第九章 动物细胞工程概述
动物细胞工程优秀版
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伴随年岁叠加，咱们会渐渐发觉：越是有智慧人，越是谦虚，因为昂头只是稗子，低头才是稻子；越是富有人，越是高贵，因为真正富裕是灵魂上高贵以及精神世界富足； 越是优异人，越是努力，因为优异从来不是与生俱来，从来不是一蹴而就。伴随沧桑累积，咱们也会慢慢知道：成功路，其实并不拥挤，因为能够坚持到底人实在太少； 全部优异人，其实就是活得很努力人，所谓胜利，其实最终就是本身价值观胜利。人到中年，突然间醒悟许多，总算明白：人生，只有将世间路一一走遍，才能到尽头； 生活，只有将尘世况味种种尝遍，才能熬出头。这世间，从来没有最好，只有更加好。天天，总想要努力醒得比太阳还早，因为总以为世间万物，太阳是最能赐人力量和 能量。每当面对喷薄日出，心中太阳随之冉冉腾起，生命之火熊熊燃烧，生活热情就会光芒四射。我真难以想象，那些从来不早起人，一生到底能够看到几回日升？那些 从来没有良好习惯人，活到最终到底该是多么遗憾与愧疚？曾国藩说：早晨不起，误一天事；幼时不学，误一生事。尼采也说：每一个不曾起舞日子，都是对生命辜负。 光阴易逝，岂容我待？越是努力人，越是没有时间埋怨，越是没有工夫颓丧。每当走在拂晓曙光里，看到那些兢兢业业清洁城市“美容师”，我就会由衷地观赏并在心底 赞叹他们，因为他们活得很努力很认真。每当看见那些奔跑在朝霞绚烂里晨练者，我就会从心里为他们竖起大拇指，因为他们给自己力量同时，也赠予他人能量。我总以 为：你能够不优异，但你必须有认真态度；你能够不成功，但你必须努力。这个世界上，从来没有谁比谁更优异，只有谁比谁更努力。我也一直认为：一个活得很努力人， 自带光芒万丈；一个人认真样子，比任何时候都要美好；一个能够自律自控人，他人生也就成功了大半。世间每一个好，从来都只为知道努力人盛装而来。有时候，我真 感觉，人生另一个名字应该叫做努力，努力了就会无悔，努力了就会无愧；生活另一个说法应该叫做煎熬，熬过了漫漫黑夜，天就亮了，熬过了萧萧冬日，春天就来了。 人生不易，越努力越幸运；余生不长，越珍惜越精彩。人生，是一本太仓促书，越认真越深刻；生命，是一条无名河，越往前越深邃。愿你不要为已逝年华叹息，不要为 前路茫茫而裹足不前愿你相信全部坚持总能奏响拂晓号角，全部努力总能孕育硕果盛驾光临。愿你坚信越是成功人越是不允许自己颓废散漫，越是优异人越是努力……生 活中很多时候，咱们碰到一些复杂情况，会很轻易被眼前障碍所蒙蔽，找不到处理问题方法。这时候，假如能从当前环境脱离出来，从一个新角度去处理问题，可能就会 柳暗花明。一个土豪，每次出门都担心家中被盗，想买只狼狗栓门前护院，但又不想雇人喂狗浪费银两。苦思良久后终得一法：每次出门前把WiFi修改成无密码，然后放 心出门每次回来都能看到十几个人捧着手机蹲在自家门口，从此无忧。护院，未必一定要养狗换个角度想问题，结果大不一样。一位大爷到菜市场买菜，挑了3个西红柿 到到秤盘，摊主秤了下：“一斤半3块7。”大爷：“做汤不用那么多。”去掉了最大西红柿。摊主:“一斤二两，3块。”正当身边人想提醒大爷注意秤时，大爷从容掏出 了七毛钱，拿起刚才去掉那个大西红柿，潇洒地换种算法，独辟蹊径，你会发觉处理问题另一个方法。生活中，咱们尤其轻易陷入非A即B思维死角，但其实，遭遇两难困 境时换个角度思索，可能就会明白：路旁边还有路。一个鱼塘新开张，钓费100块。钓了一整天没钓到鱼，老板说凡是没钓到就送一只鸡。很多人都去了，回来时候每人 拎着一只鸡，大家都很高兴！以为老板很够意思。以后，钓鱼场看门大爷告诉大家，老板原来就是个养鸡专业户，这鱼塘原来就没鱼。巧妙去库存，还让用户心甘情愿买 单。新时代，做营销，必须打破传统思维。孩子不愿意做父亲留课外作业，于是父亲灵机一动说：儿子，我来做作业，你来检验怎样？孩子高兴答应了，而且把父亲“作 业”认真检验了一遍，还列出算式给父亲讲解了一遍不过他可能怎么也不明白为何父亲全部作业都做错了。巧妙转换角色，后退一步，有时候是另一个前进。一个博士群 里有些人提问：一滴水从很高很高地方自由落体下来，砸到人会不会砸伤？或砸死？群里一下就热闹起来，各种公式，各种假设，各种阻力，重力，加速度计算，足足讨 论了近一个小时 以后，一个不小心进错群人默默问了一句：你们没有淋过雨吗 大家经常轻易被日常思维所禁锢，而忘却了最简单也是最直接路有两个年轻人，大学毕业
动物细胞工程知识点总结
动物细胞工程知识点总结动物细胞工程是一门综合性的学科，主要研究分子生物学、细胞生物学、生物工程学等方面的知识，旨在利用现代生物技术，对动物细胞进行精细的操作和调控，实现生物制品的高效生产和治疗的有效手段。
动物细胞工程的主要内容包括：细胞培养、基因修饰、蛋白质表达、生物传感、干细胞研究、组织工程、基因治疗等等。
其中，细胞培养是动物细胞工程的基础和核心，是实现其他学科研究的前提和保障。
细胞培养技术涉及多种类型的细胞，包括哺乳动物细胞、昆虫细胞、鸟类细胞等。
常见的细胞培养方式有两种：悬浮培养和贴壁培养。
对于悬浮培养的细胞，需要在旋转式生物发酵罐或气泡式生物反应器中进行培养，而贴壁培养的细胞则需要一定的基础培养物和培养基来维持其生长和分化。
在细胞培养基础上，基因修饰技术可以通过外源DNA的导入或内源DNA的编辑，实现对目标细胞的基因表达的精准调控。
此外，蛋白质表达技术也是动物细胞工程的重要内容，可通过转染、转化或质粒转移等方式，将外源基因表达特定的蛋白质，实现蛋白质的高效合成和分泌。
生物传感技术是近年来兴起的一个领域，研究通过特定的生物材料或生物反应器件，实现对生物大分子的定量检测和分析，有望实现临床诊断的快速、准确、便捷化。
干细胞研究是动物细胞工程的前沿领域，主要研究人类和动物的干细胞的分化和再生能力，为组织工程、再生医学等领域提供基础和支持。
组织工程技术是一种将干细胞和生物材料结合起来，制作出复杂的组织器官或人工器官的新兴技术。
目前研究较为广泛的组织工程重要领域包括人工骨、人工关节、人工角膜等。
基因治疗技术则是动物细胞工程的又一重要领域，通过应用基因编辑、载体输送等技术，实现基因和细胞的治疗效果，是目前治疗癌症、糖尿病、血友病等疾病的新希望。
总之，动物细胞工程在医学、生物科学、生物工程等各个领域有着广泛的应用和重要作用，它的发展有助于图谱生命科学的未来，为人类的健康事业和生物科学的发展做出新的贡献。
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的概念动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的操作，以获得人们所需要的生物产品或细胞本身。
它是现代生物技术的重要组成部分，涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植等多个方面。
二、动物细胞培养（一）基本原理细胞培养的基本原理是细胞的增殖。
细胞在适宜的环境中，能够吸收营养物质，进行新陈代谢，并通过分裂增加数量。
（二）培养条件1、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理，通常还会添加一定量的抗生素，以防止培养过程中的污染。
2、营养物质：包括糖、氨基酸、无机盐、维生素等，这些物质要按照细胞所需的种类和量进行精确配置。
3、适宜的温度和 pH：哺乳动物细胞的培养温度一般在 365℃左右，pH 则在 72 74 之间。
4、气体环境：细胞培养所需的气体主要有氧气和二氧化碳，氧气用于细胞呼吸，二氧化碳则用于维持培养液的 pH。
（三）培养过程1、取材：通常从动物的组织或器官中获取细胞，如从胚胎或幼龄动物的器官组织中获取细胞，其分裂能力更强。
2、原代培养：将取得的组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散成单个细胞，然后制成细胞悬液，放入培养瓶中培养。
3、传代培养：当细胞贴满瓶壁时，需要用胰蛋白酶处理，使细胞从瓶壁上脱落下来，然后分瓶继续培养。
三、动物细胞融合（一）概念动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
（二）诱导融合的方法1、物理法：如电激融合法。
2、化学法：常用的诱导剂是聚乙二醇（PEG）。
3、生物法：如灭活的病毒。
（三）应用1、制备单克隆抗体：这是动物细胞融合技术最突出的应用。
2、用于基因定位和染色体转移等研究。
四、单克隆抗体（一）概念单克隆抗体是由单个 B 淋巴细胞经过无性繁殖形成的细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体。
（二）制备过程1、给小鼠注射特定的抗原，使其发生免疫反应，产生能分泌特定抗体的 B 淋巴细胞。
高二动物细胞工程知识点
高二动物细胞工程知识点动物细胞工程是指运用细胞生物学、遗传学、分子生物学等理论和技术，对动物细胞进行研究、操作和改良的一门学科。
它在农业、医学和科学研究等多个领域具有重要的应用价值。
本文将介绍一些高二动物细胞工程的基础知识点。
一、细胞培养基础动物细胞培养是动物细胞研究中最基本的技术手段之一。
常见的细胞培养基包括无血清培养基和含血清培养基。
无血清培养基不含动物血清，通过添加人工合成的营养物质来满足细胞生长所需。
而含血清培养基则利用动物血清中所含有的生长因子和营养物质来维持细胞的生长。
二、细胞培养技术1. 细胞传代：细胞传代是指将原始培养的细胞分为若干个小培养皿中，使细胞继续生长和分裂。
细胞传代的目的是为了扩增细胞数量，以满足后续的实验需求。
2. 细胞冻存：细胞冻存是将细胞在低温下保存，以便日后使用。
通过添加特定的保护剂和冷冻液，可以在极低温度下减少细胞的代谢活动，避免细胞死亡。
3. 细胞鉴定：细胞鉴定是通过观察细胞的形态、生长特性、标记物等来确定细胞的身份和纯度。
常用的方法包括细胞形态观察、细胞分子标记和遗传分析等。
4. 细胞转染：细胞转染是将外源基因导入细胞的过程。
常用的转染方法有化学法、电穿孔法和病毒介导的转染法等。
三、动物细胞培养的应用1. 药物筛选：动物细胞培养可以用于药物的筛选和评价。
通过将药物添加到细胞培养系统中，观察其对细胞的影响，可以评估药物的毒性和疗效。
2. 组织工程：动物细胞培养可以为组织工程提供细胞来源。
通过培养和增殖体外的细胞，可以获得大量的细胞用于组织重建和移植。
3. 基因工程：动物细胞培养可以用于基因工程研究。
通过导入外源基因，可以改变细胞的性质和功能，用于疾病基因治疗和基因表达研究。
四、动物细胞工程的挑战与展望尽管动物细胞工程在许多领域都已取得了重要的成果，但仍面临着一些挑战。
例如，细胞培养过程中的细胞衰老、细胞突变和污染等问题需要得到解决。
此外，细胞工程的应用还需要更深入的研究和探索，以满足不断发展的医学和科学需求。
动物细胞工程
演讲人： 日期：
目 录
• 动物细胞工程概述 • 动物细胞培养技术 • 动物细胞融合技术 • 动物细胞基因工程技术 • 动物克隆技术 • 动物细胞工程在医学领域的应用 • 动物细胞工程在农业领域的应用
动物细胞工程概述
01
定义与发展历程
定义
动物细胞工程是一门以动物细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖、 遗传操作及生物工程制品生产的综合性技术科学。
动物细胞工程在医
06
学领域的应用
疫苗生产与疾病治疗
疫苗生产
利用动物细胞培养技术生产病毒疫苗，如流感疫苗、麻疹疫苗等，通过细胞培养扩增病 毒，然后灭活或提取病毒抗原制备疫苗。
疾病治疗
动物细胞工程可用于生产治疗性蛋白，如单克隆抗体、重组蛋白等，用于治疗癌症、自 身免疫性疾病等。
组织工程和再生核移植技术原理及操作步骤
原理
核移植技术是将一个含有遗传物质的细胞核，通过显微操 作技术移植到一个已经去除细胞核的卵细胞中，使这个重 组细胞发育成一个与供体细胞基因型完全相同的个体。
1. 选择供体细胞和受体细胞
供体细胞一般选择传代10代以内的细胞，以保持其正常 的二倍体核型；受体细胞一般选择去核的卵母细胞。
性物质；同时，胚胎干细胞还可以用于基因治疗和细胞治疗等领域。
克隆动物的生产与伦理问题
克隆动物的生产
通过核移植技术和胚胎移植技术，可以生产出与供体细胞基因型完全相同的克隆动物。目前已经有多 种哺乳动物被成功克隆，如绵羊、牛、猪等。
伦理问题
克隆技术的出现引发了广泛的伦理争议。一方面，克隆技术可以用于生产优质肉用动物、濒危动物保 护等领域；另一方面，克隆技术也可能被用于复制人类等违背伦理道德的行为。因此，国际社会普遍 对克隆技术采取谨慎和限制的态度，制定相应的法律法规进行规范和管理。
动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术
核移植操作
显微操作
在显微镜下，将供体细胞核移植到受体细胞中。
融合与激活
通过电刺激或化学方法诱导受体细胞与供体细胞 融合，并激活新形成的细胞。
筛选与鉴定
对新形成的细胞进行筛选和鉴定，确保核移植成 功。
重组胚胎的培养与移植
胚胎培养 在适宜的培养条件下，对重组胚胎进行培养，促进其发育。
胚胎移植 将培养成熟的胚胎移植到代孕动物体内，以产生后代。
融合后的细胞开始分裂和发育，最终 形成与供体具有相同遗传物质的克隆 个体。
核移植技术流程
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供体细胞的选择与准备
选择适当的供体细胞
01
根据实验需求选择具有所需特性的供体细胞，如特定组织或器
官来源的细胞。
细胞培养准备
02
确保供体细胞处于适宜的培养环境中，包括适当的培养基、温
度、气体条件等。
细胞传代与扩增
03
对供体细胞进行传代和扩增，以获得足够的细胞数量用于核移
植。
受体细胞的选择与准备
选择适当的受体细胞
根据实验需求选择具有良好接受性的受体细胞，如去核的卵母细 胞。
去核处理
使用显微操作技术去除受体细胞的细胞核，为核移植做好准备。
受体细胞激活
通过化学或电刺激方法激活受体细胞，使其恢复分裂活性。
细胞分离
通过离心、过滤等方法将细胞从酶液
3
中分离出来。
培养环境控制
提供适宜的温度、湿度、气体环境，
5
保持培养基的营养成分和pH值。
组织消化
2
使用适当的酶液将组织分解成单个细
胞。
细胞接种
4
将分离出的细胞接种到培养容器中。
传代细胞培养
《动物细胞工程》 讲义
《动物细胞工程》讲义一、动物细胞工程的定义和范围动物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞水平上进行的遗传操作以及细胞和组织培养技术，以改造细胞、创造新的生物品种或生产生物产品的一门综合性科学技术。
其范围涵盖了细胞培养、细胞融合、细胞核移植、胚胎移植、细胞重组、转基因动物等多个方面。
二、动物细胞培养技术（一）基本原理细胞培养是动物细胞工程的基础，其原理是细胞具有分裂和生长的能力。
在适宜的条件下，细胞可以不断增殖并保持一定的生理特性。
（二）培养条件1、无菌环境：防止微生物污染是细胞培养成功的关键。
2、合适的培养基：包含细胞生长所需的营养物质，如氨基酸、维生素、无机盐等。
3、适宜的温度和 pH：一般来说，培养温度在 37℃左右，pH 在 72 74 之间。
4、气体环境：通常需要 95%的空气和 5%的二氧化碳，二氧化碳用于维持培养基的 pH 稳定。
（三）培养过程1、取材：从动物体内取出组织或器官，进行处理以获得单细胞。
2、原代培养：将获得的细胞直接培养，这是细胞培养的第一代。
3、传代培养：当原代培养的细胞生长到一定密度时，进行分瓶培养。
（四）应用1、生物制品的生产，如疫苗、抗体等。
2、细胞生物学和分子生物学的研究。
3、药物筛选和毒性测试。
三、细胞融合技术（一）原理细胞融合是指两个或多个细胞通过物理、化学或生物方法融合成一个杂种细胞的过程。
其原理基于细胞膜的流动性。
（二）方法1、病毒诱导融合：使用某些病毒，如仙台病毒，促使细胞膜融合。
2、化学诱导融合：常用的化学试剂有聚乙二醇（PEG）。
3、电融合：通过电场作用使细胞排列紧密接触，进而融合。
（三）应用1、单克隆抗体的制备：将免疫小鼠的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，分泌单克隆抗体。
2、细胞遗传和细胞免疫的研究。
四、细胞核移植技术（一）原理细胞核移植是将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的细胞中，使其发育成一个新的个体。
这基于细胞核的全能性，即细胞核包含了生物体发育所需的全部遗传信息。
《动物细胞工程》课件
1
2
3
利用动物细胞工程可以将外源基因导入动物细胞，培育出转基因动物，提高其生产性能和抗病能力。
转基因技术
动物细胞工程可用于生产疫苗，通过培养动物细胞并表达病毒抗原，制备出高效、安全的动物疫苗。
动物疫苗
动物细胞工程可以用于构建生物反应器，通过大规模培养动物细胞生产各类蛋白质和生物活性物质。
生物反应器
选择适当的细胞
通过物理、化学或生物方法诱导细胞融合。常用的物理方法有电融合和激光融合，化学方法有聚乙二醇（PEG）诱导融合，生物方法有病毒诱导融合。
诱导细胞融合
通过特定的筛选和鉴定方法，从大量细胞中筛选出融合细胞，并进行鉴定。常用的筛选和鉴定方法有荧光染色法、免疫学检测法和分子生物学检测法等。
筛选和鉴定融合细胞
技术难度大
动物细胞工程的实施需要高超的技术水平和精细的操作技巧，如何提高技术成熟度和降低成本是亟待解决的问题。
伦理和法律问题
动物细胞工程的实践涉及到伦理和法律问题，如人道关怀、动物权益保护等，需要在实践中严格遵守相关法规和伦理准则。
安全性和有效性问题
动物细胞工程产品的安全性和有效性需要经过严格的评估和验证，以确保其不会对人类健康和生态环境造成不良影响。
1970年代
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，动物细胞工程在医学、农业、工业等领域得到广泛应用。
1990年代至今
02
动物细胞培养技术
细胞具有增殖和分化的能力
动物细胞具有自我复制和分化的能力，可以在适宜的环境下生长和繁殖。
03
动物细胞融合技术
选择要进行融合的细胞，通常选择同种或同种的细胞进行融合。
感谢观看
THANKS
基因转移技术
02
动物细胞工程(研究生课程)
物代替单纯的血凝块。
• 1933年，Go Gey创立了旋转管培养法，并以此建立了 许多细胞系。如来源于人的肿瘤组织的Hela细胞系。 • 1949年，Polge等人发现甘油能够用于保护低温下储藏 的细胞。同年，Hanks等提出了Hanks平衡盐溶液。
3.体外培养技术的发展
• 1950年，J F Morgan等人提出了199培养基。 • 1951年Pomerat设计出灌流小室，实现了培养液的不断
(3)
固定化细胞培养技术
• 固定化细胞培养（immobilization culture)是制采用吸 附（固体吸附剂）、共价贴附（与固相载体结合）、共 价交连（用试剂处理形成细胞絮结）、包埋（将细胞包 埋在多孔材料内）等方法将细胞固定在支持物上，或形 成细胞絮结，或将细胞嵌入微囊或高分子聚合物的网络 中进行培养。该方法对贴壁依赖性细胞与非贴壁依赖性 细胞均适用。
• 无限细胞系(infinite cell line)：也称为永久细胞
系，理论上可以无限传代，但实际上，每次传代后细
胞有一定变化（例如，发生染色体丢失），多次传代 后必须对细胞再次进行筛选和纯化处理。
4、活体内细胞的分类
• 可以持续分裂的细胞，如骨髓干细胞、各种前体细胞； • 已失去分裂能力的细胞，如高度分化的细胞（脂肪细 胞、骨胳肌细胞等）； • 静止细胞（G0细胞），正常时不分裂，但在接受刺激 后可分裂，如肝细胞，上皮细胞等。
7、贴壁依赖型细胞的形态
• 成纤维细胞：细胞贴壁后呈梭形，细胞中央有圆形的 核，胞质向外伸出2-3个长短不一的突起，生长时细胞 群呈放射状。成纤维细胞、肌细胞、成骨胳细胞均具 有这种特点； • 上皮细胞：细胞贴壁后呈不规则三角形或柳叶形，细
胞中央有圆形的核，生长时细胞紧密连接，长成单层
动物细胞工程教案
动物细胞工程教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解动物细胞工程的基本概念及应用领域；（2）掌握动物细胞培养的基本步骤及条件；（3）了解动物细胞融合的方法及其应用；（4）了解动物细胞核移植的原理及其应用。
2. 过程与方法：（1）通过观察实验现象，培养学生的实验操作能力；（2）通过分析讨论，提高学生的科学思维能力；（3）通过小组合作，培养学生的团队协作能力。
3. 情感态度价值观：（1）培养学生对生命科学的兴趣和热爱；（2）培养学生关注生物科技发展，认识动物细胞工程在医学、农业等领域的应用价值；二、教学内容1. 动物细胞工程概述（1）动物细胞工程的定义；（2）动物细胞工程的应用领域。
2. 动物细胞培养（1）动物细胞培养的基本步骤；（2）动物细胞培养的条件；（3）动物细胞培养的实例及应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）动物细胞工程的基本概念及应用领域；（2）动物细胞培养的基本步骤及条件；（3）动物细胞融合的方法及其应用；（4）动物细胞核移植的原理及其应用。
2. 教学难点：（1）动物细胞培养的条件；（2）动物细胞融合的方法及其应用；（3）动物细胞核移植的原理及其应用。
四、教学方法1. 讲授法：讲解动物细胞工程的基本概念、应用领域、动物细胞培养的基本步骤及条件等；2. 实验法：进行动物细胞培养、动物细胞融合等实验操作，培养学生的实验操作能力；3. 讨论法：分析动物细胞工程在医学、农业等领域的应用价值，培养学生的科学思维能力；4. 小组合作：进行动物细胞核移植实验，培养学生的团队协作能力。
五、教学评价1. 形成性评价：学生在课堂上的提问、回答问题、实验操作等表现；3. 小组评价：学生在小组合作中的表现，如团队协作、实验操作、成果展示等。
六、动物细胞培养技术1. 动物细胞培养的基本步骤：a. 选择合适的细胞系或组织；b. 准备培养基和试剂；c. 细胞的分离和清洗；d. 细胞的培养和传代；e. 细胞的冻存和复苏。
《动物细胞工程》
细胞培养过程中的凋亡等现象会对细胞的产量和纯度造成影响。
2 生命伦理学
动物细胞工程存在各种伦理问题，如生命的权利、自然资源保护等。
3 技术壁垒
动物细胞培养、DNA 编辑等技术的难度较大，有时存在传统工艺无法突破的技术壁垒。
动物细胞工程的前景与应用前景
前景
动物细胞工程技术的进展将支持疾病治疗和再生医学 等领域的发展。
动物细胞工程的发展历程
1
1954-1974
动物细胞培养技术逐步发展，成为细胞学和
1975-1995
2
分子生物学中的重要内容。
基因编辑和重组 DNA 技术的发展使得动物细
胞工程得到了长足的进展。
3
19 9 6- 至今
未来仍有很多新的突破。
动物细胞工程的重要技术
细胞培养技术
培养适宜的细胞提高产量、提高 纯度，得到比较纯净的细胞表达 物。
基因工程
通过人工干预 DNA 基因组的来源， 来研究基因的表达和调控。
基因编辑
利用 CRISPR 技术，可以精准地进 行基因的编辑、替换等操作。
分离纯化技术
通过物理和化学方法进行分离纯 化，获得纯净的蛋白质制品。
动物细胞工程的挑战与难题
动物细胞工程
动物细胞工程是研究使用细胞技术及其工程应用的学科。这种技术有着广泛 的应用领域，旨在为人类健康和福利作出贡献。
动物细胞工程的定义
What
动物细胞工程是研究使用动物细胞技术及其工程应用的学科。
Why
它旨在推动生物产业的发展，为医学研究和制药工业提供支持。
How
通过细胞培养、细胞工程和基因工程等技术，进行细胞培养和发酵等产业生产过程。
动物细胞工程的应用领域
动物细胞工程教学PPT
传代培养
将原代细胞进行传代培养， 使其在体外持续增殖的过 程。
细胞冻存与复苏
通过冷冻保存细胞，以便 在需要时进行复苏和培养。
动物细胞培养的常见问题与解决方案
01 02
污染问题
动物细胞培养过程中常见的污染源包括细菌、霉菌和支原体等。解决方 案包括定期检查培养环境、严格控制培养基和器具的灭菌过程以及及时 处理污染细胞。
动物细胞工程实验技术
动物细胞融合技术
动物细胞融合技术是指将两个或多个 动物细胞融合成一个细胞的过程，是 动物细胞工程中的重要技术之一。
动物细胞融合技术需要使用特定的融 合剂或电刺激等方法，使细胞膜融合， 形成异核或多核细胞。
该技术可用于制备单克隆抗体、诱导 多功能干细胞、研究细胞分化机制等 方面。
动物染色体工程需要严格遵守 伦理和法律规定，确保实验动 物的福利和安全。
动物基因编辑技术
动物基因编辑技术是指通过特定的基 因编辑工具对动物基因进行精确的修 饰和改造的技术。
动物基因编辑技术可以采用CRISPRCas9等基因编辑系统，对目标基因进 行敲除、敲入或定点突变等操作。
该技术可用于研究基因功能、治疗遗 传性疾病、制备转基因动物等方面。
经济和社会发展
动物细胞工程的发展将带动相关产业的发展，创 造就业机会，促进经济发展和社会进步。
THANKS
感谢观看
动物细胞工程教学
• 动物细胞工程概述 • 动物细胞培养技术 • 动物细胞工程实验技术 • 动物细胞工程的应用案例 • 动物细胞工程的未来展望
01
动物细胞工程概述
定义与特点
定义
动物细胞工程是以动物细胞为研究对象，通过细胞培养、细胞融合、基因转移 等技术手段，实现动物细胞在数量和质量上的改变，以应用于医学、农业、生 物工程等领域的技术。
动物细胞工程动物细胞与组织培养课件
动物细胞工程动物细胞与组织培养课件汇报人：2024-01-10•动物细胞工程概述•动物细胞培养技术•动物细胞与组织的体外培养目录•动物细胞工程的应用案例•展望与挑战01动物细胞工程概述定义与特点定义动物细胞工程是以动物细胞为研究对象，通过细胞培养、细胞融合、基因转移等技术手段，实现动物细胞和组织的体外培养、繁殖和生产，以及动物疾病治疗和生物医学研究的技术。
特点动物细胞工程具有高度的技术性、复杂性和应用性，涉及多个学科领域，如生物学、医学、生物工程等。
它能够实现动物细胞的体外大规模培养，生产出大量的生物制品，如疫苗、单克隆抗体等，为人类疾病预防和治疗提供重要的技术支持。
利用动物细胞大规模培养技术，生产出大量的疫苗、单克隆抗体等生物制品，用于疾病的预防和治疗。
生物制品生产通过动物细胞培养和基因工程技术，实现新药的筛选和开发，提高药物研发的效率和成功率。
药物筛选与开发利用动物细胞工程技术，体外培养出人体组织和器官，用于移植和修复人体损伤的组织和器官。
组织工程通过动物细胞培养和基因工程技术，建立各种疾病模型，用于疾病的发病机制研究和药物筛选。
疾病模型建立动物细胞工程的应用德国科学家Rudolf Virchow首次提出“细胞来源于细胞”的著名论断，为动物细胞工程的发展奠定了基础。
1907年美国科学家Graham和Milstein首次成功实现了哺乳动物细胞的体外培养，开启了动物细胞工程的新篇章。
1958年美国科学家Kohler和Milstein首次成功制备出了单克隆抗体，为动物细胞工程在生物制品生产领域的应用奠定了基础。
1975年随着基因工程技术的发展和应用，动物细胞工程进入了一个新的发展阶段，实现了基因转移和基因编辑等先进技术的应用。
1990年代动物细胞工程的发展历程02动物细胞培养技术细胞生存和增殖条件动物细胞培养需要提供适宜的温度、湿度、pH值、营养物质等条件，以维持细胞的生存和增殖。
细胞贴壁与生长动物细胞在培养过程中需要贴附在培养器皿的表面才能生长，因此需要选择适当的细胞培养器皿和贴壁介质。
第九章 动物细胞工程概述(全)课件
二、动物细胞工程的主要领域及意义
❖ （一）单克隆抗体与现代医学 ❖ （二）动物胚胎工程与畜牧业 ❖ （三）动物细胞规模化培养与现代医药业 ❖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)。
第九章
动物细胞工程
动物细胞工程
第一节 动物细胞工程概述
❖ 一、动物细胞工程发展简史 ❖ 二、动物细胞工程的主要领域及意义 ❖ 三、动物细胞特性 ❖ 四、动物细胞培养的环境与营养要求
一、动物细胞工程发展简史
❖ （一）融合现象的发现 ❖ （二）动物组织细胞培养技术的建立 ❖ （三）细胞融合技术的建立和杂交瘤技术的诞生 ❖ （四）动物克隆技术的建立
❖ 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：实验证明了 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。
多利诞生的技术路线：
取6岁供体羊乳腺细胞 — 血清饥饿培养 使细胞处于G0期经GnRH处理取卵细胞 — 移去 卵细胞的细胞核将培养的乳腺细胞的核移植到 去核的卵细胞中重组细胞植入第一受体羊输卵 管中培养至胚泡期(桑椹胚)桑椹胚再移植入第 二受体羊子宫内发育至分娩。
（四）动物克隆技术的建立
❖ 1891，Heape等人首次报道了家兔胚胎移植成 功的结果，他们把安哥拉家兔胚胎移植给比 利时兔，得到了4只安哥拉家兔。
动物细胞工程
动物细胞⼯程细胞⼯程第⼀讲⼀、概述1、细胞⼯程（cell engineering ）定义应⽤现代细胞⽣物学、发育⽣物学、遗传学和分⼦⽣物学的原理⽅法与技术，按照⼈们的需要，在细胞⽔平上进⾏遗传操作，包括细胞融合、核质移植等⽅法，快速繁殖和培养出⼈们所需要的新物种的⽣物⼯程技术。
2、细胞⼯程的研究内容（1）动植物细胞和组织培养植物细胞培养主要⽤于育种和代谢产物制备，⽇本等国家⽤⽣物反应器培养⼈参细胞⽣产有效药⽤成分。
动物细胞培养⽤于制备单克隆抗体、疫苗、⽣长因⼦等。
（2）细胞融合改良性状，培育新品种（3）染⾊体⼯程细胞⼯程动植物细胞和组织培养细胞融合染⾊体⼯程胚胎⼯程细胞遗传⼯程器官培养组织培养细胞培养（快速繁育和产物⼤量制备）（改良性状，培育新品种）（培育新品种，单倍体和多倍体）（获得⼈们需要的成体）（⽆性繁殖，改变性状）克隆转基因技术主要⽤于培育单倍体或多倍体新品种，如四倍体⼩麦，⼋倍体⼩⿊麦（4）胚胎⼯程主要是获得⼈们需要的成体如：胚胎分割技术、胚胎融合技术、卵核移植技术、体外授精技术等最成功应⽤于畜牧业获得优良品种与胚胎保存对⼈类来说主要⽤于不孕症获得试管婴⼉（5）细胞遗传⼯程克隆：⽆性繁殖，动物克隆指经⽆性繁殖⽽产⽣遗传性状完全相同的后代个体。
转基因技术：将外源基因整合到⽣物体内，能够表达并稳定遗传给后代的实验技术。
3、细胞⼯程的优势（1）避免了分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，只需将细胞遗传物质直接转移到受体细胞中就能够形成杂交细胞。
（2）不仅可以在植物与植物之间、动物与动物之间、微⽣物与微⽣物之间，甚⾄可以在三者之间形成前所未有的杂交物种。
4、细胞⼯程发展（1）萌芽阶段---理论渊源和早期的尝试（20世纪初-30年代中期）德国植物⽣理学家Haberlandt在1902年提出植物细胞的全能性。
认为植物细胞有再⽣出完整植株的潜在能⼒。
美国⽣物学家Harrison 是公认的动物组织培养的创始⼈，1907年，以淋巴液为培养基观察了蛙胚神经细胞突起的⽣长过程，⾸创了体外组织培养法。
动物细胞工程基础
动物细胞工程基础动物细胞工程是一门涉及生物学、细胞生物学和遗传工程等多个领域的交叉学科。
它的目标是利用分子生物学和基因工程技术来研究和改造动物细胞的性质和功能。
动物细胞工程在医学、农业和生物技术领域有着广泛的应用，包括疾病治疗、疫苗研发、转基因动物的制备以及生物药物的生产等。
细胞工程技术可以用于改变动物细胞的基因组成，从而改变细胞的性状和功能。
其中最常见的技术是基因敲入和基因敲除。
基因敲入是将外源基因转入细胞内，以改变细胞的性状或实现特定的功能。
基因敲除是通过靶向编辑基因组，使其产生缺失或突变，进而研究基因的功能和作用机制。
抗体工程是动物细胞工程的一个重要应用领域。
研究人员可以利用动物细胞工程技术，将抗体基因导入细胞中，并通过细胞培养和纯化技术来生产大量的单克隆抗体。
这些单克隆抗体可以用于治疗癌症、自身免疫性疾病和传染病等领域，具有广泛的应用前景。
动物细胞工程还可以应用于疾病治疗。
通过细胞工程技术，科学家可以将正常的基因导入到病人的细胞中，以修复病人体内的基因缺陷或突变。
这种方法被称为基因治疗，可以用于治疗一些遗传性疾病、癌症和免疫性疾病等。
此外，动物细胞工程还可以用于生物药物的生产。
许多生物药物，如蛋白质药物和抗体药物，需要利用动物细胞进行生产。
研究人员可以将目标基因导入到动物细胞中，并利用细胞培养技术来生产大量的生物药物。
在动物细胞工程中，细胞培养技术是非常重要的。
细胞培养是指将动物细胞从体内或体外取出，培养在含有营养物质和生长因子的培养基中。
通过细胞培养，可以使细胞生长和分裂，从而获取足够数量的细胞用于进一步的实验和应用。
然而，动物细胞培养也面临一系列的挑战。
首先，动物细胞培养的成本较高，需要较高的培养基和设备投入。
其次，动物细胞在体外培养中容易失去染色体完整性和细胞特征，这可能会对研究结果产生一定的影响。
此外，细胞培养过程中还存在细胞污染和细胞变异等问题，这些都需要科学家们进行进一步的研究和解决。
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这一成功开创了由体细胞培育动物个体的新 型实验途径，其贡献在于：实验证明了完全 分化的肠细胞仍然具有未分化细胞的全部遗 传信息，并能在一定的条件下发育成动物个 体，从而证明了动物细胞仍然具有全能性； 初步建立了体细胞核移植的实验体系，证明 在体细胞核转至胚胎发育方向的早期，卵细 胞质对体细胞核的发育功能起着关键性的调 节作用，其作用因子可能是细胞质中的mRNA 与有关的蛋白质。
（四）动物克隆技术的建立
1891，Heape等人首次报道了家兔胚胎移植成 功的结果，他们把安哥拉家兔胚胎移植给比 利时兔，得到了4只安哥拉家兔。
本世纪30年代以后，先后在羊、猪、牛等动 物的胚胎移植上获得成功。经过几十年的不 断完善和充实，已成为一项比较成熟的繁殖 生物学技术。
首例克隆动物成功的报道是在1962年，英国 学者Grudon把非洲爪蟾小肠上皮细胞的核注 入同种或异种非洲爪蟾未受精卵(经紫外线照 射杀死卵细胞核)中，约有1％的重组卵发育 成为成熟蛙。
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：实验证明了 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。
多利诞生的技术路线：
取6岁供体羊乳腺细胞 — 血清饥饿培养 使细胞处于G0期经GnRH处理取卵细胞 — 移去 卵细胞的细胞核将培养的乳腺细胞的核移植到 去核的卵细胞中重组细胞植入第一受体羊输卵 管中培养至胚泡期(桑椹胚)桑椹胚再移植入第 二受体羊子宫内发育至分娩。
（一）融合现象的发现
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， 但当时并没有引起人们的关注，认为这只 是一种特殊现象。
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。至此，自然界中广泛存在着多核细胞的 事实，才被生命科学工作者接受。
二、动物细胞工程的主要领域及意义
（一）单克隆抗体与现代医学 （二）动物胚胎工程与畜牧业 （三）动物细胞规模化培养与现代医药业 （四）动物克隆的有益应用
（一）单克隆抗体技术
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)。
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）动物克隆的有益应用
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，扩大器官移植分复杂、成分不稳定
（2）
目前常用的人工培养基是： MEM DMEM RPM1640
第二节 细胞工程发展趋势和应用前景
高度发达的现代工业给人类带来了巨大的物 质文明，但同时也带来了严重的问题，如环 境、能源和食品三大危机已构成全球性的社 会问题。
3 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 （1）贴壁依赖型(anchorage-dependent) （2）贴壁非依赖型(anchorage-independent) （3）间性贴壁细胞
（1）贴壁依赖型
简称贴壁细胞，包括成纤维细胞型和上皮细胞型 成纤维细胞型，这种细胞与体内成纤维细胞形态 相似，胞内呈梭型或不规则三角形，中央有圆形 核胞质向外2～3个长短不同的突起。除真正的成 纤维细胞外，心肌、平滑肌细胞培养时均属这一 类型。
上皮细胞型
细胞培养时呈不规则的三角形，中央有圆形 核，生长时常彼此紧密相连成单层细胞片， 如皮肤的表皮细胞、肝细胞、胰脏细胞和肺 泡上皮细胞的培养细胞
（2）非贴壁依赖型
也称悬浮型，这类细胞培养时不贴附于支持物 上，可在培养液中悬浮生长，来源于血液、淋 巴组织的细胞、许多肿瘤细胞等均属于此类， 细胞一般呈圆形。
1975年，免疫学家Kohler和Milstein利用仙台 病毒诱导绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞与小 鼠骨髓瘤细胞融合，选择到能分泌单一抗体 的杂种细胞。该杂种细胞具有在小鼠体内和 体外培养条件下大量繁殖的能力，并能长期 地分泌单克隆抗体，从而建立了小鼠淋巴细 胞杂交瘤技术。这一技术的诞生把细胞融合 技术从实验阶段推向了应用研究阶段，促进 了动物细胞工程的蓬勃发展。
大多数细胞继代培养后会转化为两类 一类是有限细胞系：有限细胞系即使培养条 件均能满足细胞繁殖生长，它们也只能在有 限的时间内生存，经过有限世代后细胞将逐 渐死亡。 另一类是无限（永久细胞系）
永久细胞系
初代培养物开始传代培养后的细胞，即称之 为细胞系，已获无限繁殖能力能持续生存的 细胞系，称连续细胞系或无限细胞系 （infinite cell line）。
1859年，A. Barli在研究黏虫的生活史时发 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 细胞是由单个细胞彼此融合而形成的。
（二） 动物组织细胞培养技术的建立
1839年Schwann 和Schleiden提出细胞学说时指 出：“每一个细胞应该可以独立生活和发展， 假如具有的条件正如它存在于有机体内一样。” 1859年，法国解剖学家Vnlpian最早尝试将蛙胚 尾部组织切下，放到普通水中“培养”，结果 观察到了组织的生长和分化现象
三、动物细胞特性
1. 动物细胞与植物细胞比较 2. 动物细胞在活体内的特性 3. 培养条件下动物细胞的生长特性 4. 培养条件下动物细胞生理特性
1 动物细胞与植物细胞比较
2 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。
Carrel (1911)发现了鸡胚浸出液对于某些细 胞的生长具有很强的促进效应，还把无菌技 术引入了组织培养技术中。作为他的技术标 志是，他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。
1914年，Thomson创立了另一条完全不同的体 外组织培养途径－器官培养法，即器官培养 技术。 1940年，Earle建立了可以无限传代的一个 C3H小鼠的结缔组织细胞系－L系。二是1951 年，Gay建立了第一个人体细胞系－人体宫颈 癌Hela细胞系
单克隆抗体的应用
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。
（三）物细胞规模化培养与现代医药
类 人疫苗 动物疫苗 酶 激素 型 产 物
小儿麻痹症、狂犬、风疹、脑炎、乙肝表面抗源、疱症、某些癌症 口蹄疫、鸡痘病、猪霍乱、马脑炎、牛痢疾、犬瘟、草鱼出血病
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
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
各类细胞分裂周期时间表
2. 接触抑制现象
除少数悬浮细胞外，大多数正常二倍体细胞都 需要在一定的基质（如玻璃、塑料等）上贴附， 伸长后才能增殖。当细胞在基质上分裂增殖， 逐渐汇合成片，即每个细胞与其周围的细胞相 互接触时，细胞就停止增殖，即细胞密度不再 增加，这一现象称为接触抑制。
3. 有限细胞系和永久细胞系
4. 动物细胞的环境敏感性
动物细胞与植物细胞相比，其培养难度要大一 些，其主要原因是动物细胞只有细胞膜，而没 有细胞壁的保护 动物细胞与植物细胞相比对培养环境十分敏感， 一切影响细胞膜变形的因素都会影响动物细胞 的存活。 动物细胞培养对营养条件的要求也十分复杂
5. 动物细胞培养的环境与营养要求
动物细胞培养 的营养要求
动物细胞培养 的环境要求
5
（1）
（2） PH
动物细胞培养适宜的一般在7.2~7.4，低于6.8或 高于7.6都不利于细胞生长，严重时会导致细胞 死亡。 培养细胞对PH值的要求因培养时间长短有关， 一般原代细胞要求较严格，而永久细胞则对PH 有较强的忍耐性。
（3） 溶氧与气体环境
第九章
动物细胞工程
动物细胞工程
第一节 动物细胞工程概述
一、动物细胞工程发展简史 二、动物细胞工程的主要领域及意义 三、动物细胞特性 四、动物细胞培养的环境与营养要求
一、动物细胞工程发展简史
（一）融合现象的发现 （二）动物组织细胞培养技术的建立 （三）细胞融合技术的建立和杂交瘤技术的诞生 （四）动物克隆技术的建立
1880年，德国学者Arnold首次发现白细胞在 淋巴液或血清中能够分裂 1885年，Roux发现鸡神经板细胞在生理盐水 中培养能存活数月，并创用了“外植培养” 和“组织培养”一词 1889年，Ljunggren将人体皮肤保存在腹水中 几天至几周后再做移植手术获得成功