第2章第2節(jié)動物細(xì)胞工程在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。提示：可以從病人身上取少量正常、健康的皮膚在體外進(jìn)行培養(yǎng)、擴增；那么：怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚？通過細(xì)胞培養(yǎng)構(gòu)建的人造皮膚【從社會中來】能不能用自體皮膚的單個細(xì)胞培養(yǎng)出可供移植的皮膚？

一動物細(xì)胞培養(yǎng)1.概念：從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后在適宜的培養(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。2.原理：細(xì)胞增殖3.地位：動物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)1.營養(yǎng)條件:為什么對動物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)時通常要添加血清？血清中含有多種維持細(xì)胞代謝和生長的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸、未知的促細(xì)胞生長因子等。動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件液體(1)培養(yǎng)動物細(xì)胞一般使用_____培養(yǎng)基，即培養(yǎng)液。1種類和所需量(2)合成培養(yǎng)基：將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按_____________嚴(yán)格配制而成的培養(yǎng)基。血清(3)天然成分：_____等2.無菌、無毒的環(huán)境:動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1(1)需要對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行滅菌處理以及在無菌環(huán)境下進(jìn)行操作。(2)培養(yǎng)液需要定期更換，以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害。3.溫度、pH和滲透壓:36.5±0.5(1)適宜的溫度：哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度為_________℃。7.2～7.4(2)適宜的pH：多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為_________。(3)適宜的滲透壓4.氣體環(huán)境：(1)O2作用:_________________細(xì)胞代謝所必需的CO2培養(yǎng)箱動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件1培養(yǎng)瓶培養(yǎng)皿在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時，通常采用培養(yǎng)皿或松蓋培養(yǎng)瓶，并將它們置于含有95%空氣和5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中。維持培養(yǎng)液的pH(2)CO2的主要作用:_______________【典例】在進(jìn)行動物細(xì)胞培養(yǎng)時，需要(

)A.動物細(xì)胞培養(yǎng)不需要在無菌條件下進(jìn)行B.置于含5%CO2的CO2培養(yǎng)箱中以刺激細(xì)胞正常呼吸C.加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌的血清以提供營養(yǎng)

D.定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物D思考：幼齡動物的細(xì)胞與老齡動物的細(xì)胞比較，分化程度低的細(xì)胞與分化程度高的細(xì)胞比較，哪些細(xì)胞更易于培養(yǎng)？為什么？細(xì)胞的增殖能力與供體的年齡有關(guān)，幼齡動物的細(xì)胞增殖能力強，有絲分裂旺盛，老齡動物的細(xì)胞則相反。所以，一般來說，幼齡動物的細(xì)胞比老齡動物的細(xì)胞易于培養(yǎng)。同樣，分化程度越低的細(xì)胞，增殖能力越強，所以更容易培養(yǎng)。02動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程可以用胃蛋白酶處理嗎？不可以，pH不適宜。用機械的方法，或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理的方法，將組織分散成單個細(xì)胞動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞通常會停止分裂增殖。取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞懸浮生長類：會因細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等因素而分裂受阻。貼壁生長類：（大多數(shù)）除受以上因素影響外，還會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象。02動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程一般取動物胚胎或幼齡動物的組織、器官原因：細(xì)胞分化程度低，增殖能力強，容易培養(yǎng)。細(xì)胞貼壁分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)取動物組織制成細(xì)胞懸液放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)轉(zhuǎn)入培養(yǎng)液進(jìn)行原代培養(yǎng)放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)傳代培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞：直接用離心法收集貼壁細(xì)胞：需要重新用胰蛋白酶等處理，使之分散成單個細(xì)胞，然后再用離心法收集。將收集的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)。02動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程取動物組織用機械法或用胰蛋白酶、膠原蛋白酶等處理分散成單個細(xì)胞解決懸浮生長貼壁生長(大多數(shù)）細(xì)胞密度過大、有害代謝物積累、營養(yǎng)物質(zhì)缺乏等接觸抑制傳代培養(yǎng)細(xì)胞懸液原代培養(yǎng)分瓶培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)。②傳代培養(yǎng)：分瓶后的細(xì)胞培養(yǎng)。③接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。④細(xì)胞貼壁：細(xì)胞需要貼附于某些基質(zhì)表面才能生長增殖。加培養(yǎng)液在培養(yǎng)皿或培養(yǎng)瓶內(nèi)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞:直接用離心法收集貼壁細(xì)胞:用胰蛋白酶處理分散成單個細(xì)胞，用離心法收集細(xì)胞分裂受阻②制成細(xì)胞懸液，分瓶培養(yǎng)①收集細(xì)胞

相關(guān)概念【基礎(chǔ)過關(guān)】(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是動物細(xì)胞的全能性()(2)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(

)(3)懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞直接用離心法收集，貼壁細(xì)胞需要用胰蛋白酶等處理后再用離心法收集()(4)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH(

)××√√【典例】如圖所示為動物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過程，下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四個操作過程的敘述，正確的是(

)CA.甲過程可選取動物個體的任何組織細(xì)胞B.乙過程可用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞C.丙過程所用培養(yǎng)液中需添加動物血清D.丁過程中的細(xì)胞因接觸抑制而大量死亡比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理取材培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)結(jié)果相同點動物胚胎或幼齡動物的組織或器官常用固體培養(yǎng)基可產(chǎn)生新個體葡萄糖、動物血清常用液體培養(yǎng)基細(xì)胞增殖細(xì)胞的全能性產(chǎn)生大量細(xì)胞植物幼嫩的部位或花粉蔗糖、植物激素1.培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂2.均需無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件1.干細(xì)胞的概念：動物和人體內(nèi)仍保留的少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞。在一定條件下，干細(xì)胞可以分化成其他類型的細(xì)胞。3.干細(xì)胞的分布：存在于_________、_____和_______等多種組織和器官中早期胚胎骨髓臍帶血4.干細(xì)胞的分類：包括胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞等03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用2.干細(xì)胞的特點：具有自我更新能力及分化潛能早期胚胎中具有分化為成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞，并進(jìn)一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能。在體外分化成心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和造血干細(xì)胞等胚胎干細(xì)胞分布特點應(yīng)用實例局限性必須從胚胎中獲取，涉及倫理問題；因而限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用1.胚胎干細(xì)胞（簡稱ES細(xì)胞）：具有發(fā)育的全能性成體組織或器官內(nèi)造血干細(xì)胞（骨髓、外周血和臍帶血中）神經(jīng)干細(xì)胞（神經(jīng)系統(tǒng)中）精原干細(xì)胞（睪丸中）具有組織特異性，只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的能力2.成體干細(xì)胞分布類型特點應(yīng)用實例治療神經(jīng)組織損傷和神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾?。ㄈ缗两鹕?、阿爾茨海默病等）治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病造血干細(xì)胞神經(jīng)干細(xì)胞03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（簡稱iPS細(xì)胞）通過體外誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞獲得了類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞概念:①借助載體將特定基因?qū)爰?xì)胞中②直接將特定蛋白導(dǎo)入細(xì)胞中③用小分子化合物來誘導(dǎo)（成纖維細(xì)胞、已分化的T細(xì)胞、B細(xì)胞）形成iPS細(xì)胞制備方法:03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用03干細(xì)胞培養(yǎng)及其應(yīng)用移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖①誘導(dǎo)過程無須破壞胚胎②iPS細(xì)胞可以來源于病人自身的體細(xì)胞，將它移植回病人體內(nèi)后，理論上可以避免免疫排斥反應(yīng)。臨床治療人類疾病如：心血管疾病、帕金森病、阿爾茨海默病等應(yīng)用:3.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞特點：【基礎(chǔ)過關(guān)】(1)干細(xì)胞都是來源于早期胚胎。()(2)造血干細(xì)胞是發(fā)現(xiàn)最早、研究最多、應(yīng)用也最為成熟的一類成體干細(xì)胞，主要存在于成體的骨髓、外周血和臍帶血中。()(3)不同類型的干細(xì)胞，它們的分化潛能完全相同。(

)(4)iPS細(xì)胞是一種人工誘導(dǎo)產(chǎn)生的多能干細(xì)胞，在治療阿爾茨海默病、心血管疾病領(lǐng)域具有重要的研究價值。(

)×√×√【典例】動物和人體內(nèi)具有分裂和分化能力的細(xì)胞稱為干細(xì)胞。對右圖的相關(guān)敘述中，錯誤的是(

)A.a過程可表示干細(xì)胞的自我更新B.b、c過程表示干細(xì)胞具有分化能力C.a、b、c過程中細(xì)胞的遺傳信息表達(dá)情況不同D.a、b、c過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生了定向改變

D【典例】干細(xì)胞是一類未參與分化或未