杂交瘤技术

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HGPRTˉ或TKˉ细胞在HAT培养基上不能存活; HGPRTˉ与TKˉ细胞融合或与正常细胞融合后的
杂交细胞,可在HAT培养基上存活。
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HGPRTˉ细胞的筛选
可人为地筛选或致突变,诱发一些细胞缺乏 HGPRT或缺乏TK,如用毒性药物8-氮鸟嘌呤(8azaguanine,8-AG)作用于细胞株,可选育出 HGPRTˉ细胞株,这是因为HGPRT+细胞利用了8AG后,因合成毒性核苷酸而死亡。
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2、诱导细胞融合的常用方法
生物方法:如仙台病毒 化学方法:如聚乙二醇(PEG) 物理方法:如电融合
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(1)仙台病毒融合法
常用的能诱导细胞融合的病毒有疱疹病毒、牛痘病毒和 副粘病毒科病毒等。其中属副粘病毒科的仙台病毒应用 最为广泛。
因病毒具有凝集细胞的能力,某些病毒的糖蛋白还有促 进细胞融合的功能,因此可以用紫外线灭活的此类病毒 诱导细胞融合。
的动物脾细胞融合,形成的杂交细胞即可产生 抗体,又可无限增殖,从而创立了具有划时代 意义的杂交瘤技术。 这种技术的基础是细胞融合技术。
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一、细胞融合(cell fusion)
1、概述
细胞融合是指两个或更多个相同 或不同细胞通过膜融合形成单个 细胞的过程。
可在自发或人工诱导下发生。
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两个不同基因型的细胞可形成一个杂种细胞。 基本过程包括细胞融合形成异核体、异核体 通过细胞有丝分裂进行核融合、最终形成单 核的细胞称为杂种细胞或杂交细胞(hybrid cell) 。
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电融合示意图
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3、杂种细胞的筛选
人工诱导细胞融合是一个随 机的过程,可能产生多种类型的 细胞,筛选的目的是获得优良的 杂种细胞。
应根据其细胞特性来选择适 当的筛选方法(如酶缺陷、药物 抗性标记、营养缺陷、温度敏感 等)。
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HAT是最常用的筛选系统
原理
细胞DNA合成有两条途径: 主要合成途径 补救合成途径
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McAb技术的核心是用骨髓瘤 细胞与经特定抗原免疫刺激的B淋 巴细胞融合得到杂交瘤细胞 (hybridoma cell),杂交瘤细胞既能 象骨髓瘤细胞那样在体外无限增 殖,又具有B淋巴细胞产生特异性 抗体的能力。
杂交瘤技术的基本过程
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(二)杂交瘤技术产生的三个技术关键
1、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞的特性
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H—hypoxanthine (次黄嘌呤) A—aminopterin (氨基喋呤) T—thymidine (胸腺嘧啶核苷)
糖和
A
氨基酸
核苷酸 前体
T
TMP
TK HGPRT
H
IMP
核苷酸 DNA
DNA的生物合成途径与HAT选择培养基
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凡能在HAT选择培养基中生长的细胞,必须能利 用外源性次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶(T);
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由此可见,HAT选择培养基及补救合成途 径酶缺乏的突变细胞株的建立,是细胞融合后 选择出杂交细胞株的关键因素。
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二、杂交瘤技术与单克隆抗体的制备
(一)基本概念
杂交瘤细胞 指肿瘤细胞与体细胞融合形成的杂交细
胞,它既保留了肿瘤细胞无限增殖的能力, 又具有参与融合的体细胞的一些特征。
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杂交瘤技术(也称单克隆抗体制备技术) 是指建立杂交瘤细胞系的技术,通常指B
(1)SP2/0细胞和免疫脾细胞按1:4的比例放于一个50ml离 心管中,充分混匀,离心后尽量吸尽上清,置于37℃玻 璃杯水浴中。
(2) 用1ml吸管将1ml 37 ℃预热的50%PEG溶液,逐滴缓 慢加入混合细胞管中(1min以内加完),边加边轻轻搅 拌。
(3)继续搅动团块1分钟,目的使所有的细胞尽可能地与 PEG接触。
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用 灭 活 的 病 毒 诱 导 的 动 物 细 胞 融 合 过 程 示 意 图
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(2)聚乙二醇融合法
聚乙二醇(polyethyleneglycol ,PEG) 分子可在质膜 之间形成分子桥,使细胞质膜发生粘连促使质膜的融 合。
其优点是融合成本低,勿需特殊设备;简便、融合效 率较高。因此在1975年获得成功后很快取代仙台病毒 法。
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主要合成Biblioteka Baidu径
即利用糖和氨基酸这些可从培养液中摄取 的简单的含碳、含氮复合物来合成核苷酸,进 而合成DNA。
这一过程需四氢叶酸参与供甲基及甲酰基, 因此该途径可被叶酸拮抗物氨基喋呤阻断。
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补救合成途径
细胞可通过次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移 酶 (HGPRT)和胸腺嘧啶核苷激酶(TK), 将核苷酸前体合成核苷酸以供DNA合成的原料。
存活但短命 死亡
存活
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(三)单克隆抗体的制备过程
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三个基本环节和两个决定因素

择 培
免疫鼠
培养筛选
取脾细胞 骨髓瘤细胞系
饲 养
养 基
细 胞
(HAT)
融合
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1、免疫小鼠和脾细胞的制备
免疫动物:6~8周龄BALB/c小鼠 免疫抗原:各种病毒、细菌、细胞或可溶性抗原。一
般可溶性抗原用完全佐剂效果较好。 免疫途径:皮下、腹腔或静脉注射 免疫程序:基础免疫2次,静脉再加强免疫1次。 免疫后3~5天解剖,取脾细胞配制成适量浓度细胞悬液
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12、杂交瘤抗体的贮存
因为反复冷冻和融化往往导致杂交瘤抗体变性,所以 对培养上清可加0.1%NaN3在4℃保存,对血清和腹水可以 小容量分装,冻存-70 ℃以下,在-20 ℃保存亦可。将它 们以硫酸铵沉淀物的形式(加等体积的饱和硫酸铵),保 存在4 ℃是一种节约、完全和长期贮存的方法。对纯化的 杂交瘤蛋白保存在4 ℃下,含0.1% NaN3的PBS中。
B淋巴细胞(B lymphocytes): 接受抗原刺激后,能分泌针对该抗原的特异 性抗体,在体液免疫中具有重要功能。 本身是一种终末分化细胞,通常不再进行细 胞分裂,存活一段时间后便会死亡——短命 细胞。
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骨髓瘤细胞 (myeloma cells): 恶性增殖的转化细胞,只要营养条件适合可 永远分裂和存活——长命细胞。 没有抗体分泌。 经筛选HGPRTˉ或TKˉ。
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2. 细胞融合技术
分泌抗体 短命 脾细胞 (B淋巴细胞)
长命 不分泌抗体
骨髓瘤细胞
分泌抗体 长命 杂交瘤细胞
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3. 杂交瘤细胞的筛选
脾细胞 (B淋巴细胞)
骨髓瘤细胞
杂交瘤细胞 筛选出
脾细胞脾细胞
不能长期存活
骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞
脾细胞 骨髓瘤细胞
不能长期存活
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HAT培养基筛选
B淋巴细胞: HGPRT+,TK+ 骨髓瘤细胞: HGPRTˉ或TKˉ 杂交瘤细胞: HGPRT+,TK+
取抗体阳性的克隆,可继续克隆化或进一步扩 大培养。
阳性杂交瘤细胞应及时冻存,以防染色体丢失、 变异及污染。
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9、抗体大量生产
方法主要有两种: 体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤细胞,从
上清中获取单克隆抗体。但此方法产量低,一 般培养液含量为10~60μg/ml,如果大量生产, 费用较高。 体内接种杂交瘤细胞,制备腹水或血清。腹水 可达每毫升几毫克抗体。
基喋呤),以后每3~4天换液一次。 (4)再维持培养两周改用一般培养液。
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7、抗体的筛查
细胞融合后两周即可筛查抗体。选择检测方法以快速、 简便、特异、敏感和便于一次处理大量样品为原则。
常用的方法有: ELISA用于可溶性抗原(蛋白质)、细胞和病毒等 McAb的检测。 RIA用于可溶性抗原、细胞McAb的检测。 IFA用于细胞和病毒McAb的检测。 FACS(流式细胞术)用于检查细胞表面抗原的McAb检 测。
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(3)电融合法
电融合法是80年代出现的细胞融合技术,将细胞置于电 场中,使它们彼此靠近紧密接触并排列呈串,然后在高 强度、短时程的直流电脉冲的作用下,相互连接的细胞 膜被击穿而导致细胞融合。
其优点是:
融合率高、重复性强、对细胞伤害小; 可在显微镜下观察融合过程; 诱导过程可控性强。
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4、 50%PEG配制
称20~50g PEG1500~4000粉剂,放于玻璃 瓶中,高压灭菌(121℃~132℃)20min,溶化 呈液状,PEG尚未凝固时,加入RPMI-1640 20~50ml(与PEG重量相当)立即充分混合。此 为50%PEG保存于室温,呈碱性,不必调节pH。
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5、细胞融合
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10、杂交瘤细胞的保存
因为细菌的污染和细胞的突变,使杂交瘤难 以维持,冻存几批早期杂交细胞,预防意外是必 要的。
无菌DMEM含20%牛血清加10% DMSO(二甲 基亚砜)配成冻存液,2×106~5×106细胞加入 1ml冻存液,于液氮中贮存。
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11、细胞复苏
冻存管由液氮中取出,即刻投入37℃水浴中,很快 融化,用吸管吸出细胞到50ml离心管,内有50ml细胞生长 液,1000rpm ,10min,去上清,细胞沉淀物,再悬浮于 10ml生长培养液,室温静止10min,再悬于5ml生长培养液, 转移到25ml细胞培养瓶,置37 ℃ 5%CO2 孵箱培养,有些 细胞在复苏后1天左右即会死去。
杂交瘤技术
(hybridoma technique)
安徽医科大学微生物学教研室
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内容纲要
细胞融合
概述 诱导细胞融合的常用方法 杂种细胞的筛选(HAT)
杂交瘤技术与单克隆抗体的制备
基本概念 三个技术关键 单克隆抗体的制备过程
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杂交瘤技术又称单克隆抗体制备技术。 1975年,Kohler和Milstein将骨髓瘤细胞与免疫
淋巴细胞杂交瘤技术,即将骨髓瘤细胞与B淋 巴细胞融合,以建立可以分泌单一性抗体的杂 交瘤细胞系的技术。
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单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb) 指由一个B淋巴细胞克隆所产生的,只识
别一种抗原决定簇的均质抗体。 克隆
指通过一定方法获得由单个细胞无性繁殖 形成的细胞集落。
克隆培养方法
有限稀释法(较常用):使96孔板上其中36孔每孔5个 细胞,另36孔每孔1个细胞,余下24孔每孔0.5个细胞; 亦有经连续稀释成最终30个/ml,每孔0.1ml接种48孔。
软琼脂平板法 FACS选取法 显微挑选法
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克隆化培养后,通常在10~14天测抗体进行阳 性克隆的筛查。
机制尚不明了,一般认为: 可能释放非种属特异性的生长刺激因子; 也可能是为了满足新生杂交瘤细胞对细胞密度的依赖性。
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常用的饲养细胞有胸腺细胞、正常脾细胞和腹 腔巨噬细胞。其中小鼠腹腔巨噬细胞使用最为 普遍,因其来源及制备较为方便,且有吞噬清 除死亡细胞及其碎片的作用。
饲养细胞的制备:
细胞融合前一天,从同系正常小鼠腹腔取巨噬细 胞,加入培养板,96孔板每孔细胞数为2×104;24孔板, 每孔为1×105个,置37℃培养。
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(4)慢慢加入预热的无血清1640 1ml ,1min,目的是稀释 PEG;再加入1ml,1min。最后加入7ml ,2-3min内加完, 并持续轻轻搅动,此时细胞对机械损伤非常敏感。
(5)离心1000rpm,室温10 min,去上清。
(6)取预热的15%牛血清1640,先加10ml,对准细胞团加液, 使细胞颗粒均匀分布于悬液中;再加入90ml。
用于融合。
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2、骨髓瘤细胞的准备
常用骨髓瘤细胞系有NS1、SP2/0、X63等。 选择要点:稳定易培养、自身不分泌抗体、融
合率高、HGPRT缺陷株(8-氮鸟嘌呤定期筛 选)。 融合条件:对数生长期,良好的细胞形态,活 力细胞达95%。
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3、饲养细胞的准备
在细胞融合后选择性培养过程中,由于大量骨 髓瘤细胞和脾细胞相继死亡,此时单个或少数 分散的杂交瘤细胞多半不易存活,通常必须加 入其他活细胞使之繁殖,这种被加入的活细胞 称为饲养细胞(Feeder cells)。
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8、克隆化
由于在一个培养孔内不能保证只存在一种杂交瘤细胞系, 因此必需克隆化。一般需克隆化3~5次,才能获得稳定 型基因和稳定分泌特异性抗体的细胞。
要尽早克隆化,以防止单克隆抗体细胞系被竞争淘汰。 分泌抗体的克隆一般生长较慢。
克隆化后的杂交瘤细胞也需定期再克隆,以防突变和染 色体丢失。
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(7)加入已含有饲养细胞的96孔板或24孔板(每孔加入细胞 数分别为2×105 和1×106 )。
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6、HAT 和HT选择培养
(1)接种24h后加入HAT选择培养液。 (2)融合后7~10天用HAT培养液半量换液(留一半旧的加
一半新的),以后每2~3天半量换液一次。 (3)两周后换HT培养液(目的是洗出残留于细胞内的氨
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