guan-3 动物细胞培养.ppt

《guan-3 动物细胞培养.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《guan-3 动物细胞培养.ppt（102页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、guan-3 动物细胞培养 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望动物的细胞与组织培养 定义：从动物体内取出组织或细胞，模拟机体内生理环境，在体外建立无菌、适当温度和一定营养条件下，使之生存和生长，并维持其结构和功能的方法。1 动物细胞培养n n群群群群体体体体培培培培养养养养（mass mass mass mass cultureculturecultureculture）：将将将将含含含含有有有有一一一一定定定定数数数数量量量量细细细细胞胞胞胞的的的的

2、悬悬悬悬液液液液置置置置于于于于培培培培养养养养瓶瓶瓶瓶中中中中，让让让让细细细细胞胞胞胞贴贴贴贴壁壁壁壁生生生生长长长长，汇汇汇汇合合合合（confluenceconfluenceconfluenceconfluence）后形成均匀的单细胞层）后形成均匀的单细胞层）后形成均匀的单细胞层）后形成均匀的单细胞层n n克克克克隆隆隆隆培培培培养养养养（clonal clonal clonal clonal cultureculturecultureculture）：培培培培养养养养高高高高度度度度稀稀稀稀释释释释的的的的细细细细胞胞胞胞悬悬悬悬液液液液，细细细细胞胞胞胞贴贴贴贴壁壁壁壁生生生生长长

3、长长，每每每每一一一一个个个个细细细细胞胞胞胞形形形形成成成成一一一一个个个个细胞集落，称为克隆。细胞集落，称为克隆。细胞集落，称为克隆。细胞集落，称为克隆。群体培养（左）和克隆培养（右）Definitions of Tissue Culture Termsncellculture-the maintenance and growing of dispersed cells outside the organism.nSecondarycultureCells taken from a primary culture and passed or divided in vitro.These c

4、ells have a limited number of divisions or passages.ntissueculture-the maintenance of a tissue or fragment in a way that may allow differentiation and preservation of the architecture and/or functionnmonolayer-single layer of cells growing on a surfacenorganculture-maintenance of tissues,whole or pa

5、rts of organs in a way that may allow differentiation and preservation of the architecture and/or functionnexplant-an excised fragment of an organ which usually retains some degree of tissue architecturen n原代培养原代培养原代培养原代培养 （primary cultureprimary culture）：即细胞或组织离开机体后的首次培养。：即细胞或组织离开机体后的首次培养。n nprimar

6、ycultureprimaryculture-started from cells,tissues or organs taken directly from an animal-started from cells,tissues or organs taken directly from an animaln n传传传传代代代代（passagepassage）：培培养养的的细细胞胞生生长长到到一一定定的的密密度度后后转转移移到到新新的的容容器器中中培培养养或或需需要要更换到新的培养液称为传代或传代培养。更换到新的培养液称为传代或传代培养。n nsubculturesubculture-th

7、e transplantation of cells from one culture to another(passaging)-the transplantation of cells from one culture to another(passaging)n n细细细细胞胞胞胞系系系系（cell cell lineline）：原原代代培培养养物物经经首首次次传传代代成成功功后后即即成成细细胞胞系系，由由原原先先存存在在于于原原代代培培养养物物中中的的细细胞胞世世系系所所组组成成。如如果果不不能能继继续续传传代代或或传传代代数数有有限限，可可称称为为有有限限细细胞胞系。如果可以连续传代

8、则称为连续细胞株原代培养细胞成功传代即为细胞系。系。如果可以连续传代则称为连续细胞株原代培养细胞成功传代即为细胞系。n ncellcelllineline-arises arises from from the the primary primary culture culture at at the the time time of of the the first first subculture subculture-finite finite life life spanspann ncontinuouscelllinecontinuouscellline-a cell line wh

9、ich has been transformed-infinite life span-a cell line which has been transformed-infinite life spann n细胞株（细胞株（细胞株（细胞株（cell straincell strain）：从培养细胞中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群。：从培养细胞中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群。n n克克克克隆隆隆隆（cloneclone）：亦亦称称无无性性系系。指指由由同同一一个个祖祖先先细细胞胞通通过过有有丝丝分分裂裂产产生生的的遗遗传传性性状状一致的细胞群。一致的细胞群。2 发展历史发展历史n动物细

10、胞（组织）培养技术起源于动物细胞（组织）培养技术起源于1919世纪所应用的某些胚胎世纪所应用的某些胚胎学技术。学技术。n动物细胞（组织）培养的奠基人是美国生物学家动物细胞（组织）培养的奠基人是美国生物学家HarrisonHarrison。在在19071907年采用盖玻片覆盖凹窝玻璃悬滴培养法将蛙胚的神经年采用盖玻片覆盖凹窝玻璃悬滴培养法将蛙胚的神经组织培养在淋巴液中，保持存活了几周时间，并观察到细胞组织培养在淋巴液中，保持存活了几周时间，并观察到细胞突起的生长过程。突起的生长过程。nHarrison-isolated pieces of frog embryonic tissue known

11、to give rise to nerve fibres-grew them in frog lymph-observed outgrowth of axons over period of weeks in 1907.n法国学者法国学者CarrelCarrel功不可没。他功不可没。他19231923年设计的卡氏培养瓶，用年设计的卡氏培养瓶，用鸡胚抽提液培养心肌组织取得成功并维持鸡胚抽提液培养心肌组织取得成功并维持3434年之久年之久,特别注特别注意到实验中的无菌操作。意到实验中的无菌操作。表三、实验室中常用的几种细胞系表三、实验室中常用的几种细胞系细胞系名称细胞系名称细胞类型细胞类型来源来源

12、3T33T3成纤维细胞成纤维细胞小鼠小鼠HeLaHeLa宫颈癌上皮细胞宫颈癌上皮细胞Henrietta Lacks Henrietta Lacks BHK21BHK21成纤维细胞成纤维细胞叙利亚仓鼠叙利亚仓鼠PtKlPtKl上皮细胞上皮细胞袋鼠袋鼠L6L6成肌细胞成肌细胞大鼠大鼠PCI2PCI2嗜铬细胞嗜铬细胞大鼠大鼠SP2SP2浆细胞浆细胞小鼠小鼠SP2SP20 0骨髓瘤浆细胞骨髓瘤浆细胞小鼠小鼠CHOCHO卵巢细胞卵巢细胞中国地鼠中国地鼠Henrietta Lacks,American black,died of cancer of uterine cervix in 1951 3 应用领

13、域应用领域n生产单克隆抗体和疫苗。生产单克隆抗体和疫苗。n组织与器官再生、培养。组织与器官再生、培养。n动物细胞基因工程动物细胞基因工程动物细胞培养生产的生物制品动物细胞培养生产的生物制品 n（1 1）病病 毒毒 疫疫 苗苗：乙乙 肝肝 疫疫 苗苗(HbsAg)(HbsAg)、脊脊 髓髓 灰灰 质炎疫苗质炎疫苗(Polio)(Polio)、狂犬疫苗、狂犬疫苗(Rabies)(Rabies)等。等。n（2 2）非非 抗抗 体体 免免 疫疫 调调 节节 剂剂：干干 扰扰 素素（IFN IFN）、白白 细细 胞胞 介介 素素（IL IL）、B B 细细 胞胞 生生 长长 因因 子子 （BCGF BC

14、GF）、巨巨 噬噬 细细 胞胞 激激 活活 因因 子子（MANMAN）T T 细胞替代因子（细胞替代因子（TRFTRF）等。）等。n（3 3）多肽生长因子：多肽生长因子：神经生长因子（神经生长因子（NGF NGF）、）、成纤维细胞生长因子（成纤维细胞生长因子（FGFFGF）、表皮生长因）、表皮生长因 子（子（EGFEGF）、血清生长因子（）、血清生长因子（SFSF）等。）等。n（4 4）酶类：酶类：组织血纤维溶酶原激活剂（组织血纤维溶酶原激活剂（t tPA PA）等。）等。n（5 5）激素：激素：红细胞生成素（红细胞生成素（EPOEPO）、促黄体生）、促黄体生成素（成素（LHLH）、促滤胞素（

15、）、促滤胞素（FSHFSH）等。）等。n（6 6）肿瘤特异性抗原：肿瘤特异性抗原：癌胚抗原（癌胚抗原（CEACEA）等。）等。n（7 7）单克隆抗体单克隆抗体（MCAB MCAB）。）。n（8 8）病毒杀虫剂：病毒杀虫剂：杆状病毒等。杆状病毒等。n（9 9）皮肤移植：皮肤移植：单细胞培养等。单细胞培养等。n3.1.1 动物细胞的特点动物细胞的特点n问题一问题一n与与微微生生物物、植植物物细细胞胞相相比比，动动物物细细胞胞有有哪哪些些特殊之处？特殊之处？动物细胞与微生物细胞相比，主要有以动物细胞与微生物细胞相比，主要有以下不同：下不同：n（1 1）动物细胞比微生物细胞）动物细胞比微生物细胞大大，

16、无细胞壁无细胞壁。n（2 2）动物细胞倍增时间长，）动物细胞倍增时间长，生长缓慢生长缓慢，易易 受污染受污染。n（3 3）培养过程）培养过程需氧量少需氧量少，对机械搅拌或，对机械搅拌或剪剪 切力敏感切力敏感。n（4 4）动物细胞间主要以）动物细胞间主要以聚集体形式聚集体形式存在。存在。n（5 5）原代细胞一般繁殖）原代细胞一般繁殖5050代代左右即退化左右即退化 死亡。死亡。3.1.2 体外培养体外培养 原代培养原代培养（亦称初代培养）（亦称初代培养）传代培养传代培养（亦称继代培养）。（亦称继代培养）。Primary Cultureretention of the 3D shapeoutgro

17、wth and migration of cells3.1.3 动物细胞（组织）培养的生长特性动物细胞（组织）培养的生长特性 n体外培养细胞类型体外培养细胞类型1 1 粘附型细胞粘附型细胞 anchorageanchoragedependentdependent n粘附生长粘附生长是大多数有机体细胞在体内生存和生长是大多数有机体细胞在体内生存和生长发育的基本存在方式。粘附有两种含义：一是细发育的基本存在方式。粘附有两种含义：一是细胞之间相互接触；二是细胞与细胞外基质结合。胞之间相互接触；二是细胞与细胞外基质结合。n动物细胞培养中，大多数哺乳动物细胞是必须附动物细胞培养中，大多数哺乳动物细胞是必

18、须附壁即附着在固体表面生长，当细胞布满表面后即壁即附着在固体表面生长，当细胞布满表面后即停止生长，这时若取走一片细胞，存留在表面上停止生长，这时若取走一片细胞，存留在表面上的细胞就会沿着表面生长而重新布满创面的细胞就会沿着表面生长而重新布满创面,称为称为单层附壁培养单层附壁培养。细胞贴壁延展过程细胞贴壁延展过程ContactinhibitionWhencellscontacteachother,theyceasetheirgrowth.CellsarrestinG0phaseofthecellcycle.Transformedcellswillcontinuetoproliferateandp

19、ileupeachother.体外培养细胞类型（形态）体外培养细胞类型（形态）n1 成纤维型成纤维型n2 上皮型上皮型n3 游走型游走型n4 多形型多形型（一）成纤维细胞型细胞（一）成纤维细胞型细胞 FibroblastFibroblastn外形与体内外形与体内成纤维成纤维细胞形状相细胞形状相似，细胞大致呈似，细胞大致呈梭形或不规则梭形或不规则形形。前者贴壁后呈长梭形，圆。前者贴壁后呈长梭形，圆形细胞核位于中央，胞质外伸形细胞核位于中央，胞质外伸出出2 23 3个长短不同的突起，生个长短不同的突起，生长时呈放射状、漩涡状走向。长时呈放射状、漩涡状走向。n多数细胞之间多数细胞之间排列疏散排列疏散

20、，有较，有较大的细胞间隙。有时也相互平大的细胞间隙。有时也相互平行排列，成群细胞呈现行排列，成群细胞呈现放射状、放射状、旋涡状旋涡状等形式。心肌，平滑肌、等形式。心肌，平滑肌、血管内皮细胞的体外培养常呈血管内皮细胞的体外培养常呈此类型。此类型。（二）上皮型细胞（二）上皮型细胞 Epithelial celln类似上皮细胞的细胞，特类似上皮细胞的细胞，特点是：点是：扁平扁平状，形态较为状，形态较为规则规则，细胞贴壁后呈，细胞贴壁后呈三角三角形形及不规则扁平的及不规则扁平的多角形多角形，中央有扁圆形核，生长时中央有扁圆形核，生长时彼此彼此紧密紧密连接成单层细胞。连接成单层细胞。因为相互拥挤而呈现因

21、为相互拥挤而呈现“铺铺路石状路石状”。n皮肤的表皮细胞、消化道皮肤的表皮细胞、消化道与呼吸道的上皮细胞、肺与呼吸道的上皮细胞、肺泡上皮细胞、消化腺上皮泡上皮细胞、消化腺上皮细胞、血管内皮细胞等，细胞、血管内皮细胞等，HelaHela（三）游走型细胞（三）游走型细胞 wanderingn分散生长，一般不连接成片形成群落；分散生长，一般不连接成片形成群落；细胞胞质常伸出伪足和突起；在培细胞胞质常伸出伪足和突起；在培养器皿壁上生长位置不固定，呈活养器皿壁上生长位置不固定，呈活跃的游走和变形运动，速度快且方跃的游走和变形运动，速度快且方向不规则。向不规则。n该类细胞不稳定，该类细胞不稳定，外形不规则且

22、不断外形不规则且不断变化变化，当细胞密度增大、连接成片，当细胞密度增大、连接成片时，形状类似于成纤维样细胞型或时，形状类似于成纤维样细胞型或上皮细胞型。上皮细胞型。n表现这种细胞形态的主要是单核巨噬表现这种细胞形态的主要是单核巨噬细胞系统的细胞，如颗粒性白细胞、细胞系统的细胞，如颗粒性白细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞、某些肿瘤细胞等。某些肿瘤细胞等。（四）多形型细胞（四）多形型细胞 Polymorphicn多多形形型型细细胞胞是是一一些些形形态态上上不规则不规则的细胞。的细胞。n多多形形型型细细胞胞不不常常见见，只只有有某某些些像像神神经经组组织织细细胞胞等等

23、难难以以确确定定其其稳稳定定形形态态的的，才才可可归归于于多多形形细细胞胞。体体外外培培养养呈呈现现多多形形型型细细胞胞的的细细胞胞最最常常见见的的是是神神经元和神经胶质细胞经元和神经胶质细胞。影响细胞形态的因素影响细胞形态的因素n能够影响细胞形态学特征的主要因素包括：能够影响细胞形态学特征的主要因素包括：血清成分、培养基成分及添加成分、培养血清成分、培养基成分及添加成分、培养基的酸碱度、气相环境、温度基的酸碱度、气相环境、温度等。例如，等。例如，一些已分化的细胞在有无血清的培养液中一些已分化的细胞在有无血清的培养液中生长，形态特征就会有所差异。生长，形态特征就会有所差异。n形态会因条件而改变

24、（来源、生长条件和形态会因条件而改变（来源、生长条件和功能状态不同）。功能状态不同）。2 非粘附型细胞（悬浮型细胞）非粘附型细胞（悬浮型细胞）n体体外外生生长长不不贴贴壁壁，可可在在培培养养液液中中悬悬浮浮生生长长，因因此也叫此也叫悬浮悬浮型细胞。型细胞。n一一些些在在体体内内原原本本就就以以悬悬浮浮状状态态生生长长的的细细胞胞或或微微生生物物，当当接接种种于于体体外外环环境境中中也也可可以以以以悬悬浮浮状状态态生生长长。血血液液白白细细胞胞、淋淋巴巴组组织织细细胞胞，某某些些肿肿瘤瘤细细胞胞、杂杂交交瘤瘤细细胞胞、转转化化细细胞胞系系等等都都属属此此类类细细胞。这类细胞形态学特点是胞体始终为

25、胞。这类细胞形态学特点是胞体始终为球形球形。n悬浮培养类似微生物的深层培养。由于悬浮培养类似微生物的深层培养。由于是悬浮生长，细胞密度一般都较高，培是悬浮生长，细胞密度一般都较高，培养的效率也高、操作也容易。养的效率也高、操作也容易。n这种方法有多方面的优越性，易于大规这种方法有多方面的优越性，易于大规模生产，便于过程的控制。模生产，便于过程的控制。n可惜能在悬浮状态下生长的细胞可惜能在悬浮状态下生长的细胞种类有种类有限限，且不太方便观察。，且不太方便观察。3.2 动物细胞培养动物细胞培养 的基本技术的基本技术3.2.1 体外培养的条件体外培养的条件3.2.1.1 与微生物细胞培养相比动物与微

26、生物细胞培养相比动物 细胞培养的特殊性细胞培养的特殊性n大多数哺乳动物细胞只有大多数哺乳动物细胞只有附着附着在固在固体或半固体的表面才能生长。体或半固体的表面才能生长。n动物细胞对于动物细胞对于营养要求更加苛刻营养要求更加苛刻，除氨基酸、维生素、盐类、葡萄糖除氨基酸、维生素、盐类、葡萄糖或半乳糖外，还需要或半乳糖外，还需要血清血清。n对于培养环境的适应性更差，对环境极其对于培养环境的适应性更差，对环境极其敏敏感感，包括，包括 pH pH、溶解氧、温度、剪切力等都、溶解氧、温度、剪切力等都比微生物有更高的要求，一般需严格监控。比微生物有更高的要求，一般需严格监控。n动物细胞动物细胞生长缓慢生长缓

27、慢，因此培养时间较长。，因此培养时间较长。n对环境的影响又比微生物为大，因此常用空对环境的影响又比微生物为大，因此常用空气、氧、二氧化碳和氮的混合气体进行供氧气、氧、二氧化碳和氮的混合气体进行供氧和调节和调节pHpH。培养条件培养条件TemperaturepHDissolved gasNutrients培养基培养基n2020世纪世纪4040年代以后，从事动物组织培养的年代以后，从事动物组织培养的各国科学家把研究的重点集中在培养基的各国科学家把研究的重点集中在培养基的改造上。改造上。n19511951年，年，Earle等人开发了供动物细胞体外等人开发了供动物细胞体外培养的培养基。培养的培养基。M

28、ediaThe choice of media is cell type specific and often empirical-no all purpose medium.Should provide:nutrients,buffering capacity,isotonic,and be sterile天然培养基天然培养基n动物血清、组织提取液、鸡胚胎提取液等动物血清、组织提取液、鸡胚胎提取液等n优点优点：营养价值高：营养价值高n缺点缺点：成分复杂、来源有限、成本较高：成分复杂、来源有限、成本较高n小（胎）牛血清小（胎）牛血清蛋白质、氨基酸、葡蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素、多种生长因子萄

29、糖、激素、多种生长因子等成分。等成分。合成培养基合成培养基nEarle 于于1951年首次使用。年首次使用。n优点优点：成分已知、易控制：成分已知、易控制n缺点缺点：无法替代一些未知成分：无法替代一些未知成分n解决途径解决途径合成培养基中添加小牛血合成培养基中添加小牛血 清，彼此互补清，彼此互补无血清培养基无血清培养基n血清培养基的优点血清培养基的优点：含有丰富的利于细胞：含有丰富的利于细胞生长的成分生长的成分n血清培养基缺点血清培养基缺点：对后期产物的分离、提：对后期产物的分离、提纯及检测造成干扰。来源有限、成本较高纯及检测造成干扰。来源有限、成本较高n无血清培养基无血清培养基：试图全部替代

30、血清成分，：试图全部替代血清成分，尤其是生长因子（例如胰岛素）、激素尤其是生长因子（例如胰岛素）、激素（例如生长激素）等。（例如生长激素）等。培养过程图解培养过程图解细胞系生长过程的细胞系生长过程的3个主要阶段个主要阶段（一）原代（初代）培养期（一）原代（初代）培养期 n指从体内指从体内取出组织接种培养到第一次传代取出组织接种培养到第一次传代培养这个阶段，培养这个阶段，一般持续一般持续1-4周。在这个阶段，细胞比较活跃，有细胞分周。在这个阶段，细胞比较活跃，有细胞分裂，但不旺盛。裂，但不旺盛。n组织和细胞刚离体，生物学特性变化不大，具有二倍体遗组织和细胞刚离体，生物学特性变化不大，具有二倍体遗

31、传特性，最接近和反映体内生长特性，很适合做药物测试，传特性，最接近和反映体内生长特性，很适合做药物测试，细胞分化等实验研究。细胞分化等实验研究。（二）传代期（二）传代期 n原代培养细胞原代培养细胞一经传代一经传代后便称为细胞系，在全生后便称为细胞系，在全生命期中该阶段的持续时间最长。一般情况下，当命期中该阶段的持续时间最长。一般情况下，当传代传代10-5010-50次后，细胞增殖逐渐缓慢，以致完全次后，细胞增殖逐渐缓慢，以致完全停止。停止。（三）衰退期（三）衰退期 n该阶段细胞仍然生存，但是增殖很慢或不该阶段细胞仍然生存，但是增殖很慢或不增殖。细胞形态轮廓增强，最后开始衰退增殖。细胞形态轮廓增

32、强，最后开始衰退凋亡凋亡。n 动物细胞培养过程生长曲线Kinetics of growth phaseLogarithmic scale!Cells reach confluence(cover all available surface)每代细胞的生长曲线：潜伏期对数生长期停止期（平台期）每代贴附生长细胞的生长过程每代贴附生长细胞的生长过程分为以下几个时期n游离期n贴壁期n潜伏期n对数生长期n停止期（平台期）n游离期：游离期：细胞接种后在培养液中呈悬浮状态，也称悬浮期。此时细胞质回缩，胞体呈圆球形。10分钟一4小时n贴壁期：贴壁期：细胞附着于底物上，游离期结束。细胞株平均在10分钟一4小时贴

33、壁。底物：胶原、玻璃、塑料、其它细胞等n 血清中有促使细胞贴壁的冷析球蛋白和纤粘素、胶原等糖蛋白（生长基质），这些带正电荷的糖蛋白的促贴壁因子先吸附于底物上，悬浮细胞再与吸附有促贴壁因子的附着。进口塑料培养瓶涂有生长基质（化学合成的功能基团）n潜伏期潜伏期:此时细胞有生长活动，而无细胞分裂。细胞株潜伏期一般为624小时。对数生长期：对数生长期：细胞数随时间变化成倍增长，活力最佳，最适合进行实验研究。n停止期（平台期）停止期（平台期）：细胞长满瓶壁后，细胞虽有活力但不再分裂n 机制：接触抑制、密度依赖性小结小结n动物细胞培养的特点n无血清培养基在实验研究中的特殊意义n细胞类型及生长特点n细胞系生

34、长阶段和各阶段特点n细胞系生长曲线及各期特点动物细胞培养技术动物细胞培养技术2常用的培养方法常用的培养方法n悬滴培养Hangingdrop cultivationn培养瓶培养n旋转管培养Rotate tube cultivationn克隆培养法Cloning culture techniquen细胞同步化培养n动物细胞大规模培养 分批式batch，流加式fedbatch，半连续式semicontinuous，连续式，灌流式perfusion 三三 原代培养与传代培养原代培养与传代培养 1取材取材TrypsinEDTAcollagenase取材部位是否准确组织是否保持活性材料处理是否恰当2 原代

35、培养原代培养组织块培养组织块培养3 传代培养传代培养消化法消化法一般传代培养的步骤一般传代培养的步骤 n(1)(1)吸出培养瓶内旧培养液。吸出培养瓶内旧培养液。n(2)(2)加入胰蛋白酶和加入胰蛋白酶和EDTAEDTA混合液盖满瓶底。混合液盖满瓶底。n(3)(3)2 25 5分钟后检查，如有细胞间隙变大，分钟后检查，如有细胞间隙变大，细细 胞质回缩现象，终止消化。胞质回缩现象，终止消化。n(4)(4)吸出消化液，加入吸出消化液，加入PBSPBS液，轻轻转动以液，轻轻转动以 免细胞流失，洗去残留的消化液。如果单免细胞流失，洗去残留的消化液。如果单 用胰蛋白酶，可直接加入培养液。用胰蛋白酶，可直接

36、加入培养液。n(5)(5)用吸管轻轻吹打瓶壁，使细胞脱落制成用吸管轻轻吹打瓶壁，使细胞脱落制成悬悬 液，计数后记录其浓度。液，计数后记录其浓度。（6 6）重新接种培养。）重新接种培养。四四 建立细胞系过程建立细胞系过程肿瘤细胞的体外培养与建系过程肿瘤细胞的体外培养与建系过程n以人上皮型食管癌以人上皮型食管癌109细胞系的建立细胞系的建立为为例介绍一下具体的建系过程：例介绍一下具体的建系过程：（1）取材）取材n食管癌患者的手术标本食管癌患者的手术标本（2）原代培养）原代培养n1）食管肿物组织放入含青霉素和链霉素的食管肿物组织放入含青霉素和链霉素的 RPMI 1640培养液内，于培养液内，于4下静

37、置下静置2小小时。时。n2）然后将组织剪切成然后将组织剪切成1-2mm3的小块。用含的小块。用含青霉素和链霉素的青霉素和链霉素的RPMI 1640培养液洗培养液洗涤后，接种于预先涂有鼠尾胶原的玻璃培涤后，接种于预先涂有鼠尾胶原的玻璃培养瓶中。养瓶中。n3）于于37、CO2培养箱内培养培养箱内培养2小时后，再小时后，再 补加含补加含20%的小牛血清的的小牛血清的RPMI 1640培培养液，继续培养。养液，继续培养。（3）建系过程）建系过程n组织块在接种组织块在接种1 1周后，周后，上皮细胞上皮细胞从组织块周围向外从组织块周围向外迅速迁移和生长，相互连接成片。迅速迁移和生长，相互连接成片。2 2周

38、后，可以见周后，可以见到到成纤维细胞成纤维细胞生长。生长。8 8周后，上皮细胞生长开始明周后，上皮细胞生长开始明显加快，并向周围延伸。显加快，并向周围延伸。n用胰蛋白酶消化法和刮脱法等手段除掉成纤维细用胰蛋白酶消化法和刮脱法等手段除掉成纤维细胞胞。这样处理后的细胞在传代三次后，贴壁生长。这样处理后的细胞在传代三次后，贴壁生长的细胞呈现上皮状，核清晰可见核仁。的细胞呈现上皮状，核清晰可见核仁。2 2周后细胞周后细胞形成群落。第形成群落。第4 4代后细胞开始呈单层生长，命名为代后细胞开始呈单层生长，命名为ECA109ECA109。ECA109 ECA109 经生物学特性分析后确定细胞经生物学特性分

39、析后确定细胞系建立成功系建立成功建立细胞系的要求建立细胞系的要求n国际上对Certified cell的确定尚无统一标准n1 组织来源n2 细胞生物学检测：形态，特异结构，细胞生长曲线，分裂指数，接种率，特异性如腺细胞，肿瘤细胞n3 培养条件和方法细胞系和细胞株鉴定n鉴定指标：纯度，细胞学特性，稳定性，污染情况n鉴定方法：细胞形态学观察，绘制生长曲线，计算分裂指数，染色体组型和带型分析，同工酶酶谱检测n档案资料及管理使用：美国标准细胞库ATCC,人遗传突变细胞库HGMR,细胞衰老细胞库CAR细胞计数细胞计数n四角大方格内细胞数平均，若压中线者，只计算压左线和上线边的细胞。n细胞密度个/ml平均

40、细胞数x103x稀释倍数培养细胞活力测定培养细胞活力测定细胞活力测定是肿瘤体外研究中应用最广的技术手段之一。细胞活力测定是肿瘤体外研究中应用最广的技术手段之一。任任何何培培养养瓶瓶内内生生长长的的细细胞胞都都由由死死细细胞胞和和活活细细胞胞组组成成，从从形形态态上上区区别别死死、活细胞是困难的。活细胞是困难的。1 细胞克隆形成率实验细胞克隆形成率实验 单个细胞在体外增殖单个细胞在体外增殖6代以上，其后代所组成的细胞群体形成肉眼可代以上，其后代所组成的细胞群体形成肉眼可见的克隆。见的克隆。克隆形成率用来表示细胞的增殖能力克隆形成率用来表示细胞的增殖能力 克隆形成率比克隆形成率比克隆形成克隆形成数

41、接种细胞数数接种细胞数 缺点：操作繁琐缺点：操作繁琐 优点：精确、可靠优点：精确、可靠2.台盼蓝法台盼蓝法n活活细细胞胞不不被被染染色色，死死细细胞胞染染成成蓝蓝色色，用用活活细细胞胞占占细细胞胞中中的的百百分分比比表表示示细细胞活力胞活力 3 四唑盐（四唑盐（MTTMTT）比色法）比色法四唑盐（四唑盐（MTTMTT）商品名为噻唑蓝，）商品名为噻唑蓝，原理：活细胞中脱氢酶能将四唑盐还原成不溶干原理：活细胞中脱氢酶能将四唑盐还原成不溶干水的蓝紫色产物（水的蓝紫色产物（formazan)formazan)，并沉淀在细胞，并沉淀在细胞中，而死细胞没有这种功能。二甲亚砜中，而死细胞没有这种功能。二甲亚

42、砜（DMSODMSO）能溶解沉积在细胞中蓝紫色结晶物，）能溶解沉积在细胞中蓝紫色结晶物，溶液颜色深浅与所含的溶液颜色深浅与所含的formazanformazan量成正比。再量成正比。再用酶标仪测定用酶标仪测定ODOD值值 MTTMTT法简单快速准确，广泛应用于新药筛法简单快速准确，广泛应用于新药筛选、细胞毒牲试验、肿瘤放射敏感性实验等。选、细胞毒牲试验、肿瘤放射敏感性实验等。n （1 1）单细胞悬液接种于）单细胞悬液接种于9696孔培养板；孔培养板；10103 3-10-104 4 细胞细胞/孔，每孔培养基总量孔，每孔培养基总量200ul200ul（9696孔培养板每孔培养板每孔容积孔容积37

43、0ul370ul），），3737、5 5COCO2 2培养箱中培养一段培养箱中培养一段时间（根据实验目的决定培养时间）时间（根据实验目的决定培养时间）n （2 2）加入）加入2mg2mgmlml的的MTTMTT液（液（50ul50ul孔）；孔）；继续培养继续培养3 3小时。小时。n （3 3）吸出孔内培养液后，加入）吸出孔内培养液后，加入DMSODMSO液液（150ul150ul孔），将培养板置于微孔板扳荡器上振孔），将培养板置于微孔板扳荡器上振荡荡1010分钟，使结晶物溶解。分钟，使结晶物溶解。n （4 4）酶标仪检测各孔）酶标仪检测各孔ODOD值（检测波长值（检测波长570nm570nm）

44、，记录结果，绘制生长曲线。），记录结果，绘制生长曲线。操作步骤操作步骤:细胞冻存和复苏细胞冻存和复苏n细胞低温冷冻贮存是细胞室的常规细胞低温冷冻贮存是细胞室的常规工作。细胞冻存与细胞传代保存相工作。细胞冻存与细胞传代保存相比可以减少人力、经费，减少污染，比可以减少人力、经费，减少污染，减少细胞生物学特性变化。减少细胞生物学特性变化。液氮罐CryopreservationHow does freezing induce damage?cool too fast formation of ice crystals inside the cell cool too slow hypertonic e

45、xtracellular solution dehydration transport of water across membrane thermo dynamics of ice formation kinetics of ice growth Thawing rate is also important(thaw rapidly)最适度以下的最适度以上的慢冻程序慢冻程序n标准程序：标准程序：n 当温度在当温度在-25 以上时，以上时，12/minn 当温度达当温度达-25 以下时，以下时，510/minn 当温度达当温度达-100时，可迅速放入液氮中细胞冻存器时，可迅速放入液氮中细胞冻存

46、器n简易程序：简易程序：n 将将冷冷冻冻管管（管管口口要要朝朝上上）放放入入纱纱布布袋袋内内，纱纱布布袋袋系系以以线线绳绳，通通过过线线绳绳将将纱纱布布袋袋固固定定于于液液氮氮罐罐罐罐口口，按按每每分分钟钟温温度度下下降降12 的的速速度度，在在40分分钟钟内内降降至至液液氮氮表表面，停面，停30分钟后，直接投人液氮中。分钟后，直接投人液氮中。低温保护剂的应用低温保护剂的应用n在细胞冻存时加入温保护剂，能大大提高冻存在细胞冻存时加入温保护剂，能大大提高冻存效果。效果。n常用的低温保护剂是常用的低温保护剂是DMSODMSO，它是一种渗透性保，它是一种渗透性保护剂，可迅速透入细胞，提高胞膜对水的通

47、透护剂，可迅速透入细胞，提高胞膜对水的通透性，降低冰点，延缓冻结过程，能使细胞内水性，降低冰点，延缓冻结过程，能使细胞内水分在冻结前透出细胞外，在胞外形成冰晶，减分在冻结前透出细胞外，在胞外形成冰晶，减少胞内冰晶，从而减少冰晶对细胞的损伤。少胞内冰晶，从而减少冰晶对细胞的损伤。细胞冻存方法细胞冻存方法n1 预先配制冻存液：预先配制冻存液：含含20%血清培养基血清培养基 10%DMSO n2 取对数生长期细胞，经胰酶消化后，加入取对数生长期细胞，经胰酶消化后，加入 适量冻存液适量冻存液,用吸管吹打制成细胞悬液用吸管吹打制成细胞悬液 （1106 5 106细胞细胞/ml)n3 加入加入1ml细胞于

48、冻存管中，密封后标记冷细胞于冻存管中，密封后标记冷 冻细胞名冻细胞名称和冷冻日期。称和冷冻日期。n4 存活率可达存活率可达80一一90。DMSO液用培液用培 养液配好，避免因临时配制产热而伤害养液配好，避免因临时配制产热而伤害 细胞。细胞。细胞复苏方法细胞复苏方法（l）从液氮中取出冷冻管，迅速投入）从液氮中取出冷冻管，迅速投入37 38 水浴中，使其融化（水浴中，使其融化（1分钟左右）。分钟左右）。（2）5分钟内用培养液稀释至原体积的分钟内用培养液稀释至原体积的10倍倍 以上。以上。（3）低速离心）低速离心10分钟。分钟。（4）去上清，加新鲜培养液培养刚复苏的细）去上清，加新鲜培养液培养刚复苏

49、的细 胞。胞。五五 动动物细胞物细胞大规模大规模培养培养1 基本基本流程流程2 生物反应器系统生物反应器系统（1）生物反应器）生物反应器设计依据n除了以人工诱变为目的的培养外，用于动除了以人工诱变为目的的培养外，用于动物细胞培养的生物反应器的设计原则应该物细胞培养的生物反应器的设计原则应该是尽量模拟培养物在生物体内的生长环境。是尽量模拟培养物在生物体内的生长环境。由于动物细胞生长的特殊性，如贴壁、脆由于动物细胞生长的特殊性，如贴壁、脆弱等，与微生物细胞培养不同，需要特别弱等，与微生物细胞培养不同，需要特别注意反应器结构设计以及特殊载体的选择。注意反应器结构设计以及特殊载体的选择。（2）分类）分

50、类n一般有微载体式、中空纤维式、灌一般有微载体式、中空纤维式、灌注培养式、旋转壁式等几种新型的注培养式、旋转壁式等几种新型的反应器等反应器等。（3）动物细胞培养的载体动物细胞培养的载体实现规模化急需解决的问题实现规模化急需解决的问题 问题一问题一 细胞贴壁生长的载体细胞贴壁生长的载体微载体培养技术微载体培养技术n1967年，年，Van Wezel开发了微载体系统培开发了微载体系统培养贴壁细胞。养贴壁细胞。n微载体是直径微载体是直径60-250m的微珠。多用带不的微珠。多用带不同基团的葡聚糖交联成几种大分子，使其同基团的葡聚糖交联成几种大分子，使其带有适当电荷或介质，以利于细胞的贴壁带有适当电荷