資源簡介

(共32張PPT)
植物體細胞雜交
植物細胞融合
植物組織培養
植物體細胞雜交技術可以跨越不同種植物之間生殖隔離的屏障，培育出新的作物類型。那么，有沒有技術讓不同種動物的體細胞進行雜交，培育出集不同細胞的優勢于一身的動物細胞呢？
第2節 動物細胞工程
二 動物細胞融合技術與單克隆抗體
（一)動物細胞融合技術
自主學習1：請同學們自主閱讀教材P48，獨立思考完成以下問題
1.動物細胞融合技術的概念、原理、結果分別是什么？
2.動物細胞融合技術常用的誘導方法有哪些？
4.動物細胞融合技術有何意義？在現實生活中的應用有哪些？
3.什么是滅活？滅活病毒誘導融合的原理？融合實質及完成的標志？（教材P48的相關信息）
1. 概念：
動物細胞融合技術就是使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。
2. 結果：
形成的雜交細胞具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息。
3. 原理：
細胞膜的流動性。
4. 誘導動物細胞融合的常用方法
物理法：電融合法
化學法：聚乙二醇(PEG)融合法
生物法：滅活病毒誘導法
——動物細胞融合特有的方法
5. 意義：
突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交（種間、屬間、科間、動植物之間）成為可能。
拓展：生物法－滅活病毒誘導法
2.滅活病毒誘導細胞融合的原理：
1.滅活含義：
3.融合實質及完成的標志:
指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力（不感染細胞），但是并不破壞它們的抗原結構。
細胞核的融合
病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發生作用，使細胞互相凝聚，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發生融合。
旁欄思考P49
19世紀30年代，科學家曾在患肺結核、天花和麻疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細胞。如何解釋這一現象？
病人體內的病毒誘導了多個體細胞的融合，形成多核細胞。
6. 應用
(1)成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。
(2)為制造單克隆抗體開辟了新途徑。
總結：植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較(導學案P39)
植物體細胞雜交 動物細胞融合
原理
細胞融合 前的處理
誘導細胞 融合的方法
細胞融合 成功的標志
意義
結果
細胞膜的流動性、
植物細胞的全能性
細胞膜的流動性
用果膠酶和纖維素酶去除細胞壁
用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細胞分散成單個細胞
電融合法、離心法；聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法
電融合法；聚乙二醇（PEG）融合法；滅活病毒誘導法
再生出細胞壁
細胞核的融合
打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種
突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能
獲得雜種植株
獲得雜交細胞
…….
由血清中提取的抗體是由不同漿細胞產生的多種抗體的混合物，可達百萬種以上。
…….
每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體
抗體1
抗原1
B細胞1
刺激
抗體2
抗體3
抗體4
抗原2
抗原3
抗原4
B細胞2
B細胞3
B細胞4
刺激
刺激
刺激
產量低、
特異性差
需要
獲得
獲得大量的B細胞1
問題:若我們只需要大量抗體1，有什么辦法嗎？
(2)缺陷:
純度低、
向動物體內反復注射某種抗原
(1)方法:
(二)單克隆抗體及其應用
1.早期獲得抗體的方法及缺陷
每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體
單一B淋巴細胞
單一B淋巴細胞群
選擇
克隆
產生
大量純度高特異性強的抗體（單克隆抗體）
克隆單一的B淋巴細胞，形成B淋巴細胞群，由細胞群產生大量的純度高的抗體
一個正常的B淋巴細胞不可能無限增殖的。
怎樣才能使B細胞在產生抗體的同時，具備無限增殖能力呢？
大量制備單一抗體的思路
單個細胞
無性繁殖(有絲分裂)
化學性質單一，特異性強
單：
克隆：
抗體：
增殖
聯系動物細胞融合技術，你能提出一種合理的思路嗎？
動物細胞融合
動物細胞培養
單克隆抗體
1975年，英國科學家米爾斯坦和德國科學家科勒在前人工作的基礎上，充分發揮想象力，設計了一個極富創造性的實驗方案：
一種B淋巴細胞（只分泌一種特異性抗體）
骨髓瘤細胞（癌細胞）能在體外無限增殖
雜交瘤細胞
既能迅速大量增殖，又能產生專一抗體
合作探究：請同學們自主閱讀教材P48-49，小組合作思考討論完成問題。
3.會有幾種細胞融合方式？雜交瘤細胞具有什么特點？
1.單克隆抗體制備過程中為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？
4.如何對雜交瘤細胞大規模進行培養得到大量的單克隆抗體？
2.產生特定抗體的雜交瘤細胞的獲得需要幾次篩選？各自篩選的方法和目的是什么？
2 單克隆抗體的制備
單克隆抗體
第二次篩選
多種細胞
多種雜交瘤細胞
體外或
體內培養
第一次篩選
骨髓瘤細胞
誘導融合
分泌所需抗體的雜交瘤細胞
雜交瘤細胞群
提取
已免疫的B淋巴細胞
注射抗原
單克隆抗體
第二次篩選
多種細胞
多種雜交瘤細胞
體外或
體內培養
第一次篩選
骨髓瘤細胞
誘導融合
分泌所需抗體的雜交瘤細胞
雜交瘤細胞群
提取
已免疫的B淋巴細胞
注射抗原
注射特定抗原
從患骨髓瘤的小鼠體內取骨髓瘤細胞的培養
多種已免疫的B淋巴細胞
骨髓瘤細胞
誘導融合
小鼠的脾臟中獲取
多種雜交細胞
使小鼠產生能分泌特定抗體的B淋巴細胞
（1）階段一：動物細胞融合
思考：只考慮兩兩融合，B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞經誘導融合后，培養基中共出現幾類細胞？其中融合的細胞有幾類？
(2)階段二：篩選雜交瘤細胞（第1次篩選）
雜交瘤細胞（多種）
B細胞
自身融合
未融合的
B淋巴細胞
骨髓瘤細胞
自身融合
未融合的
骨髓瘤細胞
B1-瘤
B2-瘤
B3-瘤
用特定的選擇培養基篩選
【原理】在特定的選擇培養基上，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長(固學案P27,11)
體系中出現多種類型細胞的原因是？
細胞融合是隨機的，且融合率達不到100%。
所篩選出的雜交瘤細胞都成產生所需的抗體嗎
（3)階段三：篩選能分泌所需抗體的雜交瘤細胞（第2次篩選）
方法：
克隆化培養
雜交瘤細胞(多種)
每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞
克隆化培養，抗體檢測
抗原—抗體特異性結合
原理：
抗體檢測
多孔細胞培養板
陽性孔中的細胞還不能保證是來自單個細胞，挑選陽性孔的細胞繼續進行有限稀釋，一般需進行3～4次，直至確信每個孔中增殖的細胞為單克隆細胞。
用特定抗原進行抗體檢測
篩選呈陽性的 雜交瘤細胞
(多次篩選）
單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較(導學案P40)
項目 第一次篩選 第二次篩選
篩選 原因
目的
篩選 方法
篩選出雜交瘤細胞
篩選出能分泌所需抗體的雜交瘤細胞
由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經選擇培養獲得的雜交瘤細胞中有能產生其他抗體的細胞
用特定的選擇培養基（HAT培養基）篩選：未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長。
克隆培養、抗體檢測：用多孔細胞培養板培養，在每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞的情況下進行克隆化培養和抗體檢測，經多次篩選得到足夠數量的能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。
誘導融合后得到的細胞中，除雜交瘤細胞之外，還有未融合的親本細胞，也有融合的具有同種核的細胞
(4)階段四：動物細胞培養
抗體檢測呈陽性
的雜交瘤細胞
體外培養
體內培養
(注射到小鼠腹腔內)
單克隆抗體
從細胞培養液中提取
從小鼠腹水中提取
優點：可大規模培養，大量生產
缺點：需要人為控制培養條件，成本相對較高
優點：易于控制培養條件，成本較低
缺點：規模小，產量少
——獲得大量單克隆抗體
培養雜交瘤細胞的方法有哪些？從哪里收集產物？方法的優缺點？
單克隆抗體
第二次篩選
多種細胞
多種雜交瘤細胞
體外或
體內培養
第一次篩選
骨髓瘤細胞
誘導融合
分泌所需抗體的雜交瘤細胞
雜交瘤細胞群
提取
已免疫的B淋巴細胞
動物細胞融合技術
動物細胞培養技術
既能大量繁殖
又能產生抗體
注射抗原
單克隆抗體制備的過程中，應用到的技術手段
細胞膜的流動性
細胞增殖
小結：
單克隆抗體制備過程相關知識點檢測
（1）該過程中應用到的技術_______________________________________
（2）原理_______________________________________
（3）注射特定抗原的目的______________________________________________
（4）誘導融合的方法______________________________________
動物細胞特有的誘導融合方法為_______________________
（5）第一次篩選的目的______________________
第一次如何篩選___________________________
篩選原理____________________________________________________
（6）雜交瘤細胞的特點__________________________________
動物細胞融合、動物細胞培養
細胞膜具有一定的流動性、細胞增殖
用特定的抗原對小鼠進行免疫，并從該小鼠的脾中得到能產生特定抗體的B淋巴細胞
PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法
滅活病毒誘導法
篩選獲得雜交瘤細胞
用特定的選擇培養基進行篩選
在選擇培養基上，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長
既能迅速大量增殖，又能產生抗體
（7）第二次篩選的目的________________________________________________
如何篩選_______________________________________ ____________
選擇抗體檢測呈___性的雜交瘤細胞，即_____________ _____________
（8）抗體檢測原理_______________________________________
（9）如何獲取大量所需雜交瘤細胞__________________________________________
（10）如何獲取單克隆抗體
①體外培養___________________________
②小鼠腹腔內培養_________________________
（11）單克隆抗體的優點_____________________________
獲得足夠數量的能分泌所需抗體的雜交瘤細胞
進行克隆化培養和抗體檢測（進行多次篩選）
分泌的抗體能與特定的抗原結合
抗原和抗體能夠特異性結合(分子水平的鑒定）
在體外條件下大規模培養（接種于培養液中）或注射到小鼠腹腔內增殖
從細胞培養液中獲取
從小鼠腹水中獲取
能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發生特異性結合，并且可以大量制備
陽
3單克隆抗體的應用
(1)作為診斷試劑，診斷疾病和鑒定病原體（最廣泛的應用）
資料1: 用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的"早早孕診斷試劑盒"，在妊娠第8天就可以作出診斷，這比原來的診斷方法提前了10天左右，可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對胎兒造成不利影響。該方法檢測的準確率在90%以上。
女性懷孕后會分泌一種糖蛋白——人絨毛膜促性腺激素(HCG)，尿液中會有HCG的存在。用抗HCG單克隆抗體制備的試紙可以測試女性是否懷孕。(抗原-抗體雜交法)
優點：準確、高效、簡易、快速
乙肝測定試劑
艾滋病檢測試劑
新冠病毒抗原檢測試劑盒
病毒蛋白的檢測依賴抗體
在臨床診斷方面，單克隆抗體被廣泛用于一些感染性疾病的檢測、診斷腫瘤、心血管畸形等疾病，以及激素和細胞因子的測定等。
資料2：使用高效的細胞毒素類藥物進行化療可以有效殺傷腫瘤細胞。但細胞毒素沒有特異性，在殺傷腫瘤細胞的同時還會對健康細胞造成傷害，這限制了它在臨床上的應用。抗體-藥物偶聯物（ADC）通過將細胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結合，實現了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。ADC通常由抗體、接頭和藥物（如細胞毒素）三部分組成。
1.ADC的抗體和藥物各具有什么作用？
抗體主要發揮 作用，
即通過 ,將連接的藥物輸送到 。
藥物發揮 效應，如殺傷靶細胞。
靶向運輸
特異性結合靶細胞表面的抗原
靶細胞
治療
2.除了細胞毒素，還有哪些物質理論上可以作為ADC偶聯的藥物？
①可用 標記單克隆抗體進行靶向放療。
②一些作用于 的藥物可以通過阻斷腫瘤細胞的信號通路來抑制其生長，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結合進行治療。
放射性同位素
細胞信號轉導通路
運載藥物
單克隆抗體單獨使用，也可直接用于治療疾病
如果被毒蛇咬傷，如何快速治療？
抗毒血清的主要作用成分是相應的抗體
（2)用于運載藥物和治療疾病(主要用于癌癥的治療)
優點：位置準確、療效高、副作用小
3.單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床上各具有什么優勢？
①單克隆抗體診斷試劑盒中的單克隆抗體只與特定的抗原反應,
故 和 大大提高;生產單克隆抗體的 可以傳代培養、冷凍保存和復蘇利用,有利于控制產品的質量和標準化生產。
③ADC能夠協同發揮抗體特異性識別的靶向作用和細胞毒素對腫瘤細胞的殺傷作用,因此它在臨床上具有 、 等優點。
特異性
雜交瘤細胞
靶點清楚
靈敏性
毒副作用小
4.單克隆抗體在臨床上還有哪些應用？你可以課后搜集資料，以“單克隆抗體在臨床上的應用”為主題，出一期黑板報或制作電子板報宣傳相關知識。
單克隆抗體在臨床上的應用涉及治療、診斷等方面。單克隆抗體藥物已被廣泛用于腫瘤、自身免疫病等疾病的治療，曲妥珠單抗被用于治療乳腺癌等。在臨床診斷方面，單克隆抗體被廣泛用于一些感染性疾病的檢測、腫瘤的診斷、激素和細胞因子的測定等。以單克隆抗體在診斷腫瘤方面的應用為例，用放射性同位素或熒光標記抗腫瘤表面抗原的單克隆抗體，可以用這些抗體來對體內的腫瘤進行定位，輔助診斷并確定腫瘤的復發與轉移等。
曲妥珠單抗
課堂小結
練習與應用
一.概念檢測
1.下列有關動物細胞融合與植物體細胞雜交比較的敘述，錯誤的是（ ）
A.它們的原理都涉及細胞膜的流動性
B.都可以用電融合法或PEG融合法誘導融合
C.融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細胞
D.前者主要是為了獲得細胞產品，后者主要是為了獲得雜種植株
2.科學家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原制備出了單克隆抗體。正確是（ ）
A. 利用該單克隆抗體可以診斷是否感染SARS病毒
B.體外培養單個B淋巴細胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體
C.將等量B淋巴細胞和骨髓瘤細胞混合，經誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞
D.將純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體
C
A
二、拓展應用
假如你掌握了動物細胞融合技術，你想用這種技術來解決哪些問題 解決這些問題的大致思路是怎樣的 這樣做會有什么風險 請查閱相關資料，完善自己的思路，并形成文字報告，與同學交流。
提示：可以利用動物細胞融合技術培育多倍體胚胎，研究其發育機制，甚至可能培育出新的物種。但是，目前相關技術還不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等問題，并且還可能帶來一些倫理方面的問題。

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