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2.2 动物细胞工程
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自体移植。但对这样病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源不足而且会产生排异反应。
那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤？
动物细胞培养
1、动物细胞工程常用技术有哪些？基础技术是？
2、动物细胞培养的定义、原理、培养对象、目的？
3、动物细胞培养的条件？
如何维持无菌、无毒环境？
适宜的温度和pH分别是多少？渗透压的影响因素？
适宜的气体环境包括？分别有什么作用？如何维持？
4、动物细胞培养流程？体外培养动物细胞的种类？
5、细胞贴壁、接触抑制、原代培养、传代培养的定义
6、动植物细胞培养的区别（原理、培养基种类、培养基特有成分、培养结果、细胞来源、特点）和相同之处
7、干细胞的定义、种类、应用
动物细胞培养是指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。
定义：
细胞增殖
原理：
胚胎或幼龄动物细胞
培养对象：
获得细胞或细胞产物
目的：
动物细胞培养的条件
营养条件
其他条件
动物细胞培养
所需的基本条件
＜
＞
糖类、氨基酸、无机盐、维生素……
无菌、无毒的环境
适宜温度、pH、渗透压
适宜的气体环境
▲动物细胞培养需要满足的条件
1、营 养
合成培养基：将细胞所需营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基
加入血清等一些天然成分。
培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液。
▲培养皿
▲培养瓶
2、无菌、无毒的环境
需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。
培养液还需要定期更换，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。
▲超净工作台
▲酒精灯火焰附近
3、温度、pH和渗透压
温度：( 36.5±0.5 )℃
pH：7.2 ~ 7.4
4、气体环境
O2是细胞代谢所必需的
CO2的主要作用是维持培养液的pH。
通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。
二. 动物细胞培养的过程
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液
原代培养
转入
CO2培养箱
为什么要分散细胞？
用胃蛋白酶可以吗？
机械法
酶解法：
胰蛋白酶和胶原蛋白酶
动物组织经过处理后的初次培养
可以用胃蛋白酶在体外分散细胞吗？
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。
转入
分瓶
传代培养
动物组织经过分瓶后的培养
CO2培养箱
贴壁细胞的收集：
悬浮培养细胞的收集：
离心法
胰蛋白酶等处理后离心
传代培养前要如何处理原代培养的细胞 ？
▲ 贴壁生长示意图
▲ 接触抑制示意图
培养瓶壁
体外培养的动物细胞可以分为两大类：
一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖；
大多数细胞需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖（接触抑制）。这时就需要对细胞进行分瓶培养，让细胞继续增殖。
悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。
比较项目 植物组织培养 动物细胞培养
原理
培养基类型
培养基特有成分
培养结果
细胞来源
特点
相同点
植物细胞的全能性
细胞增殖
液体培养基，合成培养基
固体培养基，天然培养基
植物激素、有机添加物（蔗糖）
血清、葡萄糖等
植物激素、有机添加物
新个体或大量细胞或细胞产品
细胞或细胞产品
离体的植物器官、组织或细胞
胚胎或幼龄动物组织
1、分裂形成愈伤组织
2、分化形成胚状体
1、只分裂不分化
2、贴壁生长，接触抑制
无菌操作、适宜的环境、只进行有丝分裂
三. 干细胞培养及应用
动物和人体内仍保留的少数具有分裂和分化能力的细胞
1. 概念
2. 分布
早期胚胎
骨髓
脐带血
3. 分类：
发育阶段分：胚胎干细胞（ES干细胞）和成体干细胞
成体干细胞：
位于成体组织或器官内的干细胞。如造血干细胞、神经干细胞、精原干细胞等。
红细胞
血小板
各类白细胞
造血干细胞
成体干细胞具有组织特异性，只能在特定的组织中分化成特定的细胞或组织，不具有发育成完整个体的能力。
分化潜能分：
全能干细胞：胚胎干细胞
多能干细胞：脐带干细胞、胎盘干细胞
专能干细胞：神经干细胞、肌肉干细胞、造血干细胞、脂肪干细胞
4. 应用：
通过造血干细胞的移植可以治疗白血病、遗传性血液病（如地中海贫血、血液再生障碍性贫血、镰刀状细胞贫血）等疾病。
白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病。克隆性白血病细胞因为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等机制在骨髓和其他造血组织中大量增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑制正常造血功能。临床可见不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。
自体移植
科学家正在研究用胚胎干细胞治疗神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病等）、糖尿病、心肌坏死等疾病。
诱导多能干细胞（iPS细胞）——
类似于胚胎干细胞的一种细胞。
iPS细胞
多种体细胞
定向诱导分化
体外诱导人的成纤维细胞
白血病、帕金森病、阿而茨海默病等
治疗
诱导过程无须破坏胚胎，而且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，
定向诱导分化

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