Question

【題目】三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是指將動(dòng)物細(xì)胞與具有三維結(jié)構(gòu)的支架材料共同培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠在三維立體空間生長、增殖和遷移的技術(shù)。其培養(yǎng)模式圖如下，請(qǐng)回答下列問題：

（1）三維培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞時(shí)，首先應(yīng)保證細(xì)胞處于______________的環(huán)境，在培養(yǎng)液中加入牛磺酸、丁酰環(huán)腺苷酸等物質(zhì)可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞的基因__________，從而產(chǎn)生不同類型的組織細(xì)胞。培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液中需要通入一定濃度的CO2，目的是______________。

（2）常用________________________將乳腺癌組織消化成單個(gè)細(xì)胞，其在培養(yǎng)瓶中進(jìn)行懸液培養(yǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)__________________________現(xiàn)象。經(jīng)過多次傳代后，少數(shù)供體細(xì)胞中__________的穩(wěn)定性會(huì)降低而變成不死性細(xì)胞。

（3）乳腺癌細(xì)胞在三維培養(yǎng)基中能夠形成腺泡結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)類似于動(dòng)物體內(nèi)組織細(xì)胞的生長情況，有利于構(gòu)建體內(nèi)乳腺癌組織模型。與普通細(xì)胞懸液培養(yǎng)相比，利用三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)干細(xì)胞和癌細(xì)胞其明顯優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________。

Answer 1

【答案】無菌、無毒 選擇性表達(dá) 維持培養(yǎng)液的pH 胰蛋白酶或膠原蛋白酶 貼壁生長和接觸抑制 遺傳物質(zhì) 能夠更好地模擬體內(nèi)環(huán)境，培養(yǎng)得到更加類似于體內(nèi)生長的細(xì)胞和組織

【解析】

1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件：（1）無菌、無毒的環(huán)境：①消毒、滅菌；②添加一定量的抗生素；③定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝廢物。（2）營養(yǎng)物質(zhì)：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等，還需加入血清、血漿等天然物質(zhì)。（3）溫度和PH：36.5℃±0.5℃；適宜的pH：7.2～7.4。（4）氣體環(huán)境：95%空氣（細(xì)胞代謝必需的）和5%的CO2（維持培養(yǎng)液的PH）。2、胚胎干細(xì)胞（1）哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡稱ES或EK細(xì)胞，來源于早期胚胎或從原始性腺中分離出來。（2）具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細(xì)胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進(jìn)行冷凍保存，也可進(jìn)行遺傳改造。

（3）胚胎干細(xì)胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動(dòng)物個(gè)體發(fā)生和發(fā)育規(guī)律；②是在體外條件下研究細(xì)胞分化的理想材料，在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子，如牛黃酸等化學(xué)物質(zhì)時(shí)，就可以誘導(dǎo)ES細(xì)胞向不同類型的組織細(xì)胞分化，這為揭示細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡的機(jī)理提供了有效的手段；③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導(dǎo)分化形成新的組織細(xì)胞的特性，移植ES細(xì)胞可使壞死或退化的部位得以修復(fù)并恢復(fù)正常功能；⑤隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，通過ES細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。

（1）由題干分析可知，三維培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞時(shí)，首先應(yīng)保證細(xì)胞處于無菌無毒的環(huán)境；胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)可以維持只分裂不分化的狀態(tài)，在培養(yǎng)液中加入牛磺酸、丁酰環(huán)腺苷酸等物質(zhì)可以誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞的基因選擇性表達(dá)，從而產(chǎn)生不同類型的組織細(xì)胞，培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液中需要通入一定濃度的CO2，目的是調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH。
（2）在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將乳腺癌組織消化成單個(gè)細(xì)胞，其在培養(yǎng)瓶中進(jìn)行懸液培養(yǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)貼壁生長和接觸抑制現(xiàn)象。經(jīng)過多次傳代后，多數(shù)細(xì)胞只增殖50-60次左右，只有少數(shù)供體細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性會(huì)降低發(fā)生基因突變而變成不死性細(xì)胞。
（3）乳腺癌細(xì)胞在三維培養(yǎng)基中能夠形成腺泡結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)類似于動(dòng)物體內(nèi)組織細(xì)胞的生長情況，有利于構(gòu)建體內(nèi)乳腺癌組織模型，利用三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)干細(xì)胞和癌細(xì)胞，其明顯優(yōu)點(diǎn)是能更好地模擬體內(nèi)環(huán)境，培養(yǎng)得到更加類似于體內(nèi)生長的細(xì)胞和組織。