资源简介

(共23张PPT)
书P43 从社会中来：在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行字体移植。但对这样的病人来说，自体健康皮肤非常有限。
1）使用他人皮肤？
患者自身的不够用，如何解决？
2）自身健康皮肤？
来源不足，又会产生免疫排斥反应
怎样获得大量的自体健康皮肤？
能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
动物细胞工程
第2节 动物细胞工程
1.动物细胞工程常用的技术有哪三个？含义分别指的是什么
2.动物细胞培养需要哪四方面的条件，分别如何满足？
3.复述动物细胞培养的技术流程，画出流程图
4.悬浮培养、细胞贴壁、接触抑制分别指什么
5.比较动物细胞培养和植物组织培养的区别（培养基、最终物等）
6.干细胞的含义，胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞分别
如何获取？分化潜能怎能？具体应用实例？iPS的两大优点
7.动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的异同点（原理、手段等）
8.为什么说B淋巴细胞与骨髓瘤细胞优势互补？
9.复述生产单克隆抗体的技术路线，画出流程图
10.单克隆抗体与血清提取抗体相比，有哪两大优点？有哪些应用
11.复述动物体细胞核移植的流程，尤其关键技术节点
首例胚胎移植成功
首创动物组织体外培养法
发现哺乳动物精子获能现象
体细胞核移植成功
试管家兔诞生
创立单克隆抗体技术
胚胎分割移植成功
分离和培养小鼠胚胎干细胞
克隆羊多莉诞生
获得诱导多能干细胞
单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生
我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。
1890年
1907年
1951年
1958年
1959年
1975年
1978年
1981年
1996年
2006年
2014年
2017年
科技探索之路
动物细胞工程
动物细胞培养
（动物细胞工程技术的基础）
动物细胞核移植
动物细胞融合
动物细胞培养：从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
原理：细胞分裂（增殖）
动物细胞培养
动物细胞培养需要哪些必要的条件？
书P43 动物体内的细胞之所以能够维持正常的生命活动，有些细胞还能不断增殖，是因为机体给那些细胞提供了适宜的条件，包括充足的营养、稳定的内环境等。
（1）充足的营养
含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素......
+
合成培养基
血清
培养：
人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
一般使用液体培养基，也称培养液。
书P43 图2-9
动物细胞培养
（2）稳定的内环境
①无菌、无毒的环境
如何维持无菌、无毒的环境？
培养液和所有的培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。
培养液定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
②适宜的温度、pH和渗透压
温度（36.5±0.5）℃ pH 7.2-7.2 适宜的渗透压
③适宜的气体环境
通常采用培养皿或松盖培养瓶，
置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱；
O2是细胞代谢所必需，
CO2的主要作用是维持培养液的pH
动物细胞培养
①取动物组织
书P45 思考讨论：1.幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，那些细胞更易于培养？为什么？
细胞的增殖能力与供体的年龄有关。幼龄动物的细胞增殖能力强，有丝分裂旺盛，老龄动物的细胞则相反。所以，一般来说，幼龄动物的细胞比老龄动物的细胞易于培养。同样，分化程度越低的细胞增殖能力越强，越容易培养。
动物细胞培养
①取动物组织
②分散成单个细胞
书P44 侧栏问题 为什么用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理？这里中酶作用是什么？由此说明细胞间的物质是什么成份？
机械的方法，或用胰蛋白酶，胶原蛋白酶等处理的方法
用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是蛋白质
可以用胃蛋白酶处理吗？为什么？
不可以；胃蛋白酶作用的适宜pH约为2，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性，多数动物细胞培养的适宜pH为7.2-7.4，胃蛋白酶在此环境中没有活性。
③细胞悬液
加培养液
动物细胞培养
④原代培养
在培养皿或培养瓶内
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
（动物组织经处理后的初次培养）
细胞贴壁：某些细胞需要贴附于某些基质表面才能增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上。
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞停止分裂增殖的现象。
细胞分裂受阻
圆球形细胞刚开始
铺展贴壁生长（100×）
培养的动物细胞贴壁生长
并进行有丝分裂（100×）
细胞单层贴壁生长铺满瓶壁后出现接触抑制（100×）
动物细胞培养
④原代培养
在培养皿或培养瓶内
悬浮生长
贴壁生长
(大多数）
细胞密度过大、有害代谢物积累、营养物质缺乏等
接触抑制
细胞分裂受阻
a.悬浮生长类：离心法收集。
b.贴壁生长类：重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。
收集细胞，制成细胞悬液，再分瓶培养
⑤传代培养
（分瓶后的细胞培养）
动物细胞培养
胰蛋白酶等
原代培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
细胞悬浮液
单个细胞
加培养液
10代细胞
细胞贴壁
50代细胞
传代培养
动物细胞培养
思考：“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止继续繁殖，出现接触抑制的现象”。试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。
接触抑制
癌细胞（癌细胞的细胞膜上糖蛋白等物质减少）
癌细胞失去接触抑制，适宜条件下，可以在培养液无限增殖下去。
海拉细胞
完成册P69 例1、3、P70 例4、5，P73—4.
动物细胞培养
书P45 思考讨论：动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处？
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基性质
培养基特有成分
培养结果
培养目的
相同点 获得细胞或细胞产物
常用固体培养基
植物体
葡萄糖、动物血清
常用液体培养基
细胞增殖
细胞的全能性
许多细胞
快速繁殖等
蔗糖、植物激素
1.培养过程中细胞都进行有丝分裂，不涉及减数分裂；
2.均需无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
册P68 点拨提升
完成册P69 例2
干细胞培养及应用
电镜下的胚胎干细胞（照片经后期人工上色处理，放大约1500倍）
干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞
存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
干细胞培养及应用
干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。
需从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了它在医学上的应用。
①胚胎干细胞（ES细胞）：存在于早期胚胎中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
全能干细胞
干细胞培养及应用
干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。
②成体干细胞：存在于成体组织或器官内中。
A.造血干细胞：存在于骨髓、脐带血、外周血， 可分化成各种血细
胞和免疫细胞。也叫做多能干细胞。
B.神经干细胞：取自神经系统，可分化成神经细胞。
C.精原干细胞：取自睾丸，可分化成无数的精子。
专能干细胞
一般认为，成体干细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
干细胞培养及应用
iPS细胞(诱导多能干细胞)
将特定基因或特定蛋白导入细胞
用小分子化合物诱导形成
①获取方法：iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
②诱导多能干细胞优点：
A. 诱导过程无需破坏胚胎。
B. iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。
移植
取成纤维细胞等
iPS细胞
转入相关因子
细胞发生转化
分化
病人
胰岛细胞
神经元
血细胞
肠上皮细胞
心肌细胞
肝细胞
iPS细胞用于治疗人类疾病示意图
干细胞培养及应用
类型 应用
造血干细胞
神经干细胞
诱导多能干细胞（iPS细胞）
干细胞的应用
有着自我更新能力及分化潜能的干细胞，与组织、器官的发育、再生和修复等密切相关。
治疗白血病及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、免疫系统功能障碍等疾病
治疗神经组织损伤和神经系统退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）
可治疗小鼠的镰状细胞贫血症，在治疗阿尔兹海默病、心血管疾病等领域的研究也取得了新进展
干细胞应用面临的问题存在存在着导致肿瘤发生的风险。
干细胞培养及应用
干细胞的应用
诱导多能干细胞
（iPS细胞）
多种体细胞
定向诱导分化
体外诱导小鼠成纤维细胞
临床治疗人类疾病如：
白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
完成册P72 例6、7
课堂总结
册P72 课堂建构
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
（1）培养环境中需要O2，不需要CO2 。（ ）
（2）细胞要经过脱分化形成愈伤组织。（ ）
（3）培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清（ ）
（4）培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理,分瓶后才能继续增殖（ ）
一.概念检测
×
√
×
×
练习与应用（P47）
2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述错误的是( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞
B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞,它们的分化潜能是有差别的
D.由iPS细胞产生的特定细胞,可以在新药的测试中发挥重要作用
A
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。（1）由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施
像建立骨髓库一样，有研究团队正在尝试建立HLA(Human Leukocyte Antigen,人类白细胞抗原)多态性丰富的iPS细胞库，可以为需要的人找到HIA匹配度较高的iPS细胞，这样不仅可以节省时间、成本，还能减轻异体干细胞移植后发生的免疫排斥反应。
（2）如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用？又可能带来哪些问题？
该技术可能被用于治疗不孕症；获得足够量的生殖细胞来进行濒危物种的克隆研究；获得生殖细胞进行转基因操作，再经过受精、胚胎发育等过程来获得转基因动物。该技术可能带来一系列的伦理问题。例如，如果用同一个人的iPS细胞分别诱导形成精子和卵子，两者受精可能培育出“单亲”婴儿；有的人还可能有目的地选择iPS细胞，从而“设计”婴儿。
二.拓展应用
练习与应用（P47）

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