动物细胞培养和核移植技术上课用.pptx
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1、动物细胞工程常用的技术手段:动物细胞工程常用的技术手段:动物细胞培养、动物细胞培养、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、单克隆抗体单克隆抗体动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。是其他动物细胞工程技术的基础。提问:提问:v植物细胞工程常用的技术手段有哪些?植物细胞工程常用的技术手段有哪些?植物组织培养植物组织培养,植物体细胞杂交植物体细胞杂交第1页/共31页 从动物机体中取出相关组织,将它们从动物机体中取出相关组织,将它们分分散成单个细胞散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。让这些细胞生长和增殖。一、
2、动物细胞培养一、动物细胞培养1 1、动物细胞培养的概念、动物细胞培养的概念第2页/共31页动物组织块动物组织块动物组织块动物组织块细胞悬液细胞悬液细胞悬液细胞悬液原代培养原代培养原代培养原代培养传代培养传代培养传代培养传代培养胰蛋白酶或胶原蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶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处理分散成单个细胞处理分散成单个细胞(幼龄动物的器官、组织或胚胎)(幼龄动物的器官、组织或胚胎)(幼龄动物的器官、组织或胚胎)(幼龄动物的器官、组织或胚胎)加入培养液加入培养液加入培养液加入培养液用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,使细用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,使细用
3、胰蛋白酶等处理贴壁细胞,使细用胰蛋白酶等处理贴壁细胞,使细胞从瓶壁脱落胞从瓶壁脱落胞从瓶壁脱落胞从瓶壁脱落适宜条件适宜条件适宜条件适宜条件2.2.动物细动物细胞培养的胞培养的过程过程第3页/共31页细胞细胞细胞细胞悬浮液悬浮液悬浮液悬浮液细胞贴细胞贴细胞贴细胞贴满瓶壁满瓶壁满瓶壁满瓶壁50505050代代代代细胞细胞细胞细胞原代原代原代原代培养培养培养培养传代传代传代传代培养培养培养培养原代培养原代培养:将动物组织经胰蛋白酶等处理后的初次培养。将动物组织经胰蛋白酶等处理后的初次培养。传代培养传代培养:对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分对贴满瓶壁的细胞用胰蛋白酶处理,然后再分瓶继续培养。瓶
4、继续培养。第4页/共31页动动物物组组织织单单个个细细胞胞细细胞胞悬悬液液贴贴壁壁生生长长分分瓶瓶培培养养10代细胞50代细胞不死细胞原代培养原代培养传代培养传代培养胰蛋白酶胰蛋白酶或胶原蛋或胶原蛋白酶白酶剪碎剪碎加培养液加培养液接触抑制接触抑制少数癌变少数癌变少数少数动物细胞培养技术流程失去接触失去接触抑制现象抑制现象细胞核型不变第5页/共31页 当贴壁细胞生长到表面相当贴壁细胞生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂互接触时,细胞就会停止分裂增殖增殖细胞出现接触抑制细胞出现接触抑制。哪些细胞失去了接触抑制?哪些细胞失去了接触抑制?传代培养时,少数超过50代的细胞,由于遗传物质发生改变,可无限
5、增殖,并失去了接触抑制肿瘤细胞。接触抑制接触抑制第6页/共31页动物胚胎或幼龄动动物胚胎或幼龄动物的组织、器官物的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶1010代细胞代细胞5050代细胞代细胞细胞株无限传代(不死性)细胞系遗传物质改变遗传物质未改变第7页/共31页 多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,多细胞动物和人体的细胞都生活在内环境中,根据你所学的内环境的知识,思考以下问题:根据你所学的内环境的知识,思考以下问题:1.1.体外培养细胞时需要提供哪些物质?体外培养细胞时需要提供哪些物质?2.2.体外培养的细胞需要什么样的环境条件?体外培养的细胞需要什么样的环境条件?P46讨 论充足营养(
6、糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元充足营养(糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等合成成分及血清、血浆等天然成分。)素等合成成分及血清、血浆等天然成分。)适宜温度、适宜温度、PHPH和气体环境;无菌无毒环境和气体环境;无菌无毒环境第8页/共31页4、动物细胞培养条件:1、无菌、无毒的环境(添加一定量的抗生素,定期更换培养液)2、营养(葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。)3、温度和PH 36.5+(-)0.5度,7.2-7.44、气体环境:O2和CO2(95%空气和5%CO2)保证细胞顺利的生长增殖维持培养液的PH第9页/共31页5、动物细胞培养应用大规模培养生产生物制品(病毒
7、疫苗、干扰素、单克隆抗体)作为基因工程中的受体细胞培养的动物细胞可以用于检测有毒物质,判断某种物质的毒性为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据第10页/共31页思考:2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料?1、动物细胞培养液的主要成分是什么?较植物组培培养基有何独特之处?3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞?4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体?主要成分:葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有:1、液体培养基 2、成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛,分裂能力强成块组织不利培养,分散了做成细胞悬浮液利于培养不
8、能,动物细胞培养只能使细胞数目增多,不能发育成新的动物个体第11页/共31页细胞的全能性细胞的全能性细胞株、细胞系细胞株、细胞系植物体或组织植物体或组织培养结果培养结果获得细胞获得细胞或细胞分泌蛋白或细胞分泌蛋白快速繁殖、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、动物血清葡萄糖、动物血清蔗糖、植物激素蔗糖、植物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第12页/共31页第二课时动物细胞培养和核移植技术第13页/共31页二二.动物细胞动
9、物细胞核移植技术和克隆动物核移植技术和克隆动物 将动物的一个细胞核,移入一个已经将动物的一个细胞核,移入一个已经去掉细胞去掉细胞核的卵母细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成为一个新的胚中,使其重组并发育成为一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体(胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体(克隆动物克隆动物)。分分类类胚胎细胞核移植:胚胎细胞核移植:体细胞核移植:体细胞核移植:细胞分化程度低,细胞分化程度低,恢复全能性容易;恢复全能性容易;细胞分化程度细胞分化程度高高,恢复全能性恢复全能性不不容易容易1.1.动物细胞动物细胞核移植概念:核移植概念:(难度高难度高)第14页/共31页卵母细胞母绵羊母
10、绵羊乳腺细胞细胞质细胞核细胞核移植细胞核移植早期胚胎卵裂卵裂C母绵羊子宫胚胎移植胚胎移植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母细胞第15页/共31页2 2、体细胞核移植的过程:、体细胞核移植的过程:请看教材请看教材P48P48图图2-212-21思考:思考:1.1.核移植的受体细胞是什么?处在什么时期?用此细核移植的受体细胞是什么?处在什么时期?用此细胞作为受体细胞有什么好处?胞作为受体细胞有什么好处?2.2.通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎?通过什么手段激活受体细胞,构建重组胚胎?M M中期卵母细胞中期卵母细胞诱导方法:物理或化学方法激活受体细胞,完成诱导方
11、法:物理或化学方法激活受体细胞,完成细胞分裂和发育进程。细胞分裂和发育进程。卵母细胞体积大,便于操作;含有营养物质丰富,卵母细胞体积大,便于操作;含有营养物质丰富,提供早期胚胎发育所需的营养;含有激活细胞核体提供早期胚胎发育所需的营养;含有激活细胞核体现全能性的物质。现全能性的物质。第16页/共31页电激处理使供电激处理使供电激处理使供电激处理使供体核进入受体体核进入受体体核进入受体体核进入受体卵母细胞构建卵母细胞构建卵母细胞构建卵母细胞构建重组胚胎重组胚胎重组胚胎重组胚胎卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养卵母细胞采集、培养MM中中中中期期期期卵母细胞卵母细胞卵母细胞卵母细
12、胞供体牛供体牛供体牛供体牛供体细胞注入供体细胞注入供体细胞注入供体细胞注入去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞代孕母牛代孕母牛代孕母牛代孕母牛克隆牛克隆牛克隆牛克隆牛体细胞培养体细胞培养体细胞培养体细胞培养去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核卵母细胞去核去核去核去核胚胎胚胎胚胎胚胎移植移植移植移植2.2.体细胞核移植过程体细胞核移植过程(体细胞克隆动物)(体细胞克隆动物)原理:动物细胞核具有全能性原理:动物细胞核具有全能性显微操作第17页/共31页3.3.体细胞核移植技术的应用前景:体细胞核移植技术的应用前景:1.1.加速家畜遗传改良的加速家畜遗传改良的进程进程2.2.保护濒危
13、物种保护濒危物种3.3.生产医用蛋白质及生产医用蛋白质及组织器官的移植组织器官的移植4.4.了解胚胎发育和衰老了解胚胎发育和衰老过程;追踪研究疾病的过程;追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病发展过程和治疗疾病第18页/共31页4 4、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 P173(1 1)成功率非常低)成功率非常低(2 2)克隆动物以表现早衰、生理缺陷等健康问)克隆动物以表现早衰、生理缺陷等健康问题题 成功率低,绝大多数克隆动物存在健康问成功率低,绝大多数克隆动物存在健康问题并表现出遗传和生理缺陷:如体型过大,异题并表现出遗传和生理缺陷:如体型过大,异常肥胖,发育困难,脏器缺陷,
14、免疫失调等。常肥胖,发育困难,脏器缺陷,免疫失调等。第19页/共31页讨论:(教材P49)1.在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前,为什么必须先去掉受体卵母细胞的核?为使核移植的胚胎或动物的遗为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞,在供体细胞的细胞物提供的体细胞,在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前,必须将受体细核移至受体细胞之前,必须将受体细胞的遗传物质去掉或将其破坏。胞的遗传物质去掉或将其破坏。第20页/共31页 培养的动物细胞一般当传代至培养的动物细胞一般当传代至10105050代左右时,部分细胞核型可能会发生代左右时,部
15、分细胞核型可能会发生变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,变化,其细胞遗传物质可能会发生突变,而而1010代以内的细胞一般能保持正常的二代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型。因此,在体细胞核移植中,倍体核型。因此,在体细胞核移植中,为了保证供体细胞正常的遗传基础,通为了保证供体细胞正常的遗传基础,通常采用传代常采用传代1010代以内的细胞。代以内的细胞。2.2.用于核移植的供体细胞一般都选用传代用于核移植的供体细胞一般都选用传代1010代以内的细胞,想一想,这是为什么?代以内的细胞,想一想,这是为什么?第21页/共31页3.3.你认为用上述体细胞核移植方法生产的克隆动你认为用上述体细胞核移植方
16、法生产的克隆动物,是对体细胞供体动物进行了物,是对体细胞供体动物进行了100%100%的复制吗?的复制吗?为什么?为什么?克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNADNA来自于供体细胞核,但来自于供体细胞核,但其核外还有少量的其核外还有少量的DNADNA,即线粒体中的,即线粒体中的DNADNA是来是来自于受体卵母细胞。自于受体卵母细胞。此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的一些此外,即便动物的遗传基础完全相同,但动物的一些行为、习性的形成与所处环境有很大关系,核供体动行为、习性的形成与所处环境有很大关系,核供体动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同,物生活的环境与克隆动物所生活的环境
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