华中农业大学创建国家精品课程—细胞工程学文本教案(第十章) 主讲教师:柳俊博士、教授 第十章动物细胞工程概述(4学时) 本章重点和难点 了解动物细胞特性及其培养特点,充分认识动物细胞工程在疾病诊断和治疗中的应用前 景 第一节、动物细胞特性 动物细胞与植物细胞比较 内正N 尚同压 业械 、动物细胞在活体内的特性 ●动物细胞在胚胎期即己高度分化,而且这种分化是不可逆转的, 活体内的动物细胞按照分裂能力可以分为三大类:第一类是能保持继续分裂能力的细 胞;第二类细胞群是永久失去分裂能力的细胞;第三类是静止细胞群,即所谓的G0细
华中农业大学创建国家精品课程——细胞工程学 文本教案(第十章) 主讲教师：柳俊博士、教授 第十章 动物细胞工程概述（4 学时） 本章重点和难点： 了解动物细胞特性及其培养特点，充分认识动物细胞工程在疾病诊断和治疗中的应用前 景。 第一节、动物细胞特性 一、动物细胞与植物细胞比较 二、动物细胞在活体内的特性 动物细胞在胚胎期即已高度分化，而且这种分化是不可逆转的， 活体内的动物细胞按照分裂能力可以分为三大类：第一类是能保持继续分裂能力的细 胞；第二类细胞群是永久失去分裂能力的细胞；第三类是静止细胞群，即所谓的 G0 细 胞。 1
华中农业大学创建国家精品课程—细胞工程学文本教案(第十章) 主讲教师:柳俊博士、教授 培养条件下动物细胞的生长特性 离体培养的动物细胞可分为两类:贴壁依赖型( anchorage-dependent)、贴壁非依赖型 ( anchorage- independent)和间性贴壁细胞。 四、培养条件下动物细胞的生理特点 1、动物细胞的分裂周期长 各类细胞分裂周期时间表 细胞类别 细胞周期时间(h) G1SG2M合计 人胚肺成纤维细胞(WI-38)88:0400.8208 人T细胞 105763.20.821.1 小鼠腹水癌细胞 5.78.53.81 19 中国仓鼠卵巢细胞(CHO)4741280.8 124 急性淋巴性白血病细胞 1~10d202~3d1.02~20d 2、有限细胞系和永久细胞系 动物细胞离体培养起始物,我们称之为原代培养( primary culture)。经继代培养后即成 为有限细胞系( finite cell line 大多数细胞系在有限的代数内以不变的形式增殖,当超过有限世代后,它们可能有两种 情况,一是衰老死亡,二是发育成永久细胞系或称连续细胞系 有限细胞系转换成永久细胞系的过度期称为转换期( crIsIs),其转换过程在动物细胞培养 中称为体外转化( (in vitro transformation) 永久细胞系有如下特征:细胞形态变化,如细胞变小,黏附性减少,具有较高的核质 比;生长速率増加,倍増时间缩短;对血清的依赖性减小;贴壁依赖性降低;细胞异倍 体和非整倍体增加,细胞接种到体内后,生癌率上升 3、动物细胞的环境敏感性 第二节、动物细胞培养的环境与营养要求 动物细胞培养的环境要求 1、温度 3、溶氧及气体环境 渗透压 、动物细胞的营养需求 2
华中农业大学创建国家精品课程——细胞工程学 文本教案(第十章) 主讲教师：柳俊博士、教授 三、培养条件下动物细胞的生长特性 离体培养的动物细胞可分为两类：贴壁依赖型(anchorage-dependent)、贴壁非依赖型 (anchorage-independent)和间性贴壁细胞。 四、培养条件下动物细胞的生理特点 1、动物细胞的分裂周期长 各类细胞分裂周期时间表 细 胞 类 别 细胞周期时间（h） G1 S G2 M 合 计 人胚肺成纤维细胞（WI－38） 8 8.0 4.0 0.8 20.8 人 T 细胞 10.5 7.6 3.2 0.8 21.1 小鼠腹水癌细胞 5.7 8.5 3.8 1 19 中国仓鼠卵巢细胞（CHO） 4.7 4.1 2.8 0.8 12.4 急性淋巴性白血病细胞 1～10d 20 2~3d 1.0 2~20d 2、有限细胞系和永久细胞系 动物细胞离体培养起始物，我们称之为原代培养（primary culture）。经继代培养后即成 为有限细胞系(finite cell line)。 大多数细胞系在有限的代数内以不变的形式增殖，当超过有限世代后，它们可能有两种 情况，一是衰老死亡，二是发育成永久细胞系或称连续细胞系。 有限细胞系转换成永久细胞系的过度期称为转换期(crisis)，其转换过程在动物细胞培养 中称为体外转化(in vitro transformation)。 永久细胞系有如下特征：细胞形态变化，如细胞变小，黏附性减少，具有较高的核质 比；生长速率增加，倍增时间缩短；对血清的依赖性减小；贴壁依赖性降低；细胞异倍 体和非整倍体增加，细胞接种到体内后，生癌率上升。 3、动物细胞的环境敏感性 第二节、动物细胞培养的环境与营养要求 一、动物细胞培养的环境要求 1、温度 2、pH 3、溶氧及气体环境 4、渗透压 二、动物细胞的营养需求 2
华中农业大学创建国家精品课程—细胞工程学文本教案(第十章) 主讲教师:柳俊博士、教授 1、天然培养基 其优点是营养成分丰富、培养效果好;缺点是成分复杂、个体差异大、来源有限。 ●天然培养基的种类主要包括生物性体液(如血清)、组织浸出液(如胚胎浸出液)、凝 固剂(如血浆)、水解乳蛋白等。 2、合成培养基 合成培养基是根据天然培养基的成分,用化学物质对细胞体内生存环境中已知物质在体 外人工条件的模拟,经过反复试验筛选、强化和重新组合后形成的培养基 ●合成培养基的优点:既能给细胞提供一个近似于体内的生存环境,又便于控制和提供标 准化体外生存环境。 合成培养基的主要成分:氨基酸、维生素、糖类、无机离子和其它辅助成分。 §3、动物细胞工程的主要技术及其实践意义 单克隆抗体技术在现代医学中的应用 单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞( myeloma cell)与经特定抗源免疫刺激的B淋巴细 胞( antigen stimulated B lymphoblast)融合得到杂交瘤细胞( hybridoma cell),杂交瘤细胞既能象 骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖,又具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此,单克隆 抗体技术又称为杂交瘤技术( hybridoma technology) 单克隆抗体具有高度的特异性与灵敏性,可以广泛地由于临床医学的疾病诊断,以提高 疾病诊断的准确性 ●利用单克隆抗体技术可以生产各种免疫疫苗,这不仅能大大降低生产成本,同时也增加 了疫苗的安全性 单克隆抗体还有可能用于某些肿瘤的治疗,是人类战胜癌症十分有望的潜在技术。 单克隆抗体技术还可广泛用于各种基础医学研究,从而推动现代医学的不断发展。 、胚胎移植和核移植技术在畜牧业中的应用 利用胚胎技术可以以工厂形式大批量生产优质胚胎,从而可以降低胚胎成本,扩大移植 胚的来源,使农畜动物胚胎移植的推广应用成为可能。 体外受精可以准确地确定受精的时间和胚胎发育阶段,因此,利用体外受精技术进行核 移植、性别控制和基因导入,可望工厂化生产遗传性稳定、生产性能优良的家畜,以加 快农畜良种化 、动物细胞大量培养生产次生产物
华中农业大学创建国家精品课程——细胞工程学 文本教案(第十章) 主讲教师：柳俊博士、教授 1、天然培养基 其优点是营养成分丰富、培养效果好；缺点是成分复杂、个体差异大、来源有限。 天然培养基的种类主要包括生物性体液（如血清）、组织浸出液（如胚胎浸出液）、凝 固剂（如血浆）、水解乳蛋白等。 2、合成培养基 合成培养基是根据天然培养基的成分，用化学物质对细胞体内生存环境中已知物质在体 外人工条件的模拟，经过反复试验筛选、强化和重新组合后形成的培养基。 合成培养基的优点：既能给细胞提供一个近似于体内的生存环境，又便于控制和提供标 准化体外生存环境。 合成培养基的主要成分：氨基酸、维生素、糖类、无机离子和其它辅助成分。 §3、动物细胞工程的主要技术及其实践意义 一、单克隆抗体技术在现代医学中的应用 单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞(myeloma cell)与经特定抗源免疫刺激的 B 淋巴细 胞(antigen stimulated B lymphoblast)融合得到杂交瘤细胞(hybridoma cell)，杂交瘤细胞既能象 骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，又具有 B 淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此，单克隆 抗体技术又称为杂交瘤技术(hybridoma technology)。 单克隆抗体具有高度的特异性与灵敏性，可以广泛地由于临床医学的疾病诊断，以提高 疾病诊断的准确性。 利用单克隆抗体技术可以生产各种免疫疫苗，这不仅能大大降低生产成本，同时也增加 了疫苗的安全性。 单克隆抗体还有可能用于某些肿瘤的治疗，是人类战胜癌症十分有望的潜在技术。 单克隆抗体技术还可广泛用于各种基础医学研究，从而推动现代医学的不断发展。 二、胚胎移植和核移植技术在畜牧业中的应用 利用胚胎技术可以以工厂形式大批量生产优质胚胎，从而可以降低胚胎成本，扩大移植 胚的来源，使农畜动物胚胎移植的推广应用成为可能。 体外受精可以准确地确定受精的时间和胚胎发育阶段，因此，利用体外受精技术进行核 移植、性别控制和基因导入，可望工厂化生产遗传性稳定、生产性能优良的家畜，以加 快农畜良种化。 三、动物细胞大量培养生产次生产物 3
华中农业大学创建国家精品课程—细胞工程学文本教案(第十章) 主讲教师:柳俊博士、教授 动物细胞培养的产物 疫苗:人一小儿麻痹症、狂犬、风疹、脑炎、乙肝表面抗源、疱症、某些癌症 动物一口蹄疫、鸡痘病、猪霍乱、马脑炎、牛痢疾、犬瘟、草鱼出血病 酶:尿激酶、细胞色素P450、胃蛋白酶、胰蛋白酶、纤维蛋白溶酶原激活剂 激素:促红细胞生成素、促间质细胞激素、绒膜促性腺激素、促黄体激素 免疫调节因子:干扰素、白细胞活化因子、转移抑制因子、胸腺素、白细胞介素 四、动物克隆技术的应用潜力 动物克隆技术至少在以下几个方面具有广阔的应用前景 ●保存优良的动物品种 拯救濒临灭绝的珍惜动物; 利用克隆动物工厂生产蛋白质药物,发展新型的医药工业 利用克隆技术生产人体器官,扩大器官移植所需的器官来源。 思考题 培养下的动物细胞特点与营养需求 2.动物细胞培养在生物技术中的应用潜力 3.动物细胞工程技术应用的两面性 4
华中农业大学创建国家精品课程——细胞工程学 文本教案(第十章) 主讲教师：柳俊博士、教授 动物细胞培养的产物 疫苗：人 — 小儿麻痹症、狂犬、风疹、脑炎、乙肝表面抗源、疱症、某些癌症 动物 — 口蹄疫、鸡痘病、猪霍乱、马脑炎、牛痢疾、犬瘟、草鱼出血病 酶 ：尿激酶、细胞色素 P450、胃蛋白酶、胰蛋白酶、纤维蛋白溶酶原激活剂 激素：促红细胞生成素、促间质细胞激素、绒膜促性腺激素、促黄体激素 免疫调节因子：干扰素、白细胞活化因子、转移抑制因子、胸腺素、白细胞介素 四、动物克隆技术的应用潜力 动物克隆技术至少在以下几个方面具有广阔的应用前景： 保存优良的动物品种； 拯救濒临灭绝的珍惜动物； 利用克隆动物工厂生产蛋白质药物，发展新型的医药工业； 利用克隆技术生产人体器官，扩大器官移植所需的器官来源。 思考题： 1．培养下的动物细胞特点与营养需求 2．动物细胞培养在生物技术中的应用潜力 3．动物细胞工程技术应用的两面性 4