细胞工程的理论基础

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1、第三章细胞工程的理论基础细胞培养(cellculture)技术即是选用各种细胞的最佳生存条件对活细胞进行培养和研究的技术，是广泛应用于生命科学等研究领域的重要技术。动物细胞与组织培养（cellandtissueculture）是动物细胞工程的重要技术基础。动物的细胞与组织培养是指从活的机体中取出组织或细胞，模拟机体内生理条件，在体外建立无菌、适温和一定营养条件等，使之生长和生存，并维持其结构和功能的技术。组织培养的概念组织培养这一名词实际上是一个通用名词，习惯上泛指所有的体外培养。根据培养物的不同可概括为三个不同概念：细胞培养、组织培养和器官培养。A：细

2、胞培养：将组织块用机械方法或酶解法分离成单个细胞，做成细胞悬液，再培养于固体基质上，成单层细胞生长，或在培养液中呈悬浮状态培养的技术称为细胞培养。B：组织培养：将活体的一小片组织放在盛有培养液的玻璃或塑料培养器皿中，待组织块粘着后，沿底面平面移动生长的过程称为组织培养。从组织块中生长出来的仍然是细胞，细胞在生长的同时也发生移动，至使组织培养难以长时间维持其原有结构，结果也就成了细胞培养。C：器官培养：是指采取某些措施使器官的原基、器官的一部分或整个器官在体外存活、生长，并保持其原有结构和功能的培养技术。体外培养的种类二、细胞培养的现实意义生物技术上：生产

3、各种生技术产品如：狂犬病、小儿麻痹症等病毒疫苗，表皮生长因子及干扰素、白细胞介素等生长因子及单克隆抗体等。科学研究上：在病毒学、免疫学、遗传学、肿瘤学等方面。临床医学上：胎儿的遗传性疾病分析，药物筛选及某些疾病的治疗等三、细胞培养的优点1.研究的对象是活细胞在实验过程中，根据要求可始终保持细胞活力，并可长时间监控、检测，甚至定量评估一部分活细胞的情况，包括活细胞的形态、结构、生命活动等。2.研究条件可以人为控制可以根据需要，控制包括pH、温度、氧气、二氧化碳、张力等物理、化学的条件，同时，可以施加化学、物理、生物等因素作为条件而进行实验观察，这些因素同样

4、可以处于严格控制之下。3.研究的样本可以达到比较均一性通过细胞培养一定代数后，所得到的细胞系则可以达到均一性而属于同一类型的细胞，需要时，可采用克隆化等方法使细胞达到纯化。4.研究内容便于观察、检测和记录采用各种研究技术、记录方法：研究:倒置生物显微镜、荧光显微镜、电子显微镜、流式细胞术、激光共焦显微镜、免疫组织化学、原位杂交、同位素标记--记录:摄影照片、缩时电影、电视--5.研究的范围比较广泛学科多：细胞学、免疫学、肿瘤学、生物化学、遗传学、分子生物学等对象广：各种动物：低等动物--高等动物--人类一种动物：不同年龄--不同组织--正常或异常（肿瘤

5、--）6.研究的费用相对较经济可提供大量、同一时期、重复性好的、生物学性状相似的实验对象。四、细胞培养的缺点现人工模拟体内环境的技术已经很高,但,人工所模拟的条件与体内实际情况仍不完全相同.当细胞被置于体外培养后,生活在缺乏动态平衡的环境中,久了，必然发生变化.因此，对于体外培养的细胞，应该把他们视作一种既能保持动物体内原细胞一定的性状、结构和功能，又具有某些改变的，特定的细胞群体，而不能将之与体内的细胞完全等同。五、细胞培养的工作原则有标准化的工作方法培养用的液体极多（如培养液、胰蛋白酶、HANKS液及抗菌素等），应由专人负责，并保证做到按规程行事，

6、配制浓度准确，灭菌可靠，所有配好的溶液瓶上都要标明名称、浓度、消毒与否和制备日期等。一切培养用品都要有固定的存放点，避免杂乱无章，其中尤其重要的是：培养用品与非培养用品应严格分开，已消毒品与未消毒品应分别存放。第二节组织培养的细胞生物学一、体内外细胞的差异和分化（一）体内外细胞的差异培养细胞最多见的表现是：失去原有组织结构和细胞形态，分化减弱或不显，出现类似“反祖”现象；表现为细胞趋单一化，或获得不死性，或变成具有恶性性状的细胞群。1.与体内主要不同：相对孤立、相对单一缺乏体内的系统作用、失去神经体液的调节和细胞相互间的影响2.主要表现失去原有组织结构

7、和细胞形态分化减弱或不显细胞趋向单一化；3.提示要正确认识体外培养细胞是一种特定条件下生长的细胞群体。（二）培养细胞的分化1．不适应(Deadaption)：表现为，细胞在原体内时所拥有的分化特性减弱或不显，如肝细胞产生酪氨酸转移酶(TyrosineAminotranserase)特性的丧失.2．脱分化或去分化(Dedifferentiation)细胞也可能出现脱分化或去分化，即细胞失掉发生分化的能力。二、培养细胞形态分类体外细胞培养物的生长类型按生长方式:2型粘附型细胞:附着在某一固相支持物表面才能生长的细胞。悬浮型细胞:不必附着于固相支持物表面，而

8、在悬浮状态下即可生长的细胞。绝大多数有机体细胞属粘附型细胞，只有少数细胞类型如某