生物 2 细胞工程 2.2 动物细胞培养和核移植技术 新人教版选修3.ppt

动物细胞工程动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养和核移植技术常用常用技术技术手段手段动物细胞核移植动物细胞核移植动物细胞融合动物细胞融合生产单克隆抗体生产单克隆抗体动物细胞培养动物细胞培养（基础）（基础）动物细胞工程动物细胞工程一、动物细胞培养一、动物细胞培养定义定义从动物机体中取出相关的从动物机体中取出相关的组织组织，将它，将它分散成分散成单个细胞单个细胞，然后，放在适宜的，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞培养基中，让这些细胞生长和增殖生长和增殖。（一）（一）动物动物细胞细胞培养培养过程过程动物细胞培养动物细胞培养动物组织块动物组织块剪碎剪碎制成细胞悬浮液制成细胞悬浮液将动物组织消化后的初次培养将动物组织消化后的初次培养原代培养原代培养过程过程胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理分散成单个细胞处理分散成单个细胞将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶将贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理，分瓶继续培养的过程处理，分瓶继续培养的过程传代培养传代培养5、培养的条件、培养的条件 气体环境气体环境无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境（培养液和所有培养用具进行无菌处理（培养液和所有培养用具进行无菌处理 措施：培养液中加抗生素，定期更换培养液）措施：培养液中加抗生素，定期更换培养液）营养营养（糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因（糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子和动物子和动物血清血清等）等）温度和温度和PH （36.50.5 7.2-7.4）（O2 CO2 95空气空气 5的的CO2）动物细胞培养动物细胞培养（二）原理：（二）原理：细胞增殖细胞增殖（三）条件：（三）条件：无菌、无毒的环境无菌、无毒的环境营养营养气体环境气体环境温度和温度和pHpH糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等微量元素等+动物血清、血浆动物血清、血浆（四）、应用（四）、应用1、生产生物制品、生产生物制品 如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等2、应用于基因工程、应用于基因工程3、用于检测有毒物质、用于检测有毒物质4、培养正常或病变的细胞，用于生理、培养正常或病变的细胞，用于生理、病理和药理等方面的研究病理和药理等方面的研究细胞的全能性细胞的全能性获得细胞获得细胞或或细胞产物细胞产物快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株等无病毒植株等培养目的培养目的葡萄糖、动物葡萄糖、动物血清血清蔗糖、植物蔗糖、植物激素激素培养基特有成分培养基特有成分液体培养基液体培养基固体培养基固体培养基培养基性质培养基性质细胞增殖细胞增殖原理原理动物细胞培养动物细胞培养植物组织培养植物组织培养比较项目比较项目（五）植物细胞和动物细胞培养的比较（五）植物细胞和动物细胞培养的比较二、核移植技术二、核移植技术胚胎细胞核移植胚胎细胞核移植体细胞核移植体细胞核移植 将动物的一个细胞的将动物的一个细胞的细胞核细胞核移入一个已经移入一个已经去掉细胞核去掉细胞核的的卵母细胞卵母细胞(减数第二次分裂的中期减数第二次分裂的中期)中，成为一个中，成为一个重组细胞重组细胞并发育成一个新并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体动物个体（一）分类（一）分类用核移植的方法得到的动物称为用核移植的方法得到的动物称为克隆动物克隆动物（M中期卵母细胞）中期卵母细胞）减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期去核的卵母细胞去核的卵母细胞供体细胞核注入供体细胞核注入去核卵母细胞去核卵母细胞胚胎移植胚胎移植（二）过程（二）过程卵巢卵巢卵细胞卵细胞母绵羊母绵羊母绵羊母绵羊乳腺细胞乳腺细胞细胞质细胞质细胞核细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植多莉羊多莉羊分娩分娩妊娠妊娠多多莉莉羊羊的的培培育育过过程程融合后的卵细胞融合后的卵细胞多利的产生多利的产生是何种生殖是何种生殖的结果？的结果？多利的遗传物质多利的遗传物质与哪头羊与哪头羊基本基本一一致？致？（三）原理：（三）原理：动物细胞动物细胞核核的全能性的全能性（四）应用：（四）应用：3、转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白、转基因克隆动物可作为生物反应器，生产医用蛋白4、转基因克隆动物细胞、组织、器官可作为异种、转基因克隆动物细胞、组织、器官可作为异种 生物移植的供体生物移植的供体1、促进优良畜群繁育，加速家畜遗传改良进程、促进优良畜群繁育，加速家畜遗传改良进程2、保护濒危物种、保护濒危物种5、人的核移植胚胎干细胞经诱导分化可用于、人的核移植胚胎干细胞经诱导分化可用于 自身的器官移植自身的器官移植体细胞核移植技术存在的问题体细胞核移植技术存在的问题胚胎移植动物幼体产出胚胎移植动物幼体产出 概率概率10克隆动物存在着健康问题克隆动物存在着健康问题克隆动物的食品安全性问题存在争议克隆动物的食品安全性问题存在争议（四）应用：（四）应用：6、了解胚胎发育及衰老过程、做疾病模型等、了解胚胎发育及衰老过程、做疾病模型等第三节动物细胞工程三、动物细胞融合和单克隆抗体鼠鼠B淋巴细胞淋巴细胞鼠骨髓瘤细胞鼠骨髓瘤细胞人工诱导人工诱导 动物细胞融合（动物细胞融合（技术技术）：是）：是指（指（在一定的条件下在一定的条件下）两个或）两个或多个细胞融合形成一个多个细胞融合形成一个单核单核细细胞的过程。胞的过程。（一）动物细胞融合（一）动物细胞融合1、诱导融合的方法、诱导融合的方法物理物理：电激等电激等化学化学：聚乙二醇聚乙二醇（PEG）生物：生物：灭活的病毒灭活的病毒 为什么灭活的为什么灭活的病毒能作诱导剂病毒能作诱导剂？灭活丧失感染性灭活丧失感染性保留融合活性保留融合活性2 2、动物细胞融合原理：、动物细胞融合原理：细胞膜的流动性细胞膜的流动性3 3、意义：意义：4 4、应用：、应用：突破有性杂交方法的局限，使突破有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能远缘杂交成为可能制备单克隆抗体制备单克隆抗体（二）单克隆抗体（二）单克隆抗体问题：问题：抗体由什么抗体由什么细胞产生？其化学细胞产生？其化学本质是什么？与抗本质是什么？与抗原作用的特点？原作用的特点？1抗体抗体抗体的传统生产方法抗体的传统生产方法从从血血清清中中分分离离抗抗体体该法制备抗体的特点：该法制备抗体的特点：产量低、纯度低，且抗产量低、纯度低，且抗体的特异性差、灵敏度低。体的特异性差、灵敏度低。多多种种效效应应B细细胞胞动动物物体体内内多多种种抗抗体体抗抗原原 读下面一段文字资料，读下面一段文字资料，找出单克隆抗体的概念找出单克隆抗体的概念 人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的B B细胞细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个B B细胞只细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用单个单一抗体，必须用单个B B细胞进行无性繁殖，即克隆。细胞进行无性繁殖，即克隆。1、单克隆抗体的概念单克隆抗体的概念单单:单个细胞单个细胞 克隆克隆:无性繁殖无性繁殖单克隆单克隆抗体抗体:单个细胞克隆产生的单个细胞克隆产生的化学性质化学性质 单一、特异性强单一、特异性强的抗体的抗体提示：对提示：对B B细胞进行细胞培养可行吗？细胞进行细胞培养可行吗？提示：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？提示：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？问题：问题：如何大量生产单克隆抗体？如何大量生产单克隆抗体？单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备2 2、相关常识：、相关常识：（效应）（效应）B B细胞：每个细胞：每个B B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，但不能增殖但不能增殖骨髓瘤细胞：能无限增殖，但不能产生抗体骨髓瘤细胞：能无限增殖，但不能产生抗体实验目的实验目的:制备单克隆抗体制备单克隆抗体.19751975年英国科学家年英国科学家米尔斯坦米尔斯坦和和柯勒柯勒的实验的实验一个效应一个效应B B细胞细胞只分泌一种特异性抗体只分泌一种特异性抗体 杂交瘤细胞杂交瘤细胞动物细胞培养技术动物细胞培养技术思路：思路：动物细胞融合技术动物细胞融合技术单克隆单克隆抗体抗体 既能产生特异性抗体，既能产生特异性抗体，又能大量繁殖的细胞又能大量繁殖的细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞能无限增殖能无限增殖+注射抗原注射抗原效应效应B B细胞细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合杂交瘤细胞杂交瘤细胞选择性培养基选择性培养基 筛选筛选1 1抗原抗原-抗体检测抗体检测克隆化培养克隆化培养单克隆单克隆抗体抗体 筛选筛选2 23、过程：、过程：能分泌所需能分泌所需抗体的杂交抗体的杂交瘤细胞瘤细胞效应效应B B细胞细胞B B淋巴细胞淋巴细胞注射抗原注射抗原骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合B-BB-B细胞细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞 瘤瘤-瘤细胞瘤细胞选择性培养基选择性培养基 筛选筛选1 1多种杂交瘤细胞多种杂交瘤细胞符合要求的杂交符合要求的杂交瘤细胞瘤细胞抗原抗原-抗抗体杂交法体杂交法 筛选筛选2 2克隆化克隆化体外培养体外培养小鼠腹腔内增殖小鼠腹腔内增殖单克隆抗体单克隆抗体4 4、杂交瘤细胞特点：、杂交瘤细胞特点：单克隆抗体的制备过程中共需单克隆抗体的制备过程中共需进行几次筛选？目的相同吗？进行几次筛选？目的相同吗？单克隆抗体制备中包括几个阶段？单克隆抗体制备中包括几个阶段？既可以产生特异性抗体，既可以产生特异性抗体，又可以大量增殖又可以大量增殖5 5、原理：、原理：膜的流动性、细胞增殖膜的流动性、细胞增殖6 6、单克隆抗体的优点：、单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，产量大特异性强，灵敏度高，产量大思考：可以口服治疗吗？思考：可以口服治疗吗？动物细胞融合、动物细胞培养动物细胞融合、动物细胞培养单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 看书上看书上53页图，分组讨论，单抗制备过程分哪几步页图，分组讨论，单抗制备过程分哪几步？请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解请用箭头把以下代表单克隆抗体制备过程步骤的图解的字母按正确顺序连接起来。顺序是？的字母按正确顺序连接起来。顺序是？6：单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用1、作为诊断试剂、作为诊断试剂最广泛应用最广泛应用准确、高效、简易、快速准确、高效、简易、快速3、运载药物、运载药物(“生物导弹生物导弹”单抗单抗+药物药物)2、用于治疗疾病、用于治疗疾病注注：广广义义、狭狭义义的的克克隆隆比较植物体细胞杂交和动物细胞融合用用 途途 原原 理理 诱导融合诱导融合的方法的方法处处 理理动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交去壁（酶？）去壁（酶？）细胞分散细胞分散（酶？）（酶？）物理法、化学法物理法、化学法物理法、化学法、生物法物理法、化学法、生物法膜的流动性、植物膜的流动性、植物细胞的全能性细胞的全能性膜的流动性膜的流动性克服远缘杂交不亲克服远缘杂交不亲和的障碍，得杂种和的障碍，得杂种植株植株制备单克隆抗制备单克隆抗体体物理法、化学法、生物法物理法、化学法、生物法