動物細胞培養和核移植技術,課件郵箱：hsy09ji密碼：hy091214,專題2動物細胞工程,1,動物細胞培養,動物細胞融合,生產單克隆抗體,動物細胞核移植,動物細胞工程常用技術,其中動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎,2,動物細胞培養和核移植技術,3,動物細胞培養概念：,動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織,將它分散成單個細胞,然后,放在適宜的培養基中,讓這些細胞生長和增殖。,4,1、動物細胞培養過程,動物胚胎或幼齡動物的組織、器官,細胞懸浮液,胰蛋白酶,10代細胞,原代培養,傳代培養,無限傳代,單個細胞,加培養液,動物組織細胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質，將細胞網絡起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。,（水解彈性纖維）,5,1.動物細胞的培養過程,幼齡動物,取動物器官和組織,剪碎組織,胰蛋白酶處理,細胞培養,單個細胞,動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎,6,思考討論：在動物細胞培養過程中，為什么要用胰蛋白酶對取出的動物組織進行處理？,胰蛋白酶處理動物組織，可以使動物組織細胞間的膠原纖維和細胞外的其他成分酶解，獲得單個細胞。,7,有關概念:,原代培養：指將要培養的動物細胞取出后,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浮液，再將該懸浮液放入培養瓶中培養。,傳代培養：將原代細胞從培養瓶中取出，配制成細胞懸浮液，分裝到兩個或兩個以上的培養瓶中繼續培養，稱為傳代培養。,8,細胞株：原代細胞一般傳至10代左右細胞生長停滯，大部分細胞衰老死亡，少數細胞存活到4050代，這種傳代細胞為細胞株。,細胞系：細胞株傳代至50代后又出現細胞生長停滯狀態，只有部分細胞由于遺傳物質的改變，使其在培養條件下可以無限制傳代，這種傳代細胞為細胞系。,細胞株和細胞系的區別：細胞系的遺傳物質改變，具有癌細胞的特點，失去接觸抑制，容易傳代培養。,9,如何界定原代培養和傳代培養；細胞株和細胞系？,遺傳物質改變,貼壁生長細胞分裂生長到相互接觸時就停止分裂增殖的現象叫接觸抑制,10,2.動物細胞培養條件：,1、無菌、無毒的環境（添加一定量的抗生素，定期更換培養液）2、營養（葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、動物血清等。）3、溫度和PH36.5+（-）0.5度,7.2-7.44、氣體環境：O2和CO2（95%空氣和5%CO2）,保證細胞順利的生長增殖,11,3.動物細胞培養技術的應用,1.蛋白質生物制品的生產如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體2.健康細胞培養培養健康細胞用于燒傷病人皮膚移植3.細胞的生理、藥理、病理研究,12,思考：,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材料？,1、動物細胞培養液的主要成分是什么？較植物組培培養基有何獨特之處？,、動物細胞培養能否像綠色植物組織培養那樣最終培養成新個體？,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：液體培養基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,不能，動物細胞培養只能使細胞數目增多，不能發育成新的動物個體,13,動物細胞培養液的主要成分：,葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等。,與植物培養基相比其特點是：,（1）液體培養基,（2）含有動物血清,動物體細胞大都生活在液體的環境,14,細胞的全能性,細胞增殖,植物組織培養和動物細胞培養的比較,固體培養基,液體培養基,蔗糖植物激素,葡萄糖動物血清,植物體,細胞株、細胞系,快速繁殖、培育無病毒植株,獲得細胞或細胞分泌蛋白,15,既然動物體細胞核仍具有全能性，為什么不能直接利用動物體細胞培育動物體？,想一想,利用動物體細胞核移植技術,動物細胞的全能性會隨著動物細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變弱。,怎樣才能使動物體細胞表現出全能性呢？,16,二、動物體細胞核移植技術和克隆動物,動物核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中。使其重組并發育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發育為動物個體。,克隆動物,用核移植方法得到的動物,1、動物核移植：,17,無性生殖,2、為什么不是取供體細胞核進行核移植操作，而是直接將供體細胞整個注入去核卵母細胞中？,保證供核不被破壞，使所得個體的性狀更符合供體。,想一想,1、受體細胞為什么選用卵母細胞？,卵母細胞體積大，易操作，而且含有促使細胞核表達全能性的某種物質和營養物質。,2.體細胞核移植的過程,18,P49討論：,為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞，在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質去掉或將其破壞。,1.在體細胞的細胞核移植到受體卵母細胞之前，為什么必須先去掉受體卵母細胞的核？,2.用于核移植的供體細胞一般都選用傳代10代以內的細胞，想一想，這是為什么？,培養的動物細胞一般當傳代至1050代左右時，部分細胞核型可能會發生變化，其細胞遺傳物質可能會發生突變，而10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型。因此，在體細胞核移植中，為了保證供體細胞正常的遺傳基礎，通常采用傳代10代以內的細胞。,19,供體細胞（供核）,細胞培養,體細胞,卵巢卵母細胞（M中期：供質）,去核,無核卵母細胞,注入,細胞融合,重組細胞,構建重組胚胎,胚胎移植,代孕母體,生出與供體奶牛遺傳基礎相同的犢牛,歸納:1.共分成兩大階段：核移植和胚胎移植2.取卵細胞作受體細胞的原因是:它是最大的細胞,易操作,它發育可直接表達性狀3.嚴格來說新個體有卵巢母細胞的細胞質所以有兩個親本的性狀,核移植過程,20,2.體細胞核移植技術的應用前景,1、在畜牧業中可以加速家畜遺傳改良的進程.,2、保護瀕危物種.,3、醫藥衛生領域生產醫用蛋白質及組織器官的移植.,21,克隆動物的研究意義,1.克隆動物作為生物反應器，生產醫用蛋白2.改良動物品種3.治療人類疾病，作為供體4.保護瀕危動物,22,3.體細胞核移植技術存在的問題,許多克隆動物表現出遺傳和生理缺陷，如體型過大，異常肥胖，發育困難，免疫失調等。成功率非常低及克隆動物食品的安全性問題。,23,體細胞核移植技術存在的問題,許多克隆動物表現出遺傳和生理缺陷，如體型大，異常肥胖，發育困難，臟器缺陷，免疫失調等。在研究方面，克隆動物基因組重新編程的機制尚不清楚，克隆技術效率低，克隆動物畸形率高、死亡率高、易出現早衰等問題。這些問題尚在研究中。在應用上，生產克隆動物費用昂貴，距大規模應用還有一定距離。,24,1、在動物細胞培養過程中遺傳物質發生改變的細胞是A細胞系B細胞株C原代細胞D傳代細胞,2、動物細胞工程技術的基礎是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,A,D,25,3、用于動物細胞培養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,26,4.動物細胞培養與植物細胞培養的重要區別在于A.培養基不同；B.動物細胞培養不需要在無菌條件下進行；C.動物細胞可以傳代培養，而植物細胞不能；D.動物細胞能夠大量培養，而植物細胞只能培養成植株。,A,27,1.動物細胞培養要經過脫分化嗎？為什么？2.體細胞核移植方法生產的克隆動物是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎？為什么？,課堂反饋,克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵母細胞。所以，用教材中所述的方法克隆的動物不是供核動物完全相同的復制。此外，即便動物的遺傳基礎完全相同，但動物的一些行為、習性的形成與所處環境有很大關系，核供體動物生活的環境與克隆動物所生活的環境不會完全相同，其形成的行為、習性也不可能和核供體動物完全相同，從這一角度看，克隆動物不會是核供體動物100%的復制。,動物細胞的培養有各種用途，一般而言，動物細胞培養不需經過脫分化過程。因高度分化的動物細胞發育潛能變窄，失去了發育成完整個體的能力，所以，動物細胞也就沒有類似植物組織或細胞培養時的脫