动物细胞培养核移植技术
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(共24张PPT)
在实验室里“种”牛排
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
2.2 动物细胞工程
就是从动物机体中取出相关组织，将它分散成单细胞，然后,放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
1、概念：
一、动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
胰蛋白酶
剪碎
单个细胞
加培养液
细胞 悬浮液
10代
细胞
部分细胞“癌变”，无限传代
动物细胞培养不能最终培养成动物体
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞贴壁
剥离、分瓶
细胞
2、培养过程：
分化程度低，增殖能力强
去掉组织间蛋白
3、几个重要的概念
细胞贴壁
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上(单层)。
要求：
培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附。
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。
原代培养
传代培养
当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内的过程。
把第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。
细胞株
传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，可能在培养条件下无限制的传代下去。
从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到40-50代，其遗传物质没有发生变化。
细胞系
细胞 悬浮液
10代细胞
50代细胞
无限传代
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
细胞贴壁生长
随细胞增多，出现接触抑制
部分细胞癌变，失去接触抑制，无限传代
4、动物细胞培养条件
能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？
无菌、无毒的环境
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
营养
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等）
温度和PH
温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4
气体环境
O2和CO2（95%空气和5%CO2）
离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力。
保证细胞顺利的生长增殖
CO2培养箱
哺乳动物离体细胞培养和体内细胞一样,需要在恒足温度下才能生存,温差变化一般不应超过0.5度，因此培养箱对温度应具有较高灵敏度。
CO2培养箱的优点在于能恒定地供应一定量的CO2,一般5%即可维持培养液PH值稳定。
培养基的类型
天然培养基：
合成培养基：
营养价值高，成分复杂。
成分明确，便于控制试验条件。
5、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；
（4）用于检测有毒物质；
（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮；
（3）作为基因工程的受体细胞。
（5）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；
6、植物细胞和动物细胞培养的比较
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
获得细胞或 细胞分泌蛋白
细胞的全能性
细胞株、细胞系
植物体
快速繁殖、培育无病毒植株等
葡萄糖、动物血清
促生长因子
蔗糖、植物激素
液体培养基
固体培养基
细胞增殖
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是（ ） A．细胞系 B．细胞株
C．原代细胞 D．传代细胞
2、动物细胞工程技术的基础是（ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体
C.胚胎移植 D.动物细胞培养
A
D
3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞（ ） A.容易产生各种变异
B.具有更强的全能性 C.取材十分方便
D．分裂增殖的能力强
D
4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于（ ）
A.培养基不同；
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。
D
细胞分化程度 ，恢复全能性 。
核移植
（难度高）
三、动物体细胞核移植技术
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
细胞分化程度 ，恢复全能性 。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
1.概念：
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。
低
容易
高
困难
卵母细胞
黑面母绵羊
白面母绵羊
乳腺细胞
细胞核移植
早期胚胎
C母绵羊子宫
胚胎移植
多莉羊
分娩
妊娠
融合后的 卵母细胞
2.体细胞核移植过程
卵原细胞
卵细胞
卵原细胞
卵细胞和极体
次级卵母细胞
第一极体
MⅡ期：
减数第二次分裂中期
卵母细胞作受体细胞的原因：
体积大，易操作；
含有激发细胞核全能性的物质。
去核的方法有哪些？
目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。
还有人采用其他方法，如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。
细胞核核移植
供体细胞（供核）
细胞培养
体细胞
卵母细胞 （MⅡ期：供质）
去核
无核卵母细胞
注 入
细胞融合
重组细胞
重组胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
2.体细胞核移植过程
分娩
妊娠
激活
四、体细胞核移植技术的应用前景
1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
2、保护濒危物种，增加存活数量
3、克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
4、可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植
五、体细胞核移植技术存在的问题
胚胎移植后动物幼体产出概率＜10％；
克隆动物存在着健康问题；
克隆动物的食品安全性问题存在争议。
在实验室里“种”牛排
2.2.1 动物细胞培养和核移植技术
2.2 动物细胞工程
就是从动物机体中取出相关组织，将它分散成单细胞，然后,放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
1、概念：
一、动物细胞培养
动物胚胎或幼龄动物的组织、器官
胰蛋白酶
剪碎
单个细胞
加培养液
细胞 悬浮液
10代
细胞
部分细胞“癌变”，无限传代
动物细胞培养不能最终培养成动物体
50代细胞
原代培养
传代培养
细胞贴壁
剥离、分瓶
细胞
2、培养过程：
分化程度低，增殖能力强
去掉组织间蛋白
3、几个重要的概念
细胞贴壁
悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上(单层)。
要求：
培养瓶（皿）内表面光滑、无毒、易于贴附。
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。
原代培养
传代培养
当原代培养的细胞生长停止，这时如果要使细胞继续生长，就要及时用胰蛋白酶等，使细胞从瓶壁上解离下来，然后加入新的培养液，将细胞分离稀释，并从原培养瓶内转接到新的培养瓶内的过程。
把第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。
细胞株
传到40-50代后有部分细胞遗传物质发生了变化，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，可能在培养条件下无限制的传代下去。
从原代培养细胞群中筛选出进行传代培养的细胞，能传到40-50代，其遗传物质没有发生变化。
细胞系
细胞 悬浮液
10代细胞
50代细胞
无限传代
原代培养
传代培养
细胞株
细胞系
细胞贴壁生长
随细胞增多，出现接触抑制
部分细胞癌变，失去接触抑制，无限传代
4、动物细胞培养条件
能否用胃蛋白酶代替胰蛋白酶？
无菌、无毒的环境
（添加一定量的抗生素，定期更换培养液）
营养
（葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、微量元素等）
温度和PH
温度36.5+0.5度，pH7.2～7.4
气体环境
O2和CO2（95%空气和5%CO2）
离体培养的细胞对微生物和有毒物质没有防御能力。
保证细胞顺利的生长增殖
CO2培养箱
哺乳动物离体细胞培养和体内细胞一样,需要在恒足温度下才能生存,温差变化一般不应超过0.5度，因此培养箱对温度应具有较高灵敏度。
CO2培养箱的优点在于能恒定地供应一定量的CO2,一般5%即可维持培养液PH值稳定。
培养基的类型
天然培养基：
合成培养基：
营养价值高，成分复杂。
成分明确，便于控制试验条件。
5、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；
（4）用于检测有毒物质；
（2）获得大量自身的皮肤细胞，用于植皮；
（3）作为基因工程的受体细胞。
（5）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；
6、植物细胞和动物细胞培养的比较
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
获得细胞或 细胞分泌蛋白
细胞的全能性
细胞株、细胞系
植物体
快速繁殖、培育无病毒植株等
葡萄糖、动物血清
促生长因子
蔗糖、植物激素
液体培养基
固体培养基
细胞增殖
1、在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是（ ） A．细胞系 B．细胞株
C．原代细胞 D．传代细胞
2、动物细胞工程技术的基础是（ ） A.动物细胞融合 B.单克隆抗体
C.胚胎移植 D.动物细胞培养
A
D
3、用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞（ ） A.容易产生各种变异
B.具有更强的全能性 C.取材十分方便
D．分裂增殖的能力强
D
4.动物细胞培养与植物细胞培养的重要区别在于（ ）
A.培养基不同；
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。
D
细胞分化程度 ，恢复全能性 。
核移植
（难度高）
三、动物体细胞核移植技术
胚胎细胞核移植
体细胞核移植
细胞分化程度 ，恢复全能性 。
用核移植的方法得到的动物称为克隆动物
1.概念：
将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。
低
容易
高
困难
卵母细胞
黑面母绵羊
白面母绵羊
乳腺细胞
细胞核移植
早期胚胎
C母绵羊子宫
胚胎移植
多莉羊
分娩
妊娠
融合后的 卵母细胞
2.体细胞核移植过程
卵原细胞
卵细胞
卵原细胞
卵细胞和极体
次级卵母细胞
第一极体
MⅡ期：
减数第二次分裂中期
卵母细胞作受体细胞的原因：
体积大，易操作；
含有激发细胞核全能性的物质。
去核的方法有哪些？
目前核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作去核法。
还有人采用其他方法，如梯度离心、紫外光短时间照射、化学物质处理等。这些方法是在没有刺破透明带或卵母细胞质膜的情况下，去除细胞核或使卵细胞核DNA变性，从而达到去核目的。
细胞核核移植
供体细胞（供核）
细胞培养
体细胞
卵母细胞 （MⅡ期：供质）
去核
无核卵母细胞
注 入
细胞融合
重组细胞
重组胚胎
胚胎移植
代孕母体
与供体奶牛遗传基础相同的犊牛
2.体细胞核移植过程
分娩
妊娠
激活
四、体细胞核移植技术的应用前景
1、加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育
2、保护濒危物种，增加存活数量
3、克隆动物作为生物反应器，生产医用蛋白
4、可以作为异种移植的供体，可以用于组织器官的移植
五、体细胞核移植技术存在的问题
胚胎移植后动物幼体产出概率＜10％；
克隆动物存在着健康问题；
克隆动物的食品安全性问题存在争议。