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第二章细胞工程
第2节
动物细胞融合技术和单克隆抗体
【本节聚焦】
1.什么是动物细胞融合技术
2.单克隆抗体是如何制备的 在临 床上有哪些应用
植物细胞融合 植物组织培养
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，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
植物 原生
细胞A 质体A
去壁
①
植物 原生
细胞B 质体B
去壁
①
融合的
原生质(AB)
杂种
细胞(AB)
脱分化 ④
再生
新壁
③
融 合 ， ②
杂种植物
再分化
移栽
小鼠细胞
细胞融合 37℃
40 min
人细胞 正在融合的细胞 融合细胞
▲ 图 3-4 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
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。
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
知识回顾：必修一第三章第1节
绿色荧光
染料标记
的膜蛋白
红色荧光 染料标记
的膜蛋白
结果 方法 P48-3 意义 P48 - 4
形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息的。
物理法：电 融 合法 与植物原生质体融合的方法相同
化学法：聚乙二醇(PEG)
生物法：灭活病毒诱导法——动物细胞融合特有
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。
一 .动物细胞融合技术
1.概念 P48-2
动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个 细胞的技术。
原理 细胞膜具有一定的流动性
一 .动物细胞融合技术
拓展：生物法-灭活病毒诱导法 P48 -相关信息
(1)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 )。
(2)灭活病毒诱导细胞融合的原理：细胞膜具有一定的流动性。
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。
病毒黏附使细胞凝聚 膜打开 膜融合 细胞质融合 细胞核融合
(3)融合实质及完成的标志：细 胞 核的 融 合
一 .动物细胞融合技术
[旁栏思考]19世纪30年代，科学家曾在肺结核、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
病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
2、不灭活的病毒能否作为诱导剂
不能。用病毒作为诱导剂时，必须事先灭活， 使病毒失去感染和增殖能力，但不破坏病毒的
抗原结构。而不灭活的病毒会感染细胞，不能
诱导细胞融合。 杂交细胞
一 .动物细胞融合技术
【思考讨论】
1、 动物细胞完成融合实质及完成的标志是什么
当两个细胞核融合后形成具有单核的杂交 细胞，标志动物细胞融合完成。
A细胞
人工诱导
B细胞
一 .动物细胞融合技术
2.应用 P48-D1
①至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间细胞融合都已获得成功。 资料：2016年，《ACS Synthetic Biology》杂志上报道一个日本科学家 团队，他们将拟南芥细胞与人类HT1080细胞融合，杂交细胞中产生出了人 类/植物融合染色体，同时还能稳定存活、增殖，进行基因表达的案例。
②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。
③为制造单克隆抗体开辟了新途径。
比较 植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性 细胞的全能性
细胞膜的流动性
步骤 酶解法去掉_细胞壁后，诱导原生质体融 合 ， 形成_杂种细胞，再经植物组织培养形 成_杂种植株。
分散成_单个细胞后诱导细胞融合，
形成_杂 交 细 胞 。
方法 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca +—高pH融 合法、电融合法、离心法
PEG融合法、电融合法、 灭活病毒诱导法
结果 形成_杂种植株
形成杂交细胞，以生产细胞产品
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
一 .动物细胞融合技术
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
缺 陷：产 量低、纯度低 ，特 异 性差、灵敏度低
如何解决这个问题呢
提示：骨髓瘤细胞(癌细胞)能无限增殖
单克隆抗体及其应用
1.传统抗体制备方法及缺陷 P49-1
抗 原 抗原 刺激 动物体内
抗原不纯
筛选单一B细胞 增殖分化 浆细胞
能产生大量抗体但不能无限增殖
免 疫
① ② ③
抗体
抗原不纯
傅統抗血清
所有抗體混合
一个极富创造力的方 案：
一个B淋巴细胞只分泌 一种特异性抗体
骨髓瘤细胞能无限增殖
既能迅速大量增殖，又
能产生专一抗体
动物细胞培养
P49-2
动物细 胞融合
1975年，米尔斯坦和柯勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
杂交瘤 细胞
杂交细胞
二.单克隆抗体及其应用
单克隆抗体
二. 单克隆抗体及其应用
2.单克隆抗体的制备过程 P48- 图2 - 16 从患骨髓瘤的小鼠体内取
骨髓瘤细胞的培养
目的
注射特定抗原
是获得产生特定抗
体的B 淋巴细胞
诱导融合
多种已免疫B 淋巴细胞
小鼠的脾脏 中获取
多种杂交细胞
骨髓瘤细胞
单克隆抗体及其应用
P48- 图2- 16 融合的细胞
第一次筛选
杂交瘤细胞(多种)
第一次筛选：用特定的 选择培养基，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 。
未融合的 B 细胞
B 淋巴细胞自身融合
B瘤 B瘤 B瘤
未融合的 骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞 自身融合
拓展延伸：【第一次筛选】获得杂交瘤细胞 P49 -图2-16
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DN A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 培养基中加入氨基嘌呤
B淋巴细胞及同型融合细胞
骨髓瘤细胞及同型融合细胞
杂交瘤细胞
不能无限增殖，死亡
不能无限增殖，死亡
能无限增殖，生长
单克隆抗体及其应用
多孔培养板
(抗原-抗体杂交技术) 阳性孔
阳性细胞 Y
特点
能分泌专一抗体的杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖；又能产生特异性抗体
● 筛选原因：由于小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的 杂交瘤细胞也有很多种
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)
多孔细胞培养板 抗体检测板
第二次筛选
杂交瘤细胞(多种)
单克隆抗体及其应用 P49- 图2-16
克隆化培养 和抗体检测
二。单克隆抗体及其应用
P49-图2-16
筛选抗体检测呈 【获取大量单克隆抗体的方 法 】 阳性的杂交瘤细胞 项目 腹腔培养
体外培养
优点 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
可大规模培养，
大量生产
在体外培养 从腹水中获取 培养液中获取 缺点 规模小，产量少
需要人为控制培养 条件，成本相对较 高
相关技术(原理):动物细胞融合(细胞膜的流 动性);动物细胞培养(细胞增殖—有丝分裂)
单克隆抗体
特异性强 灵敏度高 可大量制备 单克隆抗体 动物细胞培养技术
从培养液或小鼠 腹水中获得大量 的单克隆抗体
二.单克隆抗体及其应用
用特定抗原对小鼠免疫，并从其脾 中获取能产生特定抗体的B淋巴细胞
第一次筛选
用特定的选择培养基进行筛选： 只有融合的杂交瘤细胞才能生长
多轮次的 克隆化培 养和抗体 检测
第二次 筛选
P48、49-图2-16
动物细胞融合技术
OB 细胞
OB-B 细胞
2 瘤细胞
瘤-瘤细胞
O 杂交瘤细胞
注射抗原
培养骨髓瘤细胞
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
体外培养或 注射到小鼠 腹腔内增殖
抗体检测呈阳性 的杂交瘤细胞
多种杂交细胞
杂交瘤细胞
注射到腹腔
体外培养
细胞融合
诱导融合
二 .单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体的应用
①作为诊断试剂：(最广泛的用途)
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天左右， 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。
女性怀孕后会分泌一种糖蛋白一人绒毛 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。(抗原-抗体杂交法)
对照区C没有出现红线
:0
试纸无效
(重测)
该方法检测的准确率在90%以上。P50- 思考讨论资料1
仅出现对照C区一条红线 试纸对照C区跟检测
T区没有红线 T区都显示红线
阴性结果 阳性结果
(未怀孕) (怀孕)
二 .单 克隆抗体及其应用
3.单克隆抗体的应用 P50-1
①作为诊断试剂：(最广泛的用途)
原 理：准确识别各种抗原的细微差别，与抗原特异性结合，并可大量制备。
优 点：准确、高效、简易、快速
同位素标记或荧光标记的单克隆抗体，在特定组织中成像，定位诊断肿瘤、
心血管畸形等疾病 。
乙肝测定试剂 血型检测试剂 艾滋病检测试剂 新冠病毒检测试剂
国 两 1
抗A抗B
血型定型试剂
(单克隆抗体)
艾 造 病HIV-1/2 快速沙新试刻食
mVIn k
CHMIanrlRadt
乙塑
BS
z 解
2019新型冠状病毒gMgG 抗体
wnkalrnsnmatnwina2516
群
弱件4C-3 跳
绿020
护日是：22022
知日：22002
其地为窑规现书
maccura
抗A抗B
血型定型试剂
(单克隆抗体)
单克隆抗体及其应用 3.单克隆抗体的应用
(2)用于运载药物和治疗疾病
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，实现了对肿瘤西包的选
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。
抗体- 药物偶联物 (ADC)
生物导弹——单克隆抗体+抗癌药物(放射性同位素/细胞毒素)
① 单克隆抗体：导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置；②抗癌药物：杀死癌细胞
实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
ADC被细胞吞噬
②
③ 释放药物
细胞凋亡
溶酶体裂解
靶向运输作用，特异性结合靶细胞 表面抗原，将药物输送到靶细胞
发挥治疗效应
优点：位置准确、特异性强、灵敏度高，毒副作用小。
抗体
药物
接头
ADC
①
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。
(a)
pr
0
Normal Cds
Cancer Cell
3
u
p
o
s
o
u
s
二 .单克隆抗体及其应用 P50- 思考 ·讨论
3.单克隆抗体的应用 (2)用于运载药物和治疗疾病

二 .单克隆抗体及其应用 P50- 思考 ·讨论资料2
3.单克隆抗体的应用 ( 2 ) 用 于运载药物和治疗疾病
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。
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。
②ADC 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。
本周作业
1.周五下晚自习前完成
本周日没有考试的那套试卷
(下周讲)
2、下次晚自习统一复查“必刷题”
练习与应用 P51
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( C )
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 )
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
练习与应用 P51
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。

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