴壁现象? 接触抑制现象? 形态:梭型、上皮型、球型、游走型?
生长状况:贴壁现象? 接触抑制现象? 形态:梭型、上皮型、球型、游走型?
(二)传代培养:
例:传代培养贴壁细胞和悬浮细胞传代的操作步骤
☆该法是唯一能即时研究膜单一蛋白分子功能的方法。
六、向细胞内导入分子的方法
分类:显微注射法、 电穿孔法、 脂质体 DEAE葡聚糖转染法、磷酸钙转染法。
①显微注射法:如:将DNA等注入ES细胞
①显微注射法 ②电穿孔法 ③脂质体
④电流
第五节 细胞内功能基因组学研究技术
引言:分子生物学技术越来越重要。主要对DNA的技术 方法分类:
内切酶切口分类:粘性末端或平头末端
①粘性末端切口产生5’端:EcoR Ⅰ ②粘性末端切口产生3’端:Kpn I ③平头末端切口:EcoR V
二、DNA电泳分离法
①琼脂糖凝胶电泳:操作简单,分辨率低,分离片断 大;琼脂糖浓度从0.6%~2.0%,分离DNA片段从0.1kb~ 20kb。 ②丙烯酰胺凝胶电泳:操作复杂,分辨率高,可分离 仅相差一个碱基的DNA片段,丙烯酰胺浓度5%~20%, 分离DNA500~10bp。
速和长时间离心→氯化铯溶液形成密度梯 度→细胞器向等密度移动形成区带→分离
优缺点:分离纯度,但仪器和费用贵。
比较差速离心法、速度沉降法、平衡沉降法的优缺点?
二、层析法分离蛋白质
原理:由于不同的组分在两种液面中的分配不同,而随着
液体的流动彼此分离的现象。
类型:以支持物的类型分
纸层析:(滤纸) 薄层层析:(纤维素或硅胶) 例:糖类、氨基酸分离等小分子物质 柱层析:(玻璃、塑料、不锈钢颗粒) 例: 分离蛋白质、糖类、核酸等大分子物质。
2.反应过程:
①模板DNA变性,95℃, 1’。 ②模板与引物复性,30~60 ℃ ③DNA合成 延伸、72℃ ④循环①②③步骤。35循环 ⑤反应总延ry)的定义:将一个基因组或表达基因组 的全部基因分散后插入载体中形成的克隆群称该基因 组的DNA或cDNA。第二节 细胞的分离和培养
一、细胞分选(cell sorting )
步骤:组织取材→细胞总分离→细胞类型分离
①组织取材:年龄小容易,肾、肌肉、肿瘤等。 ②细胞总分离: 剪碎组织→酶的消化(胰蛋白酶、胶原酶、EDTA)→过 滤→离心→悬浮→细胞悬液。
③细胞类型分离法:
分类:离心法、吸附法、流式细胞仪法、 激光捕捉显微切割技术。的作用:已知或未知基因的获得 、染色体
步移法作图、物种基因的档案等。
分子生物学名词:
酶切、连接、载体、宿主、克隆、转化、转染、cDNA cDNA(complementary DNA):在逆转录酶作用下以mRND为模板转
录的DNA。
宿主:能使重组DNA复制繁殖的生命体。
如细菌(大肠杆菌、DH5α)、酵母、昆虫细胞、哺育类细胞 (成纤维细胞)。
d.激光捕捉显微切割技术
原理:显微镜操作下,透明薄塑膜覆盖组织片→激光 精确切割→激光捕捉→溶膜获细胞。 优缺点:精密定位细胞,粗步、量少。
二、细胞培养(cell culture)
细胞培养≈组织培养 优点: ①细胞处理条件能严格控制,体内难。 ②细胞可大量、长期提供。 缺点:
离体后细胞失去与体液和神经体液的调节环境, 细胞间的相互作用消失。细胞的形态、活动和基因会 改变。
(三)干细胞培养实验方法:
①干细胞分离: ②干细胞培养: 培养液:DMEM、TCM-199、F-12等。 附加因子: 促生长因子 如FGF;抑制分化因子 如:LIF 补充方法: a.用滋养层细胞提供:有成纤维细胞,射线处理。 b.用滋养层细胞提取液。