1.动物细胞工程常用技术包括哪些?什么是动物细胞培养?基本原理是什么?
技术:动物细胞培养,动物细胞融合和动物细胞核移植等,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
动物细胞培养:指从动物体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后在适宜的培养条件下,让这些细胞生长和增殖的技术。
动物细胞培养原理:细胞增殖。
2.动物细胞培养需要哪些条件?
营养:将细胞所需的营养物质按种类和所需量严格配制而成的培养基,称为合成培养基,通常需要加入血清等一些天然成分。培养动物细胞一般使用液体培养基,也称为培养液。
无菌、无毒的环境:培养液需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
温度、pH和渗透压
气体环境:动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。
3.动物细胞培养大致过程是什么?常见的体外培养的动物细胞有哪两种方法?这两种培养方法的缺点有哪些?如何解决培养过程中遇到的问题?什么叫原代培养?什么叫传代培养?如何收集培养后的细胞?
过程:首先对新鲜取材的动物组织进行处理,或用机械的方法,或用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理一段时间,将组织分散成单个细胞。然后,用培养液将细胞制成细胞悬液放入培养皿或培养瓶内,置于适宜坏境中培养。
体外培养的动物细胞可以分为两大类:一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖;另一类则需要贴附于某些基质表面才能生长增殖,大多数细胞属于这种类型。这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。
缺点:悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞的生长增殖除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
解决方案:需要对细胞进行分瓶培养,让细胞继续增殖。
原代培养和传代培养:人们通常将分瓶之前的细胞培养,即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养。将分瓶后的细胞培养称为传代培养。
收集方法:在进行传代培养时,悬浮培养的细胞直接用离心法收集;贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集。
4.干细胞常见存在部位有哪些?常见干细胞类型有哪些?什么叫ES细胞?什么叫成体干细胞?成体干细胞有哪些特点?什么叫iPS细胞?
存在部位:干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带等多种组织和器官中。
常见类型:胚胎干细胞和成体干细胞等。
胚胎干细胞(简称ES细胞):存在于早期胚胎中,具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞,并进一步形成机体的所有组织和器官甚至个体的潜能。
成体干细胞是成体组织或器官内的干细胞,包括骨髓中的造血干细胞、神经系统中的神经干细胞和睾丸中的精原干细胞等。
成体干细胞特点:具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
iPS细胞:科学家通过体外诱导小鼠成纤维细胞,获得了类似胚胎干细胞的一种细胞,将它称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞),后来发现已分化的T细胞和B细胞等也能被诱导为iPS细胞。
5.什么是动物细胞融合技术?常见诱导方法有哪些?什么是灭活?灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么?
动物细胞融合技术(cell fusion technique ):使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
诱导动物细胞融合的常用方法:PEG融合法,电融合法,和灭活病毒诱导法等。
灭活:指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,但并不破坏它们的抗原结构。
灭活病毒诱导细胞融合的原理:病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用,使细胞互相凝聚,细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布,细胞膜打开,细胞发生融合。
6.制备单克隆抗体的过程是怎样的?细胞两两融合的结果有几种?两次筛选的目的分别是什么?单克隆抗体的优点是什么?有何应用?
过程:用特定的抗原对小鼠进行免疫,并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,用特定的选择培养基进行筛选,在该培养基上,未融合的亲本细胞和具有同种核的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对上述经选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量单克隆抗体。
细胞两两融合的结果有3种:B-B、瘤-瘤、杂交瘤。
需要两次筛选:第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞,第二次筛选是为了获得能产生单一性抗体的杂交瘤细胞。
单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高、并可能大量制备。
单克隆抗体应用有:①作为诊断试剂:如“早早孕诊断试剂盒”,具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物:如“生物导弹”,借助单克隆抗体的导向作用。
7. 什么是动物核移植?有哪两各类型?哪种更容易?基本原理是什么?克隆动物属于无性还是有性繁殖?有何优点?是对供体100%的复制吗?
动物细胞核移植技术:是将动物的细胞核移入一个去核的卵母细胞中,并使重组细胞发育成新胚胎,继而发育成动物个体的技术。
类型:哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。
难易程度:由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
基本原理:动物细胞核的全能性。
繁殖类型:克隆动物属于无性繁殖
克隆的优点:可以保持供体亲本的优良特性。
克隆的特点:克隆动物并不是对体细胞供体动物100%的复制,因为核外还有少量DNA,另外,后代个体的表现还受环境影响。
8.动物体细胞核移植的大致过程是怎样的?什么叫重构胚?去核的方法有哪些?体细胞核移植技术有哪些应用实例?目前还存在哪些问题?
过程:采集卵母细胞,在体外培养到减数第二次分裂中期,通过显微操作去核(即去除纺锤体—染色体复合物),将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带下。通过电融合法使两细胞融合,供体核进去卵母细胞,形成重构胚,用物理或化学方法(如电刺激、Ca2+载体、乙醇和蛋白酶合成抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,再将胚胎移入代孕母体内。
重构胚:指人工重新构建的胚胎,具有发育成为完整个体的能力。
去核方法:普遍使用的是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。
应用实例:加速家畜遗传改良进程、保护濒危物种、作为生物反应器、作为器官移植供体等。
存在的问题:成功率仍然比较低,克隆动物还存在健康问题。