全書共分上、下兩篇,上篇講述細胞培養(yǎng)工程的知識基礎(chǔ),內(nèi)容涵蓋了細胞培養(yǎng)基本理論、動植物細胞培養(yǎng)技術(shù)、細胞大規(guī)模培養(yǎng)及產(chǎn)品;下篇針對大規(guī)模細胞培養(yǎng)共性工程問題,闡述了大規(guī)模細胞培養(yǎng)過程技術(shù)特點、反應(yīng)動力學與操作模式、反應(yīng)器及放大,并對動植物細胞培養(yǎng)工藝開發(fā)、驗證及優(yōu)化進行了詳細介紹。
第一章 緒論
第一節(jié) 概述
一、細胞培養(yǎng)工程概念及特點
二、細胞培養(yǎng)工程研究的內(nèi)容
三、細胞培養(yǎng)工程產(chǎn)業(yè)化影響因素
及對策
四、細胞培養(yǎng)工程研究的意義及發(fā)展趨勢
第二節(jié) 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展歷程
一、動物細胞培養(yǎng)的歷史
二、動物細胞培養(yǎng)的現(xiàn)狀及展望
第三節(jié) 植物細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展歷程
一、植物細胞培養(yǎng)的歷史
二、植物細胞培養(yǎng)的現(xiàn)狀
三、植物細胞培養(yǎng)的展望
上篇 細胞培養(yǎng)工程基礎(chǔ)知識
第二章 細胞培養(yǎng)基本理論及技術(shù)
第一節(jié) 細胞的結(jié)構(gòu)
一、植物細胞結(jié)構(gòu)
二、動物細胞結(jié)構(gòu)
三、原核細胞、植物細胞和動物細胞結(jié)構(gòu)的比較
第二節(jié) 細胞培養(yǎng)的生物學基礎(chǔ)
一、細胞形態(tài)
二、細胞的生長周期
三、細胞的全能性
四、細胞群體生長特點
第三節(jié) 無菌技術(shù)
一、無菌操作技術(shù)
二、無菌區(qū)
三、消毒
四、體外培養(yǎng)細胞無菌操作實例
第四節(jié) 顯微操作技術(shù)
一、概述
二、顯微操作實例
第三章 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)
第一節(jié) 細胞株系的建立
一、基本概念
二、二倍體細胞系的建立
三、傳代細胞系的建立
四、基因工程細胞系的建立
五、培養(yǎng)細胞活力的檢測
六、細胞庫建立及注意事項
第二節(jié) 動物細胞培養(yǎng)基
一、培養(yǎng)基的主要成分及其作用
二、培養(yǎng)基種類
三、無血清培養(yǎng)基
四、無蛋白培養(yǎng)基
五、培養(yǎng)基選擇原則
六、其他常用培養(yǎng)基
第三節(jié) 細胞的凍存、復蘇和運輸
一、細胞的凍存
二、細胞的復蘇和運輸
第四節(jié) 動物細胞常用培養(yǎng)方法
一、貼壁培養(yǎng)
二、懸浮培養(yǎng)
三、微囊培養(yǎng)
第四章 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)及工業(yè)應(yīng)用
第一節(jié) 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)
一、微載體細胞培養(yǎng)系統(tǒng)
二、中空纖維細胞培養(yǎng)系統(tǒng)
三、微囊培養(yǎng)系統(tǒng)
第二節(jié) 營養(yǎng)與培養(yǎng)條件
一、營養(yǎng)成分
二、溫度
三、pH
四、滲透壓
五、溶氧
六、攪拌
七、其他因素
第三節(jié) 干細胞培養(yǎng)技術(shù)
一、干細胞概念與分類
二、胚胎干細胞
三、成體干細胞
四、神經(jīng)干細胞及其體外培養(yǎng)
第四節(jié) 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)品
一、單克隆抗體
二、疫苗
三、基因重組蛋白藥物
第五節(jié) 組織工程產(chǎn)品
一、皮膚
二、軟骨
三、骨
四、胰腺
五、血管
第五章 植物細胞培養(yǎng)技術(shù)
第一節(jié) 植物細胞株系的建立
一、固體培養(yǎng)體系的建立
二、懸浮培養(yǎng)體系的建立
第二節(jié) 高產(chǎn)細胞株系的選育
一、外植體的選擇
二、離體培養(yǎng)細胞的變異
三、突變細胞的篩選
第三節(jié) 植物細胞培養(yǎng)基
一、培養(yǎng)基種類
二、培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分
三、植物細胞生長的影響因素
第四節(jié) 植物細胞培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)
一、毛狀根培養(yǎng)
二、原生質(zhì)體融合技術(shù)
三、固定化細胞培養(yǎng)
第六章 植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)及產(chǎn)品
第一節(jié) 植物細胞培養(yǎng)過程中的生物學問題
一、培養(yǎng)植物細胞的分裂
二、細胞脫分化和再分化
三、細胞聚集成團
第二節(jié) 營養(yǎng)與環(huán)境條件
一、培養(yǎng)基組成
二、pH
三、光照
四、溫度
五、前體飼喂
六、氣體組成
第三節(jié) 植物細胞防御反應(yīng)與次級代謝物的誘導生產(chǎn)
一、誘導子概述
二、誘導子的信使作用
第四節(jié) 植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)次級代謝物產(chǎn)品
一、生物堿
二、類黃酮
三、萜類和甾體
四、蒽醌類化合物
下篇 大規(guī)模細胞培養(yǎng)共性工程問題
索引
胚胎干細胞理論上能分化成各種細胞類型,但是這種分化是隨機的。當前的方法容易導致畸胎瘤。為防止畸胎瘤的發(fā)生,必須先進行初步的細胞誘導分化,也必須確認胚胎干細胞供者沒有遺傳性疾病。成體干細胞不存在上述問題,例如骨髓移植實驗引發(fā)畸胎瘤的現(xiàn)象很罕見。
成體干細胞和胚胎干細胞一樣具有高度的分化能力。在多種組織中有成體干細胞的存在,這些細胞都具有相同或相似的細胞表型,在適合的微環(huán)境中可分化成多種組織細胞。成體干細胞移植是治療血液系統(tǒng),先天性遺傳及惡性腫瘤疾病的最有效方法。
3.成體干細胞技術(shù)的應(yīng)用
(1)疾病治療理論上講,干細胞可以用于各種疾病的治療,但最適合治療的疾病主要是:組織壞死性疾病如心肌壞死,退行性病變?nèi)缗两鹕C合征,自體免疫性疾病如胰島素依賴型糖尿病等。
(2)體外制造人體器官干細胞和動物工程相結(jié)合,如形成細胞組織嵌合體,在嚴格的立法控制下,使動物的某些器官與人體干細胞形成嵌合體。這些來自人體干細胞的器官可應(yīng)用于臨床移植治療。
20世紀80年代末,外周血干細胞移植技術(shù)發(fā)展很快,大多數(shù)為自體外周血干細胞移植,提高了治療效率并縮短了療程。隨后臍血干細胞移植獲得很大的進展,它的優(yōu)點在于無來源的限制,對HLA配型要求不高,不易受病毒或腫瘤的污染。四、神經(jīng)干細胞及其體外培養(yǎng)神經(jīng)于細胞是神經(jīng)系統(tǒng)具有多種分化潛能與連續(xù)增殖能力的細胞。體外培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的首要問題是維持其分裂增殖能力。培養(yǎng)中,選用含血清的DMEM/F12混合培養(yǎng)液,同時,加入促有絲分裂劑表皮生長因子;神經(jīng)巢蛋白(nastin)是神經(jīng)干細胞體外培養(yǎng)常用的分子標志物。
胚胎發(fā)育過程中,脊椎動物的整個神經(jīng)系統(tǒng)來自于神經(jīng)管和神經(jīng)嵴,這兩個部位的神經(jīng)干細胞分化衍生了中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)與周圍神經(jīng)系統(tǒng)(PNS)所有的神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞。培養(yǎng)的最好材料即早期胚胎神經(jīng)管和神經(jīng)嵴。利用神經(jīng)嵴細胞的遷移特性,以植塊培養(yǎng)法培養(yǎng)神經(jīng)管和神經(jīng)嵴植塊,待神經(jīng)嵴細胞遷移以后,丟棄神經(jīng)管植塊而獲得神經(jīng)干細胞,體外培養(yǎng)維持神經(jīng)細胞未分化狀態(tài)是關(guān)鍵,解決辦法是加入強促分裂劑,如表皮生長因子。
直接切取神經(jīng)管,神經(jīng)嵴會附著其上,神經(jīng)嵴細胞遷移能力很強,在培養(yǎng)過程中一般與神經(jīng)管脫離。在培養(yǎng)基中,神經(jīng)細胞從植塊遷移到生長基質(zhì)表面,去除植塊j留下神經(jīng)干細胞。
神經(jīng)干細胞是一種具有分化潛能的原始細胞,具有自我更新和增殖的能力,在特定因素影響或誘導下,向神經(jīng)元或膠質(zhì)細胞分化。
神經(jīng)干細胞體外培養(yǎng)和建系必須滿足兩個基本條件:具有永生化特性;具有神經(jīng)干細胞世系遺傳明顯特性,即神經(jīng)干細胞表型。神經(jīng)干細胞的最理想建系材料是早期胚胎的神經(jīng)管和神經(jīng)嵴或胎兒的腦組織,神經(jīng)干細胞的培養(yǎng)基為N2液。神經(jīng)干細胞體外擴增的方法主要有兩種:FGF-2和基質(zhì)以擴增附于培養(yǎng)皿的細胞克隆;用EGF擴增細胞聚集體,即神經(jīng)球。
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