海洋生物技术--第二章-海洋动物细胞工程.ppt

第 二 章海洋动物细胞工程 目 录 一、细胞工程的概念 应用细胞生物学、遗传学、发育生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计和需要，通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植，以及组织、细胞培养等方法，在细胞整体水平或细胞器水平改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品，甚至培养出新物种的一门综合性生物工程技术科学。 二、细胞工程技术 细胞融合技术 细胞培养技术 细胞器移植技术 染色体工程 组织培养技术（干细胞工程） 19世纪30年代，Muller, Schwann, Virchow等相继在肺结核、天花、水痘、麻疹等病理组织中观察到多核细胞现象。 1849年Lobing在骨髓中也发现了多核现象的存在。 1855年～1858年，科学家们在肺组织和各种正常组织及发尖和坏死部位都发现了多核细胞。 1859年，A. Barli研究发现某些黏虫存在着由单个细胞核融合形成多核的原生质团的情况。据此，他认为多核细胞是由单个细胞融合而成。 动物组织细胞培养技术的建立 1907年，美国胚胎学家R. Harrison将蛙的胚神经组织移植到蛙的淋巴液凝块中，首创体外组织培养法。 1912年，Carrel发现了鸡胚浸出液对某些细胞的生长具有很强的促进效应，并把无菌技术引入组织培养技术中，在不含抗菌素的培养条件下使鸡胚心脏细胞维持生存了34年，先后继代3400次，证明动物细胞有可能在体外无限地生长。 1940年，Earle建立了可无限传代的一个C3H小鼠的结缔组织细胞系。1951年，开发了能促进动物细胞体外培养的人工培养液。 动物细胞的培养过程 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？ 1997年2月，英国科学家Wilmut等在世界权威杂志《Nature》上首例报道了世界第一只克隆羊的诞生。它的贡献在于：证明了哺乳动物高度分化的细胞同样含有全套遗传信息，亦能在一定条件下发育成动物个体，进一步证明了动物细胞的全能性。 1998年，Thomason 成功建立人胚胎干细胞系。 第二节 动物细胞的形态结构和生理特点 一、动物细胞的形态与结构 适应功能,形态各异。 ⒈贴壁细胞 生长须有贴附的支持物表面， 自身分泌或培养基中提供的贴附因子才能在该表面上生长。 两种形态： 成纤维细胞型（细长） 上皮细胞型（圆形、多角形或放射形） ⒉悬浮细胞 生长不依赖支持物表面，在培养液中呈悬浮状态生长。如淋巴细胞。 ⒊兼性贴壁细胞 生长不严格依赖支持物。如中国地鼠卵巢细胞，小鼠L929细胞。 二、动物细胞的生理特点 ⒈ 细胞的分裂周期长 细胞分裂时间为12～48h， 细胞的分裂周期=间期+分裂期 间期（G1+S+G2）， 分裂期（M） G1期：4～6h， 合成DNA聚合酶，RNA合成； S期：6～8h ，DNA合成； G2期：2～5h DNA量加倍,RNA合成； M期：分裂期，0.5～1h 染色体分裂 ⒉细胞生长需贴附于基质,并有接触抑制现象。 ⒊正常二倍体细胞的生长寿命是有限的。 原代培养物经首次传代成功后即为细胞系， 由原先存在于原代培养物中的细胞世系所组成。如果不能继续传代，或传代次数有限， 可称为有限细胞系， 如可以连续培养， 则称为连续细胞系(无限细胞系)， 培养50代以上并无限培养下去。 有关概念: 原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：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培养瓶中继续培养，称为传代培养。 ⒋动物细胞对周围环境十分敏感; 对理化因素敏感，如：渗透压、pH、离子浓度、剪切力、微量元素等。 原因？ ⒌动物细胞对培养基要求高。 必需氨基酸、维生素、无机盐、微量元素、葡萄糖、细胞生长因子、贴壁因子等。 ⒍动物细胞蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同。 动物细胞蛋白质的合成部位为游离核糖体和粗面内质网的核糖体，有糖基化修饰，且多为分泌胞外蛋白。 动物细胞培养： 缺点:培养条件高、成本贵、产量低。 优点:分泌胞外、纯化方便、翻译 后修饰糖基化，与天然产品一致。 第三节 生产用动物细胞系的要求和获得 一、生产用动物细胞的要求: 原代细胞 二倍体细胞系 连续细胞系（转化细胞系） 重组细胞系 二、生产用动物细胞的获得 ⒈原代细胞 是直接取自动物组织器官,经过粉碎消化而获得的细胞悬液（109/g）。 需要大量动物，费钱费劳力。 生产用最多