2.2.1 动物细胞培养 课件（共23张PPT）

(共23张PPT)
第2章 第2节 动物细胞工程
一 动物细胞培养
1
2
3
4
金岩：再生医学的核心问题是解决“细胞”问题。
1
图片1、2、3引自网络，图片4引自教师所在学校。
2
动物细胞工程
动物细胞培养
动物细胞融合
动物细胞核移植等
基础
人造皮肤、
动物分泌蛋白规模化生产
克隆猴：中中和华华
单克隆抗体
一、动物细胞培养
机体给体内的细胞提供了哪些适宜的条件使其能够维持正常的生命活动？
动物细胞培养实际上是在体外模拟体内的生理条件进行的培养，你认为体外培养动物细胞需要满足哪些条件？
结合选择性必修一所学内容思考以下问题：
1 任务一
培养基的构成：
+
合成培养基
血清等天然成分
糖类、氨基酸、
无机盐、维生素
……
将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基
含有尚未全部研究清楚的细胞所需的营养物质。
1.1 动物细胞培养的条件
液体培养基，
也称为培养液
适宜的温度、pH和渗透压
①培养液、培养用具：灭菌处理；
②在无菌环境下进行操作；
③添加一定量的抗生素;
④定期更换培养液。
无菌、无毒的环境
1.1 动物细胞培养的条件
温度多36.5±0.5℃、pH 7.2～7.4
糖类、氨基酸、
无机盐、维生素
……
1.1 动物细胞培养的条件
95%空气 + 5%CO2 的CO2 培养箱
适宜的气体环境
维持培养液的pH
5%CO2
O2：细胞代谢所必需
无菌、无毒的环境
适宜的温度、pH和渗透压
CO2培养箱
松盖培养瓶
培养皿
培养仪器
糖类、氨基酸、
无机盐、维生素
……
1.2 动物细胞培养的过程
阅读教材“动物细胞培养的过程”，思考并回答下列问题。
培养前，为什么要将组织分散成单个细胞？使用什么方法？
体外培养动物细胞可以分成哪些类型？
什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
什么是原代培养和传代培养？
为什么要进行分瓶培养？怎么处理？
在此基础上构建动物细胞培养的流程图或绘图示意。
2 任务二
原代培养
机械法
胰蛋白酶等
1.2 动物细胞培养的过程
取动物组织
细胞停止生长
分瓶培养
传代培养
转入培养液中
培养
①原代培养：指动物组织经处理后的初次培养。
②传代培养：分瓶后的细胞培养。
？
培养
放入CO2培养箱中培养
放入CO2培养箱中培养
大量细胞
制成细胞悬液
黏附
贴壁
铺展
③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。
？ 细胞为什么停止生长
悬浮生长
细胞贴壁(大多数）
原代培养
解决
细胞密度过大、
有害代谢物积累、
营养物质缺乏等
接触抑制
分瓶
培养
悬浮培养的细胞:直接用离心法收集
贴壁细胞:用胰蛋白酶处理分散成单个细胞，用离心法收集
细胞分裂受阻
②制成细胞悬液，分瓶培养
①收集细胞
④接触抑制：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。
细胞贴壁(大多数）
悬浮生长
原代培养
？ 细胞为什么停止生长
正常细胞
平面观
接触抑制
肿瘤细胞
失去接触抑制
密度抑制
大量细胞
传代培养
1.3动物细胞培养的概念、原理
原理：
细胞增殖
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，哪些细胞更易于培养？为什么？
幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养。原因是这些细胞分裂能力强。
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，然后在适当的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。
金岩：再生医学美容科技已经到来
2007年,金岩团队取得了第一个组织工程产品注册证，正式宣告中国迈进了人工皮肤产业化的阶段。
1 第一阶段：组织工程皮肤的产业化
3 第三阶段——干细胞抗衰研发进行中
2008年，金岩团队成功开发出了我国第一个皮肤体外替代检测模型——3D皮肤模型。
2 第二阶段——皮肤体外替代检测模型
2011年，金岩团队将干细胞研究引入护肤领域,“再生医学美容概念”被提出。
器官移植——供体器官紧缺
图片引自网络
2022年3月21日，中科院与合作伙伴在《nature》杂志上发表了一项重量级世界首创研究，通过体细胞诱导首次获得了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，这是目前全球在体外培养的“最年轻”人类细胞。
二、干细胞的培养和应用
回忆所学知识并阅读教材P46-47，回答下列问题：
什么是干细胞？它有哪些类型？这些类型各有怎样的特点、应用及局限性？
科学家是怎样获得诱导多能干细胞（iPS细胞）的？这种细胞与胚胎干细胞相比，有哪些应用优势？
干细胞用于临床治疗可能存在什么问题？
你如何看待干细胞在临床上的应用所产生的效益与风险？
3 任务三
动物和人体内保留的具有分裂和分化能力的细胞。
早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中。
胚胎干细胞（ES细胞）
成体干细胞
干细胞
1 概念
2 分布
3 分类
胚胎干细胞（ES细胞）
1981年首次从小鼠中得到ES细胞，目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。
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。
必须从胚胎中获取 ，涉及伦理问题；因而限制了在医学上的应用。
1 来源
2 作用
3 成果
4 局限性
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。
成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞。
造血干细胞（骨髓、外周血和脐带血中）——发现最早、研究最多、应用最成熟
神经干细胞（神经系统中）
精原干细胞（睾丸中）
造血干细胞、神经干细胞用于疾病治疗。
1 来源
2 分类
3 特点
4 成果
1 获取方法
2 优 点
3 运 用
诱导多能干细胞（iPS细胞）
通过体外诱导小鼠成纤维细胞，获得了类似胚胎干细胞的一种细胞。
①将特定基因或特定蛋白导入细胞；
②用小分子化合物诱导形成。
①无须破坏胚胎；
②可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。
①治疗镰状细胞贫血症；
②在治疗阿尔茨海默病、心血管疾病等领域的研究取得了新进展。
2022年神舟十三号在轨期间我国完成国际上首例iPS细胞分化成为心肌细胞的实验
2023年神舟十五号人类首次实现人类iPS细胞“太空造血”
干细胞飞上天空
网络资料
网络资料
新冠肺炎重症患者有可能会出现肺部不可逆的纤维化，对于这种病人，肺移植是唯一可行的治疗手段，对降低死亡率有较大意义。肺移植的手术难度很高，而且肺的合适供体很难找，手术以后器官还容易出现免疫排斥反应，请利用本节所学的知识，用流程图的方法写出解决办法。（参照课本图2-14）
利用所学知识，解决实际问题。
4 任务四
新冠肺炎重症患者有可能会出现肺部不可逆的纤维化，对于这种病人，肺移植是唯一可行的治疗手段，对降低死亡率有较大意义。肺移植的手术难度很高，而且肺的合适供体很难找，手术以后器官还容易出现免疫排斥反应，请利用本节所学的知识，用流程图的方法写出解决办法。（参照课本图2-14）
利用所学知识，解决实际问题。
4 任务四
特定的组织器官
导入特定基因
导入特定蛋白
导入小分子化合物
成纤维细胞
T细胞
B细胞
iPS细胞
定向分化
取出
移植
小 结：
无菌、无毒
营养
温度、pH和渗透压
气体环境
制备细胞悬液
原代培养
传代培养
取材
动物细胞培养
条件
成就之一：
干细胞的培养和应用
干细胞的种类、特点及应用
iPS细胞的培养和应用
过程