资源简介

(共33张PPT)
2.2.2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
“生物导弹”追踪癌细胞
抗体
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新
植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交技术的优势：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育出新的作物类型。　　　　
有没有技术能让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同细胞的优势于一身的动物细胞呢？　
温故而知新
实验：人——鼠细胞荧光标记融合实验
融合细胞
细胞
融合
37℃
40min
正在融合的细胞
红色荧光染料标记膜蛋白
绿色荧光染料标记膜蛋白
人细胞
小鼠细胞
该实验说明：
细胞膜具有流动性
思考：如果让动物细胞进行融合，与植物有哪些不同之处？
动物细胞融合
概念
原理
诱导方法
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
细胞膜具有一定的流动性
一、动物细胞融合技术
物理法：电融合法
化学法：聚乙二醇（PEG)
生物法：灭活病毒诱导法
融合实质及完成的标志：
细胞核的融合
仙台病毒
紫外线
灭活
丧失感染活性（不感染细胞）
保留融合活性（诱导细胞融合）
（1）“灭活病毒”中灭活的具体含义是什么？
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。
病毒表面的糖蛋白和一些酶与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，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。
（2）灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么？
相关信息
相关信息
（3）灭活病毒诱导细胞融合过程：
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
一、动物细胞融合技术
意义：
细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
应用
(1)成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)用于制造单克隆抗体。
生产单克隆抗体
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
细胞融合前的处理方法
诱导细胞融合的方法
细胞融合成功的标志
主要用途
意义
细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性
用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
再生出细胞壁
细胞核的融合
获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
小结：动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
(1)与植物原生质体融合相比，动物细胞融合特有的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒(　　)
(2)灭活的含义是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构(　　)
(3)二倍体动物细胞融合后的杂交细胞仍然是二倍体细胞(　　)
×
√
判断正误
×
典例：对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是
A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜的条件下，均可产生完整个体
√
二、单克隆抗体的制备
1.传统抗体制备方法及缺陷
向动物体内反复注射某种抗原
从动物血清中分离所需抗体
产量低、纯度低、特异性差
（2）缺点：
（1）方法：
如何解决这个问题呢？
二、单克隆抗体的制备
１）体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
２）每个B淋巴细胞（浆细胞）只分泌一种特异性的抗体
科学家发现：
单
克 隆
抗 体
如何获得大量、单一的抗体？
体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖
需解决问题：
遗憾：
如何解决这一难题？
一个B淋巴细胞
B淋巴 细胞群
单一抗体
克隆
二、单克隆抗体的制备
一个极富创造力的方案：
动物细胞融合
杂交细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
单克隆抗体的制备过程：
二、单克隆抗体的制备
用特定抗原注射小鼠
培养骨髓瘤细胞
目的：获得已免疫B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
小鼠的脾脏中获取
2.单克隆抗体的制备过程
小鼠的骨髓中获取
二、单克隆抗体的制备
第一次筛选
融合的细胞
骨髓瘤细胞
自身融合
B细胞自身融合
杂交细胞
1
3
2
未融合的B淋巴细胞
未融合的骨髓瘤细胞
置于选择性培养基上培养
（HAT培养基）
2
杂交瘤细胞
1
3
（特点：既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体）
（目的：筛选获得杂交瘤细胞）
筛选原理：
①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。
②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能分裂增殖。
③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。
筛选出杂交瘤细胞方法？
B淋巴细胞及同型融合细胞
不能无限增殖，死亡
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
D途径被阻断，无法增殖死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
培养基中加入氨基嘌呤
二、单克隆抗体的制备
二、单克隆抗体的制备
置于选择性培养基上培养
（HAT培养基）
2
杂交瘤细胞
1
3
第一次筛选
多种杂交
瘤细胞
融合的细胞
骨髓瘤细胞
自身融合
B细胞自身融合
杂交细胞
1
3
2
未融合的B淋巴细胞
未融合的骨髓瘤细胞
B淋巴细胞培养几天后死亡
由于培养基中缺乏相应的营养物，骨髓瘤细胞死亡
（特点：既能迅速大量增殖，又能产生特定抗体）
（目的：筛选获得杂交瘤细胞）
二、单克隆抗体的制备
多孔细胞培养板
用培养液稀释
第二次筛选目的：
筛选得到能产生特异性抗体的杂交瘤细胞
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
方法：抗原—抗体杂交
原理：抗原—抗体特异性结合
克隆化培养和抗体检测
二、单克隆抗体的制备
注射到小鼠腹腔内体内培养
体外培养
单克隆抗体
体内或体外培养
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
细胞培养工程师在工作
从培养液或小鼠腹水中获取
（特点：特异性强、灵敏度高、可大量制备）
二、单克隆抗体的制备
单克隆抗体
第二次筛选
杂交细胞
杂交瘤细胞
体外或
体内培养
第一次筛选
骨髓瘤细胞
诱导融合
分泌特异抗体的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞群
提取
已免疫的B淋巴细胞
动物细胞融合技术
动物细胞培养技术
小结：
既能大量繁殖
又能产生专一抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
注射抗原
第一次筛选 第二次筛选
原因
方法
结果
比较两次筛选的原因、方法和结果。
诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞
用特定的选择培养基进行筛选
筛选获得杂交瘤细胞
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经第一次筛选之后获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
用多孔板培养，在每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞的情况下，进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
【培养杂交瘤细胞的方法比较】
项目 腹腔培养 体外培养
优点
缺点
易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低
规模小，产量少
可大规模培养，大量生产
需要人为控制培养条件，成本相对较高
二、单克隆抗体的制备
3.单克隆抗体的应用
（1）诊断试剂——最广泛应用
抗原-抗体杂交法
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。
具有准确、高效、简易、快速特点
诊断优点：
原理：抗原—抗体特异性结合
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
二、单克隆抗体的制备
新冠病毒抗原检测试剂盒
3.单克隆抗体的应用
二、单克隆抗体的制备
3.单克隆抗体的应用
主要用于癌症治疗。如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
（2）用于治疗疾病和运载药物
优点：位置准确、疗效高、副作用小
(单抗——导向，药物（或放射性同位素等）——弹头)
即抗体——药物偶联物（ADC)
结合同位素的单抗
概述
应用
动物细胞融合
技术
过程
结果
意义
原理
融合方法
原理
应用
单克隆抗体的制备
免疫处理
第一次筛选
诱导融合
第二次筛选
大规模培养
诊断试剂
运载药物
治疗疾病
克隆化培养
抗体检测
体外培养
小鼠腹腔
课堂小结
1.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是
A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从
脾脏中获得致敏的B淋巴细胞
B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合
C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别
S蛋白的单克隆抗体
D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害
√
2.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡
B.ADC可通过胞吞方式进入肿瘤细胞
C.单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合
D.肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，会产生新的蛋白质
√
3.(2022·广西南宁高二阶段练习)如图是一种“生物导弹”的作用原理示意图，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。下列说法不正确的是
A.单克隆抗体是由杂交瘤细胞合成和
分泌的
B.活化阿霉素能抑制细胞中的DNA复
制和转录过程
C.在治疗中，应先注射非活化磷酸阿霉素再注射生物导弹
D.单克隆抗体特异性强，能减轻阿霉素对正常细胞的伤害
√
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
C
一.概念检测
练习与应用
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
A
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。
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。
二、拓展应用
练习与应用
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