肿瘤细胞培养.ppt
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1、关于肿瘤细胞培养1现在学习的是第1页,共80页2内容纲要p肿瘤细胞体外培养的重要性和应用p体外培养肿瘤细胞的特征p肿瘤细胞系的建立p癌细胞系的建立p转化细胞系的建立p癌细胞系和转化细胞系的鉴定现在学习的是第2页,共80页3一、肿瘤细胞体外培养的重要性和应用p肿瘤细胞在组织培养中占有核心的位置,当前建立的细胞系中癌细胞系是最多的。p肿瘤细胞培养是研究癌变机理、抗癌药检测、肿瘤细胞和癌分子生物学极其重要的手段。肿瘤细胞培养对阐明和解决癌症将起着不可估量的作用。现在学习的是第3页,共80页41、肿瘤病因和发病机制的研究p体外试验证明了物理因素(如射线)、化学因素(化学致癌剂)及生物因素(致癌病毒、E
2、B病毒、SV40和多发瘤病毒等),均能使正常细胞发生转化,致使正常细胞永生化或恶性化,为癌的诱发因素和环境提供了实验依据。p环境因素或药物的致畸、致突变研究也可为该环境条件或药物的致癌性提供实验依据,因此细胞培养是癌的发生和发展研究的理想实验研究手段。现在学习的是第4页,共80页52、抗癌药物筛选方面的研究p不同的癌细胞对不同的化疗药物具有不同的敏感性。p采用癌细胞体外培养方法,既可研究某种药物对不同癌细胞的敏感性,为药物抗癌敏感谱提供依据;p同时又可采用某种癌细胞开展对不同药物,不同剂量的敏感性研究,以筛选出对该肿瘤最敏感的化疗药物和使用剂量,供人体治疗时参考。现在学习的是第5页,共80页6
3、3、癌基因和抑癌基因方面的研究p实验证明癌的发生和发展与癌基因(原癌基因)和抑癌基因两种基因的表达调控密切相关。p体外细胞培养既利于测定癌基因及癌基因表达产物,又可以测定抑癌基因的表达水平。癌细胞的体外培养是定量研究癌基因和抑癌基因表达调控的理想工具。现在学习的是第6页,共80页74、癌细胞的诱导分化和逆转方面的研究p血癌往往是由低分化的幼稚细胞的单克隆恶性增生所引起,若将血癌的体细胞通过体外诱导分化,促使向终未细胞分化成为功能性血液细胞,这就可使血癌患者获得完全缓解或达到治愈的目的。p这些试验只有采用细胞培养法才能在短期内观察到细胞的变化,动物试验很难判定药物的直接作用,因此细胞培养及癌的细
4、胞诱导分化的细胞工程是进行抗癌研究、癌细胞的恶性逆转研究理想的实验诱导模型。现在学习的是第7页,共80页85、癌细胞的杀伤效应研究p抗癌的间接效应,往往是药物作用于机体免疫系统促使免疫细胞发生对肿瘤细胞的特异性和非特异性的免疫应答,如释放免疫调节因子(如IFN、IL-2等)或细胞毒因子(LT、TNF/),以及激活杀伤肿瘤的淋巴细胞发挥杀肿瘤效应。p这种效应均可通过体外杀肿瘤细胞试验来证实,取同体淋巴细胞经体外培养后,并加入IL-2/IFN-等,能明显增强NK、TCL、LAK和TIL杀肿瘤活性。经扩增达一定数量后再回输给病人,其疗效明显。现在学习的是第8页,共80页9二、体外培养肿瘤细胞的特征
5、肿瘤细胞与体内正常细胞相比,不论在体内或在体外,在形态、生长增殖、遗传性状等方面都有显著的不同。现在学习的是第9页,共80页10p培养中癌细胞无光学显微镜下特异形态,大多数镜下观察比二倍体细胞清晰,核膜、核仁轮廓明显,核浆比例大。p电镜观察癌细胞表面的微绒毛多而细密,微丝走行不如正常细胞规则。1、形态现在学习的是第10页,共80页112、生长增殖(不受控增殖性)p失去接触抑制失去接触抑制,细胞能相互重叠向三维空间发展,形成堆积物。p失去锚着依赖性失去锚着依赖性,可在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。p低血清要求,不依赖生长因子低血清要求,不依赖生长因子,因其可自分泌产生促增殖因子。p癌细胞或培养
6、中发生恶性转化后的单个细胞培养时,形成集落(克隆)的能力比正常细胞强。现在学习的是第11页,共80页123、永生性p永生性永生性也称不死性。在体外培养中表现为细胞可无限传代而不凋亡。体外培养中的肿瘤细胞系(株)都表现有这种性状。p永生性和恶性(包括浸润性)是两种性状,受不同基因调控。从一些具有永生性而无恶性的细胞系,如NIH3T3、Rat-1、10T1/2等细胞可以证明。现在学习的是第12页,共80页134、致瘤性p细胞接种同种动物或裸鼠后的致瘤性致瘤性是客观反映细胞恶性程度的指标。p具体做法是:1)收集培养的肿瘤细胞,用无血清培养液洗一遍;2)计数后将0.2ml含21062107个细胞的细胞
7、悬液注射到动物皮下。约一个月左右(最短在3天后),可见注射局部有肿瘤出现,甚至有转移瘤形成。经病理组织学检查可以确定肿瘤是否由接种的细胞产生。也可接种到腹腔或通过鼠尾静脉注射。现在学习的是第13页,共80页145、浸润性p浸润性是肿瘤细胞的扩张性增殖行为,培养癌细胞仍持有这种性状。p在与正常组织混合培养时,能浸润入其它组织细胞中,并有穿透人工隔膜生长的能力。现在学习的是第14页,共80页156、异质性p通过肿瘤细胞培养及克隆分析发现,同一肿瘤是由具有不同生物学特征的细胞亚群构成的。这些细胞亚群的浸润性、生长率、转移能力、核型、对激素的反应、对抗癌药物的敏感性均不同,这种特性被称为肿瘤细胞的异质
8、性(heterogeneity)。现在学习的是第15页,共80页16p同一肿瘤内细胞的活力有差别,有的细胞衰老退化,有的处于周期阻滞状态,那些呈活跃增殖状态的细胞称肿瘤干细胞。只有肿瘤干细胞才是支持肿瘤生长的成分。现在学习的是第16页,共80页177、细胞遗传 p大多数肿瘤细胞有遗传学改变,如失去二倍体核型、呈异倍体或多倍体等。现在学习的是第17页,共80页18 体外培养肿瘤细胞的三个显著基本特征:u永生性u不受控增殖性u致瘤性现在学习的是第18页,共80页19三、肿瘤细胞系的建立p恶性肿瘤细胞培养建立细胞系,包括从人或动物恶性肿瘤取材建立癌细胞系和正常细胞在体外经理化、生物因素诱发的转化细胞
9、系。p转化细胞系可以是恶性转化细胞和一般转化细胞两种。现在学习的是第19页,共80页20p恶性转化细胞系和癌细胞系一样具有永生性和恶性表型,对此两种来源的细胞系鉴定也是相似的,为研究恶性肿瘤提供了有用模型。p一般转化细胞系只具有无限生长能力,不具有恶性细胞的表型,此种细胞系可相似于正常细胞的模型而被应用。现在学习的是第20页,共80页21p癌细胞培养的最主要的问题是从体内到体外环境的改变。p培养中发现,有些肿瘤在体内生长,但在体外却难以生长。癌细胞系的建立 现在学习的是第21页,共80页22依赖性:肿瘤细胞虽有较强克隆生长力,但仍有一定的群体性或与其它细胞相依存关系。一是肿瘤细胞与肿瘤细胞的相
10、互依存,二是肿瘤细胞与基质成纤维细胞的依赖。体外分散培养和排除成纤维细胞后也会同时消除或减弱这些依存关系,可能影响癌细胞增殖生长的活性。肿瘤细胞在体外不易生长的可能原因:癌细胞系的建立 现在学习的是第22页,共80页23 肿瘤细胞的自分泌也会因分散培养而被稀释,达不到肿瘤生长的需求,降低肿瘤细胞的生长增殖力。并非所有肿瘤细胞都有强的生长活力和长的生命周期,只有干细胞才有强的增殖生长能力,但这些细胞数量很少。离体培养肿瘤细胞可能需求与体内相似的特殊生存条件。癌细胞系的建立 现在学习的是第23页,共80页24(一)癌细胞原代培养p癌细胞建系的方法和程序相似于正常细胞,包括标本收集和处理、原代培养、
11、传代、换液、冻存、复苏等过程。p培养成功关键在于:取材、成纤维细胞的排除、选用适宜的培养液和培养底物等几个方面。癌细胞系的建立 现在学习的是第24页,共80页251、取材、取材 p人肿瘤细胞来自外科手术或活检瘤组织。取材部位非常重要,体积较大的肿瘤组织中有退变或坏死区,取材时尽量避免,要挑选活力较好的部位。p癌性转移淋巴结或胸腹水是很好的培养材料。癌细胞系的建立 现在学习的是第25页,共80页26p取材后尽快将癌组织进行培养,一般4小时内细胞存活最好。标本在4存放,不宜超过24小时。癌细胞系的建立 现在学习的是第26页,共80页27p人癌细胞建系必须要有完整的记录,包括组织来源、病人姓名、住院
12、号、年龄、性别、临床诊断、病理诊断(应明确分类分期)、术前放化疗情况,为细胞建系的重要材料。p为了鉴定建立的细胞系来源和生物学特性,最好留有病人正常组织和血标本。癌细胞系的建立 现在学习的是第27页,共80页282、分离、分离 p单纯的机械方法机械方法分离如吹打和过滤对癌细胞损伤小。有些肿瘤如人卵巢癌、某些神经胶质瘤可采用。p癌组织多为较坚实的实体,肿瘤细胞包埋在大量的纤维基质中,难以进行机械分离。因此酶消化酶消化法法是分散癌细胞的好方法。癌细胞系的建立 现在学习的是第28页,共80页29p胰蛋白酶胰蛋白酶是分离细胞最常应用的酶,但它对结缔组织的消化能力有限,适合含结缔组织较少的肿瘤,并且对细
13、胞膜有损害作用,影响细胞存活。p胶原蛋白酶胶原蛋白酶仅对细胞间质有消化作用而对上皮细胞影响不大,适于分离纤维性组织、上皮及癌组织。癌细胞系的建立 常用酶:现在学习的是第29页,共80页30p胶原酶的消化方法:0.5mgml胶原酶处理,可在显微镜下观察,纤维细胞逐渐被除去为止。用Hanks液或培养基洗涤,除去附着细胞的酶,再进行接种和培养。癌细胞系的建立 现在学习的是第30页,共80页31注意:o当肿瘤组织标本很小,不能用酶消化获取癌细胞时,可以用组织块法进行原代培养。o癌组织中不可避免有已耗竭和坏死的细胞,在酶消化前,应尽可能清除,以免接种后很快溶解破坏,释放出影响癌细胞生长的有害物。癌细胞系
14、的建立 现在学习的是第31页,共80页323、接种细胞、接种细胞 p消化后制备的癌细胞,培养时应有足够的细胞密度,通常接种细胞浓度为5105ml,37培养。癌细胞系的建立 现在学习的是第32页,共80页334、成纤维细胞过度生长的去除、成纤维细胞过度生长的去除 p常采用机械刮除法、反复贴壁法、消化排除法、胶原酶消化法和密度梯度离心法等。p用选择培养基、饲养层等方法可以克服其过度生长。癌细胞系的建立 现在学习的是第33页,共80页34 将玻璃吸管前端在火焰上烧弯曲,用作除去成纤维细胞的工具。可在显微镜下直接刮除生长的成纤维细胞,也可事先在显微镜下对有成纤维细胞生长的单层培养瓶上做出标记,然后按标
15、记刮除。刮除后,用培养液洗12次后,加入新培养液培养。如需要可多次刮除。(1)机械刮除法癌细胞系的建立 现在学习的是第34页,共80页35 根据肿瘤细胞比成纤维细胞贴壁速度慢的特点,并结合使用不加血清的营养液,把含有两类细胞的细胞悬液反复贴壁,使两类细胞相互分离。(2)反复贴壁法癌细胞系的建立 现在学习的是第35页,共80页36l待细胞生长达一定数量后用胰酶消化,Hanks 冲洗2次,加入不含血清的培养液,吹打制成细胞悬液;l取编号为A、B、C三个培养瓶;首先把悬液接种入A瓶中,置温箱中静止培养520分钟后,轻轻倾斜培养瓶,让液体集中瓶角后慢慢吸出全部培养液,再接种入B瓶中;向A瓶中补充少许完
16、全培养液置温箱中继续培养;l培养B瓶中细胞520分钟后,接处理A的方法,把培养液注入C瓶中;再向B瓶中补加完全培养基。l当三个瓶内都含有培养液后,均在温箱中继续培养。如操作成功,次日观察可见A瓶主要为成纤维细胞,B瓶两类细胞相杂,C瓶可能主要为癌细胞。必要时可反复处理多次。癌细胞系的建立 现在学习的是第36页,共80页37(3)消化排除法l先是用0.5%胰蛋白酶和0.02EDTA(1:1)混合液漂洗培养细胞一次,然后再换成新的混合液继续消化,并在倒置显微镜下观察和不时摇动培养瓶,到半数细胞脱落下来后,便立即停止消化;l把消化液吸入离心管中,离心去上清,吸入另瓶中,加培养液置温箱中培养;向原瓶内
17、也补加新的培养液继续培养。l用此法处理后,成纤维细胞比肿瘤细胞易先脱落。经过几次反复处理,可能把成纤维细胞除净。癌细胞系的建立 现在学习的是第37页,共80页38(4)胶原酶消化法 本法是利用成纤维细胞对胶原酶较为敏感的特点,通过消化进行选择。o可用0.5mg/ml的胶原酶消化处理,边消化边在倒置显微镜下观察,当发现成纤维细胞被除掉后,即终止消化;o用Hanks洗涤处理一次后,更换新培养液,继续培养,可获纯净肿瘤细胞。如成纤维细胞未被除净,可再次重复。癌细胞系的建立 现在学习的是第38页,共80页39(5)其它方法l聚丙烯酰胺抑制成纤维细胞生长l密度梯度离心等癌细胞系的建立 现在学习的是第39
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