动物细胞工程
选修3-2.2动物细胞工程
植物组织培养和动物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 细胞全能性 固体培养基 蔗糖 植物激素
已分化的组织→愈 伤组织→胚状体、 丛芽→完整植株
动物细胞培养 细胞增殖 液体培养基 葡萄糖 动物血清
动物组织→单个细 胞→细胞悬液→原 代培养→传代培养
原理
培养基状态 培养基特有成分 培养过程 生长特点 接种前处理 培养目的
动物细胞培养过程中需注意的问题 2、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？为什么？ 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白外， 长时间的作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损 伤作用，因此必须控制好胰蛋白酶的消化时间。
二、动物细胞培养的条件
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
可以补充培养 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等 基中缺乏的物 质如生长因子， 通常需加入动物血清等一些天然成分 保证细胞顺利 的生长增殖
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，核供体动物生活的环境与克 隆动物所生活的环境不会完全相同，其形成的行为、习性也不可 能和核供体动物完全相同，从这一角度看，克隆动物不会是核供 体动物100%的复制。
一、动物细胞核移植技术和克隆动物
3、体细胞核移植技术的应用前景
受精卵发育成新个体的生殖方式。
无性生殖：不经过两性生殖细胞结合，直接由母体
的一部分发育成新个体的生殖方式。如细胞有丝分裂、 植物组织培养、动物体细胞核移植等。
克隆：群细胞或者生物个体。现在指个体水平的 核移植技术、细胞水平的动物细胞培养、基因水平的 DNA复制等。
⑷为什么用于核移植的供体细胞一般都选用传代10代以 内的细胞？ 培养的动物细胞一般当传代至10～50代左右时，
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的概念动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的操作，以获得人们所需要的生物产品或细胞本身。
它是现代生物技术的重要组成部分，涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植等多个方面。
二、动物细胞培养（一）基本原理细胞培养的基本原理是细胞的增殖。
细胞在适宜的环境中，能够吸收营养物质，进行新陈代谢，并通过分裂增加数量。
（二）培养条件1、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还会添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。
2、营养物质：包括糖、氨基酸、无机盐、维生素等，这些物质要按照细胞所需的种类和量进行精确配置。
3、适宜的温度和 pH：哺乳动物细胞的培养温度一般在 365℃左右，pH 则在 72 74 之间。
4、气体环境：细胞培养所需的气体主要有氧气和二氧化碳，氧气用于细胞呼吸，二氧化碳则用于维持培养液的 pH。
（三）培养过程1、取材：通常从动物的组织或器官中获取细胞，如从胚胎或幼龄动物的器官组织中获取细胞，其分裂能力更强。
2、原代培养：将取得的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，然后制成细胞悬液，放入培养瓶中培养。
3、传代培养：当细胞贴满瓶壁时，需要用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱落下来，然后分瓶继续培养。
三、动物细胞融合（一）概念动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（二）诱导融合的方法1、物理法：如电激融合法。
2、化学法：常用的诱导剂是聚乙二醇（PEG）。
3、生物法：如灭活的病毒。
（三）应用1、制备单克隆抗体：这是动物细胞融合技术最突出的应用。
2、用于基因定位和染色体转移等研究。
四、单克隆抗体（一）概念单克隆抗体是由单个 B 淋巴细胞经过无性繁殖形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。
（二）制备过程1、给小鼠注射特定的抗原，使其发生免疫反应，产生能分泌特定抗体的 B 淋巴细胞。
动物细胞工程
演讲人： 日期：
目 录
• 动物细胞工程概述 • 动物细胞培养技术 • 动物细胞融合技术 • 动物细胞基因工程技术 • 动物克隆技术 • 动物细胞工程在医学领域的应用 • 动物细胞工程在农业领域的应用
动物细胞工程概述
01
定义与发展历程
定义
动物细胞工程是一门以动物细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖、 遗传操作及生物工程制品生产的综合性技术科学。
动物细胞工程在医
06
学领域的应用
疫苗生产与疾病治疗
疫苗生产
利用动物细胞培养技术生产病毒疫苗，如流感疫苗、麻疹疫苗等，通过细胞培养扩增病 毒，然后灭活或提取病毒抗原制备疫苗。
疾病治疗
动物细胞工程可用于生产治疗性蛋白，如单克隆抗体、重组蛋白等，用于治疗癌症、自 身免疫性疾病等。
组织工程和再生核移植技术原理及操作步骤
原理
核移植技术是将一个含有遗传物质的细胞核，通过显微操 作技术移植到一个已经去除细胞核的卵细胞中，使这个重 组细胞发育成一个与供体细胞基因型完全相同的个体。
1. 选择供体细胞和受体细胞
供体细胞一般选择传代10代以内的细胞，以保持其正常 的二倍体核型；受体细胞一般选择去核的卵母细胞。
性物质；同时，胚胎干细胞还可以用于基因治疗和细胞治疗等领域。
克隆动物的生产与伦理问题
克隆动物的生产
通过核移植技术和胚胎移植技术，可以生产出与供体细胞基因型完全相同的克隆动物。目前已经有多 种哺乳动物被成功克隆，如绵羊、牛、猪等。
伦理问题
克隆技术的出现引发了广泛的伦理争议。一方面，克隆技术可以用于生产优质肉用动物、濒危动物保 护等领域；另一方面，克隆技术也可能被用于复制人类等违背伦理道德的行为。因此，国际社会普遍 对克隆技术采取谨慎和限制的态度，制定相应的法律法规进行规范和管理。
第45讲 动物细胞工程
第45讲动物细胞工程课标内容(1)阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
(2)阐明动物细胞核移植一般是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程。
(3)阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
(4)概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。
(5)简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
考点一动物细胞培养1.动物细胞培养原理：细胞增殖(1)地位：动物细胞工程常用的技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合等。
其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
(2)培养条件一般用液体培养基(3)培养过程(1)区分原代培养和传代培养的关键是看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶。
①分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养是原代培养。
②第二次用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱离下来，分瓶后的细胞培养为传代培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多，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，这种现象称为细胞的接触抑制。
2.干细胞培养及其应用【情境推理·探究】1.进行动物传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，可以用胃蛋白酶替代胰蛋白酶吗？说明原因。
提示不可以，胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失活。
胰蛋白酶作用的适宜pH为7.2～8.4。
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失活，而胰蛋白酶在此环境中活性较高，因此胰蛋白酶适宜用于传代培养时分散细胞。
2.若将病人的皮肤成纤维细胞诱导成iPS细胞，再使它转化为需要的细胞，用这些细胞给病人治病，不会产生免疫排斥反应，尝试解释其中的原因。
提示iPS细胞来源于病人自身的体细胞。
2。2动物细胞工程
5.
6.
如B1G,B2G---BnG。而BB,GG在此培养基上不能存活。） 第二次筛选：在“多孔培养板上”培养杂交瘤细胞系列 ，每 孔只放一个杂交瘤细胞。“克隆化培养”每个杂交瘤细胞，并 进行“单一抗体检测”，“检测阳性”的孔内即是所需要的杂 交瘤细胞。 选择所需要的杂交瘤克隆细胞群，体外培养或注射到小鼠腹腔 内增殖。 提取单克隆抗体。
经免疫的小鼠
提取
B淋巴细胞
小鼠骨髓瘤细胞
灭活的病毒等手段
杂交 细胞
用特定的选 择性培养基
第一次筛选
杂交瘤细胞 第二次筛选 能产生特定抗体、培养条件 下能无限增殖的杂交瘤细胞
注射到小鼠腹腔
体外培养
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ提取单克隆抗体
1.
动物特异性免疫
1、单抗的制备过程要点：
2.
3. 4.
分离B淋巴细胞（B）；找到骨髓瘤细胞（G）。注意B淋巴细
B淋巴细胞在体外不能无限增殖。
单克隆抗体的制备—极富创造性的方案
将能够产生特定抗体的B淋巴细胞和具有无限增殖能 力的骨髓瘤细胞融合在一起，形成杂交瘤细胞。杂交 瘤细胞既能在体外快速生长，又能持续分泌成分单一 的特异性抗体。这种单一类型的只针对某一特定抗原 决定簇的抗体分子，就是单克隆抗体。 • 米尔斯坦(阿根廷)和科勒(德国)因此在1984年获诺贝 尔奖。
细胞系：传代50代以后不能再传下去，部 分细胞遗传物质发生了改变，能连续传代， 获得不死性，叫细胞系。
问题1：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？ 因为其细胞生命力旺盛，分裂能力强，分化程度低。 问题2、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？ 扩大细胞与培养液的接触面积，利与细胞吸收营养。 问题3：为什么用胰蛋白酶处理？ 动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，胰 蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的蛋白质和 细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。 问题4：为什么用胰蛋白酶处理而不用胃蛋白酶？
动物细胞工程四个技术
动物细胞工程四个技术动物细胞工程是利用生物技术手段对动物细胞进行改造和利用，以满足各种需求和目的。
在动物细胞工程中，有四个核心技术，分别是基因工程、细胞培养、细胞凋亡及体外受精。
一、基因工程技术基因工程技术是指通过改变生物体遗传物质中的基因结构和组成，以创造新型生物材料及功能，为动物细胞工程提供了重要的基础。
基因工程技术主要包括基因克隆、基因敲除及基因编辑等技术。
利用基因工程技术可以改变动物细胞的内部环境，使其具备更强或更有特殊功能的相关基因，从而实现用于人类治疗或生产上的目的。
二、细胞培养技术细胞培养技术是指在体外，通过一系列特定的培养条件和媒介，将动物细胞进行繁殖并生长的过程。
细胞培养技术包括细胞的贴壁培养、悬浮培养、半悬浮培养等，并且在不同类型的细胞培养中会使用到不同功能的培养生物介质。
细胞培养技术的应用范围广泛，可以用于生产生物制品、代替动物实验甚至遗传疾病的研究。
细胞凋亡技术也称细胞程序性死亡技术，是利用人工方法，使细胞在一定条件下触发内部信号和同步调控机制，达到自身死亡的目的。
细胞凋亡技术在基因治疗、癌症治疗、免疫抑制和生物材料研究中有广泛的应用，如利用细胞凋亡技术制备新型生物材料、使用细胞凋亡技术恢复生物环境平衡。
四、体外受精技术体外受精技术是指将人或动物体中的卵子和精子在体外培养培养的技术。
体外受精技术广泛应用于人类生殖医学、动物繁殖及营养因子筛选等领域。
目前，体外受精技术已经成为解决某些不孕症和遗传病以及生殖妇女年龄早期显著降低等问题的重要手段。
总之，四种技术对动物细胞工程的发展产生了重大的影响和推动作用。
这些技术的发展和应用必将推动动物细胞工程向更为广阔的领域和更高的水平推进。
动物细胞工程
-化学性质单一、特异性强的抗体。 设计方案： 一个B淋巴细胞－－只分泌一种特异性抗体
小鼠骨髓瘤细胞－－能无限增殖
杂种细胞
抗原 ？
2.制备过程：
效应 ？ B细胞
诱导其融合的 方法有哪些？
细胞融合后培养液中有几种细胞？ B BB B瘤 瘤瘤 瘤
特定的选择培养基
筛选出杂种细胞
（1）为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细 胞融合? （小鼠骨髓瘤细胞可以在体外培养条件下大量 增殖，B淋巴细胞能够产生抗体，细胞的同源性 越近，融合形成的杂种细胞越易成活。）
蔗糖、 植物激素
细胞增殖 液体培养基
葡萄糖、 动物血清
培养结果
培养目的
植物体
快速繁殖、培育 无病毒植株等
细胞株、细胞系
获得细胞或 细胞产物
动物细胞培养技术的应用
•（1）生产蛋白生物制品：病毒疫苗、干扰 素、单克隆抗体等。 •（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮。
•（3）用于检测有毒物质 •（4）用于生理、病理、药理等方面的研究， 为治疗和预防疾病提供理论依据
• 1.培养液的成分： • 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等 2、选材：
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官，它们细胞增殖能力强， 分裂旺盛，分化程度低，容易培养。
3.分散成单个细胞
在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞
间的物质主要是蛋白质。
动物胚胎或幼龄动物 3、动物细胞培养过程： 的组织、器官 胰蛋白酶 （分解弹性纤维） 动物组织细胞间隙中含
4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于 A ） ------------------------------ （ A.培养基成分不同； B.动物细胞培养不需要在无菌条件下进行； C.动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能； D.动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培 养成植株。
专题二动物细胞工程课件
(3) 温度和PH
36.5+（-）0.5度, 7.2-7.4 (4) 气体环境：
O2和CO2（9•专5题%二空动物细气胞工和程 5% CO2 ） •17
c、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？
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（动物体细胞大 都生活在液体的环境） 2、成分中有动物血 清等
无限传代 •专题二动物细胞工程
•8
动物细胞的培养过程
取动物器官 和组织
幼龄动物
剪碎组织
胰蛋白酶处理
单个细胞
细胞培养
•专题二动物细胞工程
•9
1有关概念:
原代培养：从机体取出后立即培养的 细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传 10代以内的细胞称为原代细胞培养。
传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出， 配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个 以上的培养瓶中继续培养，称为传代培 养。
A．动物细胞培养的目的就是为了获得大量的细胞 分泌蛋白
B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散
C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D．培养至50代后继续传代的细胞是细胞株
•专题二动物细胞工程
•33
6、在动物细胞培养中有部分细胞可能在培养 条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称之 为（ D ）
•专题二动物细胞工程
•18
d、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
•专题二动物细胞工程
•19
e、胰蛋白酶真的不会把细胞消化掉吗？ 为什么？
胰蛋白酶除了可以消化细胞间 的蛋白外，长时间的作用也会消 化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作 用，因此必须控制好胰蛋白酶的 消化时间。
动物细胞工程
动物细胞工程第一章动物细胞工程概论一、动物细胞工程的概念1.动物细胞工程的定义动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的技术方法对动物细胞进展各种操作并使其在体外生长、增殖、分化以生产有用产品或引向成体化〔产生型生物个体〕的技术体系，是生物技术〔生物工程〕的重要组成局部。
狭义细胞工程指对细胞个体进展的各种操作，广义的细胞工程包括对细胞、组织、器官所进展的各种操作。
2.动物细胞工程争论的主要内容以狭义细胞工程为主，兼顾组织、器官工程等内容的争论。
(1)狭义细胞工程：争论体外分别、培育、增殖、分化动物细胞的条件以及保存、操作及利用动物细胞的工艺技术体系。
(2)组织工程：争论体外培育、增殖动物组织的条件以及保存、操作及利用动物组织的工艺技术体系。
(3)器官工程：争论体外培育、增殖器官的条件以及保存、操作及利用动物器官的工艺技术体系。
(4)动物胚胎工程：争论动物胚胎生产、保存、操作及移植的工艺技术体系。
3.动物细胞工程争论的意义(1)是动物生殖的重要技术手段加快动物生殖速度：A.体外受精生产胚胎 B.胚胎移植生产动物 (2)是人类关心生殖技术的重要组成局部体外受精—胚胎移植技术，可以抑制雄性不育和雌性不孕；(3)是动物遗传育种的重要技术手段对精子或卵子进展遗传操作，或利用细胞融合、胚胎嵌合技术可以使假设干个动物性状进展有机组合，产生的生物个体；(4)生产药物直接培育细胞或组织，从细胞或组织代谢物中直接获得药物;对细胞进展遗传操作，生产转基因动物，利用转基因动物生产药物〔生物反响器〕；(5)保存珍惜动物资源由于动物克隆技术的成功，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生命个体，保存细胞、组织、胚胎，就意味着保存一个生物种群(6)供给人类器官移植的材料人类器官移植进展很快，目前可以进展心脏、肝、肾脏移植，可以进展皮肤、角膜、骨髓细胞移植。
三、动物细胞工程讲授的主要内容1.动物细胞、组织培育2.动物细胞融合3.动物细胞重组4.向细胞内引入高分子物质5.动物细胞冷冻保存6.动物胚胎工程四、动物细胞工程试验〔实习〕内容1.试验仪器设备的识别与使用2.动物细胞培育用液的制备3.动物胎儿成纤维细胞分别与培育4.动物细胞常规检查和生物学检测5.培育细胞的冻存与复苏五、动物细胞工程争论取得的重要进展1.采集、冷冻与人工授精技术的成熟和进展，为充分发挥利用雄性动物生殖潜力奠定了根底；2.雌性动物卵母细胞体外成熟培育技术的成功，使人们在体外完成动物生殖过程成为可能；3.体外受精与胚胎移植技术的成功，产生了试管婴儿，试管牛，试管猪，试管山羊，试管兔；4.细胞核移植技术的成功，使人们克隆高等哺乳动物的梦想得以实现体细胞核移植、胚胎细胞核移植、胚胎干细胞核移植技术的成功，为克隆动物和转基因动物生产供给了技术支撑；5.胚胎干细胞与组织干细胞成功分别、体外扩增与诱导分化争论的成功，为人类医学进展供给了贵重的材料；胚胎干细胞，胰腺干细胞，神经干细胞，骨髓干细胞，皮肤干细胞，角膜干细胞6.转基因细胞〔细胞转染基因〕技术的成功，为转基因动物的生产制造了条件；7.胚胎嵌合技术一种或两种动物胚胎共同生长发育形成一个生物个体的技术，即在一个生物体内，含有来源于两个不同胚胎的细胞和组织；8.细胞融合技术将两种或两种以上的细胞融合，形成一个具有性状的细胞，这种技术称为细胞融合技术。
《动物细胞工程》课件
1
2
3
利用动物细胞工程可以将外源基因导入动物细胞，培育出转基因动物，提高其生产性能和抗病能力。
转基因技术
动物细胞工程可用于生产疫苗，通过培养动物细胞并表达病毒抗原，制备出高效、安全的动物疫苗。
动物疫苗
动物细胞工程可以用于构建生物反应器，通过大规模培养动物细胞生产各类蛋白质和生物活性物质。
生物反应器
选择适当的细胞
通过物理、化学或生物方法诱导细胞融合。常用的物理方法有电融合和激光融合，化学方法有聚乙二醇（PEG）诱导融合，生物方法有病毒诱导融合。
诱导细胞融合
通过特定的筛选和鉴定方法，从大量细胞中筛选出融合细胞，并进行鉴定。常用的筛选和鉴定方法有荧光染色法、免疫学检测法和分子生物学检测法等。
筛选和鉴定融合细胞
技术难度大
动物细胞工程的实施需要高超的技术水平和精细的操作技巧，如何提高技术成熟度和降低成本是亟待解决的问题。
伦理和法律问题
动物细胞工程的实践涉及到伦理和法律问题，如人道关怀、动物权益保护等，需要在实践中严格遵守相关法规和伦理准则。
安全性和有效性问题
动物细胞工程产品的安全性和有效性需要经过严格的评估和验证，以确保其不会对人类健康和生态环境造成不良影响。
1970年代
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，动物细胞工程在医学、农业、工业等领域得到广泛应用。
1990年代至今
02
动物细胞培养技术
细胞具有增殖和分化的能力
动物细胞具有自我复制和分化的能力，可以在适宜的环境下生长和繁殖。
03
动物细胞融合技术
选择要进行融合的细胞，通常选择同种或同种的细胞进行融合。
感谢观看
THANKS
基因转移技术
02
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典型例题三
临床上器官移植成败的主要关键是看供体与受体的HLA是否一致，不一致就不能移植。
（）
【解析】HLA是人类白细胞抗原的英文缩写，如果将供体器官移植到HLA完全不一致的受体身上，受体的免疫系统会认出这是“非已”成分而加以排斥，使器官移植失败。
但世界上除同卵双胞胎以外，不存在两个HLA完全一致的人。
所以，临床上，只要供体与受体的主要HLA有一半以上相同，就可以进行器官移植，术后为了避免发生排斥反应，受体可通过长期使用免疫抑制药物，使其免疫系统变得“迟钝”，从而使植入的器官能够长期存留。
从本题得到两点启迪。
一是理论上可行的，实践上不一定可行。
反之，也成立。
关键是人为因素。
本题就是在理论上不可行的情况下，通过人的努力，找出HLA差异小，并使用药物令受体免疫系统“迟钝”，从而实现器官的移植成功。
所以，本题的关键词是“临床上”，指的是在人为条件下的实践活动。
二是要认真读书。
课文上对这段内容的叙述还有两个字，即相近。
不一致可以理解为完全不同，也可以理解为少部分相同，大部分不同，还可以理解为小部分不相同，大部分相同，即相近。
HLA相近时，在人的干预下，就能实现器官移植。
【答案】×。