學(xué)習(xí)要求細(xì)胞工程植物次生代謝產(chǎn)物植物組織培養(yǎng)單克隆抗體技術(shù)體細(xì)胞克隆干細(xì)胞研究中藥細(xì)胞工程專家講座第1頁引言上一章我們介紹了基因工程，它是在分子水平上對遺傳物質(zhì)DNA分子進(jìn)行操作，而細(xì)胞工程(cellengineering)是在細(xì)胞水平上研究、開發(fā)、利用各類生物細(xì)胞生物工程技術(shù)，它是當(dāng)代生物技術(shù)主要組成部分。中藥細(xì)胞工程專家講座第2頁第一節(jié)細(xì)胞工程基礎(chǔ)一、細(xì)胞工程概念以生物細(xì)胞為基本單位，按照人們需要和設(shè)計(jì)，在離體條件下進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖或人為精細(xì)操作，使細(xì)胞一些生物學(xué)特征按人們意愿發(fā)展或改變，從而改良品種或創(chuàng)造新種、加速繁育生物個體、取得有用物質(zhì)過程統(tǒng)稱為細(xì)胞工程。當(dāng)前，細(xì)胞工程主要工作領(lǐng)域包含：①動、植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)；②體細(xì)胞雜交；③細(xì)胞代謝物生產(chǎn)；④細(xì)胞拆合與克隆等。中藥細(xì)胞工程專家講座第3頁二、細(xì)胞工程基礎(chǔ)知識體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交(somaticcellcrossbreeding)又稱細(xì)胞融合，它是指在一定條件下，利用化學(xué)或物理方法，使不一樣起源體細(xì)胞原生質(zhì)體結(jié)合并增生或形成新生物體過程。細(xì)胞核移植細(xì)胞核移植是細(xì)胞工程中細(xì)胞拆合主要內(nèi)容之一，它通常是借助顯微操作儀，在顯微條件下用微吸管把一個細(xì)胞中細(xì)胞核吸出直接移入到另一個去核細(xì)胞中，培養(yǎng)發(fā)育成無性繁殖系。中藥細(xì)胞工程專家講座第4頁顯微操作儀中藥細(xì)胞工程專家講座第5頁細(xì)胞器移植1．葉綠體移植葉綠體是植物細(xì)胞所特有能量轉(zhuǎn)換細(xì)胞器，其主要功效是進(jìn)行光合作用。假如把高光效作物(如玉米、高粱)葉綠體移植到低光效作物(如小麥、水稻等)原生質(zhì)體中，就能提升其光合效率，從而到達(dá)增產(chǎn)目標(biāo)。2．線粒體移植線粒體是動植物細(xì)胞中普遍存在一個半自主細(xì)胞器，是呼吸作用中心，它在生物能量轉(zhuǎn)化中起主要作用，同時也與一些性狀遺傳有直接關(guān)系。線粒體轉(zhuǎn)移，能夠傳遞遺傳信息，改變受體細(xì)胞一些遺傳特征，如抗藥性、雄性不育特征等。中藥細(xì)胞工程專家講座第6頁4.植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)(tissuecultureofplant)技術(shù)即把植物細(xì)胞、組織或器官等在無菌條件下植入到培養(yǎng)基上，使其在人工控制條件下進(jìn)行生長和發(fā)育技術(shù)。中藥細(xì)胞工程專家講座第7頁5.細(xì)胞克隆技術(shù)在生物學(xué)術(shù)語里，克隆是指從同一個細(xì)胞或個體以無性繁殖方式產(chǎn)生一群細(xì)胞或一群個體，在不發(fā)生突變情況下，含有完全相同遺傳性狀，常稱無性繁殖(細(xì)胞)系；其動詞指在生物體外用重組技術(shù)將特定基因插入載體分子中，即分子克隆技術(shù)。克隆本質(zhì)特征是生物個體在遺傳組成上完全一致性；中藥細(xì)胞工程專家講座第8頁三、細(xì)胞工程基本操作技術(shù)無菌操作技術(shù)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)中藥細(xì)胞工程專家講座第9頁洗滌室滅菌室配制室無菌操作室培養(yǎng)室判定室馴化移植室1、植物細(xì)胞工程試驗(yàn)室組成中藥細(xì)胞工程專家講座第10頁2、基本設(shè)備玻璃器皿和器械無菌操作設(shè)備培養(yǎng)設(shè)備其它設(shè)備中藥細(xì)胞工程專家講座第11頁中藥細(xì)胞工程專家講座第12頁中藥細(xì)胞工程專家講座第13頁中藥細(xì)胞工程專家講座第14頁中藥細(xì)胞工程專家講座第15頁二、無菌操作1、各種滅菌方法及其適用范圍加壓蒸汽滅菌法最慣用方法，是把待滅菌物品放在一個可密閉加壓蒸汽滅菌鍋中進(jìn)行。在每平方厘米為一個大氣壓(即15磅時)壓力下，溫度可達(dá)120℃,普通只要連續(xù)15—20分鐘后，就可殺死一切微生物營養(yǎng)體和它們各種孢子。因?yàn)榧訅赫羝麥缇墙?jīng)過提升蒸汽壓力而使其升高溫度以殺死微生物，所以，該法只有當(dāng)滅菌鍋內(nèi)空氣完全排盡后才能到達(dá)最正確效果。中藥細(xì)胞工程專家講座第16頁B干熱滅菌法是在可保持恒溫電烘箱中進(jìn)行，又稱熱空氣滅菌；它適合用于各種耐熱玻璃空器皿(如培養(yǎng)皿、吸管等)和一些其它物品(如石蠟油)滅菌，普通在160℃溫度下，連續(xù)一個小時，就可到達(dá)滅菌目標(biāo)。C過濾滅菌法是指將帶菌液體或氣體經(jīng)過一個稱作濾器裝置，位雜菌受到機(jī)械阻力而留在濾板上，從而到達(dá)除菌目標(biāo)。此法慣用于不宜作濕熱滅菌培養(yǎng)液除菌。中藥細(xì)胞工程專家講座第17頁其它滅菌方法D熏蒸滅菌法E藥劑滅菌法F灼燒滅菌法G照射滅菌法中藥細(xì)胞工程專家講座第18頁A清洗玻璃器皿清洗試驗(yàn)材料清洗B滅菌※培養(yǎng)材料滅菌以藥劑滅菌法為主主要考慮：藥劑滅菌效果、材料對藥劑耐受力2、無菌操作過程中藥細(xì)胞工程專家講座第19頁中藥細(xì)胞工程專家講座第20頁中藥細(xì)胞工程專家講座第21頁※培養(yǎng)基滅菌高壓蒸汽滅菌過濾滅菌C接種經(jīng)過表面滅菌材料，按不一樣要求，經(jīng)過剪切、整理后，移植到培養(yǎng)基上培養(yǎng)過程。中藥細(xì)胞工程專家講座第22頁1、培養(yǎng)基組成

無機(jī)營養(yǎng)：大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、Cu等有機(jī)營養(yǎng)：碳源：蔗糖、葡萄糖、果糖氮源：氨基酸類、酰胺類活性物質(zhì)：煙酸、肌醇、生物素等植物激素：生長素類：IAA、NAA、IBA等細(xì)胞分裂素類：激動素、玉米素等其它類：赤霉素、脫落酸、乙烯附加物類：瓊脂、椰乳、水解蛋白等三、培養(yǎng)基組成及母液配制中藥細(xì)胞工程專家講座第23頁2、培養(yǎng)基母液配制配制培養(yǎng)基前，為了使用方便和用量準(zhǔn)確，常將大量元素、微量元素、鐵鹽、有機(jī)物類和激素類分別配制成比培養(yǎng)基濃度大若干倍母液。當(dāng)配制培養(yǎng)基時，只需按預(yù)先計(jì)算好量吸收母液稀釋即可。母液應(yīng)保留在冰箱中備用，保留時間不可過長，當(dāng)母液出現(xiàn)沉淀或霉菌團(tuán)時，則不能使用。中藥細(xì)胞工程專家講座第24頁第二節(jié)植物細(xì)胞工程以植物細(xì)胞為基本單位在離體條件下進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖或人為精細(xì)操作，使細(xì)胞一些生物學(xué)特征按人們意愿發(fā)生改變，從而改良品種或創(chuàng)造品種、或加速繁育植物個體或獲取有用物質(zhì)過程統(tǒng)稱為植物細(xì)胞工程。它研究內(nèi)容主要包含細(xì)胞和組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合及細(xì)胞拆合等方面。主要介紹植物細(xì)胞培養(yǎng)和次生代謝物生產(chǎn)中藥細(xì)胞工程專家講座第25頁植物細(xì)胞培養(yǎng)和次生代謝物生產(chǎn)植物次生代謝物質(zhì)是天然藥品主要起源植物細(xì)胞大量培養(yǎng)是利用植物細(xì)胞體系,經(jīng)過當(dāng)代生物工程伎倆進(jìn)行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),以取得各種產(chǎn)品一門新興跨學(xué)科技術(shù)。中藥細(xì)胞工程專家講座第26頁首次提出從植物細(xì)胞培養(yǎng)物中合整天然藥品是1956年美國Routier和Nickell,1967年Kaul和Staba采取多升發(fā)酵罐對小阿米(Ammivisnaga)進(jìn)行了細(xì)胞大量培養(yǎng)研究,并首次用此方法得到了藥用成份呋喃色酮(Visnagin)。中藥細(xì)胞工程專家講座第27頁七八十年代,植物組織培養(yǎng)、植物原生質(zhì)體培養(yǎng)等各種植物培養(yǎng)技術(shù)與植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)共同發(fā)展,在培養(yǎng)基配方、環(huán)境條件控制、懸浮培養(yǎng)技術(shù)等研究方面相互借鑒、相互促進(jìn);而大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)方面,得益于微生物發(fā)酵技術(shù)飛速發(fā)展,各種各樣反應(yīng)器如氣升式、氣泡柱式、模式等反應(yīng)器相繼得到應(yīng)用,使得植物細(xì)胞大量培養(yǎng)研究快速得到借鑒發(fā)展。中藥細(xì)胞工程專家講座第28頁這些年來植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)主要致力于高產(chǎn)細(xì)胞株選育方法、懸浮培養(yǎng)技術(shù)、多級培養(yǎng)和固定化細(xì)胞技術(shù)、培養(yǎng)工藝優(yōu)化控制、生物反應(yīng)器研制、下游純化技術(shù)等方面研究,并取得了較大進(jìn)展。近幾年有些技術(shù)用于植物細(xì)胞培養(yǎng)對提升產(chǎn)物含量,降低成本有一定作用。這些技術(shù)有:中藥細(xì)胞工程專家講座第29頁(1)發(fā)狀根培養(yǎng)技術(shù)和冠癭組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。發(fā)狀根和冠癭組織在離體培養(yǎng)時都含有激素自主、增殖較常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)快、次生代謝物含量普通比懸浮培養(yǎng)細(xì)胞高、且能合成一些懸浮培養(yǎng)細(xì)胞不能合成次生代謝物以及能引入外源基因表示等特點(diǎn),從而引發(fā)人們利用它們生產(chǎn)藥用次生代謝物重視。如利用桔味薄荷(Menthacitrata)冠癭細(xì)胞生產(chǎn)萜烯,洋地黃(Digitalis)冠癭細(xì)胞生產(chǎn)強(qiáng)心甙，丹參冠癭細(xì)胞生產(chǎn)丹參酮,長春花冠癭細(xì)胞生產(chǎn)吲哚生物堿,人參發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂甙,長春花發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)長春堿,青蒿發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素,蘿芙木發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)生物堿等等。中藥細(xì)胞工程專家講座第30頁(2)兩相培養(yǎng)技術(shù)。兩相培養(yǎng)技術(shù)是在培養(yǎng)體系中加入水溶性或脂溶性有機(jī)物,或者是含有吸附作用多聚化合物(如大孔樹脂等),使培養(yǎng)體系形成上下兩相,細(xì)胞在水相中生長與合成次生物質(zhì),然后分泌出來轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中。這么不但降低了產(chǎn)物反饋抑制作用,使產(chǎn)物含量提升,而且經(jīng)過有機(jī)相不停回收及循環(huán)使用,有可能實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng),使成本降低。不少植物培養(yǎng)細(xì)胞已成功地建立了兩相培養(yǎng)系統(tǒng),如Payne等在培養(yǎng)長春花細(xì)胞中加入XAD-7大孔吸附樹脂,能夠使吲哚生物堿含量提升;在培養(yǎng)花菱草懸浮細(xì)胞中加入一個液體硅膠,可使血根堿含量大大提升。中藥細(xì)胞工程專家講座第31頁大規(guī)模植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)經(jīng)過幾十年努力研究,已取得很大進(jìn)展,有些藥用植物種類已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),如從希臘毛地黃細(xì)胞培養(yǎng)物經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)地高辛、從日本黃連細(xì)胞培養(yǎng)物中生產(chǎn)黃連堿、從人參根細(xì)胞中生產(chǎn)人參皂甙等;相當(dāng)種類藥用植物細(xì)胞大量培養(yǎng)已到達(dá)中試水平,如長春花生產(chǎn)吲哚生物堿、丹參生產(chǎn)丹參酮、青蒿生產(chǎn)青蒿素、紅豆杉生產(chǎn)紫杉醇、紫草生產(chǎn)萘醌、三七生產(chǎn)皂甙等等。中藥細(xì)胞工程專家講座第32頁當(dāng)前大多數(shù)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)藥品距商業(yè)化生產(chǎn)還有一定差距,主要是因?yàn)?(1)植物細(xì)胞生長周期長,易污染(2)植物細(xì)胞對生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)裝置要求較高(3)高產(chǎn)細(xì)胞株較難取得。當(dāng)前據(jù)報(bào)道只有20各種植物細(xì)胞培養(yǎng)物,其次生產(chǎn)物含量超出原植物,原因被認(rèn)為是培養(yǎng)細(xì)胞形態(tài)分化受到抑制,而大多數(shù)次生產(chǎn)物要在分化了細(xì)胞中產(chǎn)生。中藥細(xì)胞工程專家講座第33頁因?yàn)橐陨蠁栴},加上與之相比,直接提取法成本很低,所以在很大程度上限制了大規(guī)模植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)藥品走上商業(yè)化生產(chǎn)步伐。不過,對一些不易栽培、稀少、不能或難以化學(xué)合成、有很高應(yīng)用價值藥品,如紫杉醇,用這種方法開展研究進(jìn)行生產(chǎn)還是很有商業(yè)價值,而且從久遠(yuǎn)和環(huán)境保護(hù)角度看,它應(yīng)該有非常遼闊商業(yè)前景。中藥細(xì)胞工程專家講座第34頁4轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)藥品最近十幾年來,植物基因工程取得了相當(dāng)大進(jìn)展。用大腸桿菌、酵母等微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥用蛋白雖早已進(jìn)入商品化生產(chǎn)階段,但仍有一些問題還未得到很好處理。伴隨植物基因工程技術(shù)發(fā)展和成熟,科學(xué)工作者們希望把藥用蛋白生產(chǎn)從微生物轉(zhuǎn)向植物,因?yàn)槠溆幸韵聝?yōu)點(diǎn):中藥細(xì)胞工程專家講座第35頁(1)植物是真核生物,可在本身細(xì)胞內(nèi)完成蛋白質(zhì)糖基化等后加工過程,使生產(chǎn)藥品更有利于人體吸收。(2)微生物在生長過程中會產(chǎn)生毒蛋白等有害副產(chǎn)品,如純化工藝不過關(guān),將會給服用藥品者帶來危險(xiǎn);而植物對人類無毒,許多植物能夠食用,所以人們對植物藥品較易接收。還可制成口服劑型,簡化下游純化工藝。中藥細(xì)胞工程專家講座第36頁這方面工作,最早是1988年比利時PGS企業(yè)將一個神經(jīng)肽(enkephelin,五肽)編碼基因轉(zhuǎn)入煙草中表示成功,得到產(chǎn)量高達(dá)200nmol/L種子五肽神經(jīng)肽。中藥細(xì)胞工程專家講座第37頁近幾年來還有不少這類結(jié)果,如:美國利用植物基因工程技術(shù)生產(chǎn)白細(xì)胞介素2,荷蘭用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯生產(chǎn)人血清白蛋白,南朝鮮用轉(zhuǎn)基因煙草和番茄來生產(chǎn)人胰島素等等。科學(xué)工作者們已成功地對各種植物進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因工作,使之生產(chǎn)藥用蛋白,這些植物有:玉米、大豆、苜蓿、向日葵、煙草以及油菜。中藥細(xì)胞工程專家講座第38頁最近,免疫學(xué)與植物基因工程相結(jié)合學(xué)科間研究,產(chǎn)生了一個新疫苗生產(chǎn)方式,即口服疫苗。口服疫苗處理了常規(guī)大規(guī)模疫苗生產(chǎn)中慣用細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)相關(guān)許多問題,包含發(fā)酵技術(shù)、嚴(yán)格純化和冷凍貯存、運(yùn)輸,免去了使用活病原體帶來風(fēng)險(xiǎn)和注射疫苗滅菌。中藥細(xì)胞工程專家講座第39頁現(xiàn)BoyceThompson研究所研究人員已成功地在馬鈴薯中產(chǎn)生可食用霍亂疫苗;美國正在開發(fā)研究可產(chǎn)生治療人類高歇氏病和費(fèi)勃萊氏病酶煙草。現(xiàn)還有一個新思緒,以病毒為載體在植物中生產(chǎn)藥用蛋白,這種方法是先將目標(biāo)基因插入病毒基因組中,然后把重組病毒接種到植物葉片上任其蔓延至全部葉片,外源基因則隨病毒復(fù)制而得到高水平表示,這么植物就成了生產(chǎn)蛋白質(zhì)綠色工廠。當(dāng)前,這種技術(shù)還處于試驗(yàn)階段。中藥細(xì)胞工程專家講座第40頁總之,利用植物基因工程方法生產(chǎn)藥品還剛才開始,有很大發(fā)展空間，有科學(xué)家預(yù)計(jì),植物生物技術(shù)發(fā)展將改變半個多世紀(jì)以來許多新藥單純依賴化學(xué)合成情況,把人類醫(yī)藥行業(yè)帶向一個新里程碑。中藥細(xì)胞工程專家講座第41頁植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)是在無菌和人為控制外因條件下，培養(yǎng)、研究植物組織器官，甚至進(jìn)而從中分化、發(fā)育出整個植株技術(shù)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)主要理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞全能性——在適宜條件下，一個來自已分化根、莖、葉等組織細(xì)胞，經(jīng)過離體培養(yǎng)能夠發(fā)育成同其親本一樣完整植株。中藥細(xì)胞工程專家講座第42頁植物組織培養(yǎng)五個基本階段預(yù)備階段誘導(dǎo)去分化階段繼代增殖階段生根發(fā)芽階段移栽成活階段中藥細(xì)胞工程專家講座第43頁植物組織培養(yǎng)主要應(yīng)用——快速繁殖（1）快速。采取常規(guī)方法如分株法，一棵花卉一年普通只能生產(chǎn)幾株或幾十株，但用組織培養(yǎng)方法則每年能夠繁殖出幾萬甚至數(shù)百萬小植株。（2）周年生產(chǎn)。花卉組織培養(yǎng)快速繁殖是在試驗(yàn)室中進(jìn)行，因條件可控，所以不受季節(jié)限制，能夠整年進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。而常規(guī)無性繁殖則受季節(jié)限制，只能在花卉生長季節(jié)進(jìn)行繁殖。（3）經(jīng)濟(jì)效益高。花卉組織培養(yǎng)快速繁殖所需要空間小，在一個200平方米培養(yǎng)室內(nèi)一年可生產(chǎn)試管苗上百萬株。如按每株1元計(jì)算，每年產(chǎn)值上百萬元。中藥細(xì)胞工程專家講座第44頁“蘭花工業(yè)”中藥細(xì)胞工程專家講座第45頁“蘭花工業(yè)”1960年法國Morel觀察到虎頭蘭莖尖在無菌培養(yǎng)基上能夠形成扁圓形小球體，這些小球體與幼胚發(fā)育成原球體非常相同，故稱為原球莖，在一定條件下，這些原球莖經(jīng)過切割能夠快速增殖，并能夠再生成完整植株。因?yàn)槔眠@一技術(shù)，使蘭花生產(chǎn)能夠象其它工業(yè)產(chǎn)品那樣進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，故將這種生產(chǎn)蘭花方式稱為蘭花試管苗“工業(yè)”，簡稱“蘭花工業(yè)”。中藥細(xì)胞工程專家講座第46頁“蘭花工業(yè)”生產(chǎn)流程

預(yù)備階段配制培養(yǎng)基：培養(yǎng)基組成成份包含礦物鹽、糖、維生素、鐵鹽、激素和有機(jī)附加物。詳細(xì)成份和含量應(yīng)依據(jù)花卉種類、外植體類別和快繁階段來確定。外植體：以莖尖或幼葉作為外植體。滅菌：0.1%HgCl2和10%次氯酸鈉兩次消毒后用無菌水沖洗潔凈。剝?nèi)∩L點(diǎn)：在解剖鏡下無菌操作剝?nèi)∏o尖、腋芽或葉原基。中藥細(xì)胞工程專家講座第47頁誘導(dǎo)去分化階段將切取莖尖接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上進(jìn)行暗培養(yǎng)，1—2個月能夠分化出1至數(shù)個乳白色原球莖。原球莖形成后切割繁殖原球莖。“蘭花工業(yè)”生產(chǎn)流程中藥細(xì)胞工程專家講座第48頁“蘭花工業(yè)”生產(chǎn)流程

繼代增殖階段原球莖轉(zhuǎn)入散射光下，用液體培養(yǎng)方法繼代后伸長形成根狀莖，再對根狀莖進(jìn)行切割繁殖，此時用液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)交替進(jìn)行為好。等到根狀莖繁殖到一定數(shù)量后，轉(zhuǎn)入到再生培養(yǎng)基中進(jìn)行植株再生。中藥細(xì)胞工程專家講座第49頁生根成芽階段轉(zhuǎn)移到壯苗生根培養(yǎng)基上。要分離成單苗進(jìn)行培養(yǎng)。移栽成活階段已經(jīng)生根試管苗及時移栽，移栽要求通氣性好基質(zhì)如蕨根、蛇木、彭化礦石等。也可先煉苗3—4天，然后將幼苗移到通風(fēng)透水保濕適宜基質(zhì)中，在高濕弱光下緩苗一個星期，之后，放在攝氏溫度20—25度，空氣相對濕度50%左右條件下養(yǎng)護(hù)，定時施肥噴藥，提升試管苗成活率。“蘭花工業(yè)”生產(chǎn)流程中藥細(xì)胞工程專家講座第50頁植物組織培養(yǎng)應(yīng)用——人工種子人工種子又稱人造種子，這是細(xì)胞工程中最年輕一項(xiàng)新興技術(shù)。最初是由英國科學(xué)家于1978年提出。他認(rèn)為利用體細(xì)胞胚發(fā)生特征，把它包埋在膠囊中，能夠形成含有種子性能，并直接在田間播種。中藥細(xì)胞工程專家講座第51頁人工種子優(yōu)點(diǎn)第一，培養(yǎng)條件能夠人為控制，含有省地省工可直接在田間播種等優(yōu)點(diǎn)。第二，在人工種子制作中，可加入營養(yǎng)物質(zhì)、植物生長調(diào)整劑、固氮菌、殺蟲劑等。第三，用于制作人工種子體細(xì)胞胚，可利用生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)，大大提升了效率。第四，一些難以得到天然種子珍稀植物或脫毒苗、基因工程植株，均可利用人工種子技術(shù)加速用于生產(chǎn)。中藥細(xì)胞工程專家講座第52頁人工種子是由體細(xì)胞胚、人工胚乳和人工種皮三個部分組成。人工種子組成中藥細(xì)胞工程專家講座第53頁人工種子存在問題①許多主要植物還不能培養(yǎng)出大量高質(zhì)量體細(xì)胞胚。②現(xiàn)有人工胚乳和種皮還不夠理想，不能有效地預(yù)防微生物腐蝕。③人工種子貯藏有待深入完善。中藥細(xì)胞工程專家講座第54頁植物組織培養(yǎng)應(yīng)用

——培育脫毒苗防治病害植物病毒病原體可經(jīng)過維管束傳導(dǎo)。所以，對無性繁殖植物來說，一旦感染上病毒之后，就會代代相傳越趨嚴(yán)重。在感染病毒植株中，病毒分布是不一致。植物去病毒技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是采取不含病毒顆粒或病毒顆粒含量甚少0.1～0.5毫米帶1～2個葉原基莖尖作為外植體，進(jìn)行微繁殖，使其培養(yǎng)成完整無病毒小植株技術(shù)。中藥細(xì)胞工程專家講座第55頁植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥品研究進(jìn)展植物含有很屢次生代謝物,是一個藥品天然寶庫,全世界四分之三人口以植物作為治療、預(yù)防疾病藥品起源，因?yàn)橛眉t豆杉細(xì)胞可生產(chǎn)抗癌藥品——紫杉醇,人們對植物組織培養(yǎng)技術(shù)有了重新認(rèn)識。中藥細(xì)胞工程專家講座第56頁1植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥品優(yōu)點(diǎn)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥品,已發(fā)展成為植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)應(yīng)用主流之一,這是因?yàn)橹参锂a(chǎn)生藥品在微生物中極少發(fā)覺,且化學(xué)合成難與天然藥品競爭,僅從20世紀(jì)90年代以來植物藥用有效成份國際專利就達(dá)50多項(xiàng),其中多為抗病毒、抗癌化合物，也因?yàn)樗幱弥参镆驗(yàn)槿狈Νh(huán)境保護(hù),資源短缺及栽培技術(shù)問題等原因,使起源于植物藥品供不應(yīng)求，植物組織培養(yǎng)比露地栽培有很多優(yōu)點(diǎn):中藥細(xì)胞工程專家講座第57頁四季均可生產(chǎn),不受地域、季節(jié)及有害生物影響。占地面積少,便于工廠化生產(chǎn),可對細(xì)胞生長自動控制和代謝過程合理調(diào)整。便于篩選高產(chǎn)細(xì)胞株。利于生物轉(zhuǎn)化,尋找新有效藥品成份。植物細(xì)胞內(nèi)存在羥基化酶、氧化酶、還原酶、甲基化酶、酯化酶、糖基轉(zhuǎn)移酶、糖苷酶等各種酶,植物培養(yǎng)物作為一個生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)化外源化合物,能夠產(chǎn)生原植物所沒有,甚至是至今自然界還未發(fā)覺化合物。個體差異小,生產(chǎn)周期短,設(shè)備簡單,能節(jié)約人力、物力等利用組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)芽變或人工誘變,或進(jìn)行脫毒,培育新品種,提升藥用植物品質(zhì)。保留種質(zhì)資源。中藥細(xì)胞工程專家講座第58頁2組織培養(yǎng)產(chǎn)生藥品植物組織培養(yǎng)能產(chǎn)生很各種藥品,主要有苷類、生物堿、固醇類、醌類、黃酮類、蛋白質(zhì)及其它生理活性物質(zhì),部分藥品及起源植物以下表中藥細(xì)胞工程專家講座第59頁C－愈傷組織S－懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中藥細(xì)胞工程專家講座第60頁3植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥品研究進(jìn)展3.1組織培養(yǎng)藥用植物起源經(jīng)過組織培養(yǎng)成功藥用植物最少有200種。培養(yǎng)藥用植物從常見到珍稀瀕危植物、民族植物,如云南黑節(jié)草、延齡草、高山紅景天,藏藥——川西獐芽菜、莪術(shù)、水母雪蓮、星花繡線菊、溪黃草、玉葉金花、遼東蔥木等。從生產(chǎn)慣用藥植物到含有抗癌、抗病毒等有效成份植物,如紅豆杉、艾、黃楊、狼毒、大戟屬、長春花、米仔蘭、狗牙花和香榧等。中藥細(xì)胞工程專家講座第61頁培養(yǎng)用材料也有提升。開始以草木、木本或藤本植物根、莖、葉、花、胚、果實(shí)、種子、髓、花藥等組織或器官進(jìn)行培養(yǎng),發(fā)展到從器官誘導(dǎo)到愈傷組織、冠癭組織、毛狀根進(jìn)行培養(yǎng),再發(fā)展為細(xì)胞培養(yǎng)、當(dāng)前還借助植物基因工程技術(shù)經(jīng)過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化取得基因藥用植物,利用轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)生產(chǎn)藥用成份。中藥細(xì)胞工程專家講座第62頁3.2培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不停提升，從固體、液體靜態(tài)、懸浮培養(yǎng)，到深層大罐發(fā)酵、液體連續(xù)培養(yǎng)和細(xì)胞固定化培養(yǎng)等。最近人們對植物組織培養(yǎng)電刺激效應(yīng)進(jìn)行了探討，應(yīng)用誘導(dǎo)劑、稀土和體外脅迫等對植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生藥品成份進(jìn)行了研究。在組織培養(yǎng)過程中也建立了一些對應(yīng)技術(shù)，如放射免疫測定法、復(fù)制平板技術(shù)、微滴試驗(yàn)、熒光顯微鏡術(shù)和高效液相色譜法，對篩選和取得高產(chǎn)細(xì)胞株非常主要。中藥細(xì)胞工程專家講座第63頁3.3產(chǎn)業(yè)化情況植物組織培養(yǎng)發(fā)展至今已經(jīng)有半個世紀(jì),即使人參和硬紫草細(xì)胞培養(yǎng)在日本已經(jīng)工業(yè)化,日本黃連、毛花毛地黃細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行了中試,但進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)植物細(xì)胞培養(yǎng)不多,這可能與高等植物細(xì)胞增殖速度慢、產(chǎn)物濃度低及大面積種植藥用植物等原因相關(guān)。中藥細(xì)胞工程專家講座第64頁第三節(jié)動物細(xì)胞工程單克隆抗體技術(shù)體細(xì)胞克隆干細(xì)胞研究中藥細(xì)胞工程專家講座第65頁單克隆抗體技術(shù)全稱：淋巴細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體技術(shù)目標(biāo)：取得大量單一抗體原理：每個B淋巴細(xì)胞都僅專一地產(chǎn)生、分泌一個針對某種抗原決定簇特異性抗體難關(guān)：沒有方法使B淋巴細(xì)胞在體外無限地分裂繁殖方法：利用癌細(xì)胞無限增殖特征，將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合，單細(xì)胞培養(yǎng)，篩選，得到單克隆雜交瘤細(xì)胞。中藥細(xì)胞工程專家講座第66頁體細(xì)胞克隆克隆(cloning)是英語“clone”音譯，起源于希臘語“klon”，原意是扦插枝條，即無性繁殖。動物克隆指不經(jīng)過精子和卵子受精過程而取得與親本含有相同遺傳物質(zhì)后代過程。動物克隆包含孤雌生殖、卵裂球分離與培養(yǎng)、胚胎分割和細(xì)胞核移植等。當(dāng)前，生產(chǎn)哺乳動物克隆方法主要有胚胎分割和細(xì)胞核移植兩種。中藥細(xì)胞工程專家講座第67頁所謂細(xì)胞核移植，是指將不一樣發(fā)育時期胚胎或成體動物細(xì)胞核，經(jīng)顯微手術(shù)和細(xì)胞融合方法移植到去核卵母細(xì)胞中，重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟過程。細(xì)胞核移植技術(shù)，尤其是細(xì)胞核連續(xù)移植技術(shù)能夠產(chǎn)生無限個遺傳相同個體。因?yàn)榧?xì)胞核移植是產(chǎn)生克隆動物有效方法，所以在普通情況下人們往往把它稱為動物克隆技術(shù)。中藥細(xì)胞工程專家講座第68頁過去人們認(rèn)為，細(xì)胞分化程度越高，它指導(dǎo)早期胚胎發(fā)育成新個體能力就越低，高度分化高等成年動物體細(xì)胞甚至完全不具備這種基因組全能性。不過，1997年2月羅斯林(Roshilin)研究所伊恩-維爾穆特(I．Wilmut)等宣告世界首例體細(xì)胞克隆綿羊“多莉”(Dolly)誕生——這一突破性進(jìn)展打破了這一觀念。中藥細(xì)胞工程專家講座第69頁體細(xì)胞克隆中藥細(xì)胞工程專家講座第70頁干細(xì)胞研究干細(xì)胞(stemcel1)研究是當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域中最熱門和最前沿課題。所謂