课程内容：
《动物细胞工程》
动物细胞工程常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础。
2.2.1动物细胞培养和核移植技术
在治疗烧伤病人时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对一个大面积烧伤的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源不足，而且会产生排异反应。那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤呢？
许多动物的细胞能够分泌蛋白质，如抗体等。但是，单个细胞产生的蛋白质量是很少的，怎样才能获得大量的分泌蛋白呢？
细胞工程中的动物细胞培养技术为解决这些问题找到了出路。
动物细胞培养
动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。那么，动物细胞培养的过程是怎样的？培养时又需要提供哪些必要的条件呢？
动物细胞培养的过程
成块的组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了细胞的生长和增殖，因此，进行细胞培养时，首先将组织分散成许多单个细胞。方法是从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰岛白酶或胶原白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞。然后，用培养液将分散的细胞稀释制成细胞悬液，再将细胞悬液放入培养瓶内，置于适宜环境中培养。悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。培养贴附性细胞时，细胞要能够贴附于底物上才能生长增殖，这就要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒，易于贴附。以后，细胞进行有丝分裂，数量不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养。
贴满瓶壁的细胞需要重新用胰岛蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖。这样的培养过程通常被称为传代培养。传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了。一般来说，细胞在传至10-50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核可能会发生变化。当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性，这些细胞已经发生了突变，正在朝着等同于癌细胞的方向发展。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。
动物细胞培养的条件
一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件。
无菌、无毒的环境 首先应保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
营养 细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同，例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
温度和ph 细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜。多数细胞生存的适宜ph为7.2-7.4 。
气体环境 细胞培养所需气体主要由O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的PH。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
动物细胞培养技术的应用
动物细胞培养技术有很多用途。许多有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，因此，基因工程也离不开动物细胞的培养。培养的动物细胞还可以用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。科学家培养正常或各种病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物等，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
动物体细胞核移植技术和克隆动物
离体的植物组织或细胞在适当的培养条件下可发育成完整的植株，那么，是否能用类似的方法，使动物的细胞发育成一个完整的个体呢？例如，能不能用高产奶牛的一个体细胞，培育出一头高产奶牛呢？
我们已经知道，高度分化的植物组织仍保持着全能性，但动物细胞与植物细胞不同，动物细胞的全能性会随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能逐渐变弱。因此，目前还不能用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体，用动物体细胞克隆的动物，实际是通过核移植来实现的。
动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
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。由于动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度也就明显高于胚胎细胞核移植。
体细胞核移植的过程
应用体细胞核移植技术，我国已成功地克隆了牛、羊等多种哺乳动物。下面以克隆高产奶牛为例，来说明体细胞核移植的大致过程。
体细胞核移植技术的应用前景
体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生，以及其他领域有着广泛的应用前景。在畜牧生产中，利用体细胞克隆技术可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育；在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。
在医药卫生领域，转基因克隆动物可以作为生物反应器，生产许多珍贵的医用蛋白；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体；人的核移植胚胎干细胞经过诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。此外，研究克隆动物和克隆细胞可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程；用克隆动物做疾病模型，能使人们更好的追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
体细胞核移植技术存在的问题
尽管体细胞核移植技术已经在许多种动物中获得成功，但其成功率仍然非常低，产下的活克隆动物占移植克隆胚胎的比率平均不到10%。克隆技术的各个环节也有待进一步改进。此外，一些人士指出，绝大多数克隆动物还存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等。对克隆动物食品的安全性问题也存有争议。总之，体细胞核移植技术的研究仍在继续深入，人类对克隆技术的应用还有许多问题需要解决。期待在不远的将来，克隆技术能更好地造福于人类。
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李老师
女，中教中级职称
课堂上善于激发学生的情感，注重培养学生的兴趣。
