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1、细胞培养技术与应用卢安尚中山大学动物中心细胞库87330450概述细胞生物学、分子生物学以及免疫学是现代三大前沿生物科学，发展异常迅速。细胞培养是细胞生物学研究中最常用的方法之一。由于在体外培养中和机体内，细胞行为的基本规律是一样的，因此许多研究可以在体外进行。更重要的是，在培养条件下，人们可以有目的的、有选择地控制细胞生长的环境，因此可以研究在某些特殊条件下的细胞生物学行为。本讲主要目的是介绍动物细胞培养技术及其应用。组织培养的分类和基本概念一分类1.组织培养(TissueCulture)指的是从体内取出组织摹拟体内生理环境,在无菌、适当温度和一定营养条件下,使之
2、生存和生长并维持其结构和功能的方法。2.细胞培养(CellCulture):培养物是单个细胞和细胞群。3.器官培养（OrganCulture）：培养的是器官的原基、器官的一部分或整个器官,使之在体外生存、生长和保持一定功能的方法.历史1885年Roux最早尝试使组织离体培养,材料是鸡胚神经板,采用生理盐水为培养液,并首次采用组织培养这个术语。1907年Harrison和1912年Carrel开始把组织培养作为一种方法,用于研究离体动物细胞的培养。体外培养技术的发展大致可分三个时期：50年代之前是细胞培养在多个领域发展期；50年代是细胞培养迅猛发展期，多种培养技术相继
3、建立；50年代后是体外培养技术与生命科学其他技术结合发展的新时期，诞生了多种培养的应用技术。由于组织培养在医学研究中的应用，如抗病毒疫苗的生产等，现已经逐渐发展成为一门精细技术。许多细胞株、细胞系的培育成功，尤其是以人的肿瘤组织为材料建立的各种细胞系，如Hela细胞系（Gey，1952），可用来进行一系列研究，更加促进了组织培养技术的发展。在两种不同类型的细胞混合培养物中发现有自发的两类不同细胞间的融合细胞后，为细胞融合技术的发展和应用，及杂交瘤技术奠定了基础,并推动了细胞生物学、细胞免疫学、细胞遗传学、病毒学等学科的交叉与发展。随着细胞生物学和分子生物学间的相互渗
4、透交叉，分子克隆技术与细胞培养技术相结合，在阐明基因的结构和功能、基因在细胞生长和分化中的作用，以及细胞癌变机制等方面起了重要作用。如基因的克隆及在细胞中的作用、克隆癌基因与细胞生长分化的关系，以及反义癌基因RNA对细胞转化的抑制作用的方面起了重要作用。组织培养中感兴趣的研究领域1)细胞内部的种种活动,如DNA的复制和转录、蛋白质合成、能量代谢;2)细胞内部的流动,如RNA从细胞核向细胞质方向运转,激素受体复合物的易位等;3)生态学,如营养、感染、病毒或化学诱变、药物作用;4)细胞与细胞之间的相互作用,如胚胎诱导、细胞群体的动力学等.1）理化环境可以调控2）细胞经过
5、多次传代培养形成细胞系，其特征基本相同，对外界影响因素的反应也较为一致。3）培养物可直接暴露在预测的试剂中，预测样品用量少，并可直接观测反应。4）可通过繁殖扩增，提供大量均匀的细胞备用，供比较不同因素或同一因素不同剂量对同一细胞株的作用。5）可以人工筛选具有一定特征变异的细胞株或细胞融合，有利于基因功能的研究。6）组织培养结合缩时电影技术，可以直接观察细胞的活动和对外界作用的反应。细胞培养应用的优点组织培养的细胞生物学特点体内外细胞的差异和分化细胞增殖和分化：是细胞生命进化中所获得的基本属性,增殖使细胞数量增多;分化使机体结构和功能多样化,最后演变成完整的有机体。体
6、内外细胞的差异当人工条件和体内实际情况不完全相同时,细胞在体外培养后,一旦失去神经体液调节和细胞间相互影响,生活在缺乏动态平衡的环境中,发生变化则是必然.细胞最多见的表现是:返祖（Atavism）现象——失去原有组织结构和细胞形态、分化减弱或不显、细胞趋单一化、不死性、恶性状。培养细胞的分化不适应（Deadaption）——细胞在体内时所拥有的分化特性减弱或不显。例如肝细胞在体外丧失了产生酪氨酸转移酶的特性.脱分化和去分化（Dedifferentiation）——由于基因变异而使细胞失去分化能力。如肝细胞失掉产生精氨酸酶及氨基酸转移酶的特性后,储存肝糖元的能力丧失,
7、并很难再现.所以说,不适应和脱分化两个概念不同.不适应是因为生存条件改变而使分化发生抑制;从分子水平考虑,脱分化很可能是基因变异所致.培养细胞的形态1.贴附型：1）成纤维细胞：心肌细胞，血管内皮细胞等2）上皮型细胞：消化管外皮细胞，肝脏上皮细胞等3）游走型细胞：神经胶质细胞4）多形型细胞：神经组织细胞2.悬浮型：如癌细胞和血液白细胞体外培养细胞类型组织培养细胞的生长和增殖1.原代培养（PrimaryCulture）阶段：原代培养也称初代培养，严格的说即从体内取出组织接种培养到第一次传代阶段，但实际上，通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养，随不同的
