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文檔簡介

第二章

細胞工程

第三節(jié)

動物細胞工程及其應用選擇性必修3高中生物學(2019蘇教版)第3課時動物細胞融合技術及其應用、干細胞技術及其應用核心素養(yǎng)學習目標01素養(yǎng)要求021.闡明動物細胞融合技術的概念,舉例說出誘導動物細胞融合的方法。2.概述單克隆抗體的制備過程。3.概括干細胞的類型和特點。4.簡述干細胞在生物醫(yī)學工程中有廣泛的應用價值。1.科學思維:建立模型——動物細胞融合的方法和單克

隆抗體制備的基本操作流程。2.社會責任:認同單克隆抗體在臨床上具有重要的應用

價值。認同干細胞技術在疾病治療和新藥研制和

開發(fā)等方面有廣泛的應用價值和優(yōu)勢。植物體細胞雜交植物細胞融合植物組織培養(yǎng)溫故而知新植物體細胞雜交技術跨越不同種植物之間生殖隔離的屏障,克服遠緣雜交不親和的障礙,培育出新的作物類型。

有沒有技術讓不同種動物的體細胞雜交,培育出集不同細胞優(yōu)勢于一身的動物細胞呢?

人——鼠細胞熒光標記融合實驗融合細胞細胞融合37℃40min正在融合的細胞紅色熒光染料標記膜蛋白綠色熒光染料標記膜蛋白人細胞小鼠細胞該實驗說明:細胞膜具有流動性溫故而知新01動物細胞融合技術一、動物細胞融合技術使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。形成具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息的雜交細胞

細胞膜的流動性1.概念:4.結果:2.原理:3.誘導方式物理法:離心、振動、電激化學法:聚乙二醇(PEG)生物法:滅活的病毒動物細胞融合特有自發(fā)融合

缺點:頻率極低。人為促進細胞融合①生物方法a.誘導物:滅活的病毒,如仙臺病毒、皰疹病毒、腮腺炎病毒等。動物細胞融合——誘導方法仙臺病毒紫外線滅活喪失感染活性(不感染細胞)保留融合活性(誘導細胞融合)★什么是病毒的滅活?滅活是指用物理或化學手段使病毒失去感染能力,但是并不破壞病毒的抗原結構?!餅槭裁茨苡脺缁畹牟《具M行動物細胞膜的融合?動物細胞融合所特有的融合方式用滅活的病毒誘導動物細胞融合過程:滅活的病毒顆粒黏附于細胞表面

↓細胞膜被病毒顆粒穿通↓

細胞膜連接↓細胞核融合,形成雜交細胞動物細胞融合——誘導方法滅活原理:滅活的病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞質膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細胞相互凝聚,細胞質膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布,細胞質膜打開,細胞發(fā)生融合b.誘導機理:病毒可以與細胞質膜發(fā)生作用,使細胞緊密凝集,直至融合。c.缺點:病毒進入細胞后,可能會對細胞的

產生一定的干擾。生命活動②化學方法a.誘導劑:聚乙二醇。b.局限性:有一定的毒性,對某些細胞(如卵細胞)不適用。③物理方法a.誘導方法:電場誘導融合法。b.優(yōu)點:對細胞傷害小,易操作、控制和觀察。動物細胞融合——誘導方法正在融合的淋巴細胞與骨髓瘤細胞正在融合的雞血細胞動物細胞融合一、動物細胞融合技術5.意義:突破了有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能。6.應用:(1)細胞融合技術已經成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。(2)利用動物細胞融合技術發(fā)展起來的雜交瘤技術,為制造單克隆抗體開辟了新途徑。至今,種間、屬間、科間,甚至動植物之間融合都已獲得了成功。生物種類細胞來源成功年代酵母菌—雞原生質體—血紅細胞1975年人—胡蘿卜腹水癌細胞—原生質體1976年人—小鼠纖維肉瘤細胞——畸胎瘤細胞1978年動物細胞A動物細胞B動物細胞_____________法誘導培養(yǎng)物理化學生物雜交細胞(單核)膜融合質融合①融合過程:細胞膜融合→細胞質融合→________融合。②細胞膜融合的過程體現出細胞質膜具有__________________。③融合后雜交細胞的特點:具有____________________,雜交細胞表現出兩個____________的特點。④融合后的雜交細胞經過________后仍能形成兩個完整的雜交細胞細胞核一定的流動性親本細胞有絲分裂動物細胞融合的過程兩種細胞的遺傳信息比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理步驟誘導融合的方法意義打破生殖隔離,實現遠緣雜交育種細胞膜的流動性細胞膜的流動性植物細胞的全能性纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁后,誘導原生質體融合,形成雜種細胞,再經植物組織培養(yǎng)形成雜種植株胰蛋白酶或膠原蛋白酶分散成單個細胞后,誘導細胞融合,形成雜交細胞化學融合法(聚乙二醇法)、物理融合法(電融合法)生物方法(病毒誘導)、化學方法(聚乙二醇誘導)、物理方法(電場誘導融合法)突破有性雜交的局限,使遠緣雜交成為可能;制備單克隆抗體植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較結果形成雜種植株形成雜種細胞,以生產細胞產品核心歸納植物體細胞雜交技術,可以跨越植物種屬間生殖隔離的屏障,培育出新的作物類型??茖W家經過長期的探索,也實現了用不同種動物的體細胞進行雜交。參考圖示,回答問題:情境探疑(1)動物細胞融合與植物原生質體融合所依據的原理是什么?提示:動物細胞融合與植物原生質體融合所依據的原理均為細胞膜的流動性。(2)與誘導植物原生質體融合相比,誘導動物細胞融合特有的方法是什么?提示:動物細胞融合特有的誘導方法是利用一些病毒(如仙臺病毒、皰疹病毒等)促使細胞融合。(3)動物細胞完成融合的標志是什么?提示:動物細胞融合時,先是細胞膜發(fā)生融合,然后是細胞核的融合。當兩個細胞核融合后形成具有單核的雜交細胞,則標志著動物細胞融合的完成。(4)融合形成的雜交細胞在遺傳上有什么特點?提示:雜交細胞具有兩個(或多個)細胞的遺傳信息,能表現出兩個(或多個)親本的性狀。情境探疑(1)細胞融合體現了細胞質膜的流動性(

)(2)通過誘導只能使同物種細胞發(fā)生融合,而不能使不同物種的細胞之間發(fā)生融合(

)(3)與植物原生質體融合相比,動物細胞融合特有的誘導方法有聚乙二醇(PEG)誘導融合法、滅活的病毒誘導融合法(

)(4)二倍體動物細胞融合后的雜種細胞仍然是二倍體細胞(

)(5)動物細胞融合過程中既有細胞膜融合也有核的融合。()(6)有的病毒經滅活處理后,可用于細胞工程中介導動物細胞的融合。()自查自糾√×××√√1.對比動物細胞融合和植物體細胞雜交技術,下列論述合理的是A.均可使用PEG、電融合或滅活病毒誘導細胞融合B.兩者都可以跨越種屬間的生殖隔離C.兩者都可以體現細胞的全能性D.在適宜的條件下,均可產生完整個體及時反饋知識落實B典例應用2.下列關于動物細胞融合與植物體細胞雜交技術的說法,正確的是(

)A.基本原理相同B.誘導細胞融合的方法相同C.細胞融合前的處理過程相同D.融合后都需要進行篩選典例應用D3.一系列實驗證明細胞膜具有流動性,熒光抗體免疫標記實驗就是其中的一個典型例子。下圖表示了人、鼠細胞融合的過程,研究中分別將帶有綠色熒光、能與人體細胞膜上HLA抗原特異性結合的抗體和帶有紅色熒光、能與小鼠細胞膜上H2抗原特異性結合的抗體放入細胞培養(yǎng)液中,對人、鼠細胞進行標記。下列有關該實驗的敘述,錯誤的是(

)A.要使實驗現象明顯,可以適當提高細胞培養(yǎng)液的溫度B.選取不同生物細胞進行融合是因為不同生物細胞表面抗原差異較大C.實驗表明不同種生物細胞可以雜交,而同種生物細胞不能進行融合D.實驗結果可以直接證明細胞膜上的蛋白質分子可以運動典例應用c4.基因型為Aa與基因型為Bb的動物體細胞混合,用滅活的病毒處理后,不可能獲得下列哪種基因型的細胞A.AAaa B.AaBbC.Aabb D.BBbbC典例應用02生產單克隆抗體抗原

動物體內刺激漿細胞抗體抗原不純抗體不純傳統(tǒng)抗體制備方法及缺陷①是含有多種抗體的

抗體。②不能

地對付某一類病原體。③治療效果不佳?;旌蠈R恍韵騽游矬w內反復注射某種抗原,使動物產生抗體,然后從動物血清中分離所需抗體。早期獲得抗體的方法:產量低,純度低,制備的抗體特異性差、反應不靈敏缺點:

①體內產生的特異性抗體種類多達百萬種以上②每個B淋巴細胞只分泌一種特異性的抗體1)科學家發(fā)現:單克隆

抗體

一個B淋巴細胞

抗體細胞群克隆如何獲得大量、單一的抗體?體外培養(yǎng)時,一個B淋巴細胞不能無限增殖2)需解決問題:3)遺憾:如何解決這一難題?如何解決傳統(tǒng)抗體制備的缺陷?積極思維一個極富創(chuàng)造力的方案:動物細胞融合雜交細胞動物細胞培養(yǎng)單克隆抗體雜交瘤細胞既能迅速大量增殖,又能產生專一抗體骨髓瘤細胞(癌細胞)能無限增殖一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體1975年,米爾斯坦和柯勒1984年,諾貝爾生理學或醫(yī)學獎單克隆抗體制備的過程單克隆抗體制備的過程注射特定的抗原培養(yǎng)骨髓瘤細胞從脾中提取B淋巴細胞多種骨髓瘤細胞誘導融合將骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合能產生抗體,但不能大量增殖不能產生抗體,但能大量增殖PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法多種雜交細胞:未融合的細胞B-骨、骨-骨、B-B、第一次篩選:用特定的選擇培養(yǎng)基在該培養(yǎng)基上,未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞才能生長雜交瘤細胞:(既能迅速大量增殖,又能產生抗體)第二次篩選:克隆化培養(yǎng)、抗體檢測(可進行多次)每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞克隆化培養(yǎng)多孔細胞培養(yǎng)板(能產生所需抗體的雜交瘤細胞)單克隆抗體制備的過程抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞(分泌的抗體能與特定抗原結合)注射到小鼠腹腔內體外培養(yǎng)單克隆抗體從細胞培養(yǎng)液中提取從小鼠腹水中提取(能產生所需抗體的雜交瘤細胞)單克隆抗體制備的過程(1)如何得到效應B淋巴細胞?(2)如何誘導融合?(3)細胞兩兩融合后,有哪些融合細胞類型?(4)如何篩選出雜交瘤細胞?(5)第二次篩選的雜交瘤細胞有什么特點?(6)融合后的細胞,在培養(yǎng)時通過什么方式進行繁殖?細胞中染色體數目與淋巴細胞相比有何不同?(7)篩選過程中對細胞克隆培養(yǎng)時,在特定培養(yǎng)基上使每個孔只有一個細胞的目的是什么?(8)如何大規(guī)模培養(yǎng)雜交瘤細胞?如何提???體外培養(yǎng)的條件?(9)制備單克隆抗體時,不直接用經過免疫的B淋巴細胞(漿細胞)獲得單克隆抗體的原因是什么?(10)單克隆抗體制備過程中用到的技術手段有哪些?單克隆抗體制備的過程(1)如何得到B淋巴細胞(漿細胞)?(2)如何誘導融合?(3)細胞兩兩融合后,有哪些融合細胞類型?注射特定的抗原蛋白,從而獲得B淋巴細胞。該細胞能產生特異性抗體加入聚乙二醇(PEG)、滅活病毒、電激等B-B、B-瘤(雜交瘤細胞)、瘤-瘤B淋巴細胞(漿細胞)單克隆抗體制備的過程B淋巴細胞(漿細胞)單克隆抗體制備的過程

(4)如何篩選出雜交瘤細胞和產生特異性?

①兩次篩選,目的不同

第一次篩選目的:獲得雜交瘤細胞。第二次篩選目的:獲得能產生所需單一抗體的雜交瘤細胞。

②兩次篩選方法和原理是不相同。第一次篩:方法:用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞原理:選擇培養(yǎng)基只允許雜交瘤細胞生長、增殖,未融合的親本細胞和融合了同種核的細胞不能生存第二次篩選:方法:克隆化培養(yǎng)、抗體檢測(專一抗體檢驗呈陽性的細胞)原理:無性繁殖、抗原-抗體雜交①細胞合成DNA有兩條途徑,正常細胞內兩種途徑都有,若全合成途徑被阻斷,可以通過補救合成途徑合成DNA;②骨髓瘤細胞不能合成轉化酶和激酶,因此只能進行全合成途徑;③全合成途徑能被氨基喋呤(A)阻斷;④次黃嘌呤(H)、胸腺嘧啶(T)是補救合成途徑的原料;⑤無增殖能力的細胞在培養(yǎng)基中存活僅5-7天,細胞的多聚體也容易死去;將誘導融合后的細胞接種于HAT培養(yǎng)基后兩周,則細胞生存狀況及原因為:B細胞和B-B細胞________________________________________骨髓瘤細胞和瘤-瘤細胞__________________________________________雜交瘤細胞_____________________________________________死亡;能進行補救合成途徑,但是無增殖能力;死亡;兩種途徑均無法進行,無法合成DNA,無法增殖;存活;能進行補救合成途徑,能合成DNA,可大量增殖;補充了解——HAT選擇培養(yǎng)基的篩選原理多孔細胞培養(yǎng)板怎樣二次篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細胞?將雜交瘤細胞群稀釋,約每孔1個進行培養(yǎng)(克隆化培養(yǎng))一段時間后,檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體上清液可與特定抗原結合的培養(yǎng)孔為陽性孔抗體檢測板單克隆抗體制備的過程抗體檢測板多孔細胞培養(yǎng)板稀釋單個細胞克隆化培養(yǎng)專一抗體檢驗呈陽性的細胞再次篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細胞:

克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測B淋巴細胞(漿細胞)單克隆抗體制備的過程(5)第二次篩選的雜交瘤細胞有什么特點?(6)融合后的細胞,在培養(yǎng)時通過什么方式進行繁殖?細胞中染色體數目與淋巴細胞相比有何不同?

(7)篩選過程中對細胞克隆培養(yǎng)時,在特定培養(yǎng)基上使每個孔一個細胞的目的是什么?

融合了兩個親本細胞的特征,既能迅速大量繁殖,又能產生專一抗體

有絲分裂。融合后細胞內染色體數目加倍。使每個孔內不多于一個細胞,達到單克隆培養(yǎng)的目的(或單一細胞培養(yǎng)以保證抗體的純度)。B淋巴細胞(漿細胞)單克隆抗體制備的過程(8)如何大規(guī)模培養(yǎng)雜交瘤細胞?如何提???體外培養(yǎng)的條件?(9)制備單克隆抗體時,不直接用經過免疫的B淋巴細胞(漿細胞)獲得單克隆抗體的原因是什么?(10)單克隆抗體制備過程中用到的技術手段有哪些?

體內培養(yǎng):注入小鼠腹腔內增殖體外培養(yǎng):細胞培養(yǎng)液體外培養(yǎng)條件:葡萄糖、氨基酸。促生長因子、無機鹽、血清或血漿等天然成分

漿細胞高度分化,不能增殖

動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合單克隆抗體的制備過程誘導融合選擇培養(yǎng)基克隆化培養(yǎng),專一抗體檢驗體外培養(yǎng)或小鼠腹腔內增殖動物細胞融合動物細胞培養(yǎng)給小鼠注射特定的抗原蛋白B淋巴細胞(免疫)骨髓瘤細胞雜交細胞雜交瘤細胞單克隆抗體能分泌所需抗體的雜交瘤細胞第一次篩選第二次篩選03單克隆抗體的應用①制備單克隆抗體

,其優(yōu)點是對腫瘤細胞有較好的

殺傷作用。②由于單克隆抗體可以高度

地識別抗原,它在

上也有一定的臨床價值。③利用單克隆抗體進行

,其目的是利用

的單克隆抗體在體內顯示腫瘤

,用以指導手術范圍。靶向制劑選擇性特異性疾病診斷導向手術同位素標記位置單克隆抗體的應用1)診斷試劑——最廣泛應用抗原-抗體雜交法抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體比原來診斷方法提前了10d左右,準確率在90﹪以上。具有準確、高效、簡易、快速特點診斷優(yōu)點:單克隆抗體的應用實例乙肝測定試劑艾滋病檢測試劑單克隆抗體的應用實例(主要用于癌癥治療)如:單克隆抗體+藥物=“生物導彈”2)用于治療疾病和運載藥物優(yōu)點:位置準確、療效高、副作用小結合同位素的單抗(“生物導彈”—單抗導向,藥物為彈頭)單克隆抗體的應用實例1.細胞內DNA的合成一般有兩條途徑,主要途徑是在細胞內由糖和氨基酸合成核苷酸,進而合成DNA,而氨基喋呤可以阻斷此途徑。輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下,經酶的催化作用合成DNA,而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。如何利用DNA合成途徑不同的特點配制培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞?請說明原理。提示:在培養(yǎng)基中加氨基喋呤就可以篩選出雜交瘤細胞。因為培養(yǎng)基中加入氨基喋呤后,骨髓瘤細胞和兩兩融合的骨髓瘤細胞由于其唯一的DNA合成途徑被氨基喋呤阻斷而不能增殖。B淋巴細胞本身不增殖,兩兩融合的B淋巴細胞也不增殖,只有雜交瘤細胞通過輔助途徑合成DNA進行增殖。情境探疑2.非洲豬瘟病毒(ASFV)可引起豬嚴重疫病,呈現高發(fā)病率和死亡率、高熱和全身出血等特征,對全球養(yǎng)豬業(yè)造成了巨大經濟損失。至今尚無有效的商品化疫苗和治療方法,早期診斷是控制該病的重要方法之一。為制備非洲豬瘟病毒(ASFV)p30蛋白的單克隆抗體,以原核表達的重組p30蛋白為免疫原免疫6~8周齡雌性BALB/c小鼠,3次免疫后分離小鼠脾細胞并將其與SP2/0細胞進行融合,通過篩選獲得2株能穩(wěn)定分泌抗ASFVp30蛋白單克隆抗體的雜交瘤細胞株。2株單克隆抗體均能與ASFV感染的豬肺泡巨噬細胞發(fā)生特異性反應。實驗結果為p30蛋白生物學和診斷方法研究提供了技術支持。根據資料回答相關問題:(1)p30蛋白為免疫原免疫6~8周齡雌性BALB/c小鼠的操作目的是什么?提示:刺激小鼠產生相應的漿細胞。情境探疑(2)3次免疫后分離小鼠脾細胞的目的是獲得什么細胞?要將其與SP2/0細胞進行融合的目的是獲得什么細胞?該細胞有什么特點?提示:目的是獲得分泌特異性抗體的漿細胞。與SP2/0細胞進行融合的目的是獲得雜交瘤細胞。雜交瘤細胞既能分泌專一性抗體又能無限增殖。(3)該實驗結果說明抗ASFVp30蛋白單克隆抗體有什么具體應用?其特點是什么?提示:該單克隆抗體可用于非洲豬瘟的早期診斷。其特點是靈敏、準確,可以大量制備。情境探疑3.根據資料,回答問題。資料使用高效的細胞毒素類藥物進行化療可以有效殺傷腫瘤細胞。但細胞毒素沒有特異性,在殺傷腫瘤細胞的同時還會對健康細胞造成傷害,這限制了它在臨床上的應用??贵w—藥物偶聯物(antibody-drugconjugate,ADC)通過將細胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結合,實現了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。ADC通常由抗體、接頭和藥物(如細胞毒素)三部分組成,它的作用機制如右圖所示。情境探疑(1)據圖分析ADC進入腫瘤細胞的方式是什么?需不需要能量?胞吞;需要能量。(2)ADC的抗體和藥物各具有什么作用?抗體具有靶向運輸作用;藥物具有治療作用。(3)ADC與傳統(tǒng)的化療相比較具有什么優(yōu)勢?ADC協同發(fā)揮了抗體特異性識別的靶向作用和細胞毒素對腫瘤細胞的殺傷作用,具有靶點清楚、毒副作用小的優(yōu)點。情境探疑單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較比較項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種融合細胞,還有未融合的細胞等由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以經選擇培養(yǎng)獲得的雜交細胞中有能產生其他抗體的細胞篩選目的篩選出雜交細胞篩選出能分泌特定抗體的雜交細胞篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選;未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡,只有融合的雜交細胞才能生長用96孔板培養(yǎng),在每一個孔中盡量只接種一個雜交細胞的情況下進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經多次篩選得到足夠數量的能分泌特定抗體的細胞核心歸納(1)漿細胞與骨髓瘤細胞融合后需要進行篩選(

)(2)實驗室制備單克隆抗體可通過動物體內培養(yǎng)或體外培養(yǎng)兩種途徑獲得(

)(3)要提取單克隆抗體必須要破碎細胞(

)(4)雜交瘤細胞制備可用滅活的仙臺病毒誘導細胞融合。()(5)骨髓瘤細胞經免疫處理,可直接獲得單克隆抗體()(6)單克隆抗體制備要從已免疫的小鼠脾臟中獲得T淋巴細胞。()(7)用特定的抗原對小鼠進行免疫后,從小鼠脾臟中只能得到一種B淋巴細胞。()(8)單克隆抗體是單個B淋巴細胞增殖并產生的抗體。()自查自糾√√×√××××5.下圖是一種“生物導彈”的作用原理示意圖,沒有與腫瘤細胞結合的“生物導彈”一段時間后被機體清除。阿霉素是一種抗腫瘤藥,可抑制DNA和RNA的合成,對正常細胞也有一定毒性。下列說法不正確的是A.單克隆抗體是由雜交細胞合

成和分泌的B.活化阿霉素能抑制細胞中的

DNA復制和轉錄過程C.在治療中,應先注射非活化

磷酸阿霉素再注射生物導彈D.單克隆抗體特異性強,能減輕阿霉素對正常細胞的傷害c典例應用6.下列有關單克隆抗體制備過程的敘述錯誤的是A.過程①注射一種滅活病毒可使

小鼠體內產生漿細胞B.過程②形成的兩兩融合細胞只

有圖中所示的類型C.過程③采用抗原—抗體反應進

行特定雜交細胞的篩選D.過程④獲得的全部雜交細胞都只能產生同一種抗體B典例應用03干細胞技術1.概念:干細胞是指動物(包括人)胚胎及某些器官中同時具有

和_____能力的細胞。2.特點:干細胞在形態(tài)上具有共性,通常呈

形或橢圓球形,細胞體積

,核相對較

。預習新知

夯實基礎自我更新分化圓球小大干細胞技術3.類型胚胎全能單能(專能)干細胞技術按發(fā)育階段劃分干細胞的類型:(1)胚胎干細胞(簡稱ES細胞)①分布:存在于

中早期胚胎②特點:

具有分化為成年動物體內的任何一種類型的細胞,并進一步形成機體的所有組織和器官甚至個體的潛能③應用實例:ES細胞在體外分化成心肌細胞、神經元細胞和造血干細胞等干細胞技術

骨髓中的___________、神經系統(tǒng)中的__________、睪丸中的___________等;(2)成體干細胞①分布:存在于________________中成體組織或器官內②舉例:造血干細胞神經干細胞精原干細胞③特點:

一般認為,成體干細胞具有組織特異性,只能分化成特定的細胞或組織,不具有發(fā)育成完整個體的能力④發(fā)現最早、研究最多的、應用最成熟的實例:_____________主要存在于成體的_____、_______和______中造血干細胞骨髓外周血臍帶血干細胞技術完整個體多種基底層成肌按分化潛能劃分干細胞的類型:干細胞技術04干細胞的應用

治療神經組織損傷和神經系統(tǒng)退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病等)

治療白血病及一些惡性腫瘤放療或化療后引起的造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)功能障礙等疾病

有著自我更新能力及分化潛能的干細胞,與組織、器官的發(fā)育、再生和修復等密切相關。干細胞的應用(1)應用原理:(2)應用實例:造血干細胞:神經干細胞:

干細胞將在再生醫(yī)學、藥物安全性與有效性檢測等領域發(fā)揮大作用。(3)應用展望:移植取成纖維細胞等iPS細胞轉入相關因子細胞發(fā)生轉化分化胰島細胞神經元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖

可治療鐮狀細胞貧血癥,在治療阿爾茲海默病、心血管疾病等領域的研究也取得了新進展干細胞的應用誘導多能干細胞(iPS細胞)(1)胚胎干細胞的局限性:

胚胎干細胞必須從_____中獲取,涉及________;因而限制了在醫(yī)學上的應用。胚胎倫理問題(2)誘導多能干細胞概念:

通過體外誘導小鼠成纖維細胞,獲得了類似胚胎干細胞的一種細胞,稱為誘導多能干細胞,簡稱iPS細胞。誘導方法:①將特定基因或特定蛋白導入細胞(成纖維細胞以及已分化的T細胞、B細胞均可);②用小分子化合物誘導形成。干細胞的應用(3)誘導多能干細胞優(yōu)點:①誘導過程無須破壞胚胎;②iPS細胞可以來源于病人自身的體細胞,將它移植回病人體內后,理論上可以避免免疫排斥反應。干細胞的應用人的核移植胚胎干細胞經誘導分化,形成相應的組織、器官后,可用于組織器官的移植。干細胞的應用干細胞技術應用于疾病治療(1)研究表明,神經系統(tǒng)疾病、糖尿病、心臟疾病、腎臟疾病、肝臟疾病和癌癥等許多疾病,都有望借助干細胞技術得到治療。并且自身干細胞的移植可避免產生

反應。(2)利用干細胞具有

的特性,人們在體外培養(yǎng)環(huán)境中給予干細胞一定的誘導條件,就可以將其

分化為特定類型的細胞。將這些特定細胞進一步培養(yǎng),可以移植至機體相應的病變區(qū)域,使其代替原本失去功能的病變組織細胞,從而達到治療相應疾病的目的。免疫排斥多分化潛能定向干細胞的應用(3)干細胞移植技術能再造出全新的、正常的甚至更年輕的細胞、組織或器官,通過采集

、骨髓或

血,利用專用的干細胞分離液,提取、純化后得到的干細胞可應用于臨床醫(yī)學。(4)2001年,我國成立了

。外周血臍帶中華骨髓庫干細胞的應用干細胞技術應用于新藥研制和開發(fā)(1)胚胎干細胞可分化出任何組織類型的正常細胞,這為開發(fā)新藥提供大量的

,大大減少了新藥研究所需的動物

,降低了研究

,也改進了研發(fā)藥品及其安全性檢驗的方法。(2)利用人類干細胞或用干細胞培養(yǎng)出來的組織、器官測試各種藥物的藥效、

,會比用其他動物更能反映人體的狀況,這可能發(fā)展成為一種新的藥物篩選模式。(3)對人胚胎干細胞的研究,可以幫助人們理解復雜的人體發(fā)育過程,并促進人對胚胎發(fā)育的基礎研究,揭示人的

及影響其發(fā)育的因素。標本數量成本毒理特性發(fā)育機制干細胞的應用情境探疑下圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖。請據圖回答下列問題:(1)圖中胚胎干細胞、造血干細胞和成肌細胞,從分化潛能上來說,分別屬于什么細胞?胚胎干細胞屬于全能干細胞,造血干細胞屬于多能干細胞,成肌細胞屬于

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