Question

【题目】三维细胞培养技术是指将动物细胞与具有三维结构的支架材料共同培养，使细胞能够在三维立体空间生长、增殖和迁移的技术。其培养模式图如下，请回答下列问题：

（1）三维培养胚胎干细胞时，首先应保证细胞处于______________的环境，在培养液中加入牛磺酸、丁酰环腺苷酸等物质可以诱导胚胎干细胞的基因__________，从而产生不同类型的组织细胞。培养过程中，培养液中需要通入一定浓度的CO2，目的是______________。

（2）常用________________________将乳腺癌组织消化成单个细胞，其在培养瓶中进行悬液培养时会出现__________________________现象。经过多次传代后，少数供体细胞中__________的稳定性会降低而变成不死性细胞。

（3）乳腺癌细胞在三维培养基中能够形成腺泡结构，呈现类似于动物体内组织细胞的生长情况，有利于构建体内乳腺癌组织模型。与普通细胞悬液培养相比，利用三维细胞培养技术培养干细胞和癌细胞其明显优点是________________________________________________________。

Answer 1

【答案】无菌、无毒 选择性表达 维持培养液的pH 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 贴壁生长和接触抑制 遗传物质 能够更好地模拟体内环境，培养得到更加类似于体内生长的细胞和组织

【解析】

1、动物细胞培养的条件：（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。（3）温度和PH：36.5℃±0.5℃；适宜的pH：7.2～7.4。（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的PH）。2、胚胎干细胞（1）哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。（2）具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。

（3）胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。

（1）由题干分析可知，三维培养胚胎干细胞时，首先应保证细胞处于无菌无毒的环境；胚胎干细胞体外培养时可以维持只分裂不分化的状态，在培养液中加入牛磺酸、丁酰环腺苷酸等物质可以诱导胚胎干细胞的基因选择性表达，从而产生不同类型的组织细胞，培养过程中，培养液中需要通入一定浓度的CO2，目的是调节培养液的pH。
（2）在动物细胞培养过程中，常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将乳腺癌组织消化成单个细胞，其在培养瓶中进行悬液培养时会出现贴壁生长和接触抑制现象。经过多次传代后，多数细胞只增殖50-60次左右，只有少数供体细胞中的遗传物质稳定性会降低发生基因突变而变成不死性细胞。
（3）乳腺癌细胞在三维培养基中能够形成腺泡结构，呈现类似于动物体内组织细胞的生长情况，有利于构建体内乳腺癌组织模型，利用三维细胞培养技术培养干细胞和癌细胞，其明显优点是能更好地模拟体内环境，培养得到更加类似于体内生长的细胞和组织。