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(共37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
？
？
植物体细胞杂交技术可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，实现远缘杂交育种，培育出新的作物类型。那么，有没有技术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？
回顾—植物体细胞杂交技术
导（1min )
知识回顾：
必修一 第三章 第1节
现在学习：
什么是细胞融合？人细胞和小鼠细胞如何融合在一起的呢？
以前学习：
这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。
一、动物细胞融合技术
合作探究一：请同学们自主阅读教材P48，小组合作思考讨论完成问题。
1.动物细胞融合技术的概念、原理、结果分别是什么？所形成的杂种细胞有什么特点？
2.动物细胞融合技术常用的诱导方法有哪些？
4.动物细胞融合技术有何意义？在现实生活中的应用有哪些？
3.什么是灭活？灭活病毒诱导融合的原理？融合实质及完成的标志？（教材P48的相关信息）
思+议（4min )
1.概念：
指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
2.原理：
细胞膜具有一定的流动性
3.结果：
形成杂交细胞(具有原来两个或多个细胞的遗传信息)。
4.诱导方法：
与植物原生质体融合的方法相同
物理法
电融合法等
化学法
聚乙二醇（PEG）融合法
生物法
灭活病毒诱导法
动物细胞融合特有
一、动物细胞融合技术
展+评（8min )
注意：诱导融合之前，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散。
【P49边框】19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。
诱导 融合
01
⑵灭活病毒诱导细胞融合的原理：
⑴灭活：
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。
⑶融合实质及完成的标志:
一、动物细胞融合技术
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）。
细胞核的融合
生物法－灭活病毒诱导法
展+评（8min )
一、动物细胞融合技术
展+评（8min )
突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
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。
特别是杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。
5.意义：
6.应用：
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
正在融合的鸡血细胞
动物细胞融合实例：
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
杂种细胞经第一次有丝分裂两个核才融合。
细胞融合完成的标志:细胞核融合成一个核
扩展:动物细胞融合过程
思考：诱导融合后的细胞一定具有双方的遗传信息吗？为什么？
不一定，诱导A、B两种细胞融合，融合后可能有A、B未融合细胞及AA、AB、BB等多种细胞，因此细胞融合后需要进行筛选。
一、动物细胞融合技术
比较 植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
步骤 酶解法去掉 后，诱导 融合，形成 ，再经植物组织培养形成 。 分散成 后诱导细胞融合，形成 。
方法 聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法 PEG融合法、电融合法、
诱导法
用途 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体
意义 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
细胞膜的流动性
细胞的全能性
细胞膜的流动性
细胞壁
原生质体
杂种细胞
杂种植株
单个细胞
杂交细胞
灭活病毒
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
（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 （　 　）
下列关于动物细胞融合的说法,错误的是 (　　)
A.动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的多核细胞称为杂交细胞
B.动物细胞融合已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段
C.常用于诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
D.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
判断常考语句，澄清易混易错
A
2.抗体的传统生产方法：
温故而知新：
缺点：产量低、纯度低、特异性差
B淋巴细胞不可能无限增殖
反复注入
单一B淋巴细胞
细胞群
克隆
产生
大量纯度高特异性强的抗体
1.抗体
特异性抗体多达百万种
每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
特定抗原
导（3min )
单
克 隆
抗 体
自主阅读教材P48-49，思考下列问题
二、单克隆抗体制备
思+议（7min )
1.米尔斯坦和科勒极富创造力的实验方案？
2.简述制备单克隆抗体的流程？
① 用特定抗原对小鼠进行免疫的原因？
②骨髓瘤细胞、免疫的B淋巴细胞各有何特点？
③免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？
杂交瘤细胞有何特点？
④ 杂交瘤细胞是如何筛选出来的？
⑤ 是否所有的杂交瘤细胞都能产生所需的抗体？
⑥ 如何扩大培养得到大量的单克隆抗体？
《任务二》
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
动物细胞融合
杂交细胞
动物细胞培养
抗体
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，
又能产生专一抗体
骨髓瘤细胞（能无限增殖）
一个活化的B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体）
单克隆抗体
1.米尔斯坦和科勒极富创造力的实验方案？
展+评（12min )
由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），形成基因型相同的细胞群，这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
1、单克隆抗体：
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖，
又能产生专一抗体
02
从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
p49 图2-16（整体感知）
2.制备单克隆抗体的流程
展+评（12min )
为了获得产生特定抗体的B细胞
免疫的B淋巴细胞：
骨髓瘤细胞：
2.制备单克隆抗体的流程
杂交瘤细胞：
⑴注射特定抗原　　⑵诱导融合　
既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体
能产生抗体，但不能大量增殖
不能产生抗体，但能大量增殖
③细胞融合后得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？杂交瘤细胞有何特点？
展+评（12min )
杂交瘤细胞(多种)
B-B细胞
B-瘤细胞
瘤-瘤细胞
2.制备单克隆抗体的流程
④ 杂交瘤细胞是如何筛选出来的？
⑤ 是否所有的杂交瘤细胞都能产生所需的抗体？
⑶用特定的选择培养基进行筛选 ⑷单克隆培养、抗体检测
单克隆培养、抗体检测（多次筛选）
用特定的选择培养基（HAT培养基）只有融合的杂交瘤细胞才能生长
（获得足够数量的、抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞）
(多种)
克隆化培养和抗体检测
展+评（12min )
★
有限稀释法
每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞
侧面模拟图
克隆化培养一段时间
取上清液进行抗体检测
用培养液稀释
杂交瘤细胞(多种)
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
2.制备单克隆抗体的流程
单克隆培养、抗体检测（多次筛选）
用特定的选择培养基（HAT培养基）
（获得足够数量的抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞）
⑸体内培养单抗　⑹体外培养单抗
⑥如何扩大培养得到大量的单克隆抗体？
展+评（12min )
方法：抗原—抗体杂交
原理：抗原—抗体特异性结合
特异性强、灵敏度高、可大量制备
单克隆抗体的制备
在体外培养
注射到小鼠腹腔内
培养液中获取
从腹水中获取
单克隆抗体
特点:
特异性强
灵敏度高
可大量制备
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
需要人为控制培养条件，成本相对较高
【小结】整个过程有几次筛选？目的分别是什么？
二、单克隆抗体制备
项目 第一次筛选 第二次筛选
筛选 原因
目的 筛选出？ 筛选出 的杂交瘤细胞
方法 用特定的选择培养基筛选：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会 ，只有融合的杂交瘤细胞才能 用96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 ，经多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
杂交瘤细胞(多种)
能分泌所需抗体
死亡
抗体检测
生长
诱导融合后得到多种融合细胞，还有未融合的细胞等
由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞
展+评（12min )
二、单克隆抗体及其应用
单克隆抗体制备过程相关知识点检测
（1）该过程中应用到的技术_______________________________________
（2）原理_______________________________________
（3）注射特定抗原的目的______________________________________________
（4）诱导融合的方法______________________________________
动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________
（5）第一次筛选的目的______________________
第一次如何筛选___________________________
筛选原理____________________________________________________
（6）杂交瘤细胞的特点__________________________________
动物细胞融合、动物细胞培养
细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
灭活病毒诱导法
筛选获得杂交瘤细胞
用特定的选择培养基进行筛选
在选择培养基上，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
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
（7）第二次筛选的目的________________________________________________
如何筛选_______________________________________ ____________
选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即_____________ _____________
（8）抗体检测原理_______________________________________
（9）如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________
（10）如何获取单克隆抗体
①体外培养___________________________
②小鼠腹腔内培养_________________________
（11）单克隆抗体的优点_____________________________
获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
分泌的抗体能与特定的抗原结合
抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖
从细胞培养液中获取
从小鼠腹水中获取
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
阳
用96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）
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
抗体检测
注射到小鼠
腹腔内增殖
体外
培养
单克隆抗体
诱导融合
单克隆抗体小结
动物细胞融合
动物细胞培养
筛选1
筛选2
特异性强、灵敏度高、可大量制备
细胞增殖
细胞膜具有流动性
既能大量繁殖
又能产生专一抗体
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
1.诊断试剂——最广泛应用
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
抗原-抗体杂交法
三.单克隆抗体的应用
单克隆抗体+同位素（荧光标记）
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。
乙肝测定试剂
新型冠状病毒抗原检测
原因：单克隆抗体能准确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。
资料2：使用高效的细胞毒素类药物进行化疗可以有效杀伤肿瘤细胞。但细胞毒素没有特异性，在杀伤肿瘤细胞的同时还会对健康细胞造成伤害，这限制了它在临床上的应用。抗体-药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成，它的作用机制如下图：
“生物导弹”
将连接的药物输送到靶细胞
发挥治疗效应
三、单克隆抗体的应用
2.用于治疗疾病和运载药物
ADC（抗体—药物偶联物）
02
单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的应用
思考·讨论
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。
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。
思考 讨论 P50
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？
提示（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；
（2）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。
（3）ADC能够协同发挥抗体特异性识別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。
思考 讨论 P50
4.. 单克隆抗体在临床上还有哪些应用？你可以课后搜集资料，然后以“单克隆抗体在临床上的应用”为主题，出一期黑板报或制作电子板报宣传相关知识。
提示：单克隆抗体在临床上的应用涉及治疗、诊断等方面。
单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤、自身免疫病等疾病的治疗，如利妥昔单抗被用于治疗复发难治的低分化B细胞淋巴瘤；曲妥珠单抗被用于治疗乳腺癌等。
在临床诊断方面，单克隆抗体被广泛用于一些感染性疾病的检测、肿瘤的诊断、激素和细胞因子的测定等。以单克隆抗体在诊断肿瘤方面的应用为例,用放射性同位素或荧光标记抗肿瘤表面抗原的单克隆抗体，可以用这些抗体来对体内的肿瘤进行定位辅助诊断并确定肿瘤的复发与转移等。
（1）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后，得到的都是杂交瘤细胞（　 　）
（2）单克隆抗体制备过程中两次筛选的目的相同（ 　　）
（3）ADC的抗体具靶向运输作用、药物具有治疗作用（　 　）
判断常考语句，澄清易混易错
1.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
A
课堂练习
释放的药物导致细胞凋亡
2.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
课堂练习
C
经③过程筛出的细胞只是杂交瘤细胞，可无限增殖，但不一定均可产生识别S蛋白的单克隆抗体
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。正确是（ ）
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
P51 练习与应用
二、拓展应用
P51 练习与应用
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。

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