第四章 细胞培养与代谢调控课件.ppt

第四章细胞培养与代谢调控第四章细胞培养与代谢调控

一、细胞培养概述细胞培养是指从体内组织分离细胞，模拟体内环境，在无菌、适当条件下使其生长繁殖一种技术。细胞培养的对象是单个细胞或细胞群。细胞培养影响的环境因素：营养、pH、渗透压、溶解氧、光照、剪切力等。第四章细胞培养与代谢调控

1、细胞培养发展简史及有关概念1907年，美国生物学家哈里森将蛙胚的神经组织培养在淋巴液中，保持存活了几周，并观察了神经突起的生长现象。被称为“细胞（组织）培养之父”。Carrel1912年提出无菌操作技术，1923年又设计了卡氏培养瓶。现在，细胞培养技术已经成为现代医学研究中的一项重要的手段。近年来，细胞培养技术在细胞生物学、分子生物学、遗传学、药理学、免疫学、老年学、肿瘤学和病毒学以及临床各学科领域中得到广泛的应用，并取得了丰硕成果。第四章细胞培养与代谢调控

1）细胞培养（cellculture）是指将组织取出后，用化学或物理的方法，将其分散成单个细胞在体外条件下进行培养。细胞在培养的过程中不再形成组织。培养物是单个细胞或细胞群。从广义上讲，体外(invitro)培养包括所有结构层次的培养，即器官培养、组织培养和细胞培养。2)组织培养（tissueculture）指从体内取出组织，在体外模拟体内生理条件，在无菌、适当温度和一定营养条件下，使之生存和生长并维持其结构和功能的方法。此时可能有组织分化并保持组织的结构与功能。培养物是组织碎块或器官的一部分。第四章细胞培养与代谢调控

3）器官培养（organculture）指器官的胚芽、整个器官在体外条件下的保存或生长，此时亦能有器官的分化并保持器官的立体结构和功能。实际上，在体外培养时，无论采用什么方法和条件，培养的主要成份仍然是细胞。另外，细胞培养也并不意味着细胞彼此是独立的，细胞在培养中的生命活动和体内细胞一样，仍然是相互依存，呈现一定的“组织”特性。所以组织培养和细胞培养并无严格区别，常用作同义语使用。第四章细胞培养与代谢调控

4）原代培养(primaryculture)将机体取出的细胞或组织进行实效（立即）培养的过程，又称初培养。初培养的细胞大约增殖10代左右，这样的细胞称为原代细胞。5）传代培养(passageculture)指从原代培养的细胞继续转接培养，又称继代培养。第四章细胞培养与代谢调控

6）细胞系（cellline）由原代培养产生的能进行无限次传代培养的细胞群即成细胞系。此时细胞发生了遗传突变，染色体呈亚二倍体或非整倍体，失去接触抑制特性。目前常用的细胞系有：3T3（小鼠胚胎成纤维细胞）；CHO（正常中国仓鼠卵巢细胞）；L（小鼠肿瘤细胞）；BHK（叙利亚仓鼠肾）；Hela（人宫颈癌细胞)7）细胞株（cellstrain）原代培养细胞能顺利传代，且保持原来染色体的二倍体数量和接触抑制行为，把这种传代细胞称为细胞株。8）克隆（clone）又称无性繁殖系或无性系，指由一个细胞或共同祖先通过有丝分裂所产生的遗传特性一致的细胞群或生物群，亦指DNA片段群第四章细胞培养与代谢调控

二、细胞培养的操作方式根据细胞培养时营养成分添加以及培养液与细胞收集方式的不同，细胞培养有：分批式、流加式、半连续式、连续式和灌流式5种操作方式。第四章细胞培养与代谢调控

1、分批式培养分批培养是指细胞和培养基一次性加入到培养容器或生物反应器内进行培养，在培养过程中培养液体积不变，不添加营养成分，待细胞增长和产物积累到适当时间，一次性收获细胞、产物和培养液的方法。特点：（1）操作简单，培养周期短。（2）直观反映细胞生长代谢过程。（3）可直接放大。缺点：不能控制底物浓度、细胞容易老化、生长周期短、效率低等第四章细胞培养与代谢调控

2、流加式培养分批培养是指在分批培养过程中，间歇或连续地不加一种或多种营养成分的培养方法。与分批培养相比，其具有以下优点：（1）可根据细胞生长速率、营养消耗情况，保证合理、充足的营养。（2）可以减少产物反馈抑制，排除有害代谢产物积累带来的细胞损伤。细胞不易老化。（3）可以避免在分批培养终因一次投料过多造成的底物抑制等影响，改善培养液流体学性质。（4）可以延长指数生长期，从而提高细胞密度，延长细胞培养周期。产物浓度较高，又能实现连续收获。单一补料，反复补料。第四章细胞培养与代谢调控

3、半连续式培养半连续式培养又称重复分批式培养或换液培养在细胞增长和产物形成过程中，每隔一段时间从中取出部分培养液或者细胞，剩余的细胞作为种子，再用新的培养液补足到原体积，是反应期内的总体积不变。每次稀释培养体积的1/2~