动物细胞融合技术与单克隆抗体课件高二下学期生物人教版选择性必修3

➢早期获得抗体的方法:
体内产生的特异性抗体多达百万种
反复
抗原 注射 动物体内
多种浆细胞
多种抗体（血清）
每一个浆细胞只能产生一种特异性抗体
体液免疫
➢缺点: 产量低，纯度低，制备的抗体特异性差、反应不灵敏。
二、单克隆抗体技术及其应用
➢面临问题：
动物会接触多种天然抗原，体内相应产生的特异性抗体种类可以达到百万种以 上，但每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体， 必须克隆单一的淋巴细胞，形成细胞群。
A 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
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
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。
都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长
单克隆抗体制备过程中的相关考点总结
（6）杂交瘤细胞的特点： 既能迅速大量增殖，又能产生抗体
（7）第二次筛选的目的：获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
如何筛选： 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）
选择抗体检测呈_阳__性的杂交瘤细胞，即： 分泌的抗体能与特定的抗原结合
动物细胞融合
细胞膜的流动性
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶 使细胞分散
电融合法， PEG融合法， 灭活的病毒
制备单克隆抗体
突破有性杂交的局限， 使远缘杂交成为可能
二、单克隆抗体技术及其应用
➢抗体: 机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功
能的球蛋白。
➢抗体的分布：血清(主要);组织液及外分泌液(如乳汁中，为新生儿提供抗体)
选择性必修3/第2章/细胞工程/
第2节 动物细胞工程
——动物细胞融合技术与单克隆抗体
本节聚焦:
什么是动物细胞融合技术？ 单克隆抗体是如何制备的？在临床上有哪些应用？
一、动物细胞融合技术
➢回顾-必修一：细胞膜的结构 1970年，细胞融合实验:
红色荧光 染料标记
膜蛋白
绿色荧光 染料标记
膜蛋白
人细胞 小鼠细胞
灭活： 是指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。 原理： 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，使细胞相互凝集，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。
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？
细胞 融合
正在融合 的细胞
37℃ 40min
融合细胞
一、动物细胞融合技术
1.概念： 使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。 与植物原生质体融合的基本原理相同 3.诱导融合的常用方法：
物理方法： 电融合法、离心法 化学方法： 聚乙二醇（PEG）法 生物方法： 灭活病毒诱导法（动物细胞融合特有的诱导融合方法） 4.结果： 形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
抗体
药物 接头
ADC被细胞吞噬
细胞凋亡
二、单克隆抗体技术及其应用
单克隆抗体的应用
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？ 可用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗。一些作用于细胞
二、单克隆抗体技术及其应用
单克隆抗体的应用
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（antibody-drugconjugate,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所示。
病人体内病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
肺结核病人病理切片
植物体细胞杂交和动物细胞融合比较
比较项目 基本原理 融合前处理
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性、 植物细胞的全能性
用纤维素酶、果胶酶去壁
诱导方法
电融合法、离心法 PEG，高Ca2+ —高PH融合法
用途 优点
培育新品种
打破生殖隔离， 实现远缘杂交育种
练习与应用
一、概念检测
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
的原理都涉及细胞膜的流动性
可以用电融合法或PEG融合法诱导融合
前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞
主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株
练习与应用
一、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
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。 （4）诱导融合的方法： PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
动物细胞特有的诱导融合方法为： 灭活病毒诱导法 （5）第一次筛选的目的： 筛选获得杂交瘤细胞
第一次如何筛选： 用特定的选择培养基进行筛选 筛选原理： 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
有限稀释
克隆化培养
在体外培养条件下，一个B淋巴细胞不可能无限增殖。因 为单个B淋巴细胞寿命有限，又因为能产生抗体的B淋巴细胞属 于高度分化的细胞，不可能无限增殖。
二、单克隆抗体技术及其应用
➢解决: 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：
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞
单克隆抗体
在体外培养条件下，能大量增殖
由于发明了单克隆抗体的制备技术，米尔斯坦和科勒于1984年获得了诺贝尔生 理学或医学奖
二、单克隆抗体技术及其应用
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
多种杂交细胞
注射抗原
多种B淋巴细胞 诱导融合
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
细胞融合
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
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,并且还可能带来些伦理方面的问题。
二、单克隆抗体技术及其应用
单克隆抗体的应用
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10d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。该方法检测的 准确率在90%以上。
在受精后不久，胎盘滋养层细胞就会 分泌人绒毛膜促性腺激素(HCG)，是由受孕 妇女体内胎盘产生的一种糖蛋白类激素， 在孕妇的尿液中大量存在。而在非妊娠妇 女尿液中几乎不含有。
使用96孔板培养杂交瘤细胞，尽可能每一个孔只接种一个 杂交瘤细胞，即将单个杂交瘤细胞单独培养，通过克隆化培养+ 抗体检测，即可获得大量产生所需抗体的杂交瘤细胞。
思考4:如何大量培养杂交瘤细胞，获得所需抗体？ 将抗体检测阳性的杂交瘤细胞在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖，
从而获得大量单克隆抗体。
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。
讨论4.单克隆抗体在临床上还有哪些应用？ 诊断疾病：作为诊断试剂； 治疗疾病：运载药物；作为药物治疗疾病。
单克隆抗体制备过程中的相关考点总结
（1）该过程中应用到的技术： 动物细胞融合、动物细胞培养 （2）原理： 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 （3）注射特定抗原的目的：
课堂小结
动物细胞 融合技术
1.动物细胞融合的概念、结果、原理、意义是什么？ 2.动物细胞融合常用的方法； 3.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较。
动物细胞融 合技术与单 克隆抗体
单克隆抗 1.单克隆抗体制备的研究背景 体的制备 2.单克隆抗体制备
单克隆抗 体的应用
1.诊断试剂 2.运载药物 3.治疗疾病
5.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。 6.意义： 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。 7.应用： ①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。
②利用动物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。
一、动物细胞融合技术
相关信息
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。
二、单克隆抗体技术及其应用
单克隆抗体的应用
讨论3.单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床上各具有什么优势？ 单克隆抗体诊断试剂盒中的抗体只与特定的抗原反应，故特异性和
灵敏度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，利于控制质量和标准化生产。
（8）抗体检测原理： 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）
（9）如何获取大量所需杂交瘤细胞： 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）
（10）如何获取单克隆抗体
或注射到小鼠腹腔内增殖
①体外培养: 从细胞培养液中获取
②小鼠腹பைடு நூலகம்内培养: 从小鼠腹水中获取
（11）单克隆抗体的优点： 与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。
杂交瘤细胞
多轮次的克 隆化培养和 抗体检测
单克隆抗体
从培养液或小鼠 腹水中获得大量 的单克隆抗体
体外培养 注射到腹腔
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
二、单克隆抗体技术及其应用
思考1:进行诱导融合后，培养基中会有几种细胞？ 5种 骨髓瘤+B细胞 骨髓瘤+骨髓瘤 B细胞+B细胞 骨髓瘤(未融合) B细胞(未融合) 思考2:如何筛选出所需的杂交瘤细胞？ 选择培养基 思考3:如何得到能够产生所需的单一抗体的杂交瘤细胞？