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2.2.1 动物细胞培养
2.2 动物细胞工程
1、定义：
从动物体中取出相关组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖。
原理：细胞增殖
一、动物细胞培养
对象：胚胎或幼龄动物细胞
目的：获得细胞或细胞产物
地位：动物细胞工程基础技术
动物细胞培养
（一）动物细胞培养的条件
（三）动物细胞培养的应用
（二）动物细胞培养的过程
（一）动物细胞培养的条件
还记得动物细胞生活的环境吗？
细胞外液的主要成分呢？
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
（一）动物细胞培养的条件
1、营 养
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
合成培养基+血清等
合成培养基：葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素
2、无菌、无毒的环境
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。
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。
▲超净工作台
▲酒精灯火焰附近
加抗生素，更换培养液
1、定期更换培养液的目的是什么？
2、如何防止培养过程中的微生物污染？
3、温度、pH和渗透压
温度：36.5±0.5℃
pH：7.2 ~ 7.4
渗透压：等渗
4、气体环境
O2和CO2（95%空气和5% CO2 ）
O2：细胞代谢所必须的
CO2：维持培养液PH
CO2培养箱
（二）动物细胞培养的过程
注意关键词:
细胞贴壁
接触抑制
原代培养
传代培养
阅读课文44—45页相关内容
动物细胞培养的类型：
第1类：悬浮生长细胞
第2类：贴壁生长细胞
（主流）
接触抑制:当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。
悬浮培养瓶
细胞贴壁：在培养瓶悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上。
取动物组织
分散成单个细胞（剪碎、胰蛋白酶处理）
制成细胞悬液
原代培养
分散，传代培养
机械法或酶解法：胰蛋白酶或胶原蛋白酶
分解细胞间的蛋白质
1、取动物组织
动物胚胎或幼年动物
增殖能力强，有丝分裂旺盛，取材一般取分化程度低，分裂能力强的
2、分散成单个细胞
为什么？
机械法或酶解法：胰蛋白酶或胶原蛋白酶
分解细胞间的蛋白质
1、取动物组织
1、有利于细胞营养物质的吸收，代谢废物的排出。
2、成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖
2、分散成单个细胞
（二）动物细胞培养的过程
为什么要分散成单个细胞？
机械法或酶解法：胰蛋白酶或胶原蛋白酶
分解细胞间的蛋白质
1、取动物组织
2、分散成单个细胞
不能，胃蛋白酶PH为2 ，细胞培养PH7.2-7.4，
要控制时间，否则会消化细胞膜蛋白质，损伤细胞
（二）动物细胞培养的过程
可以用胃蛋白酶吗？处理时间有限制吗？
1、取动物组织
2、分散成单个细胞
3、制成细胞悬液
4、原代培养
（二）动物细胞培养的过程
细胞悬液放入培养瓶，适宜条件培养。
4、原代培养
初次培养，
特点：细胞贴壁、接触抑制的
（二）动物细胞培养的过程
悬浮生长类：能够悬浮在培养液中生长增殖。
动物细胞生长特点：
细胞贴壁：
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
要求： 培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。
细胞的接触抑制：
当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖
细胞贴壁过程
接触抑制：细胞在贴壁生长过程中，随着细胞分裂，数量不断增加，最后形成一个单层，此时细胞间相互接触，细胞分裂和生长停止，数量不再增加。
接触抑制
动物细胞生长特性
3、过程
4、原代培养
5、传代培养分瓶后的培养
为什么要分瓶培养？怎样处理？
3、过程
4、原代培养
5、传代培养分瓶后的培养
接触抑制后的贴壁细胞重新用胰蛋白酶处理，再分瓶继续培养
悬浮生长类：离心法收集，
原代培养：
传代培养：
原代培养与传代培养的区别
分瓶之前，10代以前
分瓶后继续培养，10代以后
取动物组织
分散成单个细胞
细胞悬液
原代培养
用机械的方法， 或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理
加培养液
放入培养皿或培养瓶内
一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖（悬浮生长）
一类需要贴附于某些基质表面才能生长增殖（贴壁生长）
细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液营养物质缺乏等分裂受阻
接触抑制
CO2培养箱中
传代培养：将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养
直接用离心法收集
重新用胰蛋白酶等处理分散成单个细胞，再用离心法收集
大多数细胞
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？
细胞的全能性
细胞或细胞产品
新个体或大量细胞或细胞产品
培养结果
获得细胞
或细胞分泌蛋白
快速繁殖、培育无病毒植株等
培养目的
只分裂不分化、贴壁、接触抑制
脱分化、再分化
培养过程细胞特点
液体、特有葡萄糖和血清
固体、特有蔗糖和植物激素
培养基
细胞增殖
原理
动物细胞培养
植物组织培养
比较项目
植物组织培养 动物细胞培养
特殊环境条件
结果
是否体现细胞的全能性
过程
相同点 再分化需光
气体环境
一般获得新的植株
获得大量细胞
是
否
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。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液进行原代培养
分瓶
进行传代培养
（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
早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中
3. 分类：
发育阶段分：
胚胎干细胞（ES干细胞）和成体干细胞
胚胎干细胞：
存在于早期胚胎中，具有分化成为成年动物体内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
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。
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
4. 应用：自体移植
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。
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。
自体移植
1、为何动物细胞培养过程将组织分散成单个细胞的呢？
2、如何将动物组织分散成单个的细胞呢？
有利于细胞营养物质的吸收和代谢废物的排出、成块的组织细胞靠在一起,彼此限制了细胞的生长和增殖，。
先用剪刀剪碎,后用蛋白酶处理。
巩固复习
3、胰蛋白酶的作用是什么呢？由此可说明细胞间的物质是什么成份？能够用胃蛋白酶代替胰蛋白酶吗？为什么？
胰蛋白酶水解蛋白质
细胞间的成份是蛋白质
不能，因为两者的最适pH不同，
4、幼龄与老龄动物的组织细胞比较，分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较，哪一种更易于培养？思考一下，这是什么道理？
幼年动物的组织细胞易于培养。
组织细胞的分化程度越低，则增殖能力越强，所以更容易培养
巩固复习
5、动物细胞培养瓶内表面为何要光滑、无毒？
6、培养瓶中的细胞培养到什么时候就不再分裂、增殖？
7、如此时细胞数量并未达到人们的需求，应该怎样办？
易于培养细胞贴壁，进行生长增殖
到细胞表面相互接触时，分裂就会停止这种现象叫接触抑制。
将贴满细胞壁的细胞用胰蛋白酶处理，然后继续增殖。
这样的过程叫做传代培养
巩固复习
8、如何理解原代培养和传代培养？
9、传代培养的细胞能一直传代下去吗？
10、有些为何能一直传下去？
11、动物细胞培养就是为了得到这些细胞吗？
上述过程中，在第一培养瓶中培养就是原代培养，之后转移到其它培养瓶中培养就是传代培养
不都能
发生突变，朝着癌细胞方向发展
不全是
思考题
12、人类一般保存的是哪类细胞呢？为什么？
保存10代以内的细胞，因为10－50部分细胞的细胞核型可能发生变化，有少部分还发生突变向癌细胞方向发展
13、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？
不能，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
14、较植物组培培养基有何独特之处？
独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物血清等

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