动物细胞工程
动物细胞工程常用技术:动物细胞培养
细胞核移植
动物细胞融合单克隆抗体的制备
其中动物细胞的培养,是动物细胞工程的基础,也即动物细胞培养是细胞核移植,动物细胞培养,单克隆抗体的制备的基础。
动物细胞培养
1.概念:就是从动物机体中取出相关组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
2.原理:细胞增殖
3.动物细胞培养过程
动物组织块
剪碎组织
用胰蛋白酶处理
分散成单个细胞
制成细胞悬液
原代培养
原代培养
4.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,随着有丝分裂,数量不断增多,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。
原代培养:动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
特点:10代以内,能保持正常的二倍体核型。
目前使用或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内,以保持细胞正常的二倍体核型。
传代培养:原代培养接触抑制时用胰蛋白酶处理后的分瓶培养称之为传代培养。
细胞株:10-50代,遗传物质没有发生改变
细胞系:50代后,遗传物质发生改变
5.细胞培养条件
(1)
无菌,无毒
无菌:添加抗生素
无毒:定期更换培养,以便清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)
营养
糖,促生长因子,无机盐,氨基酸,血清,血浆,微量元素
加入血清,血浆的目的:血清,血浆可以补充培养基中缺乏的物质。
(3)
温度,pH
温度:36.5+0.5
pH:7.2-74
(4)
气体环境
95%空气加5%CO2
O2是细胞代谢所必须的CO2主要作用是维持培养液pH
6.动物细胞培养与植物组织培养的培养基相比其特点是:
动物细胞培养:液体培养基,含有血清和血浆
植物细胞培养:固体培养基,含有植物激素
动物细胞核移植技术与克隆动物
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新的个体。
核移植的方法得到的动物称为克隆动物
原理:动物细胞核具有全能性
2.核移植分类
胚胎细胞核移植:细胞分化程度低,恢复全能性容易
体细胞核移植:细胞分化程度高,恢复全能性不容易
3.体细胞核移植过程
(1)供体细胞:10代以内细胞:
原因:10代以内细胞一般能保持正常的二倍体核型
(2)受体细胞:减数第二次分裂中期去核卵母细胞
卵母细胞作为受体细胞的原因:
体积大,易操作
含有激发细胞核全能性的物质
去核的原因:使后代的性状主要由供体细胞核决定
去核的方法:显微操作
(3)激活细胞的方法:电脉冲,钙离子载体,乙醇,蛋白酶合成抑制剂
(4)获得克隆动物与供核动物性状不完全相同的原因:
可能发生基因突变
性状是由基因和环境共同作用的结果
克隆动物大部分DNA来自供体细胞的细胞核,但其核外线粒体中DNA来自受体细胞
动物细胞融合1.动物细胞融合:是两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程,也称细胞杂交。
杂交细胞:融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为杂交细胞。
动物细胞融合的原理:细胞膜的流动性
2.动物细胞融合诱导方法
(1)物理法:离心,振动,电激
(2)化学法:聚乙二醇(PEG)
(3)生物法:灭活的病毒(动物细胞融合特有的方法)
3.注意
(1)细胞融合的过程包括细胞膜的融合、细胞质融合和细胞核融合。
(2)在细胞膜融合中体现出细胞膜具有流动性。
(3)其中细胞膜的融合是细胞融合的先导,没有细胞膜的融合就不会有细胞质和细胞得到融合。
(4)动物细胞融合的实质及结束的标志都是细胞核的融合。
4.优点与应用
(1)优点;突破了有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能。
应用
(1)细胞融合技术是研究细胞遗传,细胞免疫,肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。
利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。
单克隆抗体
1.传统抗体的获得:
(1)方法:
①向动物体内反复注射某种抗原,使动物产生抗体;
②从动物血清中分离所需抗体。
(2)缺陷:产量低、纯度低、特异性差。
2.比较制备单克隆抗体中的几种细胞:
B淋巴细胞:能产生单一抗体,但不能无限增殖
骨髓瘤细胞:能无限增殖,但不能产生抗体
杂交瘤细胞:既能产生专一抗体,又能无限增殖
3.制备单克隆抗体需要的技术手段:动物细胞融合和动物细胞培养
原理:细胞膜的流动性和细胞增殖
4.单克隆抗体的制备
(1)免疫处理:提供B淋巴细胞的动物必须先经过免疫处理,否则不会产生特异性抗体。
(2)诱导融合的方法:
物理法:离心,振动,离心
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒(动物细胞融合特有的方法)
5.仅考虑两两融合的情况,形成的杂交细胞有三种
B淋巴细胞和B淋巴细胞融合的细胞
骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞融合的细胞
杂交瘤细胞
6.杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量增殖,又能产生某种特异性抗体
7.两次筛选的目的:第一次筛选的目的:筛选出杂交瘤细胞
第二次筛选的目的:筛选出产生特定抗体杂交瘤细胞
8.获取单克隆抗体的场所
(1)若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则培养液中提取
(2)若在小鼠和其他动物的腹腔中进行培养,则从腹水中提取。
腹腔培养:易于控制培养条件,成本低,但规模小,产量低
体外培养:规模大,产量高,但不易于控制培养条件,成本相对较高
9.杂交瘤细胞的特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体
单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏性高,可大量制备
10.单克隆抗体的应用:
(1)作为诊断试剂
(2)用于治疗疾病和运载药物