引入
为什么实验室里能养活动物细胞，却不能让它长成一只动物？
为什么单克隆抗体比传统抗血清更”纯”？
克隆羊多莉为什么重要？它是从哪来的？
动物细胞工程与植物细胞工程最大的差别在于：动物细胞不能仅靠一个细胞长成完整个体（哺乳动物成熟红细胞甚至没有细胞核），因此它的技术目标是培养细胞、融合细胞或转移细胞核，而不是再生植株。
正文
定义
动物细胞工程是以动物细胞为对象，通过体外培养、融合、核移植等手段改造细胞或生产有用物质的技术。
动物细胞培养
定义
动物细胞培养是从动物体内取出组织，分散成单个细胞，在适宜条件下使其在体外增殖的技术。
与植物组织培养的区别
| 项目 | 动物细胞培养 | 植物组织培养 |
|---|---|---|
| 培养基 | 液体，含血清 | 固体或液体，含蔗糖和植物激素 |
| 能否成个体 | 不能 | 能，经脱分化再分化 |
| 接触抑制 | 有 | 无 |
| 细胞来源 | 胚胎或成体组织 | 外植体 |
| 主要目的 | 获得细胞或产物 | 获得植株或次生代谢物 |
动物细胞培养基必须含血清（或使用无血清培养基加生长因子），因为动物细胞对营养要求更复杂，需要胰岛素、转铁蛋白、各类生长因子等。植物细胞则用蔗糖作为碳源即可。
培养过程
动物组织
↓ 胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
单个细胞
↓ 原代培养（首次培养）
贴壁生长、接触抑制
↓ 传代培养（分瓶继续培养）
细胞系| 阶段 | 名称 | 要点 |
|---|---|---|
| 分散 | 酶解 | 胰蛋白酶分解细胞间蛋白 |
| 第一次 | 原代培养 | 细胞贴壁、开始增殖 |
| 后续 | 传代培养 | 细胞长满后分瓶，否则接触抑制停止增殖 |
| 结果 | 细胞系 | 可连续传代的细胞群体 |
接触抑制是动物细胞的特性：细胞长满培养瓶壁、彼此接触时停止分裂。这要求及时传代，否则细胞会停止增殖并逐渐死亡。
为什么用胰蛋白酶？ 动物细胞间质主要是蛋白质，胰蛋白酶可以分解它们，使细胞分散。注意胰蛋白酶消化时间不能过长，否则会损伤细胞膜。
应用
| 应用 | 说明 |
|---|---|
| 生产疫苗 | 病毒需在活细胞内培养，如狂犬疫苗 |
| 生产蛋白质药物 | 干扰素、促红细胞生成素 |
| 检测毒性 | 药物和化妆品的细胞毒性测试 |
| 医学研究 | 肿瘤细胞系、干细胞研究 |
| 器官移植 | 组织工程中的种子细胞 |
动物细胞融合与单克隆抗体
定义
动物细胞融合是两个或多个动物细胞合并成一个细胞的过程，也称细胞杂交。最重要的应用是制备单克隆抗体。
单克隆抗体的制备
传统方法是用抗原免疫动物，从血清中提取抗体。问题是血清中含多种抗体，目标抗体只占一小部分，纯度低、产量受限。
单克隆抗体的关键思路是把两种细胞的能力合在一起：
| 细胞 | 能力 | 缺陷 |
|---|---|---|
| B 淋巴细胞 | 产生特异性抗体 | 体外不能无限增殖 |
| 骨髓瘤细胞 | 体外无限增殖 | 不产生抗体 |
| 杂交瘤细胞 | 既产抗体又无限增殖 | — |
B 淋巴细胞 + 骨髓瘤细胞
↓ PEG 或灭活病毒诱导融合
杂交瘤细胞
↓ 两次筛选
能产生特定抗体的杂交瘤细胞
↓ 体内或体外培养
单克隆抗体| 筛选 | 目的 |
|---|---|
| 第一次（HAT 培养基） | 筛掉未融合细胞和同源融合细胞，只留杂交瘤 |
| 第二次（专一抗体检测） | 从杂交瘤中选出产生目标抗体的克隆 |
为什么叫”单克隆”？ 一个杂交瘤细胞经分裂形成的细胞群是单克隆，它们产生的抗体完全相同，因此纯度高、特异性强。
| 比较 | 传统抗血清 | 单克隆抗体 |
|---|---|---|
| 纯度 | 低，含多种抗体 | 高，单一抗体 |
| 产量 | 受动物限制 | 可无限生产 |
| 特异性 | 较强但混杂 | 极强 |
| 应用 | 被动免疫 | 靶向治疗、诊断试剂 |
单克隆抗体的医学应用包括：肿瘤靶向治疗（如曲妥珠单抗）、器官移植抗排斥、自身免疫病治疗、妊娠检测试纸。
动物体细胞核移植与克隆
定义
核移植是把一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使其发育成新个体的技术，即克隆。
流程（以多莉羊为例）
供体体细胞（乳腺上皮细胞）
↓ 取出细胞核
去核卵母细胞（来自另一只羊）
↓ 核移植
重组细胞
↓ 电激或化学激活
重组胚胎
↓ 移植到代孕母羊
克隆个体| 步骤 | 要点 |
|---|---|
| 取核 | 供体细胞需处于 期（血清饥饿诱导） |
| 去核 | 用显微操作或紫外线去除卵母细胞核 |
| 融合 | 电融合或直接注入 |
| 激活 | 模拟受精时的钙信号 |
| 移植 | 早期胚胎移入代孕母体 |
为什么用卵母细胞？ 卵母细胞含有重编程因子，能把已分化的体细胞核”重置”为全能状态。这正是克隆的技术核心——不是复制细胞核，而是让细胞核回到起点。
多莉羊的意义：
- 证明已分化的体细胞核仍具有全能性
- 说明分化是表观遗传改变，而非遗传物质丢失
- 开启了哺乳动物克隆的技术路线
克隆的局限：
| 问题 | 说明 |
|---|---|
| 效率低 | 多莉是 277 个重组胚胎中唯一成活的 |
| 发育异常 | 克隆动物常有大缺陷、早衰 |
| 表观重编程不完全 | 印记基因未完全重置 |
| 伦理争议 | 生殖性克隆人涉及严重伦理问题 |
三种技术的对比
| 技术 | 操作对象 | 目的 | 能否成个体 |
|---|---|---|---|
| 动物细胞培养 | 单个细胞 | 增殖获取细胞或产物 | 不能 |
| 细胞融合 | 两个细胞 | 获得杂交细胞（杂交瘤） | 不能 |
| 核移植 | 细胞核 + 去核卵 | 获得克隆个体 | 能 |
常见误区
| 错误说法 | 问题 |
|---|---|
| ”动物细胞培养能长成动物” | 只能增殖，不能分化成个体 |
| ”单克隆抗体来自一个 B 细胞” | 来自一个杂交瘤细胞 |
| ”克隆是无性繁殖所以完全复制” | 核 DNA 相同，但线粒体 DNA 和表观状态可能不同 |
| ”杂交瘤细胞就是癌细胞” | 含骨髓瘤成分，但受控培养 |
| ”核移植不需要卵母细胞” | 卵母细胞提供重编程环境和细胞质 |
引出
为什么杂交瘤技术需要两次筛选？
克隆动物的线粒体 DNA 来自哪里？这如何影响”克隆是否完全相同”？
胚胎工程与核移植是什么关系？