《医用细胞工程》教学大纲

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《医用细胞工程》是根据细胞生物学和工程学原理，运用细胞培养技术定向改变细胞遗传性，创造新型细胞系，并通过工程化的大规模细胞生产方法和工艺，制造生化产品和制品。

本教材共分三篇28章，第一篇(1~9章，共9章)为细胞工程的基本技术—细胞培养技术，系统地介绍了各种组织来源的原代细胞制作和传代培养技术，分析了细胞的营养、环境和影响细胞生长的因素。着重介绍了正常细胞、肿瘤细胞的培养方法，包括细胞系(株)及克隆化技术、细胞的运输和保藏，细胞的形态和生长特性的观测等；第二篇(10~22章，共13章)为细胞工程的常用技术，专题介绍了细胞染色质和染色体制作及分带，细胞的诱导分化，细胞的转化，细胞的凋亡，细胞的药物敏感性试验，免疫细胞毒试验，细胞融合和单克隆抗体的制备，细胞因子的诱生和检测，细胞的病毒分离、培养、检测和鉴定，细胞器的分离和脱核技术，细胞DNA、RNA分离、鉴定和杂交，细胞的基因导入等重要专门技术；第三篇(23~28章，共6章)为细胞工程的应用技术，详细介绍了细胞大量培养的各种方法及病毒和疫苗、细胞因子、免疫细胞、单克隆抗体大规模细胞培养的生产工艺，着重介绍了细胞的多层培养，中孔纤维灌注培养、微载体培养及悬浮发酵罐培养技术、最后还介绍了细胞培养法和工程技术在医学研究中的应用，对学生和读者如何开展学术研究有一定的指导和参考价值。

本教材可作为医药专业，生物技术和生物制品学专业的研究生和本科生教材或参考书，由于本教材内容丰富、技术性强，因此还得安排好教学实验和实习，以利于学生对技术性内容消化和吸收，有利于理论与实践的结合，基本功训练和操作技能的培养。

一、 本课程的性质和任务

本课程是一门技术性强的生物高技术课程，是在学生已修完生物学、生物化学、细胞遗传学、细胞生物学、微生物学、免疫学基础上而设立的，也是生命科学和生物技术专业的必修课程。

细胞培养基本技术是在讲授细胞培养的基本知识和基本概念的基础上，详细介绍各种细胞的培养方法(包括原代、传 代、建系、纯化和克隆等)和细胞生物学特性的观测方法，同时具体讲授细胞的营养、环境、培养条件和影响细胞生长的因素。在理论讲授基础上及时开设相关实验，加强基本功训练和操作技能的培养。

细胞工程的常用技术是专题讲授细胞染色质、染色体的分离及分带技术；细胞的脱核和细胞器的分离技术；细胞的转化、凋亡、诱导分化实验技术；细胞的药物敏感性试验、细胞毒试验、细胞融合及单克隆抗体制备、细胞因子的诱生和检测、细胞的病毒学实验技术；细胞基因组DNA、RNA分离鉴定和杂交、细胞的基因导入等专门技术，为学生拓宽研究思路和的方法应用提供了具体的实验手段和操作方法，为开展生命科学的研究和细胞工程的应用打下扎实的基础。

细胞工程应用技术是上述基本技术和常用的专门技术具体应用的体现，对今后生产实践和研究工作有直接的参考价值。为细胞的大量培养和细胞工程的产业化不仅提供了新技术、新方法、新工艺，而且对本科生、研究生研究课题的选题、立题和实验设计也有指导意义。

二、 本课程总的目的和要求

了解细胞培养和细胞工程的基本概念和基本技术，熟悉各种细胞的培养方法和应用原理，掌握细胞工程中常用的专门技术，以利于采用细胞培养和细胞工程技术直接指导科学研究和生产实践，培养学生的细胞培养及其专门技术的动手能力及操作技能。加强基本功训练，培养独立思考，综合分析问题的才能，以利较好地适应研究和生产的社会需求，使其成为细胞工程专业的合格人才。

三、 教学内容和要求

第一篇 细胞工程的基本技术—细胞培养技术

第一章 细胞培养的基本知识

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞的特性、形态、结构。

2. 熟悉：细胞培养的生长方式和类型，培养细胞的生长特点和生长增殖过程。

3. 掌握：细胞和细胞培养的基本概念和专有名词。

(二) 教学内容

1. 基本概念和名词。

2. 细胞的特性。

(1) 培养细胞的形态和结构。

(2) 培养细胞生长方式和类型。

(3) 培养细胞的生长特点和生长增殖过程。

第二章 细胞培养的条件

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞体外培养所需的营养和环境条件。

2. 熟悉：谷氨酰胺和小牛血清对细胞培养的重要性。

3. 掌握：影响细胞生长的因素。

(二) 教学内容

1. 细胞的营养(水、糖、氨基酸、维生素、无机离子和微量元素、促生长因子)。

2. 影响细胞生长的因素(温度、渗透压、气体环境和pH、无毒和无菌、辐射线和超声波、细胞接种浓度、容器转动速度和悬浮搅拌速度)。

第三章 细胞培养的必备设施、常用器材和培养基

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞培养必备设施、常用器材和培养基。

2. 熟悉：常用设备的使用方法和器材处理方法。

3. 掌握：平衡盐溶液、培养基等溶液的配制。

(二) 教学内容

1. 细胞培养的必备设施。

2. 细胞培养常用器材及处理方法。

3. 常用溶液、培养液及其配制。

第四章 原代细胞培养与建系

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：原代细胞取材的基本要求和取材技术。

2. 熟悉：原代细胞分离法(机械分离法、消化分离法、非酶分离法)。

3. 掌握：原代细胞的培养、维持、传代、建系和传代细胞的克隆技术。

(二) 教学内容

1. 原代细胞的取材。

2. 原代细胞的分离和制作。

3. 原代和传代细胞的培养和维持。

4. 细胞的传代和克隆。

第五章 肿瘤细胞的培养技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：神经外胚层细胞培养方法。

2. 熟悉：上皮细胞培养方法。

3. 掌握：中胚层各种组织的细胞培养方法。

(二) 教学内容

1. 上皮细胞培养法。

2. 中胚层细胞培养法。

3. 神经外胚层细胞培养。

第六章 正常细胞的培养技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：肿瘤细胞培养的生物学特性。

2. 熟悉：肿瘤细胞生物学特性的检测。

3. 掌握：肿瘤细胞的取材、培养方法和细胞系(株)建立及其鉴定指标。

(二) 教学内容

1. 肿瘤细胞培养的生物学特性。

2. 培养肿瘤细胞生物学特性的检测。

3. 肿瘤细胞的取材和培养及其细胞系(株)建立。

第七章 细胞培养的污染及控制

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞污染的类型和特征。

2. 熟悉：细胞污染来源和无菌概念。

3. 掌握：细胞不同类型污染的鉴别和控制措施。

(二) 教学内容

1. 污染的类型。

2. 污染来源及鉴别

3. 污染的消除和预防。

第八章 细胞冷冻保存复苏技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞冻存和复苏的基本原则及运输方法。

2. 熟悉：细胞冻存和复苏的原理。

3. 掌握：细胞冻存及复苏的方法和具体要求及其注意事项。

(二) 教学内容

1. 细胞的冻存。

2. 细胞的复苏。

3. 细胞的运输。

第九章 培养细胞的观察与检测方法

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：培养细胞的常规检查和观察方法(包括活细胞观察法)。

2. 熟悉：细胞固定观察法和电镜观察法。

3. 掌握：细胞生长有关指标的检测方法(生长曲线、分裂指数、存活率、克隆形成率)和化学检测法(MTT法、同位素掺入法等)。

(二) 教学内容

1. 培养细胞的常规检查和观察方法。

2. 培养活细胞的观察方法。

3. 细胞固定观察法。

4. 细胞生长状况有关指标的检测方法。

5. 细胞化学检测法。

6. 电镜观察法。

第二篇 细胞工程的常用技术

第十章 细胞染色体显示和分带技术及其应用

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：性染色质显示和观察方法。

2. 熟悉：培养细胞的染色体的制作程序和制片技术。

3. 掌握：培养细胞染色体结构显带技术和姐妹染色体显示技术。

(二) 教学内容

1. 性染色质检测。

2. 培养细胞染色体显示法。

3. 染色体结构显示和检测。

第十一章 细胞器的分离和脱核技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：了解细胞器的细胞处理和分离方法。

2. 熟悉：细胞核的分离方法。

3. 掌握：细胞脱核技术(松胞菌素法)及其应用。

(二) 教学内容

1. 细胞器的分离技术。

2. 细胞核的分离和细胞脱核技术。

第十二章 体外培养细胞的转化

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞转化的基本概念和原理。

2. 熟悉：诱发细胞转化的因素及其选择。

3. 掌握：细胞转化技术和转化灶的分离、培养及纯化。

(二) 教学内容

1. 细胞转化的基本概念和原理。

2. 诱发因素的选择。

3. 细胞的转化和转化灶的分离纯化。

4. 几种常用细胞转化技术实例。

第十三章 细胞凋亡技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞凋亡的概念、分子机制及医学意义。

2. 熟悉：细胞凋亡的特征。

3. 掌握：细胞凋亡生物学特性和Bcl-2的检测技术。

(二) 教学内容

1. 细胞凋亡特征。

2. 细胞凋亡试验常用的方法。

3. Bcl-2凋亡基因表达的检测。

4. 细胞凋亡的分子机制。

5. 细胞凋亡的医学意义。

第十四章 细胞融合和单抗的杂交瘤技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞融合的概念、细胞融合剂及其融合方式。

2. 熟悉：杂交瘤细胞融合原理、方法和阳性克隆筛选。

3. 掌握：杂交瘤细胞和单克隆抗体的检测和鉴定技术。

(二) 教学内容

1. 细胞融合。

2. 单克隆抗体的杂交瘤技术。

第十五章 细胞毒免疫学实验技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：免疫细胞对癌细胞杀伤效应的类型。

2. 熟悉：细胞毒试验的种类和原理。

3. 掌握：细胞毒试验的实验方法、结果观察和杀伤效应的计算方法。

(二) 教学内容

1. 癌细胞的杀伤研究。

2. 细胞毒试验。

第十六章 药物敏感试验的细胞培养法

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：药物敏感性试验的基本概念及其不同药物对细胞的作用机理。

2. 熟悉：药效的评价。

3. 掌握：药物敏感试验的体外细胞培养法。

(二) 教学内容

1. 药物的准备。

2. 受试细胞的准备。

3. 药效的评价。

4. 药物敏感试验的体外细胞培养法。

5. 不同抗癌药物的生物效应指标选择。

第十七章 细胞的诱导分化

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞分化的概念。

2. 熟悉：决定细胞分化的因素。

3. 掌握：造血干细胞的分化和肿瘤细胞的诱导分化技术。

(二) 教学的内容

1. 细胞分化的概念。

2. 决定细胞分化的因素。

第十八章 病毒分离培养的细胞培养法

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞培养用于病毒分离培养的优点。

2. 熟悉：细胞病变的特征。

3. 掌握：病毒分离培养及鉴定的细胞培养技术、CPE、TCID50及pfu的结果判定方法。

(二) 教学的内容

1. 细胞培养用于病毒研究的优点。

2. 用细胞培养分离病毒。

3. 病毒的鉴定技术。

4. 用细胞培养法制备病毒血清学抗原。

第十九章 细胞因子的诱生与检测

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞因子的种类和产生的细胞。

2. 熟悉：各种细胞因子的诱生方法。

3. 掌握：各种细胞因子的检测方法和原理。

(二) 教学的内容

1. 细胞因子的种类和产生的细胞。

2. IL-1~9、CSFs、TNF、IFN的诱生。

3. IL-1~9、CSFs、TNF、IFN的效价检测。

第二十章 细胞基因的分离鉴定和原位杂交

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞原位杂交技术。

2. 熟悉：Western Blot及分析。

3. 掌握：细胞DNA、RNA的提取、鉴定及杂交。

(二) 教学的内容

1. 细胞DNA、RNA的分离鉴定技术。

2. 核酸蛋白转移电泳及杂交(DNA Sonthern Blot, RNA Nortern Blot，蛋白质Western Blot)。

3. 细胞原位杂交技术。

第二十一章 基因的细胞内导入技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：基因细胞内转导的种类及其基本概念。

2. 熟悉：逆转录病载体介导的DNA转染法。

3. 掌握：物理化学法基因转染技术和转染细胞的鉴定。

(二) 教学的内容

1. 基本概念。

2. 物理化学法基因转染技术。

3. 逆转录病毒载体介导的DNA转染法。

4. 转染细胞的鉴定。

第二十二章 流式细胞仪技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：流式细胞仪技术的原理和应用范围。

2. 熟悉：样品制备和细胞标本的固定方法。

3. 掌握：流式细胞仪分析的染色法。

(二) 教学的内容

1. 样品的制备。

2. 悬浮细胞的固定。

3. 流式细胞仪分析的应用。

第三篇 细胞工程的应用技术

第二十三章 细胞的大量培养

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：细胞大量培养的概念。

2. 熟悉：细胞大量培养的控制要素和参数的测定。

3. 掌握：细胞大量培养的类型和方法(如多层培养、连续灌注培养、中孔纤维培养、微载体培养和搅拌通气的发酵罐培养等)。

(二) 教学的内容

1. 培养要素控制及其参数的测定。

2. 细胞大量培养的类型和方法

(1) 大规模培养系统的类型；

(2) 大规模生产细胞的方法。

第二十四章 干扰素和其他细胞因子的生产制备技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：干扰素(a、b、g)生产的细胞来源和诱生剂。

2. 熟悉：干扰素和其他细胞因子的诱生技术。

3. 掌握：干扰素及其他细胞因子的生产工艺。

(二) 教学的内容

1. IFN-a的生产制备方法。

2. IFN-b的生产制备。

3. 人类“淋巴细胞”干扰素的生产制备。

4. 其他细胞因子的制备。

第二十五章 病毒及其疫苗的生产制备技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：病毒的生产方法。

2. 熟悉：病毒疫苗的种类和常用的细胞培养法制备的疫苗。

3. 掌握：病毒疫苗的细胞培养制备技术(工艺路线)。

(二) 教学的内容

1. 病毒的生产。

2. 病毒疫苗的生产。

第二十六章 组织移植的活细胞制备技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：LAK细胞和TIL细胞的来源和功能。

2. 熟悉：LAK细胞和TIL细胞的分离技术。

3. 掌握：LAK、TIL细胞的培养和扩增技术。

(二) 教学的内容

1. LAK细胞制备技术。

2. TIL细胞的制备技术。

第二十七章 单克隆抗体(McAb)生产技术

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：牛淋巴液体外循环培养法。

2. 熟悉：微囊培养法。

3. 掌握：含血清和无血清的杂交瘤细胞大量培养法。

(二) 教学的内容

1. 牛淋巴液体外循环培养法。

2. 微囊培养法。

3. 含血清的杂交瘤细胞大量培养法。

4. 无血清的杂交瘤细胞培养法。

第二十八章 细胞培养技术和细胞工程在医学中的应用

(一) 教学的目的和要求

1. 了解：在细胞学、胚胎学和药学方面的应用。

2. 熟悉：在临床各科中的应用。

3. 掌握：在肿瘤学、免疫学中的应用。

(二) 教学的内容

1. 在细胞学、胚胎学和药学方面的应用。

2. 在肿瘤学方面的应用。

3. 在免疫学中的应用。

4. 在临床各科中的应用。