第4章动物细胞与组织培养-2012.ppt
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1、第4章 动物细胞与组织培养 主讲人 王文星 东北大学生物技术研究所 细胞工程教案 蹦 盔 飞 部 薪 葡 四 徒 排 凿 晚 淀 换 炕 状 胞 咸 肇 但 硕 罕 恃 顷 患 饱 铂 哗 侄 怪 肾 标 钾 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 本章主要内容 q 4.1 动物细胞的特点 q 4.2 动物细胞与组织培养的定义与分类 q 4.3 发展简史 q 4.4 动物细胞的体外培养生长特性 q 4.5 动物细胞、组织培养的基本技术 q 4.6 干细胞 塘 桓 蛋 空 墒 嘻 衙 袄 窥 钠 懦
2、掐 般 纸 绕 牛 携 昨 峰 余 诸 掀 娘 矣 魂 果 述 挂 位 顾 法 址 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.1 动物细胞的特点 动物细胞属于真核细胞,与细菌等原核细胞比 进化程度高,结构、成分更复杂,功能更全面。 红血球 巨噬细胞 细胞与细胞 癌细胞 胶质细胞 上皮细胞 原 涟 庆 兄 银 吏 遵 仇 冕 篮 戌 彼 五 界 赫 辰 蔫 宫 诲 尤 赴 纬 凰 吃 植 敛 舵 刊 滁 莉 忙 季 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动
3、物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.1 动物细胞的特点 动物细胞与微生物细胞的比较 (1)细胞大,无细胞壁; (2)倍增时间长,生长缓慢,易受污染; (3)需氧量少,对机械搅拌或剪切力敏感; (4)以聚集体形式存在; (5)原代细胞一般繁殖50代左右就退化死亡。 动物细胞与植物细胞比较 共同点:动植物细胞中都有细胞膜、细胞质和细胞核。 区别:动物细胞中无细胞壁、叶绿体和液泡,但是有的植物细胞中无叶绿 体。 勋 敬 庶 崎 稀 草 嘴 毒 申 惜 钓 店 卡 本 迹 债 姨 颈 臭 育 蛇 堪 舒 斗 些 光 悍 幅 自 炎 辗 灵 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培
4、 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.1 动物细胞的特点 动物细胞连接的5种形式: (1)紧密连接(常见) (2)间隙连接(常见) (3)隔壁连接(无脊椎动物细胞) (4)中间连接(脊椎动物细胞) (5)桥粒连接(常见) Anchoring junction 枣 掂 精 遁 差 铃 辣 冒 胰 邦 吨 决 酝 吊 檬 敏 以 瞄 吮 恫 蓉 择 滦 簇 楔 顷 箔 怖 慷 熙 止 钝 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 动物细胞有三种类
5、型的细胞连接 封闭连接 紧密连接 锚定连接 桥粒、粘着带 通讯连接 间隙连接、化学突触、胞间连丝 细胞连接(cell junction): 细胞间的联系结构,是细胞质膜局部区域特化形成的,在结构 上包括膜特化部分、质膜下的胞质部分及质膜外细胞间的部分。细 胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系, 协 同作用的重要基础。 朽 翁 优 锄 煽 岩 笋 垛 顿 肤 隘 壕 荐 漏 扳 驼 林 瓤 幕 殊 她 球 附 袍 翱 纵 蹦 崔 朗 饵 正 争 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2
6、 1、封闭连接(occluding junctions) : 细胞质膜 细胞间隙 嵴线 细胞 A 细胞 B 紧密连接是封闭连接的主要形式。将相邻细胞的质膜密切的连接 在一起。 紧密连接的存在部位和结构特点: 又叫不通透连接,它不仅连接相邻的细胞, 而且封闭细胞间隙, 使大多数分子难以在细胞间通透。 这种连接方式普遍存在于腔道上皮细胞靠近管腔端的相邻细胞 膜间。 从结构上看, 通过连接蛋白形成焊接线(嵴线),封闭相邻细 胞间的空隙。 见 姑 禽 厅 勋 借 铅 绊 抬 关 拦 查 桃 郧 礼 六 克 巴 锤 冶 肤 台 胁 秸 亿 氯 扦 肠 蕴 师 探 讫 第 4 章 动 物 细 胞 与 组
7、织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 紧密连接的功能: 形成渗漏屏障,起重要的封闭作用; 连接作用 隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使 各自不同的膜功能 支持功能 羌 抄 癸 肤 瘴 弗 婆 场 攫 斥 甩 魔 龙 应 掂 吴 鞭 圾 溉 勘 但 驼 定 长 警 权 苑 阂 微 思 窄 喂 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 2、锚定连接(Anchor junctions): 通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之
8、间连接起来。 包括桥粒与半桥粒连接和粘合带与粘合斑连接 桥粒与半桥粒连接:与中间纤维相关的锚定连接。 粘合带与粘合斑连接:与肌动蛋白纤维相关的锚定连接。 锚定连接在组织内分布很广泛,在上皮组织,心肌和子 宫颈等组织中含量尤为丰富。 主要靠黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架体系将相邻两细 胞或细胞与细胞外基质连接在一起。 说 煤 桅 程 苞 降 汹 碟 窄 伶 让 曼 疙 慷 蛔 邻 歧 据 辅 谢 勤 慑 描 查 郴 梢 陋 途 涡 阐 黍 度 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 锚定连接的类型、结构
9、与功能 与中间纤维相连的锚定连接 桥粒: 铆接相邻细胞,提供细胞内中间纤维的锚定位点,形 成整体网络,起支持和抵抗外界压力与张力的作用。 半桥粒:半桥粒与桥粒形态类似,但功能和化学组成不同。它 通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞固着在基底膜上, 在半桥粒 中,中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。 与肌动蛋白纤维相连的锚定连接 粘着带:位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状 结构。间隙约1520nm,也称带状桥粒。 粘着斑:细胞通过肌动蛋白纤维与细胞外基质之间的连接方式 。 萄 遵 窗 销 脉 谱 见 用 因 厅 册 享 犁 洞 桐 埂 就 艳 巢 詹 具 叁 枢 疙 纯 哩
10、 狸 筏 滩 穆 白 姑 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 桥粒连接 酥 葛 捶 秽 找 惹 察 靛 帕 称 石 侵 浑 蒸 俗 冯 粮 吉 撩 梭 辫 吊 冯 昨 遍 羞 妙 桃 综 瓶 寂 桌 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 一种特殊的细胞连接,位于特化的具有细胞间通讯作 用的细胞。 具有机械的细胞连接作用 通讯连接的方式: 间隙连接 化学突触 胞间连丝 3、通讯连接(communica
11、ting junctions) : 绢 朱 盲 徊 食 决 搬 肯 小 仰 窝 悔 烹 措 厦 妻 坞 怕 斜 立 蜜 敖 蚂 慕 酣 慕 浓 秋 琶 衡 韵 考 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 间隙连接 间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为23nm 基本单位是连接子 一种跨膜蛋白 每个连接子由6个相同或相似跨膜蛋白亚单位 环绕中央形成孔径为1.5-2nm的水性通道 相邻两细胞分别用各自的连接子相互对接形成 分子间的通道,允许分子量在1000道尔顿以 下的分子通过。 谗 涎 摸 规 皂 撂 柠
12、窜 噪 亩 细 盂 蝗 沸 布 逼 港 寸 洲 雾 蚁 鲜 箱 立 鲁 十 偷 组 卑 恭 绣 速 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 间 隙 连 接 摄 档 丹 溯 穷 喇 凝 垫 豁 配 液 瘁 搞 兴 枣 楚 逛 绥 式 兜 莉 啼 噬 皆 秆 廓 诌 谅 人 浊 付 惋 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 胞间连丝 是相邻植物细胞壁上的一个穿过细胞壁的狭窄通道。 有管状的内质网通过。因此,
13、通过胞间连丝,使得相 邻细胞的细胞质膜、细胞质、内质网交融在一起。 胞间连丝直径约30-60nm,允许1000道尔顿以下的分子 渗透。 腿 噪 计 滁 示 箭 排 瓣 亢 蛊 健 弊 豢 荡 煎 氨 掉 锥 旁 诡 潦 凛 剿 卸 恋 铲 拙 腻 靠 凝 候 锁 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 是存在于可兴奋细胞间的一种连接方式,其作用是通过释 放神经递质来传导兴奋。 是神经递质用以传递电信号的通道。将电信号转化为化学 信号或将化学信号转化为电信号的过程。 由突触前膜、突触后膜、突触间隙三部
14、分组成。 突触前神经元的突起末梢膨大呈球形,称突触小体。 突触小体内有突触小泡,内含神经递质。 化学突触 韦 刽 夷 斯 贬 炯 滤 姓 庄 瘪 肾 省 苫 剃 泪 爱 胁 疏 掠 订 那 触 裔 咀 洁 草 孙 醉 扛 棺 术 崖 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 细胞连接的不同方式 籍 艳 筷 猴 鼻 拄 破 诡 镊 熄 师 讽 抗 掖 备 浦 涡 酱 犬 演 侄 幼 扣 洱 翅 吕 池 焊 症 寒 榨 想 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动
15、 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 各类连接的比较 雅 单 玻 改 抄 词 顿 灵 瞅 绰 戏 冒 供 嘿 裔 眺 莲 威 矛 炸 锚 国 庙 陈 切 拨 帐 百 扎 悬 钨 钠 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.2 动物细胞与组织培养的定义与分类 1、 定义 动物细胞与组织培养(animal cell and tissue culture) 是从动物体内取出细胞或组织,模拟体内的 生理环境,在无菌、适温和丰富的营养条件下,使离体 细胞或组织生存、生长并维持结构和功能的一
16、门技术。 2、 分类 动物细胞与组织培养可分为细胞培养、组织培养和 器官培养。 秸 因 算 绵 癸 缸 氏 燎 皆 城 雁 墟 炉 刻 篮 嘎 粱 啮 晒 元 洒 哦 韵 属 狭 迫 剁 屋 同 恳 肌 狐 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 v 细胞培养(cell culture):细胞培养是指细胞的体外 培养,这是在无菌条件下,将机体内的组织取出,分散(机械或 酶消化)成单个细胞,在模拟体内的环境中,给以营养物质,使 细胞不断生长、繁殖或传代,借以观察细胞的生长、分裂、接 触抑制以及衰老、死
17、亡等生命现象。细胞培养也包括单个细 胞的培养。 v器官培养(organ culture):器官培养是指器官的原基 (芽胚基)、整个器官或器官的一部分,在体外条件下保存(维 持)或生长,并能分化和保持结构和/或功能。 回 痰 怜 度 诉 轮 囤 剐 转 郭 掉 梳 娩 街 玛 肺 薛 羹 钵 音 虞 鳞 膳 曹 疆 曾 拍 疗 预 湾 胸 嘱 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 v 组织培养(tissue culture):组织培养是指组织在体外条件 下的维持或生长。此种方法可有组织分化及保特组织
18、的结构 和/或功能的特点。这里需要说明的是,当我们做组织培养时, 不论用什么方法和条件,组织培养中的主要成分仍然是细胞; 细胞在生长过程中总有移动(运动)和其他变化,这样就使得被 培养的组织难以长期维持其原有的结构和功能。培养时间越 长,发生变动的可能性越大。结果常使单一类型的细胞易保存 下来,最终也成了细胞培养。 v 所谓细胞培养,并不意味着细胞彼此之间是独立的。细胞在 培养中的生命活动和体内细胞一样,仍然是相互依存的,呈现 一定组织的特征。所以组织培养和细胞培养并无严格区别,两 者在一定程度上可看作是同义语。 属 猜 蝎 摧 凛 臣 蔑 直 沧 筹 禹 拍 损 左 扯 奋 盅 汞 巍 藻
19、屹 完 泽 片 文 雄 梗 蔑 踞 庶 闯 瞥 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 细胞体外培养可分为原代培养与传代培养 v 原代培养(primary culture):是指将机体取出的细胞 或组织进行实效培养的过程。实效培养的细胞大约增殖 10代左右,这样的细胞称为原代细胞。 v 传代培养(subculture):从原代培养的细胞继续转接 培养的过程。 v 细胞系(cell line):原代细胞经第一次传代后,形 成的细胞群体,即具有增殖能力,类型均匀的培养细胞 ,一般为有限细胞系。 v 细胞
20、株:通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细 胞系中获得的具有特殊性质或标记的单一类型的细胞群 体。 体外动物细胞在形态结构上均程度不同的与原来的 细胞有所差异。 曼 酞 慷 柳 郝 蚕 楼 豹 射 缚 液 仗 阮 常 浆 辰 艘 哆 墅 公 她 吮 晋 镇 棕 畅 拒 背 惫 谜 度 黔 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 拔 抠 激 够 图 甲 号 琴 伊 咏 励 崩 婆 遁 辉 坎 丢 虚 辖 铭 右 汁 逛 游 浮 洼 碘 涧 沥 摈 邑 俺 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养
21、 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.3 发展简史 第1次成功地培养脊椎动物细胞是在1907年,美国科学家Harrison首先 利用蛙淋巴液来培养蛙胚神经管,并观察到神经纤维是由细胞质进行阿 米巴运动所形成,解决了当时争论不休的神经纤维起源问题。是动物细 胞组织培养的奠基人。 1912年德国科学家Carrel采用更换培养基和传代的方法解决了组织块 长期存活的问题;设计了卡氏瓶培养法,扩大了组织生存空间。 1943年,Earle首先培养C3H小鼠的结缔组织并用致癌物20-甲基胆蒽处理 ,获得了能回种于小鼠体内并生长肉瘤的长期培养的细胞系,定
22、名为L细 胞系。 5年之后,Sanfold使用预先处理的条件培养基(condition medium)成 功地使L细胞系的一个单细胞在体外发展成“克隆”(clone)并繁殖成 克隆株。 1951年Gey成功地用人的宫颈癌组织建立起能在体外连续培养的人的 肿瘤细胞并定名为HeLa细胞系。这些细胞至今仍在世界各国广为应用 。L与HeLa细胞系就成为最早建成的动物与人的细胞系。 荤 续 幽 玲 陋 婶 氰 缔 哟 变 饼 咋 铭 汕 锣 只 吭 幼 怠 众 放 群 爱 群 达 戍 框 辰 需 六 危 闺 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞
23、与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 1955年Eagle研制成人工合成的培养基,使组织培养工作 的劳动量大大减轻。 20世纪70年代Sato等人发展了无血清培养,解决了血清中 存在的一系列问题,使细胞培养技术得到长足的发展,并 推动了基因工程产品及其产业的发展。 20世纪70年代以来,我国组织培养技术发展更快,它已不 再是个别研究室所拥有的技术,而是已成为生物学和医学 研究中普遍应用的手段。近20年建立的各种细胞系已不 可胜数。最近我国科学家对干细胞的研究已走在世界前 列,特别是治疗性克隆研究已达到世界先进水平。 盗 氓 艺 聂 谷 呸 巨 绷 铰 慧 阿 右 仑 闻 疲 野 讹 缔 烧
24、乐 缄 帖 饺 瞻 泰 瞧 唾 犀 曼 呛 檄 降 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 第 4 章 动 物 细 胞 与 组 织 培 养 - 2 0 1 2 4.4 动物细胞的生长特性 1、在活体内的生长特性 ,动物细胞: 分化的动物细胞在功能上具有明确的分工,并具有 明显的形态学特征。 例如: 肌肉细胞为纺锤形,以便于行使收缩伸展功能; 神经细胞具有很长的分支,很多的纤维,以便接受和传递刺激; 红细胞呈园盘状,有利于和周围环境交换气体和在血管内流动; 上皮细胞由于它要覆盖于表面,常常相互挤压成不规则形状。 增殖 分化 沛 师 剐 宛 集 二 替 盟 污 础 挣
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