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2.2 动物细胞工程
——动物细胞融合技术与单克隆抗体
动物细胞融合技术
01
02
03
05
单克隆抗体的制备
单克隆抗体在临床上的应用
我们知道：
运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。那么，有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交，培育出集不同细胞的优势于一身的动物细胞呢？
1.动物细胞融合
实例1：自然条件
受精作用
1.动物细胞融合
1970年人工条件下的人-鼠细胞融合实验
实例2：人工诱导
动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞形成一个细胞的过程。
1.概念：
2.结果：
形成的具有原来______________________________的_________细胞，称为 _____________。
单核
两个或多个细胞遗传信息
杂交细胞
3.原理：
细胞膜的流动性
4.动物细胞融合的方法：
物理方法（离心、振动、电激）
化学方法（聚乙二醇融合法）
生物方法（灭活病毒诱导法）
动物细胞没有细胞壁，可以直接诱导融合。
动物细胞融合所特有的融合方式。
1.动物细胞融合
1、什么是病毒的灭活？
灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。
2、灭活的病毒诱导动物细胞融合的机理是什么？
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。
1.动物细胞融合
灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面
↓
细胞膜被病毒颗粒穿通
↓
细胞膜连接
↓
细胞核融合，形成杂交细胞
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程：
动物细胞A
动物细胞B
动物细胞______
培养
物理、化学、生物法诱导
杂交细胞（单核）
膜融合、质融合
5.构建动物细胞融合模型：
1.动物细胞融合
①融合过程:细胞膜融合→细胞质融合→ ________融合。
②重组细胞的特点: 具有____________________,杂种细胞表现出两个____________的特点。
③融合后的杂交细胞经过__________后仍能形成两个完整的杂交细胞
细胞核
亲本细胞
有丝分裂
两种细胞的遗传信息
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。
成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体
6. 意义：
7. 应用：
前段时间，全国在抗击COVID-19疫情的时候，我们从新闻里看到很多康复者在捐献血浆，用来治疗其他病人。那么，血浆里到底是什么东西能够治疗新型冠状病毒感染？
2.单克隆抗体
反复
注射
人们获得抗体的传统方法：
动物体内
抗原
多种浆细胞
缺点：产量低、纯度低，制备的抗体特异性差、反应不灵敏
每一个浆细胞只能产生一种特异性抗体
体内产生的特异性抗体多达百万种
多种抗体
（血清）
多克隆抗体：由多个浆细胞克隆产生，是多种抗体的混合物。
2.单克隆抗体
一个捐献者的200-300毫升的血浆，如果合格，潜在的也只能治疗2-3个患者，如何大量制备？
此外，在鉴定此类抗原时，其专一性不是很理想，常常会出现假阳性，也称为交叉反应性。
如何产生大量的单一抗体呢？
1.抗体的产生:
效应B淋巴细胞（浆细胞）
每一个B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体
一个B淋巴细胞
克隆
B淋巴细胞群
产生
单克隆抗体
如果利用单个效应B淋巴细胞进行无性繁殖（克隆），形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强、灵敏度高的抗体——单克隆抗体。
2.单克隆抗体
如何产生大量的单一抗体呢？
2.单克隆抗体
②什么细胞能无限增殖？
癌细胞
③有什么方法将这两种细胞的特点结合起来？
动物细胞融合
①体外培养的条件下，一个B淋巴细胞能不能无限增殖？
不能,单个B淋巴细胞寿命有限，又因为能产生抗体的B淋巴细胞属于高度分化的细胞，不能无限繁殖不可能无限增殖。
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
动物细胞融合
动物细胞培养
单克隆抗体
杂交瘤细胞
米尔斯坦
设想：如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞就能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。
1975年成功获得单克隆抗体
1984年获得了诺贝尔生理学或医学奖
科勒
英国科学家
德国科学家
2.单克隆抗体
用特定的抗原免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
用特定的选择培养基进行筛选∶在该培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
单克隆抗体的制备过程：
2.单克隆抗体
几种融合细胞？
BB 、B瘤 、瘤瘤
√
单克隆抗体的制备过程：
2.单克隆抗体
对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
单克隆抗体的制备过程：
2.单克隆抗体
将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。
小鼠腹腔内培养
小鼠腹水中提取
体外培养
细胞培养液提取
既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体的杂交瘤细胞
（一选）选择性培养基：筛选出杂交瘤细胞
2.单克隆抗体
原理：选择培养基只允许杂交瘤细胞生长、增殖，未融合的亲本细胞和融合了同种核的细胞不能生存
小资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
①人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。
②鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，可是能不断分裂增殖。
在培养液中加入氨基嘌呤，收集杂交瘤细胞！
将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个进行培养（克隆化培养）
一段时间后，用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体（抗原抗体能结合即为阳性孔）
（二选）：筛选能产生所需专一抗体的杂交瘤细胞
方法：克隆化培养和专一抗体检测
2.单克隆抗体
AB1、AB2、AB3 ……
经过多次克隆化培养以及有限稀释法的筛选，就能选出需要的那种杂交瘤细胞（AB3）
多孔细胞培养板
注射特定蛋白免疫小鼠
培养小鼠
骨髓瘤细胞
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
多种细胞
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
选择培养基
克隆化培养
专一抗体检测
注射到小鼠
腹腔内增殖
体外培养
单克隆抗体
融合
2.单克隆抗体
动物细胞融合
动物细胞培养
筛选一
筛选二
特异性强、灵敏度高、可大量制备
3.单克隆抗体的应用
资料1.用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的"早早孕诊断试剂盒"，在妊娠第8天就可以作出诊断，这比原来的诊断方法提前了10 d左右，可以避免孕妇在不知道妊娠的情况下因服用药物而对胎儿造成不利影响。该方法检测的准确率在90%以上。
女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——人绒毛膜促性腺激素（HCG），尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。
①作为诊断试剂：(最广泛的用途)
②用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗)
生物导弹——单克隆抗体＋抗癌药物(放射性同位素/细胞毒素）
3.单克隆抗体的应用
单克隆抗体：
(1).特异性强、灵敏度高
生物导弹
单抗
抗癌药物
★ 原理：
★ 组成：
(2).疗效高、毒副作用小 ：不损伤正常细胞 ，减少剂量
导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置
抗癌药物：
杀死癌细胞
1.除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？
①可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗；
②一些作用于细胞信号转导通路的药物可以通过阻断肿瘤细胞的信号通路来抑制其生长，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合进行治疗。
3.单克隆抗体的应用
3.单克隆抗体的应用
两个过程
动物细胞融合过程
单克隆抗体制备过程
三个“一”
一个诱导细胞融合的新方法
－－灭活病毒
一个新细胞
－－杂交瘤细胞
一个优势
－－单克隆抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备的优势
一、概念检测
1.下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是（ ）
A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性
B.都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合
C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞
D.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株
2.科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ ）
A. 利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒
B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体
C
A
二、拓展应用
假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决哪些问题 解决这些问题的大致思路是怎样的 这样做会有什么风险 请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。
提示：可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎，研究其发育机制，甚至可能培育出新的物种。但是，目前相关技术还不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来一些伦理方面的问题。
4.下图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，下列有关叙述不正确的是
A．图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原
B．利用聚乙二醇、灭活的病毒和电激等方法均可诱导细胞融合获得乙
C．用特定的选择性培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长
D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁
C
单克隆抗体
5.英国科学家威尔穆特首次用羊的体细胞、乳腺细胞成功地培育出一只小母羊，取名为“多利”，这种方法被称之为“克隆”。以下四项中与此方法在本质上最相近的是( )
A．将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔的子宫内，并最终孕育成两只一样的兔
B．将人的抗病毒基因嫁接到烟草的DNA分子上，培育出了具有抗病毒能力的烟草新品种
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将人的精、卵在体外受精，待受精卵发育到囊胚期时，再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”
A
单克隆抗体

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