细胞工程xìbāogōngchéng

运用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞事例、细胞拆合、染色体导入和基因转移等方面有计划地按照人们的意愿感受细胞内遗传物质的一门技术科学。
　◇ 细胞工程不但是基础研究的重要手段，也是一个实用性很强的综合技术体系。(光明日报.1984.10.5)
　◇ 以基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程、酶工程为主体的生物工程，被公认为21世纪科学技术的核心。(人民日报.2000.11.10)

细胞工程cell engineering

通过不同体细胞融合或核移植、细胞器移植产生杂种细胞并发展成个体的技术。广义而言还包括遗传修饰、染色体工程等遗传操纵。其中细胞培养及融合方法在动物中研究较早。植物体细胞杂交前须去除细胞壁才便于不同原生质体融合。纤维素酶的发现、加速原生质体融合方法的应用，以及对杂种细胞的有效选择技术。特别是植物细胞所固有的发育全能性功能，使不少植物种间、属间及科间获得杂种细胞以及杂种植株，打破不同种、属、科之间，乃至动植物间的界限，广泛组合各种有利基因，为人类改造生物遗传性及创造崭新生物类型开拓广阔前景；通过细胞工程的各种手段可以进行基因定位，研究基因结构、功能及其表达规律，了解人类遗传疾病（包括癌症）机理，为基因疗法提供基础。细胞工程可分为染色体工程、染色体组工程、细胞质工程、细胞融合工程。

细胞工程cell engneering

系生物工程中主要内容之一。可应用细胞融合技术将2种具有不同遗传特性的细胞融合成1个同时含有2个亲体细胞遗传特性的新的杂种细胞，如用淋巴细胞与肿瘤细胞融合，则可融合成具有淋巴细胞与肿瘤细胞共同特点的新型的淋巴-瘤细胞，用此种细胞可以生产单克隆抗体。亦可以用这种技术纯化物种、或培育新品种等。细胞工程在生物、医学中有重大意义。

细胞工程

用细胞生物学的方法，以细胞为基本单位进行离体培养繁殖，或按照人们预先的设计，进行遗传操作，有计划地改变细胞的遗传性，从而改良生物品种或创造出新品种，或加速繁育动植物个体，以获得有用产品的过程。主要包括细胞和组织培养、细胞融合和杂交瘤细胞技术等。

细胞工程

生物工程的重要内容之一，是以细胞为基本单位，离体培养、繁殖，或人为地进行精细操作。使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改变生物品种或创造出新的品种。细胞工程主要包括细胞和组织培养、细胞融合技术、细胞大量培养技术、杂交瘤细胞技术。

细胞工程

细胞工程是在细胞水平上对生物进行创造设计。它是生物工程的一个组成部分，也是新技术革命的标志之一。细胞工程的核心技术是细胞融合和细胞培养。
细胞融合 细胞融合又称细胞杂交，是把两个不同种类的体细胞，用生物学、化学或物理学方法，使之融合在一起，融合以后的细胞称为杂种细胞。它们可以是不同种、属，甚至是动、植物细胞间的融合。最初细胞融合技术主要是用于核质关系的研究，后来又利用这种技术来分析细胞周期、基因活性调节、绘制人类染色体图等研究。特别是在单克隆抗体的制备及植物育种方面取得了突出的成绩。
当两种细胞进行杂交时，通常只有很少一部分细胞融合成杂种细胞，还保留着大部分未融合的亲本细胞。因此，就必须设法把杂种细胞从未融合的亲本细胞中筛选出来。通常可以利用亲本细胞和杂种细胞对生长条件或营养代谢方面的差异来进行选择。目前，最常用的选择系统是HAT选择培养，用于准备进行融合的亲本细胞须是次黄嘌呤、鸟嘌呤、磷酸核糖转移酶缺陷型(HGPRT^-)细胞株或胸苷激酶缺陷型(TK^-)细胞株。HAT培养液含有次黄嘌呤、氨基蝶呤和胸腺嘧啶核苷，氨基蝶呤有阻断DNA合成的主要途径的作用。在培养过程中，亲本细胞由于酶的缺陷，不能利用培养液中的核酸原料来合成DNA而死亡。可是杂种细胞却具有HGPRT酶和TK酶，可通过应急途径，利用HAT中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷合成DNA而继续生长存活。
细胞融合常用融合剂为仙台病毒、聚乙二醇(PEG)或用电刺激。
杂交瘤细胞与单克隆抗体 1975年和Milst-ein在体细胞杂交的基础上，成功地创建了淋巴细胞杂交瘤技术，获得了高特异性、高纯度的单克隆抗体，它是70年代细胞工程的重大突破。他们把骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫的小鼠脾细胞(B淋巴细胞)融合形成杂交瘤细胞，再将杂交瘤细胞克隆化。这样，就可得到既有像骨髓瘤细胞那样在离体培养下或移植到体内迅速增殖、传代的能力，又能有B淋巴细胞产生特异抗体能力的杂交瘤细胞。基本过程是用旋转培养的 HGPRT^-/TK^-缺陷型的骨髓瘤细胞株与免疫B淋巴细胞在仙台病毒或聚乙二醇的介导下发生融合，形成杂交瘤细胞；通过HAT培养液选择培养，将杂交瘤细胞从未融合的亲本细胞筛选出来；测定其产物抗体后，进行单个细胞培养，即将杂交瘤细胞克隆化，从而获得单克隆杂交瘤细胞株；再检测其抗体后，把杂交瘤细胞接种于动物体中或体外培养即可制取单克隆抗体(图1)。如接种于同系小鼠或裸鼠腹腔中，杂交瘤细胞在小鼠体内增殖可产生大量抗体。抽出小鼠腹水，其单克隆抗体浓度可达5—20 mg/ml。

图1 单克隆抗体制造示意图

单克隆抗体就是单个杂交瘤细胞增殖产生的克隆细胞群所分泌的高度纯一的抗体。单克隆抗体已广泛地应用到医学的各个领域，尤其是在疾病的诊断和治疗方面。对于肿瘤来说，如利用单克隆抗体不仅可以进行定位诊断，还能与抗癌药物细胞毒素结合，从而定向杀死癌细胞，这样就避免或减少对正常细胞的伤害，并减轻抗癌药物对人体的副作用。除此之外，抗乙型肝炎表面抗原单抗、抗疟原虫单抗、抗流感病毒单抗等都已用于临床。
核质杂交细胞 把不同来源的细胞核与细胞质进行融合形成核质杂交细胞。细胞松弛素B有去核作用，在37℃，浓度为10μg/ml时就可把核挤出。70年代初，用细胞松弛素B处理细胞，并结合离心技术，可将细胞分离成活的核体和胞质体两部(图2)。核体为排出的胞核，附有少量的胞质，并为细胞膜所包绕，因而又称为小细胞。胞质体又称为去核细胞，为一层细胞膜所包围的胞质。一个细胞的核体与另一个细胞的胞质体可在仙台病毒或聚乙二醇的介导下，融合形成重建细胞。为了区别重建细胞与去核细胞，将准备制取核体的细胞，先用³H嘧啶核苷标记核，用直径0.5μm小乳胶粒标记胞质；将准备制取胞质体的细胞，用直径1μm大乳胶粒标记胞质； 融合后的重建细胞由含放射性标记的核和含大乳胶粒的细胞质组合而成(图3)。重建细胞有利于研究核质关系，也可用于动物育种工作。

图2 细胞松弛素B处理培养细胞获得核体和胞质体

A.完整细胞附着在塑片上；B.细胞松弛素B诱发细胞排核，核经一细胞质柄与胞质相连；C.在离心力（箭头方向）作用下，细胞质柄断开，细胞完全分解为核体和胞质体两部分

图3 用核体和胞质体融合制成重建细胞

如果用去核细胞与完整细胞进行融合，可得到有两种胞质的细胞即胞质杂种(图4)。胞质杂种除育种外，也可用以研究细胞质遗传。

图4 去核细胞与完整细胞融合获得胞质杂种

用各种有丝分裂抑制剂或电离辐射可以使细胞核微核化，并通过离心制备微细胞(图5)。微细胞所含染色体多少不一，最少的只有一条染色体，多一些也可以含有10条染色体。微细胞也可借仙台病毒或聚乙二醇使之与完整细胞融合(图6)。这样，就可以向完整的细胞导入异种细胞的染色体或染色体片段，这种杂种细胞可用于基因表达的研究。

图5 微核化的细胞在细胞松弛素作用下离心制备微细胞箭头示离心方向

图6 微细胞与完整细胞的融合

植物原生质体融合与培育新品 细胞融合技术首先是在动物细胞中实验成功的，随之植物原生质体融合技术很快就发展起来了。这为培育新品种开辟了一条新途径。利用纤维素酶去掉细胞壁，成为原生质体，可以从植物器官组织和培养细胞中分离出大量的原生质体。两种不同的原生质体，在聚乙二醇的介导下发生融合。这样可以克服植物远缘种间不亲和性，扩大遗传重组范围，增加变异，创造新型植物品种。
细胞培养是细胞工程中一项重要技术。植物细胞和原生质体培养技术可用于培养再生植株进行育种，也可从大量细胞培养中获得药物，如大量培养人参细胞，生产有效药用成分人参皂甙等项工作。动物及人类细胞培养可来源自动物和人类正常及肿瘤组织的各种细胞株及单细胞纯系，它们是细胞融合、核质杂交细胞、染色体导入等项技术的基础(见“细胞培养”条)。