1、整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 细胞工程(Cell engineering):是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。转 基 因 动 物 (Transgenic Animals): 一 种 生 物 ( 通 常 是 老 鼠 ) , 将 外 来 基 因 转 入 其 体 内成 为 其 基 因 组 的 一 部 分 。 引 入 的 基 因 先 被 分 离 出 来 并 设 计 使 其 携 带 适 当 片 段 。 然 后 将 这段 基 因 注 入 受 精 卵试 管 婴
2、儿 : 采 用 人 工 方 法 让 卵 细 胞 和 精 子 在 体 外 受 精 , 并 进 行 早 期 胚 胎 发 育 , 然 后 移 植到 母 体 子 宫 内 发 育 而 诞 生 的 婴 儿 。性 别 控 制 (sex control): 通 过 对 动 物 的 正 常 生 殖 过 程 进 行 人 为 干 预 , 使 成 年 雌 性 动 物 产出 人 们 期 望 性 别 后 代人工器官:暂 时 或 永 久 性 地 代 替 身 体 某 些 器 官 主 要 功 能 的 人 工 装 置 。动 物 克 隆 : 动 物 克 隆 是 一 种 通 过 核 移 植 过 程 进 行 无 性 繁 殖 的 技 术
3、 。 发 育 早 期 的 动 物 胚 胎细 胞 , 或 成 年 动 物 的 体 细 胞 , 经 显 微 手 术 移 植 到 去 掉 细 胞 核 的 卵 母 细 胞 中 之 后 , 在 适 当的 条 件 下 , 可 以 重 新 发 育 成 正 常 胚 胎 。光学显微镜:光 学 显 微 镜 是 利 用 光 学 原 理 , 把 人 眼 所 不 能 分 辨 的 微 小 物 体 放 大 成 像 ,以 供 人 们 提 取 微 细 结 构 信 息 的 光 学 仪 器显微结构:在 普 通 光 学 显 微 镜 中 能 够 观 察 到 的 细 胞 结 构 。组织工程(tissue engineering):组织工
4、程师应用工程学和生命科学的原理来研究开发生物代替物,用于恢复,维持或者改进组织的生物学功能。细 胞 学 说 ( cell theory) :1所有生物都是由一个或多个细胞组成的(1838,Scheiden2细胞是生物形态结构和功能的基本单位(1838,Scheiden3一切细胞只能来自原来的细胞,机体一切病理基于细胞的损伤 (1885,Rudolf Virchow).分 辨 率 ( R-resolving power) :( 1) 指 能 将 非 常 靠 近 的 两 个 点 ( 物 像 ) 清 楚 辨 析 的 能 力 ( 微 生 物 的 解 释 )( 2) 显 微 镜 或 人 眼 在 25cm
5、 明 视 距 离 处 , 能 清 楚 分 辨 被 检 物 细 微 结 构 的 最 小 间 隔 能 力 人 眼 R=100um 光 学 显 微 镜 R=0.2um ( 动 物 细 胞 工 程 资 料 上 的 解 释 )光 衍 射 效 应 ( diffraction effects) :光 线 并 不 是 完 全 直 线 前 进 , 光 波 沿 各 种 有 细 微 不 同 的 路 线 通 过 一 个 光 学 系 统 , 以 致相 互 干 涉 产 生 衍 射整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 红 外 线 ( infraved ray) :分 辨 极 限 ( limit resolutio
6、n) :苏 木 精 ( hematoxylin) : 对 负 电 荷 分 子 有 亲 和 性 , 常 用 于 核 酸 的 染 色 , 能 将 细 胞 核 染色伊 红 (eosin): 酸 性 染 料 , 可 以 对 细 胞 质 染 色苏丹染料(suclan dye):乙醇饱和液,可以将脂肪染成橘黄色或红色,染色机制尚不清楚H.E.染色:苏木精和伊红联合染色活性基因(cytochemistry):孚尔根反应(Feulgen):荧光显微技术(Fluorescence Microscope):相差显微技术(Phase contrast microscope):显微电影技术(Vedio-recordi
7、ng):电子显微技术(Electron microscopy):扫描电子显微镜(Scanning election microscope):绿色荧光蛋白(GFP Fluorescent protein):干细胞(stem cell):遗传诊断(genetic analysis):胚胎性生殖细胞():整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 胚胎干细胞(Embryonic stem cell):肝脏干细胞(Fetal liver stem cells):星状细胞(astrocyte monolayer):一种神经胶质细胞,可诱发分化为多钱能的神经样干细胞少突细胞(Oligodendrocy
8、te precursor cells OPC):一种神经胶质细胞,它负责制造包囊神经细胞的髓鞘上皮干细胞(Epithelial stem cell):碱性磷酸酶(Akp):SSEA:胚胎干细胞的标志物SSEAs 最初是用来鉴定识别糖脂表位的三个单抗。SSEA-1 表达在前移植期的鼠胚表面(如八细胞期)并且也发现存在于畸胎瘤干细胞表面,但不存在分化的衍生细胞中。输卵管上皮、子宫内膜、附睾, 成年鼠脑和肾小管区域也发现和 SSEA-1 抗体反应。SSEA-3和 4 在卵子发生时合成,在卵母细胞、受精卵和早期卵裂球细胞膜上存在。这些与糖链相关的分子的生物学功能被认为是调控发育期的细胞膜间的相互作用。
9、未分化的灵长类 ES细胞,人的 EC 和 ES 细胞表达 SSEA-3 和 SSEA-4,但不表达 SSEA-1。未分化的小鼠 ES细胞表达 SSEA-1,但不表达 SSEA-3 或 SSEA-4.ICM: 胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESC)是指从早期胚胎的囊胚内细胞团(inner cell mass,ICM )分离出来的具有自我更新和多向分化潜能的细胞快绿染色法:饲养层(feeder layer):条件培养基(conditioned medium,CM):分化抑制因子(differentiation inhibition activity):神经干细胞(Neutra
10、l stem cell):神经干细胞(neural stem cell,NSCs)是一类具有分裂潜能和自我更新能力的母细胞,它可以通过不对等的分裂方式产生神经组织的各类细胞。需要强调的是,在脑脊髓等所有神经组织中,不同的神经干细胞类型产生的子代细胞种类不同,分布也不同。整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 胚胎干细胞(Embryonic stem cell):一由早期胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培养,在传代过程中筛选的具全能型的干细胞脐带血肝细胞(Umbilical cord blood stem cells): 脐 带 血 的 采 集 是 在 新 生 儿 出 生 以 后
11、 ,取 婴 儿 端 3-8cm 脐 带 储 两 把 止 血 钳 结 扎 、 断 脐 , 婴 儿 被 抱 走 处 理 , 贴 近 母 端 止 血 钳 处消 毒 并 将 针 头 插 入 脐 静 脉 , 采 集 脐 血 。 脐 血 采 集 不 同 于 传 统 的 骨 髓 采 集 , 不 需 要 进 行麻 醉 , 无 痛 、 无 副 作 用 , 胎 盘 和 脐 带 原 本 在 胎 儿 出 生 后 , 就 是 作 为 废 物 扔 掉 的 , 脐 血采 集 是 在 胎 盘 、 脐 带 与 母 体 和 胎 儿 完 全 分 离 以 后 进 行 的 , 因 此 对 母 亲 和 孩 子 没 有 任 何 不良 影
12、响 , 属 于 “废 物 利 用 , 变 废 为 宝 ”。 脐 带 血 里 头 含 有 大 量 的 干 细 胞 ; 而 干 细 胞 其 实是 人 体 的 主 要 细 胞 , 人 的 身 体 可 以 说 是 由 干 细 胞 所 组 成 。外周血干细胞(p eripheral blood stem cells):外 周 血 是 除 骨 髓 之 外 的 血 液 , 临 床 上常 用 一 些 方 法 把 骨 髓 中 的 造 血 干 细 胞 释 放 到 血 液 中 , 再 在 从 血 液 中 提 取 分 离 得 到 造 血 干细 胞 , 我 们 把 这 样 得 到 的 干 细 胞 成 为 外 周 血 干
13、 细 胞造血干细胞(haematopoietic stem cell HSC):造血干细胞(hemopoieticstemcellHSC)是存在于造血组织中的一群原始造血细胞,它不是组织固定细胞,可存在于造血组织及血液中单核细胞(monocytes):单 核 细 胞 是 体 积 最 大 的 白 细 胞 。 其 细 胞 核 常 偏 位 , 呈 多 形 性 ,如 卵 圆 形 、 肾 形 (a)、 马 蹄 形 (b)、 不 规 则 形 ( c) 等 , 常 有 折 叠 感 (c); 染 色 质 呈 疏 松网 状 , 着 色 较 浅 。 胞 质 较 多 , 嗜 碱 性 , 但 因 含 大 量 细 小
14、的 嗜 天 青 颗 粒 而 染 成 灰 蓝 色 , 颗粒 含 过 氧 化 物 酶 。 血 涂 片 , Giemsa 染 色嗜中性粒细胞(neutrophil ):嗜 中 性 粒 细 胞 描 述 : 最 多 , 圆 形 , 胞 质 淡 红 色 。 胞 核 幼 稚型 的 呈 杆 状 或 马 蹄 形 , 成 熟 的 呈 分 叶 状 , 三 叶 的 较 多 见 。 中 性 粒 细 胞 来 源 于 骨 髓 的 造 血干 细 胞 , 在 骨 髓 中 分 化 发 育 后 , 进 入 血 液 或 组 织嗜曙红粒细胞():肥大细胞(mast cells):嗜 碱 性 细 胞 在 结 缔 组 织 和 粘 膜 上
15、皮 内 时 , 称 肥 大 细 胞 , 其 结 构和 功 能 与 嗜 碱 性 细 胞 相 似 。 细 胞 呈 圆 形 或 卵 圆 形 , 细 胞 核 小 , 呈 圆 形 或 椭 圆 形 , 染 色 浅 ,位 于 细 胞 中 央 。 细 胞 常 成 堆 或 单 个 分 布 于 血 管 附 近 。 细 胞 呈 圆 形 或 卵 圆 形 , 细 胞 质 中 充满 大 小 一 致 、 染 成 蓝 紫 色 的 颗 粒 , 均 匀 分 布 在 核 周 围 。红细胞(E rythrocytes):在 所 有 的 脊 椎 动 物 及 若 干 无 脊 椎 动 物 , 其 血 红 素 ( 无 脊 椎动 物 也 有
16、时 是 蚯 蚓 红 血 朊 ) 包 含 在 特 定 的 细 胞 中 来 进 行 其 机 能 活 动 , 这 种 血 球 称 为 红 细胞 。 多 , 小 而 圆 , 中 央 着 色 较 浅 , 无 核 。 红 细 胞 中 含 有 血 红 蛋 白 , 因 而 使 血 液 呈 红 色巨核细胞(megacaryocyte):巨 核 细 胞 是 骨 髓 中 的 一 种 从 造 血 干 细 胞 分 化 而 来 的 细 胞 ,核 很 大 ,但 数 量 非 常 少 ,研 究 起 来 非 常 困 难 。整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 系 正 常 骨 髓 中 的 一 种 能 生 成 血 小 板
17、的 成 熟 细 胞 , 前 身 为 颗 粒 巨 核 细 胞 。 该 细 胞 体 积巨 大 , 成 熟 的 巨 核 细 胞 边 缘 部 分 破 裂 脱 落 后 形 成 血 小 板 。 每 个 巨 核 细 胞 平 均 能 生 成2000 个 左 右 的 血 小 板 。 血小板(b lood platelet):是 哺 乳 动 物 血 液 中 的 有 形 成 分 之 一 。 形 状 不 规 则 , 比 红 细胞 和 白 细 胞 小 得 多 , 无 细 胞 核 , 成 年 人 血 液 中 血 小 板 数 量 为 1003001000000000个 /L, 它 有 质 膜 , 没 有 细 胞 核 结 构
18、 , 一 般 呈 圆 形 , 体 积 小 于 红 细 胞 和 白 细 胞 。 血 小 板在 长 期 内 被 看 作 是 血 液 中 的 无 功 能 的 细 胞 碎 片 。 直 到 1882 年 意 大 利 医 师 J B 比佐 泽 罗 发 现 它 们 在 血 管 损 伤 后 的 止 血 过 程 中 起 着 重 要 作 用 , 才 首 次 提 出 血 小 板 的 命 名 。细胞系(cell line):原 代 培 养 物 经 首 次 传 代 成 功 即 称 为 细 胞 系 ( Cell Line) , 因 此 细胞 系 可 泛 指 一 般 可 能 传 代 的 细 胞 。 其 中 能 够 连 续
19、传 代 的 细 胞 叫 做 连 续 细 胞 系 或 无 限 细 胞系 , 不 能 连 续 培 养 的 称 为 有 限 细 胞 系 。 大 多 数 二 倍 体 细 胞 为 有 限 细 胞 系淋巴前体(common lymphoid progenitor CLP):骨髓前体(common myeloid progenitor CMP):长期体内造血能力(long-term repopulation):肿瘤干细胞(cancer stem cell):a cell within a tumor that possess the capacity to self-renew and to cause t
20、he heterogeneous linkages of cancer cells that comprise the tumor是肿瘤内具有自我更新能力,能产生表形多样的肿瘤细胞群体,并驱动肿瘤发生的一类干细胞Normal stem cells: Rare cells within organs with the ability to self-renews and give rise to all types of cells within the organ to drive organogenesisCancer stem cells :Rare cells within tumors
21、 with the ability to self-renews and give rise to the phenotypically diverse tumor cell population to drive tumorigenesis流式细胞分离(flow cytomertry, FCM):是 利 用 流 式 细 胞 仪 进 行 的 一 种 单 细 胞 定 量 分析 和 分 选 技 术 。 流 式 细 胞 术 是 单 克 隆 抗 体 及 免 疫 细 胞 化 学 技 术 、 激 光 和 电 子 计 算 机 科 学等 高 度 发 展 及 综 合 利 用 的 高 技 术 产 物 。抗体选择(
22、antibody selection):差异附着(differential adhesion):平衡盐溶液(balanced salting solution):平 衡 盐 溶 液 主 要 是 由 无 机 盐 、 葡 萄 糖 组 成 ,整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 它 的 作 用 是 维 持 细 胞 渗 透 压 平 衡 , 保 持 pH 稳 定 及 提 供 简 单 的 营 养 。 主 要 用 于 取 材 时组 织 块 的 漂 洗 、 细 胞 的 漂 洗 、 配 制 其 他 试 剂 等 。 最 简 单 的 BSS 是 RingerCLSM confocal laser scan
23、ning microscope:用途:客队细胞进行三维结构图像分析;细胞内各种荧光标记物的微量分析;细胞内Ca2+,pH 值等的动态分析测定;细胞的受体移动;膜电位变化,酶活性和物质转运的测定;以激光对细胞,染色体进行切割,分离,筛选和克隆;基因表达分析;对此包的多功能进行全自动,高效,快速的微量定性和定量测定。特征:图象清晰 clear graphs;二维和三维图像分析处理 2-D with 3-D analysis;借助其他技术构成多功能却自动,高效,快速的微量定性和定量测定 automatic, high efficiency ,fast, trace and quantitative
24、analysisTelomeres: keep chromosome ends from accidentally becoming attached to each otherTelemeres lose: about 100 base pairs from their telomeric DNA at each mitosis全能干细胞(Totipotent stem cells):具有形成完整个体的分化潜能,如 ES多能干细胞(Pluripotent stem cells):具有分化出多种组织细胞的潜能,但不能形成个体,如骨髓多能造血干细胞,只可分化成 12 多种血细胞单能干细胞(Uni
25、potent stem cells):专能干细胞,只能向一种或密切相关的两种类型的细胞分化,如上皮组织基底层的干细胞,肌肉中的成肌细胞或叫卫星细胞。核型分析(Karyotype analysis):染色体核型分析是分析生物体细胞内染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体大小等特征,其分析以体细胞分裂中期染色体为研究对象。整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 胚胎干细胞标志物(Markers of the ES cells):SSEAS-4 ;TRA-1-60(一类糖蛋白抗原);表达转录因子 Oct4,同源异型盒基因家族成员之一(作用:抑制分化,在未分化肝细胞表达 Oct4,对靶基因的作用
26、使 ES 细胞保持未分化的增值状态)小鼠胚胎成纤维细胞(MEF):分化抑制因子(differentiation inhibitory activity,DIA)白血病抑制因子(LIF):诱导干细胞(induced pluripotent stem cells iPS):“万能细胞” ,使干细胞无需克隆。将皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞的过程需要使用病毒,即用病毒作为载体将基因物质注入皮肤细胞中,促使其转化。这一方法具有引发癌症的风险。研究人员利用一种基因“转位子”来替代病毒作为运输所需基因的载体。用这种方法得到的诱导多功能干细胞,同样具有和其他干细胞类似的特性,但却使临床应用的风险大大减小。整
27、理者| CoCo | 整理者| CoCo | 支架(seafold)组织工程支架是细胞附着的基本框架和代谢场所,作为组织工程的平台,不仅提供了细胞生长的框架,使之形成特定的组织或器官形状,而且作为细胞外基质(ECM)成分之一,是细胞间的信号转导和相互作用的媒介,同时也是细胞生长所必须的生物活性剂,其形态和功能直接影响所构成的组织形态和功能。细胞外基质(extracellular matrix)hydrated gel-like ground substance with fibers embedded in it。生物相容性:生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物,物理,化学反应的一
28、种概念。细胞微环境(microenvironment)组织细胞生长的最佳环境,给细胞提供一个能够生长,增值,分化的良好环境。球蛋白家族(globin)主要作用是表达细胞的免疫和炎性应答,识别抗原和负责细胞间传递整合素家族(intergrin)主要作用是对细胞之间及细胞与保外基质进行连接。整合素大多为特异性细胞粘附分子,其作用依赖于 Ca2+。介导细胞与细胞间的相互作用及细胞与细胞外基质的相互作用。选择蛋白(selectins )膜整合糖蛋白的一个家族,它能够识别从另外一个细胞表面伸展出来的特异的糖基团,并与之特异性结合,因此它也是细胞表面受体。作用是使淋巴,血小板,和白细胞与内皮细胞之间相互作
29、用,负责血细胞与内皮细胞的链接。生长因子(growth factor)能诱导或直接作用于基因表达,因而作用于细胞的增殖和分化的因子。哺乳动物细胞基因表达系统:(gene expression systems in mammalian cells)利用基因和细胞工程技术高水平表达外源蛋白质,具有重要理论和实践意义。病毒载体(viral vector)是 一 种 常 使 用 于 分 子 生 物 学 的 工 具 , 可 将 遗 传 物 质 带 入 细 胞, 原 理 是 利 用 病 毒 具 有 传 送 其 基 因 组 进 入 其 他 细 胞 , 进 行 感 染 的 分 子 机 制 。 可 发 生 于完
30、 整 活 体 ( in vivo) 或 是 细 胞 培 养 ( in vitro) 中 。 可 应 用 于 基 础 研 究 、 基 因 疗 法 或疫 苗 。 可 供 利 用 的 病 毒 可 分 为 逆 转 录 病 毒 、 慢 病 毒 与 腺 病 毒 。质粒载体(plasmit vector)常常是穿梭质粒(shuttle vector)即在细菌和哺乳动物细胞两者体内都能扩增的质粒。整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 电泳冲介导技术(Electric pulse)在盛有细胞和线性 DNA 的电击小室中,给予高压电泳冲,细胞便可通透 DNA,并摄取外源 DNA磷酸钙 DNA 共沉淀法:
31、 核酸以磷酸钙-DNA 共沉淀物的形式出现时,可使 DNA 附在细胞表面,利于细胞吞入摄取,或通过细胞膜脂相收缩时裂开的空隙进入细胞内,进入细胞的DNA 仅有 1%5%可以进入细胞核中,其中仅有不到 1%的 DNA 可以与细胞 DNA 整合,在细胞中进行稳定表达,基因转导的频率大约为 10-4,这项技术能用于任何 DNA 导入哺乳类动物进行暂时性表达或长期转化的研究。此方法对于贴壁细胞转染是最常用并首选的方法。逆转录病毒介导技术脂质体介导转染细胞器操作线粒体遗传体细胞融合也称体细胞杂交(cell hybridization)指在实验条件下把两种不同的体细胞融合在一起,使其融合成一个杂合的细胞。
32、融合后的细胞称为杂种细胞。(cell hybrid)异核细胞:也称杂合细胞(heterokaryon)当两种动物细胞如人与小鼠的细胞融合为一个细胞以后它就包含了两种不同的核,这种细胞称为异核细胞。合子核细胞(synkaryon )或者杂种细胞( hybrid cell):异核体通过有丝分裂形成的子细胞中,每一个核内都包含了双方的染色体,(注意:仅存在一个核)染色体丢失现象:当两种动物细胞,如人和小鼠的细胞融合为一个杂种细胞以后,最初几代培养,含有两种亲代的全部染色体。但是在随后的增殖传代过程中,人类的染色体会逐渐丢失,最后甚至可能只剩下少数几条或 1 条人类染色体的杂交细胞。丢失具随机性23.
33、染色体分离种间杂种细胞所显示的优先排除一物质种染色体和保留另一种染色体的现象24.逆向分离25 细胞电融和技术整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 十章试管动物 test-tube baby 其核心是 IVF-ET 体外受精加上胚胎移植IVF 体外受精也称试管内受精 in vitro fertilizationET embyro transfer 胚胎移植获能 capacitation 精子和卵子结合之前精子必须过得受精的能力血清白蛋白 BSA 可改变精子膜的通透性,促进获能显微受精技术 Micro-fetilization 借助显微操作仪将精子这接注入卵子的过程,也即是人工辅助受精
34、技术卵母细胞质内精子注射 intracytoplasmic sperm injection ICSI卵周隙精子入射 sub-zonal injection SUZI嵌合体动物 chimera 将不同来源的不同品系的胚胎细胞放在一起发育形成杂合胚胎,进而发育成新的动物即为嵌合体动物胚泡注射 blastocyst injection桑葚胚聚合 aggregation种系传递 germ line transmission十一章转基因动物 transgenic animal 是一种遗传功能化的动物,在其基因组中整合了一个或多个拷贝的外援基因,或者是突变的内源基因,这使该动物具有新的遗传特性和表现性精子
35、细胞载体法 sperm cells as vector for making transgenic animals 让精子在获能过程中获取外源 DNA 通过体外受精体外移植等途径可实现转基因的目的动物生物反应器 animal-bioreactor 以生产商品蛋白为目标,直接将目的基因导入动物体内,是目的基因在动物体内稳定表达,这种转入了外源基因且能稳定表达的动物体叫做动物生物反应器然后接下来就是几个生物反应器的分类 然后看下课件上面Gene targetingGene knockout 基因敲除技术十二章分子克隆 molecular cloning:在细菌或病毒中由一个原始的具有一定结构的 D
36、NA 分子增值的一组 DNA 分子。细胞克隆 cell cloning:一个亲代细胞通过有丝分裂产生的一群遗传上相同的细胞。个体克隆 individual cloning:无性生殖产生的在遗传上相同的一群个体即个体克隆,多指植物的无性生殖。动物克隆;animal cloning 通过核移植技术将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,由此产生在遗传上相同的个体,即现在所称的动物克隆,也是种无性生殖。核的移植 nucleus transfer 通过显微操作将供体细胞核移植到去核的受体卵母细胞内整理者| CoCo | 整理者| CoCo | 重组胚培养 embryo culture 讲电融合的细胞继续体外培养重组胚直至胚胎移植。胚胎移植 embryo transfer 将发育正常的胚胎移植到代养母体之宫内继续发育直至出生转基因克隆技术 transgenic cloning 将转基因细胞或是转基因动物进行克隆,获得转基因克隆动物特别鸣谢:丁博 李博 屈子璐 杨柳 徐曼 张茜 周怡婧