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1、食品生物技术基础动物细胞工程第1页，本讲稿共74页 第三节第三节第三节第三节 动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程 一、动物细胞培养一、动物细胞培养 二、核移植、胚胎移植二、核移植、胚胎移植 三、动物细胞融合技术三、动物细胞融合技术 四、单克隆抗体四、单克隆抗体第2页，本讲稿共74页动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体技术单克隆抗体技术核、胚胎移植核、胚胎移植动物动物细胞细胞工程工程常用常用技术技术第3页，本讲稿共74页 动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎
2、移植、核移植等。物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。其中，其中，动物细胞培养技术动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术是其他动物细胞工程技术的基础。的基础。第4页，本讲稿共74页 动物细胞培养动物细胞培养 许多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞分泌的蛋白许多动物细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是单个细胞分泌的蛋白质的量是很少的，要获得大量的分泌蛋白就要借助于大规模的动物细质的量是很少的，要获得大量的分泌蛋白就要借助于大规模的动物细胞培养了。胞培养了。动物细胞培养液：动物细胞培养液：动物细胞培养液：动物细胞培养液：通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生通常含有葡萄糖、氨基酸、无
3、机盐、维生 素和动物血清等；素和动物血清等；培养的动物细胞：培养的动物细胞：培养的动物细胞：培养的动物细胞：大都取自大都取自动物胚胎动物胚胎或出生不久的或出生不久的幼龄动物幼龄动物 的器官或组织的器官或组织。动物细胞培养方式：动物细胞培养方式：动物细胞培养方式：动物细胞培养方式：原代培养、传代培养原代培养、传代培养第5页，本讲稿共74页 动物细胞培养动物细胞培养1.1.发展历史发展历史:2020世纪初，人们不知道世纪初，人们不知道神经纤维神经纤维是由神经细胞的细胞质向外突出形成是由神经细胞的细胞质向外突出形成的，还是由神经细胞周围的其他细胞融合而成的。生物学家们就这个的，还是由神经细胞周围的其
4、他细胞融合而成的。生物学家们就这个问题展开了激烈的争论。问题展开了激烈的争论。19071907年年，美国生物学家哈里森美国生物学家哈里森(Harrison)Harrison)从从蝌蚪蝌蚪的脊索中分离出的脊索中分离出神经组神经组织织，把它放，把它放在青蛙的凝固的淋巴液中培养在青蛙的凝固的淋巴液中培养。蝌蚪的神经组织存活了好几。蝌蚪的神经组织存活了好几周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经周，并且从神经细胞中长出了神经纤维。哈里森的实验不仅解决了神经纤维的起源问题，纤维的起源问题，而且开创了动物组织培养的先河而且开创了动物组织培养的先河。此后，在许多科学家的不懈努力下，此后
5、，在许多科学家的不懈努力下，动物组织培养动物组织培养不断改进并逐渐发展不断改进并逐渐发展成为成为动物细胞培养动物细胞培养。第6页，本讲稿共74页2、动物细胞培养的应用和概念：、动物细胞培养的应用和概念：动物细胞培养动物细胞培养:指从动物有机体中指从动物有机体中取出相关的取出相关的组织组织,将它将它分散分散成单个细成单个细胞胞,然后然后,放在适宜放在适宜的培养基中的培养基中,让这让这些些细胞生长细胞生长和和增殖增殖。第7页，本讲稿共74页3、动物细胞培养过程：、动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物的组织、器官的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代细胞代细胞原代培
6、养原代培养50代细胞代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系单个细胞单个细胞加培养液加培养液遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变动物组织细胞间隙中含动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。韧性的组织和器官。（分解弹性纤维）（分解弹性纤维）第8页，本讲稿共74页3、动物细胞培养过程：、动物细胞培养过程：动物胚胎或幼龄动物动物胚胎或幼龄动物的组织、器官的组织、器官细胞悬浮液细胞悬浮液胰蛋白酶胰蛋白酶10代细胞代细胞原代培养原代培养50代细胞
7、代细胞传代培养传代培养细胞株细胞株无限传代无限传代细胞系细胞系单个细胞单个细胞加培养液加培养液遗传物质遗传物质未改变未改变遗传物质遗传物质已改变已改变动物组织细胞间隙中含动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。韧性的组织和器官。（分解弹性纤维）（分解弹性纤维）第9页，本讲稿共74页动物细胞的培养过程动物细胞的培养过程 幼龄动物幼龄动物取动物器官取动物器官和组织和组织剪碎组织剪碎组织胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理细胞培细胞培养养单个细胞动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物
8、细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。第10页，本讲稿共74页原代培养：原代培养：初代培养亦称初代培养亦称“原代培养原代培养”。指将欲待进行体。指将欲待进行体外无菌培养的组织或器官从母体取下后，经表面灭菌后，切成外无菌培养的组织或器官从母体取下后，经表面灭菌后，切成合适的小块，置于培养基上进行培养的过程。由于外植体是直合适的小块，置于培养基上进行培养的过程。由于外植体是直接取自母体的，事前并未经过体外培养，因此将它们规定为第接取自母体的，事前并未经过体外培养，因此将它们规定为第一代培养物。通过继代培养，其体外繁殖体可供作第二、第三一代培养物。通过继代培养，其体外繁殖体可供作第二、第三乃至无
9、数代的培养物。乃至无数代的培养物。传代培养：传代培养：继代培养继代培养 亦称亦称“传代培养传代培养”。将培养的动植物。将培养的动植物细胞、组织或器官乃至植物小植株从原来的培养基上转移到一细胞、组织或器官乃至植物小植株从原来的培养基上转移到一种新鲜的培养基上继续培养的过程称为继代培养。它是培养物种新鲜的培养基上继续培养的过程称为继代培养。它是培养物连续传代的一种方法，每转移培养一次即称为一代。因此按转连续传代的一种方法，每转移培养一次即称为一代。因此按转移培养的次数确定继代培养的代数。通过继代培养可以使培养移培养的次数确定继代培养的代数。通过继代培养可以使培养的细胞、组织或植物小植株能不断获得新
10、鲜补充的营养物质，的细胞、组织或植物小植株能不断获得新鲜补充的营养物质，可以避免在原培养基中所积累的一些有毒物质对培养物的不利可以避免在原培养基中所积累的一些有毒物质对培养物的不利影响，从而可以使培养物不断生长和增殖。影响，从而可以使培养物不断生长和增殖。第11页，本讲稿共74页概念概念原代培养原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第原代细胞。培养的第1代细胞与传代细胞与传10代以内代以内的细胞称为原代细胞培养。的细胞称为原代细胞培养。传代培养：传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配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
11、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。培养瓶中继续培养，称为传代培养。第12页，本讲稿共74页细胞株：细胞株：原代细胞一般传至原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞存活到分细胞衰老死亡，少数细胞存活到4050代，这种传代细胞代，这种传代细胞为细胞株。为细胞株。细胞系：细胞系：细胞株传代至细胞株传代至50代后又出现细胞生长停代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为
12、细胞系。为细胞系。细胞株和细胞系的区别：细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。具有癌细胞的特点，失去接触抑制，容易传代培养。第13页，本讲稿共74页思考讨论：在动物细胞培养过程中，为什么思考讨论：在动物细胞培养过程中，为什么要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？要用胰蛋白酶对取出的动物组织进行处理？胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织胰蛋白酶处理动物组织，可以使动物组织细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶细胞间的胶原纤维和细胞外的其他成分酶解，获得单个细胞。解，获得单个细胞。第14页，本讲稿共74页3.动物细胞培养的条件
13、动物细胞培养的条件1.无菌无毒的环境无菌无毒的环境2.营养营养3.温度和温度和pH4.气体环境气体环境 第15页，本讲稿共74页（1 1 1 1）生产蛋白质生物制品）生产蛋白质生物制品）生产蛋白质生物制品）生产蛋白质生物制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体（2 2 2 2）检测有毒物质）检测有毒物质）检测有毒物质）检测有毒物质（许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数（许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数（许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数（许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构
14、和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。）的毒性。）的毒性。）的毒性。）（3 3 3 3）为烧伤病人植皮）为烧伤病人植皮）为烧伤病人植皮）为烧伤病人植皮如何利用动物细胞培养技术，解决为烧伤病人植皮问题如何利用动物细胞培养技术，解决为烧伤病人植皮问题如何利用动物细胞培养技术，解决为烧伤病人植皮问题如何利用动物细胞培养技术，解决为烧伤病人植皮问题?（利用动物细胞培养技术中细胞的利用
15、动物细胞培养技术中细胞的利用动物细胞培养技术中细胞的利用动物细胞培养技术中细胞的贴壁生长贴壁生长贴壁生长贴壁生长和和和和接触抑制接触抑制接触抑制接触抑制特点，可以用烧伤特点，可以用烧伤特点，可以用烧伤特点，可以用烧伤病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞供植皮所需。）病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞供植皮所需。）病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞供植皮所需。）病人自己的健康皮肤细胞培养出大量的自身薄层皮肤细胞供植皮所需。）（4 4 4 4）用于科学研究）用于科学研究）用于科学研究）用于科学研究（生理、病理、药理）（生理、病理、药理）（生理、病理、药
16、理）（生理、病理、药理）4.动物细胞培养技术的应用动物细胞培养技术的应用第16页，本讲稿共74页Vero细胞和狂犬病毒的培养工艺细胞和狂犬病毒的培养工艺DMEM培养基培养基胎牛血清胎牛血清其他成分其他成分锥形瓶逐级锥形瓶逐级放大培养放大培养加碱（碳酸加碱（碳酸氢钠）氢钠）加糖（葡萄加糖（葡萄糖）糖）灌注培养液灌注培养液微载体微载体5L种子罐培种子罐培养养培养液培养液50L生生物物反反应应器器接种狂犬接种狂犬病毒病毒出液口出液口收获病毒收获病毒第17页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养
17、原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖第18页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养培养基性质培养基性质固、液体培养基固、液体培养基液体培养基液体培养基第19页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养培养基特有成分培养基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清第20页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比
18、较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养培养结果培养结果植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系第21页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养培养目的培养目的快速繁殖、培育无病毒植株快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白等获得细胞或细胞分泌蛋白等第22页，本讲稿共74页 植物组织培养和动物细胞培养的比较植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养
19、基性质固、液体培养基固、液体培养基液体培养基液体培养基培养基特有成分培养基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系培养目的培养目的快速繁殖、培育快速繁殖、培育无病毒植株无病毒植株获得细胞或细胞获得细胞或细胞分泌蛋白等分泌蛋白等第23页，本讲稿共74页思考：思考：2、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？、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？1、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、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？独特之处？3
20、、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？4、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？、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？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：处有：1、液体培养基、液体培养基 2、成分中有动物血清等、成分中有动物血清等因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强。成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养。成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养。
21、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。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。第24页，本讲稿共74页二、动物体细胞核、胚胎移植技术和克隆动物二、动物体细胞核、胚胎移植技术和克隆动物 动物核移植动物核移植：指将动物的一个细胞的细胞核指将动物的一个细胞的细胞核,移如入一个已移如入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中。使其重组并发育成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为动物个一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。体。第25页，本讲稿共74页胚胎移植技术胚胎移植技术胚胎移植技术胚胎移植技术 指将一个生物体内的胚
22、胎移植到另一个生物体内繁殖的指将一个生物体内的胚胎移植到另一个生物体内繁殖的技术，这样可能大量繁殖优良的品种。先注射雌性激素技术，这样可能大量繁殖优良的品种。先注射雌性激素在一雌性动物的体内，促使其大量排卵，然后在体外人在一雌性动物的体内，促使其大量排卵，然后在体外人工受精后发育成为胚胎后再植入其它同类动物的子宫内工受精后发育成为胚胎后再植入其它同类动物的子宫内使其发育成为个体。大大提高了繁殖率。使其发育成为个体。大大提高了繁殖率。第26页，本讲稿共74页胚胎移植技术胚胎移植技术胚胎移植的基本程序如下（以牛胚胎移植为例）胚胎移植的基本程序如下（以牛胚胎移植为例）第27页，本讲稿共74页克隆技术
23、克隆技术克隆羊培育过程克隆羊培育过程黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核细胞核移植细胞核移植重组细胞重组细胞电脉冲刺激电脉冲刺激早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利第28页，本讲稿共74页多莉多莉克隆猴克隆猴第29页，本讲稿共74页克隆牛克隆牛第30页，本讲稿共74页体细胞核移植技术的应用前景体细胞核移植技术的应用前景第31页，本讲稿共74页(1)遗传素素质完完全全一一致致的的克克隆隆动物物将将更更有有利利于于开开展展对动物物 (人人)生生长、发育、衰老和健康等机理的研究；育、衰老和健康等机
24、理的研究；(2)有利于大量培养品有利于大量培养品质优良的家畜良的家畜;(3)经转基基因因的的克克隆隆哺哺乳乳动物物，将将能能为人人类提提供供源源源源不不断断的的廉廉价价的的药品、保健品以及品、保健品以及较易被人体接受的移植器官；易被人体接受的移植器官；(4)科学家将很快地从目前的同种克隆技科学家将很快地从目前的同种克隆技术推推进到异种克隆到异种克隆,即借腹即借腹怀胎胎的新的新领域域,这无疑将大大促无疑将大大促进对濒临灭种的哺乳种的哺乳动物的保物的保护工作。工作。克隆技克隆技术将将对21世世纪产生的重大影响生的重大影响第32页，本讲稿共74页三、动物细胞融合三、动物细胞融合 动物细胞融合与植物原
25、生质体融合的基本原理是相同的，诱动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，诱导融合的方法也相类似，动物细胞的融合还常常用到灭活导融合的方法也相类似，动物细胞的融合还常常用到灭活的病毒作为诱导剂。的病毒作为诱导剂。很多不同种类的动物细胞之间或动物与人的细胞之间都能进行很多不同种类的动物细胞之间或动物与人的细胞之间都能进行融合，形成融合，形成杂种细胞杂种细胞，例如人，例如人鼠、人鼠、人兔、人兔、人鸡、人鸡、人蛙、鼠蛙、鼠鸡、鼠鸡、鼠兔、鼠兔、鼠猴等的细胞都能进行融合。猴等的细胞都能进行融合。动物细胞融合技术最重要的用途，是制备动物细胞融合技术最重要的用途，是制备单克隆抗体单克隆抗体。第33
26、页，本讲稿共74页细胞融合是用自然或人工方法，使两个或更多个不同的细胞融合成一个细胞融合是用自然或人工方法，使两个或更多个不同的细胞融合成一个细胞的过程。细胞的过程。植物细胞由于具有细胞壁，在进行人工诱导融合之前，必须先脱除其细植物细胞由于具有细胞壁，在进行人工诱导融合之前，必须先脱除其细胞壁释放出原生质体才能进行融合。胞壁释放出原生质体才能进行融合。动物细胞可直接用于融合。动物细胞可直接用于融合。人工诱导动物细胞融合的方法有病毒诱融法、化学诱融法和电刺人工诱导动物细胞融合的方法有病毒诱融法、化学诱融法和电刺激诱融法等。激诱融法等。植物原生质体人工诱融法见植物原生质体人工诱融法见“原生质体融合
27、原生质体融合”。细胞融合过程应包括。细胞融合过程应包括核基因和胞质基因核基因和胞质基因(如线粒体和叶绿体基因如线粒体和叶绿体基因)的融合。的融合。第34页，本讲稿共74页动物细胞融合动物细胞融合 细胞融合是正常的生命活动细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合两个细胞正在融合 受精作用受精作用第35页，本讲稿共74页动物动物细胞细胞融合融合第36页，本讲稿共74页细胞细胞A细胞细胞B杂种细胞杂种细胞灭活的病毒灭活的病毒物理法物理法化学法化学法仙台病毒仙台病毒疱疹病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒新城鸡瘟病毒第37页，本讲稿共74页用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核细胞
28、核病毒颗粒病毒颗粒细胞核细胞核第38页，本讲稿共74页细胞融合与融合诱导细胞融合物质细胞融合与融合诱导细胞融合物质诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇诱导剂：仙台病毒、聚乙二醇 诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。诱导细胞融合的仙台病毒必须灭活。思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的病毒思考讨论：为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？需要灭活？第39页，本讲稿共74页动物细胞融合动物细胞融合（1）基本原理：）基本原理：细胞膜的流动性。细胞膜的流动性。（2）诱导剂：）诱导剂：灭活的仙台病毒、灭活
29、的仙台病毒、PEG等。等。（3）用途：）用途：制备单克隆抗体。制备单克隆抗体。第40页，本讲稿共74页动物细胞融合动物细胞融合（总结）（总结）2.诱导融合的方法：诱导融合的方法：1.自然条件下的细胞融合现象自然条件下的细胞融合现象3.融合的具体过程：融合的具体过程：先是细胞质融合，细胞核的融合是在第一次有丝先是细胞质融合，细胞核的融合是在第一次有丝分裂时完成的。分裂时完成的。仙台病毒仙台病毒紫外线紫外线丧失感染活性（不感染细胞）丧失感染活性（不感染细胞）保留融合活性（诱导细胞融合）保留融合活性（诱导细胞融合）第41页，本讲稿共74页动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的有动物细胞融合和植
30、物体细胞杂交的比较中，正确的有 （）A诱导融合的方法完全相同诱导融合的方法完全相同 B所用的技术手段完全相同所用的技术手段完全相同C所采用的原理完全相同所采用的原理完全相同 D都能形成杂种细胞都能形成杂种细胞 解析解析 所用的诱导方法略有不同：除了植物细胞融合所用的诱导方所用的诱导方法略有不同：除了植物细胞融合所用的诱导方法外，动物细胞融合还常用灭活的仙台病毒做诱导剂。动物细胞法外，动物细胞融合还常用灭活的仙台病毒做诱导剂。动物细胞融合和植物体细胞杂交，这两项细胞工程技术中都包含了细胞融融合和植物体细胞杂交，这两项细胞工程技术中都包含了细胞融合过程，两种细胞融合所用的技术手段基本相同，但不完全
31、相同。合过程，两种细胞融合所用的技术手段基本相同，但不完全相同。动物细胞融合采用的原理是细胞膜的流动性，植物体细胞杂交采动物细胞融合采用的原理是细胞膜的流动性，植物体细胞杂交采用的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。动物细胞融合和植用的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。动物细胞融合和植物体细胞杂交过程中均能产生杂种细胞，只不过是动物的杂种细物体细胞杂交过程中均能产生杂种细胞，只不过是动物的杂种细胞在现有技术条件下，还不能发育成一个个体，它的全能性还不胞在现有技术条件下，还不能发育成一个个体，它的全能性还不能表现出来，植物的杂种细胞就不一样了，植物的杂种细胞可以能表现出来，植物的杂种细胞就不一
32、样了，植物的杂种细胞可以通过组织培养技术形成杂种植株。通过组织培养技术形成杂种植株。D第42页，本讲稿共74页四、单克隆抗体四、单克隆抗体四、单克隆抗体四、单克隆抗体 在动物发生免疫反应的过程中，体内的每一个在动物发生免疫反应的过程中，体内的每一个B淋巴细胞分泌一淋巴细胞分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须用单个种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆，形成细胞群，这淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆，形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强的抗体单克
33、隆抗体单克隆抗体。免疫系统免疫系统是由机体内的淋巴细胞组成的，包括是由机体内的淋巴细胞组成的，包括T淋巴细胞和淋巴细胞和B淋巴细胞。淋巴细胞。抗原抗原(如病毒、细菌等非自身物质如病毒、细菌等非自身物质)进入身体后，进入身体后，T淋巴细胞产生多种淋淋巴细胞产生多种淋巴因子排斥抗原，巴因子排斥抗原，B淋巴细胞在淋巴细胞在T淋巴细胞协助下，分化出许多浆细胞。淋巴细胞协助下，分化出许多浆细胞。每个浆细胞能生产无数杀伤癌变细胞或病毒的物质，即每个浆细胞能生产无数杀伤癌变细胞或病毒的物质，即抗体抗体。由一个。由一个B淋巴细胞分化的淋巴细胞分化的一群浆细胞一群浆细胞称为称为“纯系纯系”或或“克隆克隆”。由一
34、个克隆产。由一个克隆产生的抗体即为生的抗体即为单克隆抗体单克隆抗体。第43页，本讲稿共74页什么是抗体？什么是抗体？抗体是机体受抗原刺激后产生的、并抗体是机体受抗原刺激后产生的、并能与该抗原发生能与该抗原发生特异性结合特异性结合的具有的具有免免疫功能的球蛋白疫功能的球蛋白。B淋巴细胞产生抗体。淋巴细胞产生抗体。第44页，本讲稿共74页B淋巴细胞与抗体淋巴细胞与抗体B淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生淋巴细胞受抗原刺激后，可以产生 抗体。抗体。动物体内的动物体内的B淋巴细胞可以产生百万淋巴细胞可以产生百万 种以上的抗体，每种抗体对特定的抗种以上的抗体，每种抗体对特定的抗 原具有特异性免疫作用。原具有
35、特异性免疫作用。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。每一个淋巴细胞只能产生一种抗体。第45页，本讲稿共74页单克隆抗体单克隆抗体由单个由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体单一、特异性强的抗体 称称为单克隆抗体为单克隆抗体。特点：特点：特异性强、灵敏度高特异性强、灵敏度高 第46页，本讲稿共74页如何大量生产单克隆抗体？如何大量生产单克隆抗体？利用淋巴细胞产生抗体的功能利用淋巴细胞产生抗体的功能利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用肿瘤细胞无限增殖的特性利用
36、细胞融合的技术将两种细胞融合利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的获得具有淋巴细胞和肿瘤细胞特性的杂交瘤细胞杂交瘤细胞利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞细胞第47页，本讲稿共74页单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备 英国科学家米尔斯坦英国科学家米尔斯坦英国科学家米尔斯坦英国科学家米尔斯坦和和和和德国科学家柯勒德国科学家柯勒德国科学家柯勒德国科学家柯勒在前人工在前人工在前人工在前人工作的基础上，继续探索和尝试，并且充分发挥想象力，设计了一个作的基础上，继续探索和尝试，并且充分发挥想象力，设计了一个作的基
37、础上，继续探索和尝试，并且充分发挥想象力，设计了一个作的基础上，继续探索和尝试，并且充分发挥想象力，设计了一个极富创造性的实验方案。极富创造性的实验方案。极富创造性的实验方案。极富创造性的实验方案。他们首先将抗原注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生抗他们首先将抗原注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生抗他们首先将抗原注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生抗他们首先将抗原注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生抗体的体的体的体的B B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙
38、台病毒或聚乙二醇淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。由的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。由的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。由的诱导下融合，再在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞。由于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，它不仅具有于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，它不仅具有于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，它不仅具有于杂交瘤细胞继承了双亲细胞的遗传物质，因此，它不仅具有B B淋淋淋淋巴细胞分泌特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增巴细胞
39、分泌特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增巴细胞分泌特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增巴细胞分泌特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的本领。殖的本领。殖的本领。殖的本领。他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，继续培养，以获得足够数量的细胞，在体外条件下做大规模培养或继续培养，以获得足够数量的细胞，在体外条件下做大规模培养或继续培养，以获得足够数量的细胞，在
40、体外条件下做大规模培养或继续培养，以获得足够数量的细胞，在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就可以提取出大量的单克隆抗体。可以提取出大量的单克隆抗体。可以提取出大量的单克隆抗体。可以提取出大量的单克隆抗体。第48页，本讲稿共74页第49页，本讲稿共74页 单克隆抗体制备过程单克隆抗体制备过程 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交
41、瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特足够数量的、能产生特定抗体的细胞群定抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体第50页，本讲稿共74页第51页，本讲稿共74页1、本过程利用了哪些原理？、本过程利用了哪些原理？免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理2、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？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，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淋巴细胞能够产生抗体，细胞的同源性越近，融
42、合形成的杂种细胞越易成活。这样融合成体，细胞的同源性越近，融合形成的杂种细胞越易成活。这样融合成的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有的杂交瘤细胞，继承了双亲细胞的遗传物质，不仅具有B细胞分泌抗细胞分泌抗体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体。体的能力，而且还有无限增殖的本领，因而可以获得大量单克隆抗体。3 3、骨髓瘤细胞是癌细胞吗、骨髓瘤细胞是癌细胞吗?有有无限增殖无限增殖能力（失去凋亡机制，失去接触抑制等）的细胞是肿瘤细胞，能力（失去凋亡机制，失去接触抑制等）的细胞是肿瘤细胞，而具有而具有转移能力转移能力的肿瘤细胞，称为癌细胞，所以说，瘤细胞不能的肿瘤细胞，
43、称为癌细胞，所以说，瘤细胞不能等于癌细胞。等于癌细胞。第52页，本讲稿共74页 注射抗原注射抗原B淋巴细胞淋巴细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选细胞融合、筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞细胞培养细胞培养筛选，继续培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定足够数量的、能产生特定抗体的细胞群抗体的细胞群体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔单克隆抗体单克隆抗体（4 4）整个制备过程为何要经过两次细胞筛选）整个制备过程为何要经过两次细胞筛选?第53页，本讲稿共74页（4 4）整个制备过程为何要经过两次筛选）整个制备过程为何要经过两次筛选?第一次筛选得到杂交瘤细胞（多种），第二次需先在多孔培第一次筛选
44、得到杂交瘤细胞（多种），第二次需先在多孔培养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然养板上，在每孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是单后再筛选出能产生特异性抗体的细胞群。由于该细胞群是单个杂交瘤细胞克隆得来的，所以产生的抗体必然是化学性质个杂交瘤细胞克隆得来的，所以产生的抗体必然是化学性质单一的，特异性强的单克隆抗体。这里的单一的，特异性强的单克隆抗体。这里的单克隆单克隆确有确有单个细单个细胞胞克隆的含义，只不过克隆的不是克隆的含义，只不过克隆的不是B B淋巴细胞，而是淋巴细胞，而是杂交瘤细杂交瘤细胞胞。第54页，本讲稿共74页单
45、克隆抗体的应用单克隆抗体的应用与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，与常规抗体相比，单克隆抗体产量高，特异性强，灵敏度高，优越性十分明显优越性十分明显。应用主要有：应用主要有：1、临床诊断、临床诊断2、作为载体，运载抗癌药物，形成、作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹生物导弹”治疗肿瘤治疗肿瘤资料资料：目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。目前世界各国已经研制出数以百计的单克隆抗体。许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分许多缺乏良好诊断手段的传染病、免疫性疾病、血液病、内分泌疾病和遗传病，用单克隆抗体作为诊断手段，是一个必然趋泌疾病和遗传病，用单克隆抗体
46、作为诊断手段，是一个必然趋势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内势。另外，用单克隆抗体做体内诊断，借以鉴别和定位体内“病灶病灶”也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗也引起人们的注意，目前，主要用于肿瘤追踪及心肌梗塞的诊断。塞的诊断。第55页，本讲稿共74页第三章第三章第三章第三章 细胞工程与食品产业细胞工程与食品产业细胞工程与食品产业细胞工程与食品产业第一节第一节第一节第一节 细胞工程概述细胞工程概述细胞工程概述细胞工程概述第二节第二节第二节第二节 植物细胞工程植物细胞工程植物细胞工程植物细胞工程第三节第三节第三节第三节 动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程动物细胞工
47、程第四节第四节第四节第四节 细胞工程在食品工业中的应用细胞工程在食品工业中的应用细胞工程在食品工业中的应用细胞工程在食品工业中的应用第56页，本讲稿共74页干干细胞工程胞工程 干干细胞定胞定义现在在发现哺哺乳乳动物物的的许多多已已分分化化组织和和器器官官中中都都保保留留了了一一些些能能够分分裂裂形形成成该组织或或器器官官的的未未分分化化原原始始细胞胞，这些些细胞胞称称为干干细胞胞。干干细胞形胞形态特征：特征：圆形形，椭圆型型，体体积小小，核核质比比大大，具具有有较强的的端端粒粒酶活活性，因此具有性，因此具有较强增殖能力。增殖能力。第57页，本讲稿共74页干细胞增殖特性干细胞增殖特性 缓慢性，自
48、稳性缓慢性，自稳性干细胞分类干细胞分类 人体干细胞基本分为三种类型：全能干细胞、人体干细胞基本分为三种类型：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。多能干细胞和专能干细胞。第58页，本讲稿共74页干干细胞分化模式胞分化模式 胚胚胎胎干干细胞胞(embryo(embryo stem stem cell)cell)：具具有有分分化化成成多多种种细胞胞类型型及及构构建建组织的潜能。的潜能。造血干造血干细胞胞 单能干能干细胞胞（monopotential cell）第59页，本讲稿共74页体内干细胞的意义体内干细胞的意义在于源源不断地补充体内一些短命组织在于源源不断地补充体内一些短命组织的细胞来源，如血液
49、细胞、皮肤细胞以及精巢等，或者组的细胞来源，如血液细胞、皮肤细胞以及精巢等，或者组织或器官受到局部损伤时，它们可以再分裂形成新的该组织或器官受到局部损伤时，它们可以再分裂形成新的该组织和器官，是体内的一种自我修复机制。织和器官，是体内的一种自我修复机制。人类干细胞工程就是利用人体内干细胞的特征来达到体外人类干细胞工程就是利用人体内干细胞的特征来达到体外产生人类所需的产物的探索。主要用于器官修复，基因治产生人类所需的产物的探索。主要用于器官修复，基因治疗等。疗等。第60页，本讲稿共74页1.动物细胞工程技术的基础是：（）动物细胞工程技术的基础是：（）A动物细胞融合动物细胞融合B胚胎移植胚胎移植C
50、动物细胞培养动物细胞培养D核移植核移植第61页，本讲稿共74页在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正 确的是（确的是（）A结果是相同的结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同诱导融合的手段相同第62页，本讲稿共74页.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞淋巴细胞 诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（在这种培养基上不能存活增殖的细胞