资源简介

(共35张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞工程
Part2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
2.请你尝试利用“拆词法”分析“单克隆抗体”一词中“单”和“克隆”
的含义。
3.根据第一问答案的启示，请你尝试构建“单克隆抗体”的定义。
4.你从视频中了解到单克隆抗体有哪些特点？
单：单一细胞
克隆：动物细胞培养
由单一细胞产生的只能识别一种抗原的特异性抗体。
特异性强 灵敏度高 可大量制备
[思考]
1.你知道传统获取抗体的方法吗？用该方法获得抗体有什么
缺点？
向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，
然后从动物血清中分离所需抗体。
产量低 纯度低 而且特异性差
[思考]5.什么细胞能产生抗体？能产生抗体的细胞能否大量增殖？浆细胞能产生并分泌抗体，且一种浆细胞只能产生一种抗体。但不能大量增殖。要获得大量的单克隆抗体，就必须克隆单一的浆细胞，遗憾的是，在体外培养的条件下，一个浆细胞不能无限增殖，结合以上问题答案的以及所学的植物细胞的启示怎么解决这一问题呢？6.什么细胞具有无限增殖的能力？肿瘤细胞具有无限增殖的能力，但不能分泌抗体。将浆细胞与肿瘤细胞融合得到杂交瘤细胞，然后克隆化培养，获得单克隆抗体。1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计了一个极富创造性的试验方案：
资料赏析:
米尔斯坦
【英国】
科勒
【德国】
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。
单克隆抗体制备应用了哪些动物细胞工程技术呢？
动物细胞融合技术 动物细胞培养技术
01动物细胞融合技术P48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1、概念：2、原理：4、诱导方式物理法：电融合法化学法：PEG（聚乙二醇)融合法生物法：灭活病毒诱导法——动物细胞融合特有3、结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞。01动物细胞融合技术灭活病毒诱导细胞融合的原理灭活：指用物理或化学手段使病毒失去感染能力（不感染细胞），但是并不破坏病毒的抗原结构（诱导细胞融合）。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。【拓展】P4919世纪30年代，科学家曾在患肺结核、天花和麻疹等疾病的病人的病理组织中观察到多核细胞。如何解释这一现象？病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。01动物细胞融合技术5、过程:动物细胞A动物细胞B杂交细胞AB诱导、融合、筛选膜融合 质融合核融合动物细胞融合完成的标志:两个或多个细胞核融合为一个细胞核动物细胞融合为什么要经历有丝分裂过程？将来源不同的细胞核融合形成一个细胞核01动物细胞融合技术7、应用：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。6、意义：至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。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。利用细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
比较动物细胞融合与植物体细胞杂交
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
【自主学习】结合图2-16: 米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图，尝试构建制备单克隆抗体带流程，并思考以下问题：
1.为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？
2.会有几种细胞融合方式（只考虑两个细胞融合）？
3.杂交瘤细胞是如何筛选出来的？
4.是否所有的杂交瘤细胞都能产生专一性抗体？
5.有几次筛选过程？目的是什么？
6.如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？
02
单克隆抗体及其应用
02
单克隆抗体及其应用
1、单克隆抗体的制备过程
动物细胞融合
动物细胞培养
杂交细胞
杂交瘤细胞
单克隆抗体
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
第一次筛选
第二次筛选
诱导融合
选择培养基
克隆化培养，专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
给小鼠注射特定的抗原蛋白
B淋巴细胞（免疫）
骨髓瘤细胞
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（1）向小鼠体内注射特定的抗原的目的？
获得能产生相应抗体的B淋巴细胞
（2）为什么从小鼠的脾脏中提取B淋巴？
脾脏是B淋巴细胞集中分布的场所。
（3）为什么从脾脏中提取的B淋巴细胞
有多种？
小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（1）诱导融合后有几种细胞类型？我们
需要的是哪种类型？
3种 未融和的 同种细胞融合 杂交细胞
（2）如何获得杂交细胞？
用特定的选择培养基筛选
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
杂交细胞
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（1）如何筛选获得杂交瘤细胞？
用特定的选择培养基进行筛选
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
第一次筛选
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径。
（2）根据以上资料的启示，如何筛选出
杂交瘤细胞？
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
第一次筛选
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径。
（2）根据以上资料的启示，如何筛选出
杂交瘤细胞？
培养基中加入氨基嘌呤
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
不能无限增殖，死亡
杂交瘤细胞
能无限增殖，生长
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
第一次筛选
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
（3）第一次筛选获得的杂交瘤细胞只有
一种吗？
（1）如何筛选获得杂交瘤细胞？
用特定的选择培养基进行筛选
（2）根据以上资料的启示，如何筛选出
杂交瘤细胞？
培养基中加入氨基嘌呤
多种
（4）如何获得我们需要的能分泌所需
抗体的杂交瘤细胞？
多次克隆化培养，抗体阳性检测
进行第二次检测
02
单克隆抗体及其应用
2、过程解读
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
第一次
筛选
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
第二次
筛选
（4）第二次筛选获得能产生所需杂交瘤细胞
（1）专一抗体检验阳性方法：
（2）专一抗体检验阳性仪器：
有限稀释法、 抗原-抗体杂交法
多孔培养板
02单克隆抗体及其应用AB1、AB2、AB3 ……专一抗体检验阳性：有限稀释法、抗原-抗体杂交法多孔细胞培养板抗体检测板阳性孔原理：抗原—抗体特异性结合1.将杂交瘤细胞进行有限稀释，用多孔细胞培养板培养，使每孔细胞不超过一个，通过培养让其增殖。2.用标记的抗原检测每个小孔上清液（抗原抗体能结合即为阳性孔）；3.阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次。02
单克隆抗体及其应用
1、过程解读
第一次
筛选
第二次
筛选
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
（4）第二次筛选获得能产生所需杂交瘤细胞
（5）体内体外克隆化培养
体外培养和体内培养各有什么优缺点呢？
02单克隆抗体及其应用【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02
单克隆抗体及其应用
1、过程解读
第一次
筛选
第二次
筛选
（1）获取B淋巴细胞和骨髓瘤细胞
（2）诱导融合获得杂交瘤细胞
（3）第一次筛选获得杂交瘤细胞
（4）第二次筛选获得能产生所需杂交瘤细胞
（5）体内体外克隆化培养
（6）获取单克隆抗体
优点：能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备P50
原理： 细胞膜的流动性 细胞增殖
2．为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠 甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：
（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是___________。
（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：______。
（3）为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于__________，使用该培养基进行细胞培养的结果是______。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是_______。
（4）若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________（答出2点即可）。
（1）诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞
（2）小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
（3）选择培养基
只有杂交瘤细胞能够生存
抗原与抗体的反应具有特异性
将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养
单克隆抗体的应用
思考.讨论
阅读教材“思考 讨论单克隆抗体的应用” 中的资料，思考、讨论前3题。
1. ADC的抗体和药物各具有什么作用？
2. 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？
3. 单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考.讨论
1. ADC的抗体和药物各具有什么作用？
抗体主要发挥靶向运输作用，即通过特异性结合靶细胞表面的抗原，将连接的药物输送到靶细胞；
药物发挥治疗效应，如杀伤靶细胞。
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考.讨论
2. 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
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考.讨论
3. 单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？
① 单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；生产单克隆抗体的杂交瘤细胞可以传代培养、冷冻保存和复苏利用，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒；
② ADC能够协同发挥抗体特异性识别的靶向作用和细胞毒素对肿瘤细胞的杀伤作用，因此它在临床上具有靶点清楚、毒副作用小等优点。
02
单克隆抗体及其应用
02单克隆抗体及其应用1、用作诊断试剂——被广泛应用抗原-抗体杂交法抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体在妊娠第8天就可以作出诊断，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：3、单克隆抗体的应用02单克隆抗体及其应用乙肝测定试剂艾滋病检测试剂血型检测试剂新冠病毒检测试剂1、用作诊断试剂（1）原理（2）具体应用及实例①多种疾病的诊断实例：利用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。②病原体的鉴定实例：乙肝病毒表面抗原定量检测试剂盒③其他类型诊断实例：早早孕诊断试剂盒单克隆抗体能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合02单克隆抗体及其应用2、运载药物优点：靶点清楚、毒副作用小抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC（抗体-药物偶联物）单克隆抗体+药物=“生物导弹”02单克隆抗体及其应用单克隆抗体+同位素（化学药物）2、运载药物结合荧光标记的单克隆抗体药物3、治疗疾病单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病；实例：利妥昔单抗（美罗华），进入人体后能抑制细胞生长，改变细胞周期以及凋亡等方式杀死淋巴瘤细胞。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
课后习题·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.前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
C
课后习题·概念检测
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
课后习题·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。

展开更多......

收起↑