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昆虫细胞培养技术作为细胞工程基础之一,是现代实验生物学上极有价值的手段之一,广泛应用于生物学、医学及农业的各个领域。昆虫细胞作为昆虫杆状病毒表达系统中的工程细胞,与表达系统的转化和表达效率密切相关,因此,昆虫细胞的研究对于表达系统的开发具有深远的影响作用。虽然以家蚕为生物反应器的家蚕杆状病毒表达系统较之其他的昆虫表达系统来说具许多优点,具有重大的研究意义。但家蚕细胞系因为转化和表达的效率问题,其应用并不如秋粘虫细胞系那样广泛。因此,加强对工程细胞的生物学基础理论研究,寻找更适宜于家蚕杆状病毒表达系统的家蚕细胞系是当前家蚕表达系统研究发展的需要。 家蚕细胞的基础生物学研究迫待加强,而借鉴其他动物的成功经验,通过体外细胞培养来进行研究是可行而有效的方法。同时,家蚕体外细胞培养研究的进行,不仅可以为家蚕细胞生物学的基础理论研究提供良好的研究系统,而且在家蚕资源的开发与利用方面也具有重大的意义。 本研究在借鉴前人研究的基础上,一方面对现在广泛应用于家蚕杆状病毒表达系统的工程细胞—BmN细胞的染色体和有丝分裂进行了研究与分析。同时,还通过原代培养实验对新的家蚕胚胎细胞系的建立进行了探索和尝试,并对家蚕胚胎原代培养过程中出现的细胞和组织类型进行了观察、探讨与研究。 1 BmN细胞有丝分裂及染色体研究 BmN细胞是家蚕分子遗传学,细胞工程、基因工程和杆状病毒表达系统中广泛应用的家蚕细胞,但其遗传学和细胞生物学背景知之甚少。用空气干燥法和培养细胞贴片法对BmN细胞的染色体和有丝分裂进行研究发现: (1)采用空气干燥法制备BmN细胞的染色体,在终浓度0.1ug/ml的秋水仙素28℃培养6~9h条件下可得到较多中期分裂相,染色体的凝集也比较适中。 (2)BmN细胞的染色体表现为典型的鳞翅目昆虫的染色体:中期染色体短杆状或颗粒状、无明显的着丝粒。BmN细胞是高度异倍化、高度多倍化的细胞系,其典型二倍体极少而高多倍化群达90%,最多的染色体一群在500条以上。 (3)由BmN细胞通过空气干燥法得到的中期染色体与由家蚕生殖腺和胚胎制备而来的减数分裂中期的染色体在形态上都呈颗粒状和短杆状,差别不大。但是,在染色体的数目上有显著的差异。另外,染色体间的长短差别也非常明显。由家蚕生殖腺得到的减数分裂中期染色体和胚胎得到有丝分裂的中期染色体,其染色体长短差异不明显,而BInN细胞的中期染色体长短非常不一致,差异非常显著。 K)BmN细胞有丝分裂以正常有丝分裂为主,但同时存在多倍核有丝分裂、核内有丝分裂以及类似于缢缩和劈裂等的类无丝分裂等现象。2 家蚕胚胎细胞的原代培养 门)本研究以家蚕反转期胚胎为材料,采用组织块法和胰蛋白酶半消化法进行家蚕胚胎细胞的原代培养,建立了适应反转期胚胎细胞原代培养的方法,即胰蛋白酶半消化法。为建立新的家蚕胚胎细胞系奠定了一定的基础。原代培养的细胞和组织块在体外有一定的生长现象,细胞体外最长存活达门个月以上。 Q)对原代培养物在培养过程中出现的细胞类型及变化进行了一定的观察与研究,发现家蚕胚胎原代培养中出现的细胞和组织类型主要为:上皮型细胞和组织、成纤维细胞和网状组织、弥散性组织、腺管组织和类脂肪组织。此外还有少量的不常见的“豆芽”细胞和腺体样细胞。