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Tuesday,April 25,2023干细胞基础与应用基础研究干细胞基础与应用基础研究广西医科大学研究生选修课课程 组胚教研室 陈维平n n内容安排内容安排一、理论课一、理论课1 1、细胞体外培养基本技术和方法讨论、细胞体外培养基本技术和方法讨论2 2、干细胞的分离与培养、干细胞的分离与培养3 3、胚胎干细胞、胚胎干细胞4 4、成体（组织）干细胞、成体（组织）干细胞5 5、讨论交流、讨论交流二、实验课二、实验课1 1、干细胞的分离、培养与观察、干细胞的分离、培养与观察三、考核三、考核内容：设计一份完整的内容：设计一份完整的“XXXX干细胞培养的基本方法（流程）干细胞培养的基本方法（流程）”时间：时间：20142014年年1 1月月干细胞基础与应用基础研究干细胞基础与应用基础研究干细胞基础与应用基础研究干细胞基础与应用基础研究（一）（一）细胞体外培养细胞体外培养基本技术和策略讨论基本技术和策略讨论（一）基本概念（一）基本概念 1 1n n体外培养(In vitro culture)对象：细胞（特定条件下、单一细胞成份）（特定条件下、单一细胞成份）组织 器官 胚胎（全胚培养 Holo-embryo culture）条件：体内生存环境的模拟 （天然优化环境人工环境）目的：1、建立活体结构成分在体外生存、生长的 适宜环境 2、应用（一）基本概念（一）基本概念 2 2n体内培养(In vivo culture)方式：移植（Transplantation）条件：异体相似环境优点：最大限度模拟自然生长环境目的：分化研究、临床治疗、特殊 目的（如珍贵细胞株污染的处理）（二）基本条件（二）基本条件（模拟）（模拟）n营养条件的模拟 水：无机盐：葡萄糖：维生素：氨基酸：细胞因子(Cytokine)：未知因素n理化条件的模拟 温度：液体渗透压：氧与酸碱度：细胞之间的相互关系：培养基的选择一、水一、水细胞及机体内环境溶解或分散状态离子和/或分子的水溶液（化学基础）水的重要性质：1.1.惰性大多数物质溶于水而不发生化学反应。2.2.热稳定性和导热性。3.3.表面张力等等：表面张力是维持细胞形态的重要条件。二、无机盐二、无机盐n n存在形式：离子状态为主 结合（蛋白质或脂（蛋白质或脂（蛋白质或脂（蛋白质或脂质）质）质）质）n n形成与维持培养液的晶体渗透压n n对细胞功能活动的支持作用n n细胞和组织类型不同，对无机盐的要求也不同n n实验目的不同，对培养基中无机盐的要求也不同n n实验步骤的目的不同，对培养基中无机盐的要求也不同三、理化条件三、理化条件 1 1温度：温度：353537 37 细胞对低温耐受能力强过高温细胞对低温耐受能力强过高温 1 1、应该对实验有全过程的考虑、应该对实验有全过程的考虑 2 2、高温的结果是一样的、高温的结果是一样的 3 3、低温条件下细胞活动减缓至停止、低温条件下细胞活动减缓至停止 4 4、对低温的耐受能力与细胞类型、个体年龄等因素有关、对低温的耐受能力与细胞类型、个体年龄等因素有关 5 5、低温的危害与细胞内外冰晶形成的不均衡有关，故降、低温的危害与细胞内外冰晶形成的不均衡有关，故降温应该是缓慢的，避免冰晶形成；复温应该是快速的。温应该是缓慢的，避免冰晶形成；复温应该是快速的。液体渗透压：正常血浆液体渗透压：正常血浆 280280310 mOsm/kg310 mOsm/kg；（主要由晶体渗透压构成（主要由晶体渗透压构成 胶体渗透压胶体渗透压1.5 1.5 mOsm/kgmOsm/kg）酸碱度：酸碱度：7.36 7.36 7.44 7.44 耐受范围耐受范围 6.06.08.08.0；三、理化条件三、理化条件 2 2细胞之间的相互关系：1、从组织水平的认识 细胞是结构和功能的基本单位，而组织是细胞的存在形式。2、从细胞水平的认识 a.直接接触型；膜表面分子结合 b.直接联系型；胞间间隙连接 c.间接联系型；生物因子传递三、理化条件三、理化条件 3 3生长基质（Ground substance）：大多数机体内的细胞不是生活在液态环境中的，体外培养环境下表现为贴壁、附壁生长，培养器皿的表面不适合细胞的这一特性，必需包被某些物质，以帮助细胞贴壁、附壁生长。1 1、多聚赖氨酸、多聚赖氨酸(Polylysine)0.05 mg/ml (Polylysine)0.05 mg/ml 2 2、纤维连接蛋白、纤维连接蛋白(Fibronectin)(Fibronectin)3 3、胶原、胶原 （如（如 鼠尾胶）鼠尾胶）4 4、层粘连蛋白、层粘连蛋白(Laminin)5(Laminin)510g/ml 10g/ml 四、培养基的选择四、培养基的选择 1 1一、基本概念一、基本概念培养基培养基培养基培养基(Nutrient medium)(Nutrient medium)(Nutrient medium)(Nutrient medium)：多指商品，固态或粉剂，未：多指商品，固态或粉剂，未：多指商品，固态或粉剂，未：多指商品，固态或粉剂，未 经溶剂溶解的状态。经溶剂溶解的状态。经溶剂溶解的状态。经溶剂溶解的状态。培养液培养液培养液培养液(Culture solution medium)(Culture solution medium)(Culture solution medium)(Culture solution medium)：用溶剂溶解后的溶：用溶剂溶解后的溶：用溶剂溶解后的溶：用溶剂溶解后的溶 液，一般添加有血清、抗生素、活性因子等等。液，一般添加有血清、抗生素、活性因子等等。液，一般添加有血清、抗生素、活性因子等等。液，一般添加有血清、抗生素、活性因子等等。条件培养液条件培养液条件培养液条件培养液(Conditioned medium)(Conditioned medium)(Conditioned medium)(Conditioned medium)：经过某些细胞培养，：经过某些细胞培养，：经过某些细胞培养，：经过某些细胞培养，含有特定的（已知或未知）细胞分泌物的培养液。含有特定的（已知或未知）细胞分泌物的培养液。含有特定的（已知或未知）细胞分泌物的培养液。含有特定的（已知或未知）细胞分泌物的培养液。参考文献只能提供基本的参考，除重复性实验外，具体参考文献只能提供基本的参考，除重复性实验外，具体参考文献只能提供基本的参考，除重复性实验外，具体参考文献只能提供基本的参考，除重复性实验外，具体的实验方案应该从多个角度来综合考虑，必要时还应该的实验方案应该从多个角度来综合考虑，必要时还应该的实验方案应该从多个角度来综合考虑，必要时还应该的实验方案应该从多个角度来综合考虑，必要时还应该做探索性实验。做探索性实验。做探索性实验。做探索性实验。二、常用类型二、常用类型天然培养基：血清、胚胎渗出液、水解蛋白天然培养基：血清、胚胎渗出液、水解蛋白天然培养基：血清、胚胎渗出液、水解蛋白天然培养基：血清、胚胎渗出液、水解蛋白合成培养基：合成培养基：合成培养基：合成培养基：RPMI1640RPMI1640RPMI1640RPMI1640、Eagle MEMEagle MEMEagle MEMEagle MEM系列（系列（系列（系列（BMEBMEBMEBME、DMEMDMEMDMEMDMEM、IMEMIMEMIMEMIMEM、MEMMEMMEMMEM）、）、）、）、HamF12HamF12HamF12HamF12。无血清培养基：化学成分确定的培养基，对实验目的无血清培养基：化学成分确定的培养基，对实验目的无血清培养基：化学成分确定的培养基，对实验目的无血清培养基：化学成分确定的培养基，对实验目的和细胞类型的针对性强。和细胞类型的针对性强。和细胞类型的针对性强。和细胞类型的针对性强。1 1 1 1、基础培养液：、基础培养液：、基础培养液：、基础培养液：DMEM HamF12 =1 1 DMEM HamF12 =1 1 DMEM HamF12 =1 1 DMEM HamF12 =1 1 2 2 2 2、附加成分：、附加成分：、附加成分：、附加成分：根据实验目的、细胞类型等因素设根据实验目的、细胞类型等因素设根据实验目的、细胞类型等因素设根据实验目的、细胞类型等因素设定。如定。如定。如定。如B27B27B27B27、N-2N-2N-2N-2，针对神经元；，针对神经元；，针对神经元；，针对神经元；G-5G-5G-5G-5，针对神经胶质，针对神经胶质，针对神经胶质，针对神经胶质细胞细胞细胞细胞四、培养基的选择四、培养基的选择 2 2（三）基本步骤（三）基本步骤 取材取材取材取材 ：目的明确、取材准确、避免过多的损失和损伤。：目的明确、取材准确、避免过多的损失和损伤。：目的明确、取材准确、避免过多的损失和损伤。：目的明确、取材准确、避免过多的损失和损伤。分离分离分离分离:制作细胞悬液。制作细胞悬液。制作细胞悬液。制作细胞悬液。纯化：纯化：纯化：纯化：提高目的细胞富集度。提高目的细胞富集度。提高目的细胞富集度。提高目的细胞富集度。原代培养：目的细胞在体外条件下的生长、扩增。原代培养：目的细胞在体外条件下的生长、扩增。原代培养：目的细胞在体外条件下的生长、扩增。原代培养：目的细胞在体外条件下的生长、扩增。传代培养：进一步扩增、纯化。传代培养：进一步扩增、纯化。传代培养：进一步扩增、纯化。传代培养：进一步扩增、纯化。鉴定：定质、定量。鉴定：定质、定量。鉴定：定质、定量。鉴定：定质、定量。冻存与复苏：保存冻存与复苏：保存冻存与复苏：保存冻存与复苏：保存 连续传代培养连续传代培养一、取材一、取材 1 1（一）、实验的目的：（一）、实验的目的：直接影响实验各环节，如培养基的选择、培直接影响实验各环节，如培养基的选择、培养时间的长短等等。养时间的长短等等。取材是整个实验的重要步骤之一，决定取材是整个实验的重要步骤之一，决定了后续实验步骤的效率。了后续实验步骤的效率。一、取材一、取材 2 2（二）、细胞及其所在组织的性质：（二）、细胞及其所在组织的性质：帮助确定分离的方法、消化酶的选择与使用等等。帮助确定分离的方法、消化酶的选择与使用等等。（三）、操作流程的优化：（三）、操作流程的优化：应该充分考虑保持细胞活力：操作时间短、细胞损应该充分考虑保持细胞活力：操作时间短、细胞损失和损伤少。失和损伤少。一、取材一、取材 3 3细胞悬液细胞悬液(Cell suspension)(Cell suspension)：单个细胞存在于溶液（培养液、平衡液、缓冲液等）。单个细胞存在于溶液（培养液、平衡液、缓冲液等）。单个细胞存在于溶液（培养液、平衡液、缓冲液等）。单个细胞存在于溶液（培养液、平衡液、缓冲液等）。一般程序：一般程序：、解剖充分暴露、洗涤、剔除多余组、解剖充分暴露、洗涤、剔除多余组、解剖充分暴露、洗涤、剔除多余组、解剖充分暴露、洗涤、剔除多余组 织。织。织。织。、分割、分割、分割、分割1 mm 1 mm 1 mm 1 mm 3 3 3 3植块植块培养植块植块培养植块植块培养植块植块培养、分离（散）细胞机械解离、酶消化、分离（散）细胞机械解离、酶消化、分离（散）细胞机械解离、酶消化、分离（散）细胞机械解离、酶消化、鳌合剂解离。鳌合剂解离。鳌合剂解离。鳌合剂解离。、筛网过滤、筛网过滤、筛网过滤、筛网过滤、低速离心、低速离心、低速离心、低速离心 500500500500800 r800 r800 r800 rm m m m5 5 5 510 min10 min10 min10 min8008008008001000 r1000 r1000 r1000 rm m m m 5 5 5 510 min10 min10 min10 min、计数、调节细胞密度、计数、调节细胞密度、计数、调节细胞密度、计数、调节细胞密度10 10 10 10 5 5 5 5个个个个mlmlmlml二、分离与纯化二、分离与纯化 1 1分离与纯化在概念上没有明确的区别，也不是一个分离与纯化在概念上没有明确的区别，也不是一个分离与纯化在概念上没有明确的区别，也不是一个分离与纯化在概念上没有明确的区别，也不是一个单一的、独立的步骤，往往贯穿在整个细胞培养单一的、独立的步骤，往往贯穿在整个细胞培养单一的、独立的步骤，往往贯穿在整个细胞培养单一的、独立的步骤，往往贯穿在整个细胞培养的过程之中。的过程之中。的过程之中。的过程之中。分离与纯化是衡量细胞培养成功与否的重要标志；分离与纯化是衡量细胞培养成功与否的重要标志；分离与纯化是衡量细胞培养成功与否的重要标志；分离与纯化是衡量细胞培养成功与否的重要标志；也是建立细胞系（细胞株）的前提。也是建立细胞系（细胞株）的前提。也是建立细胞系（细胞株）的前提。也是建立细胞系（细胞株）的前提。1 1 1 1、细胞分离（、细胞分离（、细胞分离（、细胞分离（SeparationSeparationSeparationSeparation）：从组织材料、细胞悬）：从组织材料、细胞悬）：从组织材料、细胞悬）：从组织材料、细胞悬液中获取目的细胞。液中获取目的细胞。液中获取目的细胞。液中获取目的细胞。2 2 2 2、细胞纯化（、细胞纯化（、细胞纯化（、细胞纯化（PurificationPurificationPurificationPurification）：从异质性的混合物）：从异质性的混合物）：从异质性的混合物）：从异质性的混合物中获得单一类型细胞。中获得单一类型细胞。中获得单一类型细胞。中获得单一类型细胞。3 3 3 3、富集（、富集（、富集（、富集（EnrichmentEnrichmentEnrichmentEnrichment）：分离纯化后，目的细胞数）：分离纯化后，目的细胞数）：分离纯化后，目的细胞数）：分离纯化后，目的细胞数量所达到的比例。量所达到的比例。量所达到的比例。量所达到的比例。二、分离与纯化二、分离与纯化 2 2（一）基本原理（一）基本原理（一）基本原理（一）基本原理1 1 1 1、根据细胞的物理特性，如密度、电荷等。、根据细胞的物理特性，如密度、电荷等。、根据细胞的物理特性，如密度、电荷等。、根据细胞的物理特性，如密度、电荷等。2 2 2 2、根据细胞的生物学特性，如贴壁紧密程度、贴壁、根据细胞的生物学特性，如贴壁紧密程度、贴壁、根据细胞的生物学特性，如贴壁紧密程度、贴壁、根据细胞的生物学特性，如贴壁紧密程度、贴壁快慢、特异性表面标志等。快慢、特异性表面标志等。快慢、特异性表面标志等。快慢、特异性表面标志等。3 3 3 3、根据其它细胞特性、根据其它细胞特性、根据其它细胞特性、根据其它细胞特性（二）基本方法（二）基本方法（二）基本方法（二）基本方法1 1 1 1、机械分离与酶学分离、机械分离与酶学分离、机械分离与酶学分离、机械分离与酶学分离2 2 2 2、基于物理性状的分离纯化技术、速度沉降法、基于物理性状的分离纯化技术、速度沉降法、基于物理性状的分离纯化技术、速度沉降法、基于物理性状的分离纯化技术、速度沉降法3 3 3 3、根据细胞表面电荷的分离方法、根据细胞表面电荷的分离方法、根据细胞表面电荷的分离方法、根据细胞表面电荷的分离方法4 4 4 4、利用细胞表面标志的分离方法、利用细胞表面标志的分离方法、利用细胞表面标志的分离方法、利用细胞表面标志的分离方法5 5 5 5、根据其它细胞特性的分离方法、根据其它细胞特性的分离方法、根据其它细胞特性的分离方法、根据其它细胞特性的分离方法机械分离与酶学分离机械分离与酶学分离1 11 1、取材过程中的分离、取材过程中的分离 尽可能剔除其它结构、组织。尽可能剔除其它结构、组织。尽可能剔除其它结构、组织。尽可能剔除其它结构、组织。充分冲洗，必要时可考虑添加抗生素。充分冲洗，必要时可考虑添加抗生素。充分冲洗，必要时可考虑添加抗生素。充分冲洗，必要时可考虑添加抗生素。2 2、筛网过滤、筛网过滤 根据组织、细胞的类型，细胞大小来选择筛网的材根据组织、细胞的类型，细胞大小来选择筛网的材根据组织、细胞的类型，细胞大小来选择筛网的材根据组织、细胞的类型，细胞大小来选择筛网的材 质、孔径大小质、孔径大小质、孔径大小质、孔径大小 3 3、酶学分离、酶学分离 对同一种组织，采用不同的酶消化，细胞富集的类对同一种组织，采用不同的酶消化，细胞富集的类对同一种组织，采用不同的酶消化，细胞富集的类对同一种组织，采用不同的酶消化，细胞富集的类 型也不同。型也不同。型也不同。型也不同。举例：对皮肤消化举例：对皮肤消化举例：对皮肤消化举例：对皮肤消化 胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶？胶原酶胶原酶胶原酶胶原酶？机械分离与酶学分离机械分离与酶学分离2 24 4、培养过程中的选择性、培养过程中的选择性体外培养过程中的体外培养过程中的自然法则自然法则：a a、富集多、活力强、增殖能力强的细、富集多、活力强、增殖能力强的细胞类型会表现出胞类型会表现出优势生长优势生长。b b、细胞集落可以出现、细胞集落可以出现区域性分布区域性分布。方法：方法：机械性刮除、选择性消化机械性刮除、选择性消化 目的：目的：清除清除 或或 收集收集基于物理性状的分离纯化技术基于物理性状的分离纯化技术 1 1优点：无需对细胞进行复杂的（化学、生物优点：无需对细胞进行复杂的（化学、生物 学等）处理，避免了细胞发生变化，学等）处理，避免了细胞发生变化，对细胞的活力影响较少。对细胞的活力影响较少。关键：关键：1 1、密度梯度形成介质的选择。、密度梯度形成介质的选择。2 2、密度梯度的配置。、密度梯度的配置。也称为密度梯度离心也称为密度梯度离心也称为密度梯度离心也称为密度梯度离心（Density gradient centrifugationDensity gradient centrifugationDensity gradient centrifugationDensity gradient centrifugation）技术技术技术技术沉降速度沉降速度沉降速度沉降速度=离心力离心力离心力离心力 细胞体积细胞体积细胞体积细胞体积 细胞密度和介质密度差细胞密度和介质密度差细胞密度和介质密度差细胞密度和介质密度差 /介质黏度介质黏度介质黏度介质黏度介质选择的原则：介质选择的原则：介质选择的原则：介质选择的原则：1 1 1 1、密度范围大、密度范围大、密度范围大、密度范围大 包括所需要的密度。包括所需要的密度。包括所需要的密度。包括所需要的密度。2 2 2 2、溶液的黏度低、溶液的黏度低、溶液的黏度低、溶液的黏度低 较小离心力和较短离心较小离心力和较短离心较小离心力和较短离心较小离心力和较短离心 时间可达时间可达时间可达时间可达 到分离效果到分离效果到分离效果到分离效果 3 3 3 3、易于测定其密度（浓度）。、易于测定其密度（浓度）。、易于测定其密度（浓度）。、易于测定其密度（浓度）。4 4 4 4、不损伤细胞、不改变细胞生物学特性。、不损伤细胞、不改变细胞生物学特性。、不损伤细胞、不改变细胞生物学特性。、不损伤细胞、不改变细胞生物学特性。5 5 5 5、离心分离后易于除去。、离心分离后易于除去。、离心分离后易于除去。、离心分离后易于除去。6 6 6 6、不妨碍、不影响后续实验研究的目的。、不妨碍、不影响后续实验研究的目的。、不妨碍、不影响后续实验研究的目的。、不妨碍、不影响后续实验研究的目的。基于物理性状的分离纯化技术基于物理性状的分离纯化技术 2 2基于物理形状的分离纯化技术基于物理形状的分离纯化技术 3 3常用介质常用介质1 1 1 1、血清白蛋白、血清白蛋白、血清白蛋白、血清白蛋白 早期常用，但黏度太高。早期常用，但黏度太高。早期常用，但黏度太高。早期常用，但黏度太高。2 2 2 2、聚蔗糖（、聚蔗糖（、聚蔗糖（、聚蔗糖（PolysucrosePolysucrosePolysucrosePolysucrose）即即即即FicollFicollFicollFicoll，实验室常见，缺点是：黏度、渗透毒性，实验室常见，缺点是：黏度、渗透毒性，实验室常见，缺点是：黏度、渗透毒性，实验室常见，缺点是：黏度、渗透毒性随浓度增加而增加。使用时注意避免。随浓度增加而增加。使用时注意避免。随浓度增加而增加。使用时注意避免。随浓度增加而增加。使用时注意避免。3 3 3 3、泛影酸盐、泛影酸盐、泛影酸盐、泛影酸盐常用的常用的常用的常用的“淋巴细胞分离液（密度：淋巴细胞分离液（密度：淋巴细胞分离液（密度：淋巴细胞分离液（密度：1.0770.001g/ml1.0770.001g/ml1.0770.001g/ml1.0770.001g/ml）”就是泛影酸盐和就是泛影酸盐和就是泛影酸盐和就是泛影酸盐和FicollFicollFicollFicoll配制而成，以避免配制而成，以避免配制而成，以避免配制而成，以避免FicollFicollFicollFicoll黏度、黏度、黏度、黏度、渗渗渗渗透毒性随浓度增加而增加的缺点。透毒性随浓度增加而增加的缺点。透毒性随浓度增加而增加的缺点。透毒性随浓度增加而增加的缺点。基于物理形状的分离纯化技术基于物理形状的分离纯化技术 4 4常用介质常用介质4 4 4 4、硅胶颗粒、硅胶颗粒、硅胶颗粒、硅胶颗粒 Percoll Percoll Percoll Percoll（密度：（密度：（密度：（密度：1.130.005g/ml1.130.005g/ml1.130.005g/ml1.130.005g/ml）优点：（优点：（优点：（优点：（1 1 1 1）稳定性好。可长期保存。）稳定性好。可长期保存。）稳定性好。可长期保存。）稳定性好。可长期保存。（2 2 2 2）密度稀释范围大，包括了大多数细胞密度。）密度稀释范围大，包括了大多数细胞密度。）密度稀释范围大，包括了大多数细胞密度。）密度稀释范围大，包括了大多数细胞密度。（3 3 3 3）溶液产生的渗透压小，全密度范围内维持）溶液产生的渗透压小，全密度范围内维持）溶液产生的渗透压小，全密度范围内维持）溶液产生的渗透压小，全密度范围内维持 等张。等张。等张。等张。（4 4 4 4）黏度低，较小离心力和较短离心时间可达）黏度低，较小离心力和较短离心时间可达）黏度低，较小离心力和较短离心时间可达）黏度低，较小离心力和较短离心时间可达 到分离效果。到分离效果。到分离效果。到分离效果。（5 5 5 5）易于洗涤清除，对细胞无毒性。）易于洗涤清除，对细胞无毒性。）易于洗涤清除，对细胞无毒性。）易于洗涤清除，对细胞无毒性。（6 6 6 6）高速离心时可形成连续密度剃度。）高速离心时可形成连续密度剃度。）高速离心时可形成连续密度剃度。）高速离心时可形成连续密度剃度。（10000 r/min10000 r/min10000 r/min10000 r/min）（7 7 7 7）用量少，经济。）用量少，经济。）用量少，经济。）用量少，经济。基于物理形状的分离纯化技术基于物理形状的分离纯化技术 5 5常用方法常用方法1 1、一步密度梯度离心法、一步密度梯度离心法高密度介质、低速离心高密度介质、低速离心高密度介质、低速离心高密度介质、低速离心 依据细胞的密度和体积依据细胞的密度和体积:密度大于介质的在介质之下；密度小于介质的在介质之上密度大于介质的在介质之下；密度小于介质的在介质之上密度大于介质的在介质之下；密度小于介质的在介质之上密度大于介质的在介质之下；密度小于介质的在介质之上体积大的沉降速度快；体积小的沉降速度慢。体积大的沉降速度快；体积小的沉降速度慢。注意：对不同物种的细胞，分离介质的密度稍有不注意：对不同物种的细胞，分离介质的密度稍有不同。同。基于物理形状的分离纯化技术基于物理形状的分离纯化技术 6 6常用方法常用方法2 2、等密度梯度离心法、等密度梯度离心法 依据细胞的密度依据细胞的密度依据细胞的密度依据细胞的密度 a a、连续密度梯度：、连续密度梯度：密度逐渐增高的介质体系密度逐渐增高的介质体系密度逐渐增高的介质体系密度逐渐增高的介质体系 c=c=c=c=m m m m 时，沉降速度为零，细胞停留在密度相同时，沉降速度为零，细胞停留在密度相同时，沉降速度为零，细胞停留在密度相同时，沉降速度为零，细胞停留在密度相同的介质区带内。的介质区带内。的介质区带内。的介质区带内。b b、不连续密度梯度：、不连续密度梯度：密度递减、顺序、分层分布介质体系，密度递减、顺序、分层分布介质体系，密度递减、顺序、分层分布介质体系，密度递减、顺序、分层分布介质体系，时细时细时细时细胞停留在胞停留在胞停留在胞停留在 m 1 m 1 m 1 m 1 c c c c m2m2m2m2的界面上。的界面上。的界面上。的界面上。基于物理形状的分离纯化技术基于物理形状的分离纯化技术 7 7常用方法常用方法3 3 3 3、速度沉降法、速度沉降法、速度沉降法、速度沉降法 依据细胞的密度和体积，但以体积为主依据细胞的密度和体积，但以体积为主依据细胞的密度和体积，但以体积为主依据细胞的密度和体积，但以体积为主要因素。要因素。要因素。要因素。a a a a、单位重力速度沉降法：、单位重力速度沉降法：、单位重力速度沉降法：、单位重力速度沉降法：单位重力作用，低密度介质（单位重力作用，低密度介质（单位重力作用，低密度介质（单位重力作用，低密度介质（BSA+0.01 BSA+0.01 BSA+0.01 BSA+0.01 mol/L PBSmol/L PBSmol/L PBSmol/L PBS，梯度：，梯度：，梯度：，梯度：1.00991.00991.00991.00991.0123 g/ml1.0123 g/ml1.0123 g/ml1.0123 g/ml）优点：细胞回收率高、重复性好、分离量大。优点：细胞回收率高、重复性好、分离量大。优点：细胞回收率高、重复性好、分离量大。优点：细胞回收率高、重复性好、分离量大。缺点：缺点：缺点：缺点：时间太长（数个小时！），时间太长（数个小时！），时间太长（数个小时！），时间太长（数个小时！），细胞活力易细胞活力易细胞活力易细胞活力易 受影响。受影响。受影响。受影响。b b b b、低速离心速度沉降法：、低速离心速度沉降法：、低速离心速度沉降法：、低速离心速度沉降法：5%5%5%5%20%Ficoll20%Ficoll20%Ficoll20%Ficoll，100 g100 g100 g100 g，25 min 25 min 25 min 25 min 的条件下。的条件下。的条件下。的条件下。根据其它细胞特性的分离方法根据其它细胞特性的分离方法1 1一、反复植块培养法一、反复植块培养法 原理：原理：不同的细胞从植块中迁移出来的不同的细胞从植块中迁移出来的不同的细胞从植块中迁移出来的不同的细胞从植块中迁移出来的时间、速度不同。时间、速度不同。时间、速度不同。时间、速度不同。优点：细胞在取材时受损伤少优点：细胞在取材时受损伤少优点：细胞在取材时受损伤少优点：细胞在取材时受损伤少 缺点：纯化周期长，细胞纯度低，细胞产量低。缺点：纯化周期长，细胞纯度低，细胞产量低。缺点：纯化周期长，细胞纯度低，细胞产量低。缺点：纯化周期长，细胞纯度低，细胞产量低。植块植块雪旺细胞雪旺细胞成纤维细胞成纤维细胞成纤维细胞成纤维细胞第一周第一周第二周第二周第三周第三周根据其它细胞特性的分离方法根据其它细胞特性的分离方法2 2二、有丝分裂抑制剂法二、有丝分裂抑制剂法 原理：原理：有丝分裂后细胞（不再分裂增有丝分裂后细胞（不再分裂增有丝分裂后细胞（不再分裂增有丝分裂后细胞（不再分裂增殖的细胞，如神经细胞）不受有丝分裂抑制剂的殖的细胞，如神经细胞）不受有丝分裂抑制剂的殖的细胞，如神经细胞）不受有丝分裂抑制剂的殖的细胞，如神经细胞）不受有丝分裂抑制剂的影响，可分裂细胞明显受其抑制影响，可分裂细胞明显受其抑制影响，可分裂细胞明显受其抑制影响，可分裂细胞明显受其抑制 逐渐消亡。逐渐消亡。逐渐消亡。逐渐消亡。常用抑制剂：常用抑制剂：阿糖胞苷（阿糖胞苷（阿糖胞苷（阿糖胞苷（Ara-CAra-CAra-CAra-C）、氟尿嘧啶（）、氟尿嘧啶（）、氟尿嘧啶（）、氟尿嘧啶（FUFUFUFU）三、原代培养三、原代培养 1 1原代培养的概念：原代培养的概念：1 1、是指、是指“初次培养初次培养”的含义，没有培养物的分割。的含义，没有培养物的分割。2 2、“代代”只是只是分割的记录与记数形式分割的记录与记数形式，与细胞分，与细胞分裂增殖的裂增殖的“代代”不同。不同。3 3、植块培养也可以分割，故也可以进行传代培养、植块培养也可以分割，故也可以进行传代培养4 4、更换培养液、更换培养器皿，仍是原代培养更换培养液、更换培养器皿，仍是原代培养。三、原代培养三、原代培养 2 2基本目的：基本目的：1 1、维持目的细胞在体外条件下生存一段、维持目的细胞在体外条件下生存一段时间时间,适应体外培养的新环境。适应体外培养的新环境。2 2、更接近、更接近原来的组织形式原来的组织形式，有利于目的，有利于目的细胞适应体外培养的新环境。细胞适应体外培养的新环境。3 3、使目的细胞在体外条件下稳定生长、使目的细胞在体外条件下稳定生长、扩增，扩增，形成优势群体形成优势群体。三、原代培养三、原代培养 3 3 植块培养植块培养植块培养目的：植块培养目的：植块培养目的：植块培养目的：1 1 1 1、观察组织生长行为及其规律。、观察组织生长行为及其规律。、观察组织生长行为及其规律。、观察组织生长行为及其规律。2 2 2 2、获得向外迁移的细胞（应该有相应的松解、离散措施）、获得向外迁移的细胞（应该有相应的松解、离散措施）、获得向外迁移的细胞（应该有相应的松解、离散措施）、获得向外迁移的细胞（应该有相应的松解、离散措施）。植块培养的优点：植块培养的优点：植块培养的优点：植块培养的优点：保持了良好的保持了良好的保持了良好的保持了良好的3D3D3D3D组织结构、维持了细胞之间的相互作组织结构、维持了细胞之间的相互作组织结构、维持了细胞之间的相互作组织结构、维持了细胞之间的相互作用，细胞易于成活和生长。用，细胞易于成活和生长。用，细胞易于成活和生长。用，细胞易于成活和生长。植块培养的缺陷：植块培养的缺陷：植块培养的缺陷：植块培养的缺陷：植块中央的物质交换受局限。植块中央的物质交换受局限。植块中央的物质交换受局限。植块中央的物质交换受局限。适宜大小！适宜大小！适宜大小！适宜大小！1mm1mm1mm1mm3 3 3 3植块培养的关键：植块培养的关键：植块培养的关键：植块培养的关键：1 1 1 1、植块的贴壁、固定。、植块的贴壁、固定。、植块的贴壁、固定。、植块的贴壁、固定。2 2 2 2、培养液的添加。、培养液的添加。、培养液的添加。、培养液的添加。3 3 3 3、如果是为了获得细胞，要注意植块的、如果是为了获得细胞，要注意植块的、如果是为了获得细胞，要注意植块的、如果是为了获得细胞，要注意植块的适时适时适时适时移出。移出。移出。移出。三、原代培养三、原代培养 4 4 细胞培养细胞培养优点：能在特定条件下，获得优点：能在特定条件下，获得单一类型单一类型的细的细 胞并进行相关的研究。胞并进行相关的研究。关键：使细胞尽快进入关键：使细胞尽快进入分裂、增殖分裂、增殖的生长状态。的生长状态。1 1、促进细胞贴壁、促进细胞贴壁 2 2、适宜的细胞接种密度。、适宜的细胞接种密度。10105 5 个个/ml/ml是常用的标准，但还应该考虑是常用的标准，但还应该考虑细胞类型、生长能力、活力。细胞类型、生长能力、活力。干细胞的培养会选择干细胞的培养会选择更低密度？更低密度？三、原代培养三、原代培养 5 5 培养空间培养空间3 3、培养空间、培养空间 构建适宜的构建适宜的培养体系培养体系：培养体系由两大部分组成：液相和气相培养体系由两大部分组成：液相和气相调整培养空间的目的：保证细胞的供调整培养空间的目的：保证细胞的供O O2 2量量相关参数：相关参数：（1 1）、液相）、液相气相气相 =1 10 =1 10 （体积）（体积）（2 2）、液相高度：）、液相高度：2 25 mm5 mmO O2 2O O2 2O O2 2四、传代培养四、传代培养 1 1传代的目的：传代的目的：1 1、避免接触性抑制，保持细胞稳定地生长。、避免接触性抑制，保持细胞稳定地生长。2 2、进一步纯化细胞类型。、进一步纯化细胞类型。（1 1）不同的传代处理方式）不同的传代处理方式 （2 2）不同的处理强度）不同的处理强度传代的指标：传代的指标：1 1、体细胞体细胞：集落占据：集落占据80%80%90%90%的瓶底面积。的瓶底面积。2 2、干细胞干细胞：根据目的细胞集落的生长状况，：根据目的细胞集落的生长状况，有必要时。有必要时。四、传代培养四、传代培养 2 2传代的基本步骤：传代的基本步骤：传代的基本步骤：传代的基本步骤：1 1 1 1、换液、换液、换液、换液 一些技术手册要求传代前一天换液，主要一些技术手册要求传代前一天换液，主要一些技术手册要求传代前一天换液，主要一些技术手册要求传代前一天换液，主要 是改善细胞状态，增强适应能力。是改善细胞状态，增强适应能力。是改善细胞状态，增强适应能力。是改善细胞状态，增强适应能力。2 2 2 2、解离细胞、解离细胞、解离细胞、解离细胞 目的细胞的生物学特性决定解离细胞方法目的细胞的生物学特性决定解离细胞方法目的细胞的生物学特性决定解离细胞方法目的细胞的生物学特性决定解离细胞方法 酶消化法酶消化法酶消化法酶消化法 机械震荡法机械震荡法机械震荡法机械震荡法3 3 3 3、再次接种、再次接种、再次接种、再次接种 传代的关键：传代的关键：传代的关键：传代的关键：1 1 1 1、适当的时间、适当的时间、适当的时间、适当的时间 2 2 2 2、适当的方法、适当的方法、适当的方法、适当的方法 3 3 3 3、适当的细胞密度、适当的细胞密度、适当的细胞密度、适当的细胞密度五、五、“二倍体细胞二倍体细胞”的问题的问题细胞性状的稳定，是体外培养条件下，研究细胞性状的稳定，是体外培养条件下，研究体内细胞生物学性状的前提。体内细胞生物学性状的前提。问题：在较长时间和不适宜条件下的体外培问题：在较长时间和不适宜条件下的体外培养，由于细胞融合等已知和未知的原因，养，由于细胞融合等已知和未知的原因，细胞的染色体倍数会发生变化，成为多倍细胞的染色体倍数会发生变化，成为多倍体细胞。体细胞。营养条件营养条件理化条件理化条件生活环境生活环境遗传物质基础遗传物质基础传代传代六、体外培养细胞的生长与观察六、体外培养细胞的生长与观察 1 1 在体外培养条件下，细胞的生长行为会有相应的在体外培养条件下，细胞的生长行为会有相应的在体外培养条件下，细胞的生长行为会有相应的在体外培养条件下，细胞的生长行为会有相应的变化，对其研究的目的是：变化，对其研究的目的是：变化，对其研究的目的是：变化，对其研究的目的是：1 1 1 1、了解细胞的生长行为的基本规律；、了解细胞的生长行为的基本规律；、了解细胞的生长行为的基本规律；、了解细胞的生长行为的基本规律；2 2 2 2、区分质变与量变，判断目的细胞的价值和意义。、区分质变与量变，判断目的细胞的价值和意义。、区分质变与量变，判断目的细胞的价值和意义。、区分质变与量变，判断目的细胞的价值和意义。A A A A、体外培养细胞的生长方式：体外培养细胞的生长方式：体外培养细胞的生长方式：体外培养细胞的生长方式：1 1 1 1、黏附型、黏附型、黏附型、黏附型 2 2 2 2、悬浮型、悬浮型、悬浮型、悬浮型六、体外培养细胞的生长与观察六、体外培养细胞的生长与观察 2 2黏附型细胞黏附型细胞黏附是体外培养条件下恢复黏附是体外培养条件下恢复“组织形式组织形式”的倾向的倾向 1 1、细胞与细胞之间的接触、细胞与细胞之间的接触 2 2、细胞与细胞外基质结合、细胞与细胞外基质结合体内、体外的差异：体内是立体三维的结构；而体内、体外的差异：体内是立体三维的结构；而体外只是二维的空间，大多数情况下只有一个体外只是二维的空间，大多数