核移植和动物克隆.ppt

核移植和核移植和动物克隆物克隆高产奶牛的获得高产奶牛的获得胚胎核移植和体细胞克隆胚胎核移植和体细胞克隆1、定义、定义：动物核移植是将动物的动物核移植是将动物的一个细胞的一个细胞的细胞核细胞核,移入一个已经移入一个已经去掉细胞核的去掉细胞核的卵细胞卵细胞中中.使其重组使其重组并发育成一个并发育成一个新的胚胎新的胚胎,这个新的这个新的胚胎最终发育为胚胎最终发育为动物个体动物个体.3、分类：分类：胚胎核移植、体细胞核移植。胚胎核移植、体细胞核移植。胚胎细胞分胚胎细胞分化程度低，恢化程度低，恢复其全能性相复其全能性相对容易。对容易。动物体细动物体细胞分化程度高，胞分化程度高，恢复其全能性恢复其全能性十分困难十分困难2、原理：原理：动物细胞核具有全能性动物细胞核具有全能性 为什么要用为什么要用去核的减数去核的减数第二次分裂第二次分裂中期细胞？中期细胞？融合方法：融合方法：电刺激电刺激胚胎移植胚胎移植至代孕受体至代孕受体内内 妊娠、分娩妊娠、分娩胚胎核移植流程胚胎核移植流程供体：优质高产奶牛供体：优质高产奶牛受体：普通奶牛受体：普通奶牛 1、体积大，易操作。、体积大，易操作。2、含有促使细胞核表、含有促使细胞核表达全能性的物质和营达全能性的物质和营养条件。养条件。1996年年7月月5日，英国科学家伊恩日，英国科学家伊恩维尔穆特维尔穆特博士博士用一个成年羊的体细胞成功的克隆出了一只小羊。用一个成年羊的体细胞成功的克隆出了一只小羊。这只小羊与它的这只小羊与它的“父亲父亲”一模一样。动物的繁衍一一模一样。动物的繁衍一般都要经过有性繁殖过程，要使它们能够无性繁殖，般都要经过有性繁殖过程，要使它们能够无性繁殖，必须经过复杂的操作程序。必须经过复杂的操作程序。1.动物细胞克隆的关键技术是动物细胞克隆的关键技术是2.动物细胞克隆的原理是动物细胞克隆的原理是4、体细胞核移植过程、体细胞核移植过程-动物克隆动物克隆-无性繁殖无性繁殖黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核技术：细胞核移技术：细胞核移植植重组细胞重组细胞融合方法融合方法早期重组胚胎早期重组胚胎胚胎移植胚胎移植另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利特别注意：克隆动特别注意：克隆动物性状与供体动物完物性状与供体动物完全一样吗？全一样吗？不可能！因为：不可能！因为：一、供体动物只提供细胞核，一、供体动物只提供细胞核，而细胞质中的遗传物质（如而细胞质中的遗传物质（如线粒体线粒体DNA）来自于受体）来自于受体卵细胞卵细胞.二、生物的性状不仅与遗传二、生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。物质有关，还受环境的影响。供体供体受体受体代孕代孕受体受体细胞培养细胞培养黑面绵羊去黑面绵羊去核卵母细胞核卵母细胞白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核a重组细胞重组细胞电刺激电刺激早期重组胚胎早期重组胚胎b另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利1、写出、写出ab所代表细胞工程名称：所代表细胞工程名称：a表示：表示：b表示表示:2、实施细胞工程时，所需、实施细胞工程时，所需受体细胞大多采用卵细胞的受体细胞大多采用卵细胞的原因：原因：体积大，易操作。含有促使细胞核体积大，易操作。含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。表达全能性的物质和营养条件。3 3、多利面部毛色是：、多利面部毛色是：根据遗传学原理说明判断依据。根据遗传学原理说明判断依据。4 4、若黑面绵羊的基因型为、若黑面绵羊的基因型为AA,AA,白白面绵羊的基因型为面绵羊的基因型为aaaa，则克隆羊，则克隆羊的基因型为的基因型为 核移植核移植胚胎移植胚胎移植白色白色多利全部的核基因都来自白面绵羊多利全部的核基因都来自白面绵羊aa前景前景1、加快家畜遗传改良进程、加快家畜遗传改良进程2、保护频危物种、保护频危物种3、器官移植、器官移植4、利用生物反应器生产生物蛋白、利用生物反应器生产生物蛋白意义意义 在克隆动物种间杂繁殖障碍在克隆动物种间杂繁殖障碍,创造新物种等创造新物种等方面有科学意义和潜在的经济价值方面有科学意义和潜在的经济价值.存在问题存在问题成功率低成功率低存在健康问题存在健康问题克隆人方面存在伦理问题克隆人方面存在伦理问题动物细胞融合动物细胞融合植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体原生质体A原生质体原生质体B原生质体融合原生质体融合杂合的原生质体杂合的原生质体再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞去分化去分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物体细胞杂交过程植物体细胞杂交过程 1970年，有两位科学家做了一个人鼠细胞融合的实验，以证明细胞膜的流动性。则，如何实现人鼠细胞的融合，动物细胞融合后还有什么用途呢？1 1、定义：、定义：指用自然或人工方法指用自然或人工方法使两个或多个不同的细胞融合使两个或多个不同的细胞融合成一个细胞的过程。成一个细胞的过程。一、动物细胞融合一、动物细胞融合细胞杂交：细胞杂交：不同基因型的细胞不同基因型的细胞之间的融合就是之间的融合就是细胞杂交细胞杂交。杂交细胞：杂交细胞：融合后形成的具有融合后形成的具有原来原来两个或多个细胞遗传信息两个或多个细胞遗传信息的的单核细胞单核细胞成为杂交细胞成为杂交细胞。细胞融合是正常的生命活动细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合两个细胞正在融合 受精作用受精作用请思考试管婴儿是什么回事请思考试管婴儿是什么回事 2、诱导融合的因素诱导融合的因素 生物法：生物法：灭活的病毒灭活的病毒诱导融诱导融合合.(.(这是由于这是由于病毒能改变细病毒能改变细胞膜上磷脂和蛋白质的分布胞膜上磷脂和蛋白质的分布。病毒外壳上的某些糖蛋白可能病毒外壳上的某些糖蛋白可能还有促进细胞融合的功能。还有促进细胞融合的功能。)化学法：化学法：聚乙二醇聚乙二醇PEGPEG物理法：物理法：电刺激电刺激融合融合病毒颗粒黏病毒颗粒黏 附细胞表面附细胞表面细胞膜连接细胞膜连接细胞膜被细胞膜被 病毒颗粒穿通病毒颗粒穿通细胞融合、形成杂种细胞细胞融合、形成杂种细胞3 3、动物细胞融合技术的应用、动物细胞融合技术的应用细胞融合技术突破了有性杂交细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。的局限，使远缘杂交成为可能。利用杂交瘤技术，制备单克隆利用杂交瘤技术，制备单克隆抗体。抗体。思考讨论：思考讨论：为什么细胞融合过程中使为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？不灭活行吗？用的病毒需要灭活？不灭活行吗？因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质因为灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合，不灭活的话会感染细胞。胞发生融合，不灭活的话会感染细胞。植物细胞杂交与动物细胞融合的比较植物细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合原理原理融合前处理融合前处理使用的酶使用的酶诱导方法诱导方法主要用途主要用途细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞的全能性细胞的全能性细胞膜的流动性细胞膜的流动性纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶胰蛋白酶胰蛋白酶 物理方法物理方法（离心、振荡、电激）离心、振荡、电激）化学方法（化学方法（PEG）物理、化学方法物理、化学方法灭活的病毒灭活的病毒获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合使细胞分散后使细胞分散后诱导细胞融合诱导细胞融合 动物细胞与组织培养动物细胞与组织培养 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体制备单克隆抗体制备 细胞核移植和体细胞克隆细胞核移植和体细胞克隆动物细胞工程动物细胞工程人们获得抗体的传统方法是人们获得抗体的传统方法是将抗原注入动物体将抗原注入动物体,然后从动物血清中提取抗体然后从动物血清中提取抗体这种方法的缺点是什么这种方法的缺点是什么效率低，产量有限，纯度低，动物抗体注入人体效率低，产量有限，纯度低，动物抗体注入人体可能产生严重的过敏反应。可能产生严重的过敏反应。能否用单个能否用单个B B淋巴细胞通过克隆形成的细胞群来产淋巴细胞通过克隆形成的细胞群来产生单一类型的抗体呢？生单一类型的抗体呢？B B淋巴细胞在体外不能无限增殖。淋巴细胞在体外不能无限增殖。单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备思考思考单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备极富创造性的方案极富创造性的方案 将能够产生特定抗体的将能够产生特定抗体的B B淋巴细胞淋巴细胞和和具有无限增殖能力的具有无限增殖能力的骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合在融合在一起，形成杂交瘤细胞。一起，形成杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既杂交瘤细胞既能在体外快速生长，又能持续分泌成分能在体外快速生长，又能持续分泌成分单一的特异性抗体单一的特异性抗体。这种单一类型的只。这种单一类型的只针对某一特定抗原决定簇的抗体分子，针对某一特定抗原决定簇的抗体分子，就是就是单克隆抗体。单克隆抗体。杂交杂交 细胞细胞灭活的病毒等手段灭活的病毒等手段小鼠骨髓瘤细胞小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞淋巴细胞经免疫的小鼠经免疫的小鼠提取提取杂交瘤细胞杂交瘤细胞第一次筛选第一次筛选用特定的用特定的选选择性培养基择性培养基第二次筛选第二次筛选能产生特定抗体、培养条件能产生特定抗体、培养条件下能无限增殖的杂交瘤细胞下能无限增殖的杂交瘤细胞体外培养体外培养注射到小鼠腹腔注射到小鼠腹腔提取单克隆抗体提取单克隆抗体问题强化：问题强化：1 1）、本过程利用了哪些原理？）、本过程利用了哪些原理？免疫原理，细胞融合原理和免疫原理，细胞融合原理和动物细胞培养原理动物细胞培养原理2 2）、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与）、为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B B细胞融合？细胞融合？这样融合成的这样融合成的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞，继承了继承了双双亲细胞亲细胞的遗传物质，不仅具有的遗传物质，不仅具有B B细胞分泌抗细胞分泌抗体的能力，体的能力，而且还有而且还有无限增殖无限增殖的本领，因的本领，因而可以获得大量单克隆抗体而可以获得大量单克隆抗体3）、为何要进行两次筛选？）、为何要进行两次筛选？第第1 1次筛选得到杂交瘤细胞（次筛选得到杂交瘤细胞（3 3种种,用用选择性培养基选择性培养基）。第）。第2 2次筛选得到能产生次筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞群。特异性抗体的杂交瘤细胞群。a、作为诊断试剂作为诊断试剂：在临床生化诊断、在临床生化诊断、病理组织定位、体内肿瘤的定位等病理组织定位、体内肿瘤的定位等,与与常规抗体相比常规抗体相比,具有具有准确、高效、简易、准确、高效、简易、快速快速特点特点.2 2、单克隆抗体的优点：、单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，可大量制备。特异性强，灵敏度高，可大量制备。3 3 3 3、单克隆抗体的应用、单克隆抗体的应用、单克隆抗体的应用、单克隆抗体的应用b、用于治疗疾病和运载药物用于治疗疾病和运载药物：主要用于癌症治疗。主要用于癌症治疗。生物导弹：生物导弹：抗癌细胞的单克隆抗体抗癌细胞的单克隆抗体+放射性放射性同位素同位素+化学药物或细胞毒素化学药物或细胞毒素。（单克隆抗。（单克隆抗体，准确找到癌细胞位置，原位杀死癌细体，准确找到癌细胞位置，原位杀死癌细胞。原理：胞。原理：抗原与抗体的特异性结合抗原与抗体的特异性结合）1、动物细胞工程技术的基础是：、动物细胞工程技术的基础是：（）（）A动物细胞融合动物细胞融合 B胚胎移植胚胎移植 C动物细胞培养动物细胞培养 D核移植核移植课堂练习课堂练习、在动物细胞融合和植物体细胞杂交的、在动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）比较中，正确的是（）A结果是相同的结果是相同的B杂种细胞的形成过程基本相同杂种细胞的形成过程基本相同C操作过程中酶的作用相同操作过程中酶的作用相同D诱导融合的手段相同诱导融合的手段相同 3.在用动物细胞融合技术制备单克隆抗体时，在用动物细胞融合技术制备单克隆抗体时，将抗原注射到小鼠体内，不能获得（将抗原注射到小鼠体内，不能获得（）AT淋巴细胞淋巴细胞 B效应效应B淋巴细胞淋巴细胞 C抗体抗体 D记忆细胞记忆细胞4.下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，不正确的下列关于单克隆抗体的制备和应用的叙述中，不正确的AB淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般需要灭活的仙淋巴细胞与骨髓瘤细胞的融合，一般需要灭活的仙台病毒或聚乙二醇诱导台病毒或聚乙二醇诱导 B融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生融合后形成的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单克隆抗体单克隆抗体C体外培养时，一个体外培养时，一个B淋巴细胞可以产生一种抗体，但淋巴细胞可以产生一种抗体，但 不能无限增殖不能无限增殖 D单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高优越性明显优越性明显A A B5、单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和、单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细交瘤细胞，在这种培养基上不能存活增殖的细胞是（胞是（）淋巴细胞淋巴细胞小鼠骨髓瘤细胞小鼠骨髓瘤细胞B淋巴细胞自身融合细胞淋巴细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞 A B C D CB体外培养体外培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞杂交瘤细胞足够数量的细胞群足够数量的细胞群注射到注射到小鼠腹腔小鼠腹腔AC6.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的下图为某同学根据杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌单克隆抗体的实验方案生产破伤风杆菌单克隆抗体的实验方案 3、图中、图中B为为_过程，常用过程，常用_作作为诱导剂，该细胞继承为诱导剂，该细胞继承_的遗传特的遗传特性，既能性，既能_,又能又能_。1、该实验方案的目的是、该实验方案的目的是_2、A是从小鼠的脾脏中取得是从小鼠的脾脏中取得_,该细胞能够产生该细胞能够产生_4、C过程指细胞培养，该过程包括过程指细胞培养，该过程包括_培养和培养和_培养两个阶段，其培养两个阶段，其中中_代以内的的细胞属于细胞株。代以内的的细胞属于细胞株。制备单克隆抗体制备单克隆抗体B细胞细胞抗体抗体细胞融合细胞融合灭活病毒灭活病毒双亲细胞双亲细胞分泌抗体分泌抗体无限增殖无限增殖原代原代传代传代507.19757.1975年，英国剑桥大学分年，英国剑桥大学分子生物学实验室的科勒和米子生物学实验室的科勒和米尔斯坦，把小鼠的淋巴细胞尔斯坦，把小鼠的淋巴细胞（脾细胞）和小鼠的骨髓瘤（脾细胞）和小鼠的骨髓瘤细胞融合起来，成为杂交瘤细胞融合起来，成为杂交瘤细胞，实现在体外大量生产细胞，实现在体外大量生产抗体的目的。实验过程如图抗体的目的。实验过程如图所示。所示。(1)(1)淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合成一个细胞，两种细胞膜也能膜也能“融合融合”在一起，说明细胞膜在一起，说明细胞膜 。具有一定的流动性具有一定的流动性(2)单克隆抗体的准确定义应为单克隆抗体的准确定义应为 ()A一类特殊抗体一类特殊抗体 B无性繁殖系无性繁殖系 C单一抗体细胞的无性繁殖产生的抗体单一抗体细胞的无性繁殖产生的抗体 D单一抗体细胞的有性繁殖系产生的抗体单一抗体细胞的有性繁殖系产生的抗体(3)杂交瘤细胞繁殖进行的是杂交瘤细胞繁殖进行的是_分裂，其遗分裂，其遗传性状传性状_。(4)单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原单克隆抗体注入体内后可以自动追踪抗原(病病原体或癌变细胞等原体或癌变细胞等)并与之结合，而绝不攻击任并与之结合，而绝不攻击任何正常细胞，故称为何正常细胞，故称为“生物导弹生物导弹”这是利用了这是利用了 _ 。有丝有丝不变不变C C抗体能与抗原发生特异性结合的特点抗体能与抗原发生特异性结合的特点8.下图是单克隆抗体制备过程示意图，据图回答：（1）图图中中A过过程是从小鼠的脾程是从小鼠的脾脏脏中取得中取得_细细胞，胞，该细该细胞能胞能够产够产生生_。从小鼠体内提取分离从小鼠体内提取分离该细该细胞之前，胞之前，应给应给小鼠注射小鼠注射_类类物物质质。（2）B过过程是一个程是一个_过过程，程，该过该过程的程的进进行需要行需要灭灭活的活的_或或_的的诱导诱导。效应效应B抗体抗体抗原抗原细胞融合细胞融合 病毒病毒 聚乙二醇聚乙二醇 资料整理仅供参考,用药方面谨遵医嘱