資源簡介

(共25張PPT)
第二章細胞工程
第2節
動物細胞融合技術和單克隆抗體
【本節聚焦】
1.什么是動物細胞融合技術
2.單克隆抗體是如何制備的 在臨 床上有哪些應用
植物細胞融合 植物組織培養
植物體細胞雜交
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
植物 原生
細胞A 質體A
去壁
①
植物 原生
細胞B 質體B
去壁
①
融合的
原生質(AB)
雜種
細胞(AB)
脫分化 ④
再生
新壁
③
融 合 ， ②
雜種植物
再分化
移栽
小鼠細胞
細胞融合 37℃
40 min
人細胞 正在融合的細胞 融合細胞
▲ 圖 3-4 熒光標記的小鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖
以前學習：這一實驗以及相關的其他實驗證據表明，細胞膜具有流動性。
現在學習：什么是細胞融合 人細胞和小鼠細胞如何融合在一起的呢
知識回顧：必修一第三章第1節
綠色熒光
染料標記
的膜蛋白
紅色熒光 染料標記
的膜蛋白
結果 方法 P48-3 意義 P48 - 4
形成的雜交細胞具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的。
物理法：電 融 合法 與植物原生質體融合的方法相同
化學法：聚乙二醇(PEG)
生物法：滅活病毒誘導法——動物細胞融合特有
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。
一 .動物細胞融合技術
1.概念 P48-2
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。
原理 細胞膜具有一定的流動性
一 .動物細胞融合技術
拓展：生物法-滅活病毒誘導法 P48 -相關信息
(1)滅活：指用物理或化學手段使病毒失去感染能力(不感染細
胞 ) , 但 是并不破壞病毒的抗原結構( 誘 導 細 胞 融 合 )。
(2)滅活病毒誘導細胞融合的原理：細胞膜具有一定的流動性。
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。
病毒黏附使細胞凝聚 膜打開 膜融合 細胞質融合 細胞核融合
(3)融合實質及完成的標志：細 胞 核的 融 合
一 .動物細胞融合技術
[旁欄思考]19世紀30年代，科學家曾在肺結核、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
病人體內病毒等誘導多個體細胞融合形成了多核細胞。
2、不滅活的病毒能否作為誘導劑
不能。用病毒作為誘導劑時，必須事先滅活， 使病毒失去感染和增殖能力，但不破壞病毒的
抗原結構。而不滅活的病毒會感染細胞，不能
誘導細胞融合。 雜交細胞
一 .動物細胞融合技術
【思考討論】
1、 動物細胞完成融合實質及完成的標志是什么
當兩個細胞核融合后形成具有單核的雜交 細胞，標志動物細胞融合完成。
A細胞
人工誘導
B細胞
一 .動物細胞融合技術
2.應用 P48-D1
①至今，種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間細胞融合都已獲得成功。 資料：2016年，《ACS Synthetic Biology》雜志上報道一個日本科學家 團隊，他們將擬南芥細胞與人類HT1080細胞融合，雜交細胞中產生出了人 類/植物融合染色體，同時還能穩定存活、增殖，進行基因表達的案例。
②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。
③為制造單克隆抗體開辟了新途徑。
比較 植物體細胞雜交
動物細胞融合
原理 細胞膜的流動性 細胞的全能性
細胞膜的流動性
步驟 酶解法去掉_細胞壁后，誘導原生質體融 合 ， 形成_雜種細胞，再經植物組織培養形 成_雜種植株。
分散成_單個細胞后誘導細胞融合，
形成_雜 交 細 胞 。
方法 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca +—高pH融 合法、電融合法、離心法
PEG融合法、電融合法、 滅活病毒誘導法
結果 形成_雜種植株
形成雜交細胞，以生產細胞產品
意義 打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種
突破有性雜交的局限，使遠緣雜交成
為可能
一 .動物細胞融合技術
植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較
缺 陷：產 量低、純度低 ，特 異 性差、靈敏度低
如何解決這個問題呢
提示：骨髓瘤細胞(癌細胞)能無限增殖
單克隆抗體及其應用
1.傳統抗體制備方法及缺陷 P49-1
抗 原 抗原 刺激 動物體內
抗原不純
篩選單一B細胞 增殖分化 漿細胞
能產生大量抗體但不能無限增殖
免 疫
① ② ③
抗體
抗原不純
傅統抗血清
所有抗體混合
一個極富創造力的方 案：
一個B淋巴細胞只分泌 一種特異性抗體
骨髓瘤細胞能無限增殖
既能迅速大量增殖，又
能產生專一抗體
動物細胞培養
P49-2
動物細 胞融合
1975年，米爾斯坦和柯勒
1984年，諾貝爾生理學或醫學獎
雜交瘤 細胞
雜交細胞
二.單克隆抗體及其應用
單克隆抗體
二. 單克隆抗體及其應用
2.單克隆抗體的制備過程 P48- 圖2 - 16 從患骨髓瘤的小鼠體內取
骨髓瘤細胞的培養
目的
注射特定抗原
是獲得產生特定抗
體的B 淋巴細胞
誘導融合
多種已免疫B 淋巴細胞
小鼠的脾臟 中獲取
多種雜交細胞
骨髓瘤細胞
單克隆抗體及其應用
P48- 圖2- 16 融合的細胞
第一次篩選
雜交瘤細胞(多種)
第一次篩選：用特定的 選擇培養基，在該培養 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 。
未融合的 B 細胞
B 淋巴細胞自身融合
B瘤 B瘤 B瘤
未融合的 骨髓瘤細胞
骨髓瘤細胞 自身融合
拓展延伸：【第一次篩選】獲得雜交瘤細胞 P49 -圖2-16
①細胞合成DNA 有D和S兩條途徑，其中D 途徑能被氨基嘌呤阻斷。
②人淋巴細胞中有這兩種DN A的合成途徑 ，但不能分裂增殖。
③鼠骨髓瘤細胞中只有D 途徑，沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。 > 篩選出雜交瘤細胞方法 培養基中加入氨基嘌呤
B淋巴細胞及同型融合細胞
骨髓瘤細胞及同型融合細胞
雜交瘤細胞
不能無限增殖，死亡
不能無限增殖，死亡
能無限增殖，生長
單克隆抗體及其應用
多孔培養板
(抗原-抗體雜交技術) 陽性孔
陽性細胞 Y
特點
能分泌專一抗體的雜交瘤細胞 既能迅速大量增殖；又能產生特異性抗體
● 篩選原因：由于小鼠體內提取的B淋巴細胞有很多種，形成的 雜交瘤細胞也有很多種
將雜交瘤細胞群稀釋，約每孔1個進行培養(克隆化培養)
一段時間后，用標記的抗原檢測每個小孔上清液里是否含
有我們需要的特異性的抗體(抗原抗體能結合即為陽性孔)
多孔細胞培養板 抗體檢測板
第二次篩選
雜交瘤細胞(多種)
單克隆抗體及其應用 P49- 圖2-16
克隆化培養 和抗體檢測
二。單克隆抗體及其應用
P49-圖2-16
篩選抗體檢測呈 【獲取大量單克隆抗體的方 法 】 陽性的雜交瘤細胞 項目 腹腔培養
體外培養
優點 易于控制培養條件(如 無需提供無菌環境等) 操作簡單，成本較低
可大規模培養，
大量生產
在體外培養 從腹水中獲取 培養液中獲取 缺點 規模小，產量少
需要人為控制培養 條件，成本相對較 高
相關技術(原理):動物細胞融合(細胞膜的流 動性);動物細胞培養(細胞增殖—有絲分裂)
單克隆抗體
特異性強 靈敏度高 可大量制備 單克隆抗體 動物細胞培養技術
從培養液或小鼠 腹水中獲得大量 的單克隆抗體
二.單克隆抗體及其應用
用特定抗原對小鼠免疫，并從其脾 中獲取能產生特定抗體的B淋巴細胞
第一次篩選
用特定的選擇培養基進行篩選： 只有融合的雜交瘤細胞才能生長
多輪次的 克隆化培 養和抗體 檢測
第二次 篩選
P48、49-圖2-16
動物細胞融合技術
OB 細胞
OB-B 細胞
2 瘤細胞
瘤-瘤細胞
O 雜交瘤細胞
注射抗原
培養骨髓瘤細胞
多種B淋巴細胞
骨髓瘤細胞
體外培養或 注射到小鼠 腹腔內增殖
抗體檢測呈陽性 的雜交瘤細胞
多種雜交細胞
雜交瘤細胞
注射到腹腔
體外培養
細胞融合
誘導融合
二 .單克隆抗體及其應用 3.單克隆抗體的應用
①作為診斷試劑：(最廣泛的用途)
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。
女性懷孕后會分泌一種糖蛋白一人絨毛 膜促性腺激素(HCG) , 尿液中會檢出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)
對照區C沒有出現紅線
:0
試紙無效
(重測)
該方法檢測的準確率在90%以上。P50- 思考討論資料1
僅出現對照C區一條紅線 試紙對照C區跟檢測
T區沒有紅線 T區都顯示紅線
陰性結果 陽性結果
(未懷孕) (懷孕)
二 .單 克隆抗體及其應用
3.單克隆抗體的應用 P50-1
①作為診斷試劑：(最廣泛的用途)
原 理：準確識別各種抗原的細微差別，與抗原特異性結合，并可大量制備。
優 點：準確、高效、簡易、快速
同位素標記或熒光標記的單克隆抗體，在特定組織中成像，定位診斷腫瘤、
心血管畸形等疾病 。
乙肝測定試劑 血型檢測試劑 艾滋病檢測試劑 新冠病毒檢測試劑
國 兩 1
抗A抗B
血型定型試劑
(單克隆抗體)
艾 造 病HIV-1/2 快速沙新試刻食
mVIn k
CHMIanrlRadt
乙塑
BS
z 解
2019新型冠狀病毒gMgG 抗體
wnkalrnsnmatnwina2516
群
弱件4C-3 跳
綠020
護日是：22022
知日：22002
其地為窯規現書
maccura
抗A抗B
血型定型試劑
(單克隆抗體)
單克隆抗體及其應用 3.單克隆抗體的應用
(2)用于運載藥物和治療疾病
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，實現了對腫瘤西包的選
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。
抗體- 藥物偶聯物 (ADC)
生物導彈——單克隆抗體+抗癌藥物(放射性同位素/細胞毒素)
① 單克隆抗體：導向作用，將藥物定向帶到癌細胞所在位置；②抗癌藥物：殺死癌細胞
實現了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。
ADC被細胞吞噬
②
③ 釋放藥物
細胞凋亡
溶酶體裂解
靶向運輸作用，特異性結合靶細胞 表面抗原，將藥物輸送到靶細胞
發揮治療效應
優點：位置準確、特異性強、靈敏度高，毒副作用小。
抗體
藥物
接頭
ADC
①
討論：1. ADC的抗體和藥物各具有什么作用
抗體主要發揮靶向運輸作用，即通過特異性結合靶細胞表面
的抗原，將連接的藥物輸送到靶細胞；
藥物發揮治療效應，如殺傷靶細胞。
(a)
pr
0
Normal Cds
Cancer Cell
3
u
p
o
s
o
u
s
二 .單克隆抗體及其應用 P50- 思考 ·討論
3.單克隆抗體的應用 (2)用于運載藥物和治療疾病

二 .單克隆抗體及其應用 P50- 思考 ·討論資料2
3.單克隆抗體的應用 ( 2 ) 用 于運載藥物和治療疾病
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 可以用放射性同位素標記單克隆抗體進行靶向放療。
② 一些作用于細胞信號轉導通路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。
3.單克隆抗體診斷試劑盒和ADC 在臨床應用上各具有什么優勢
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，因此檢測
的特異性和靈敏度大大提高；生產單克隆抗體的雜交瘤細胞可以傳代培養、 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診斷試劑盒。
②ADC 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靶點清楚、毒副作用小等優點。
本周作業
1.周五下晚自習前完成
本周日沒有考試的那套試卷
(下周講)
2、下次晚自習統一復查“必刷題”
練習與應用 P51
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( C )
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 )
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
練習與應用 P51
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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