2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

复旦大学附属医院张文宏教授接受记者采访时谈到，新冠特效药研发方向是“单克隆抗体” 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体 思考1.用传统的方法如何获取抗体？这种方法有何缺点？ 抗原 动物体 刺激 浆细胞 抗体 抗原不纯 抗体不纯 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，再从动物的血清中分离所需抗体 缺点：①产量低、纯度低②反应不够灵敏 ③特异性差。 筛选单一B淋巴细胞 单 克隆 抗体 克隆 一个B淋巴细胞 细胞群 抗体 问题：体外培养时，一个B淋巴细胞不能无限增殖 如何解决这一难题？ 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，再从动物的血清中分离所需抗体。每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体 传统方法制作抗体：产量低、纯度低、特异性差 2.此方法能否大量获取我们想要的某种抗体？为什么？ 癌细胞 动物细胞融合 思考2：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的？ 思考3：有什么方法能使B淋巴细胞产生抗体的能力和 无限增殖能力同时具备？ 请同学们阅读课本P48，思考以下问题： 1. 什么是动物细胞融合技术（概念）？原理是什么？ 2.诱导动物细胞融合的方法有哪些？ 3.所形成的杂种细胞有什么特点？ 4.动物细胞融合技术的意义和应用有哪些？ 动物细胞融合 动物细胞培养 A B 三种：AA、AB、BB 融合后细胞的类型有哪些？ AB杂交细胞遗传物质有什么特点？ 含两种生物的遗传物质 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。 3.结果： 形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞（杂交细胞） 2.诱导 方式 物理法： 化学法： 生物法： 电融合法 聚乙二醇（PEG) 灭活的病毒 仙台病毒 紫外线 灭活 丧失感染活性（不感染细胞） 保留融合活性（诱导细胞融合） 4.原理： 细胞膜的流动性 病毒表面的糖蛋白和一些酶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。 灭活病毒诱导细胞融合的原理 二、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 融合前处理 诱导融合的方法 意义和用途 细胞融合成功的标志 克服远源杂交不亲和的障碍，获得杂种植株 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 植物细胞的全能性 去壁、诱导 分散、诱导 物理（离心、电融合法）化学（ PEG等 ） 物理（电融合法）、化学方法（ PEG ） 灭活的病毒 制备单克隆抗体 再生出细胞壁 细胞核的融合 一个极富创造力的方案（1975） 动物细胞融合 杂交细胞 克隆化培养 两次筛选等 单克隆抗体 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 骨髓瘤细胞（能无限增殖，不能分泌抗体） B淋巴细胞（能分泌抗体，不能无限增殖） 1975年，米尔斯坦（英）和柯勒（德） 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 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 8 ①为什么给小鼠注射特定的抗原蛋白？ ② 会有几种融合方式？（只考虑两两融合） ③ 杂交瘤细胞有何特点？是如何筛选出来的？ ④ 是否所有的杂交瘤细胞都能产生我们需要的抗体？ ⑤ 如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？ ⑥ 单克隆抗体的优点： 三、制备单克隆抗体 阅读教材P48-49，关注思考问题： 10 三、制备单克隆抗体 第一次筛选:杂交瘤细胞（有多种类型） 能产生抗体，但不能大量增殖 不能产生抗体，但能大量增殖 B-骨 骨-骨、 B-B、 已免疫的B淋巴细胞 从小鼠腹水中提取 从细胞培养液中提取 第二次筛选 （抗体检测） 能产生所需抗体的杂交瘤细胞 第一次筛选 第二次筛选 原因 方法 结果 诱导融合后得到的细胞中，除杂交瘤细胞之外，还有未融合的亲本细胞，也有融合的具有同种核的细胞 经第一次筛选之后获得的杂交瘤细胞有产生其他抗体的细胞 用选择培养基进行筛选 克隆化培养和抗体检测 （抗原-抗体杂交法） 筛选获得杂交瘤细胞 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 两次筛选的比较 单克隆抗体 筛选二 杂交细胞等 杂交瘤细胞 体外或体内培养 筛选一 骨髓瘤 细胞 诱导融合 分泌特异抗体 的杂交瘤细胞 杂交瘤细胞群 提取 已免疫的 B淋巴细胞 动物细胞融合技术 动物细胞培养技术 既能迅速大量繁殖 又能产生抗体 特异性强 灵敏度高 可大量制备 注射 抗原 ①为什么给小鼠注射特定的抗原？ ②杂交瘤细胞有何特点？是如何筛选出来的？ ③是否所有的杂交瘤细胞都能产生我们需要的抗体？ ④如何大规模进行培养得到大量的单克隆抗体？ ⑤单克隆抗体的优点。 1、刺激小鼠产生能分泌抗体的B淋巴细胞（多种） 2、既能无限增殖、又能产生抗体（多种），选择性培养基 3、不是，需要继续进行专一抗体检验阳性 4、注射到小鼠腹腔培养（从腹水中）、体外培养基培养 5、特异性强、灵敏度高、可大量制备 13 例1、下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述正确的是 (　　) A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T细胞 B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成 C．③同时具有脾脏细胞和小鼠骨髓瘤细胞的特性 D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞 D 【解析】只有浆细胞能产生抗体，所以①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的浆细胞，故A错误；②中使用胰蛋白酶的目的是将组织细胞分散开来，故B错误；③是浆细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞，同时具有浆细胞和骨髓瘤细胞的特性，故C错误；④是第二次筛选，目的是筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群，故D正确。 14 例2．科学家们已陆续从病死的家禽和候鸟体内分离得到了H5N1亚型禽流感病毒，若要生产可以用于预防和治疗禽流感的抗体，请根据下面的单克隆抗体制备过程示意图回答有关问题。          (1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自______________体内的__________细胞，促进d过程的常用诱导方法有 。 (2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成______种类型的C细胞。因此需用________培养基筛选出______________________(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是____________。 (3)目前注射禽流感疫苗是预防禽流感的一种措施。我们已经知道，决定禽流感病毒在人体细胞中增殖变化的物质是____________，而决定其抗原特异性的物质位于 。 据此分析制备禽流感疫苗的主要思路：____________________________ 。 将禽流感病毒灭活或减毒(或利用基因工程技术生产禽流感病毒的衣壳蛋白) 已感染禽流感病毒的动物或人 已免疫的B淋巴 聚乙二醇(PEG)融合法 电融合法 灭活病毒诱导法 三 选择 既能无限增殖，又能产生特异性抗体 杂交瘤细胞 病毒的RNA 病毒的蛋白外壳上 1、诊断试剂——最广泛应用 抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体 比原来诊断方法提前了10d左右（在妊娠的第8天就可以诊断出），准确率在90﹪以上。 四、单克隆抗体的应用 人绒毛膜促性腺激素（HCG）： 受精卵在发育成长为胎儿过程中，胎盘产生大量的人绒毛膜促性腺激素（HCG），当妊娠1～2.5周时，血清和尿中的HCG水平即可迅速升高，第8周达到高峰。   常见的检测方法有血hCG检测法和尿hCG检测法，来判断女性是否已经受孕。 诊断原理：抗原-抗体杂交法 16 乙肝测定试剂 艾滋病检测试剂 用同位素或荧光标记的单克隆抗体在特定组织中成像的技术，可定位诊断肿瘤，心血管畸形等 17 2、用于“治疗疾病” 和“运载药物” 结合同位素的单抗 1、抗体的作用：靶向运输作用；药物的作用：杀伤靶细胞，治疗作用； 抗体—药物偶联物（ADC） ADC中抗体的作用：特异性识别肿瘤细胞表面的抗原 抗体被溶酶体裂解，释放所携带的药物 药物作用于肿瘤细胞，使其凋亡 2、用放射性同位素标记的单克隆抗体进行靶向化疗； 3、灵敏度高；靶点清楚；毒副作用小等 18 课堂小结 19 两个过程 动物细胞融合过程 单克隆抗体制备过程 三个“一” 一个诱导细胞融合的新方法 －－灭活病毒 一个新细胞 －－杂交瘤细胞 一个优势 －－单克隆抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备的优势 重点 1.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（ ） A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞 B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞 C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合 D．筛选杂交细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞，培养后提取单克隆抗体 B 当堂检测 2．新型冠状病毒和SARS病毒都会造成肺炎。如图是SARS－CoVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程。请据图回答下列问题。                (1)若只考虑细胞两两融合，图中甲理论上有______种。 (2)在SARS－CoVS蛋白特异性单克隆抗体的制备过程中，需要用到动物细胞培养和动物细胞融合技术。一般来说，动物细胞培养需要的条件有_____________ (至少答 出两点)；诱导动物细胞融合的因素有_ _______________(至少答出两种)。 (3)SARS－CoVS蛋白单克隆抗体________(填“能”或“不能”)对新型冠状病毒发挥作用，理由是______________________________________________。 新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，SARS－CoVS蛋白单克隆抗体只能与SARS－CoVS蛋白发生特异性结合 三 无菌、无毒环境，营养，适宜的温度、pH，含有5%CO2和95%空气的混合气体环境等 PEG、灭活的病毒、电激 不能 【解析】(1)若只考虑细胞两两融合，则产生的融合细胞有骨髓瘤细胞自身融合细胞、B细胞自身融合细胞、杂交瘤细胞三种。(2)一般来说，动物细胞培养需要的条件是无菌、无毒环境，营养，适宜的温度、pH，含有5%CO2和95%空气的混合气体环境等。动物细胞融合常用的诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。(3)新型冠状病毒与SARS病毒的抗原不同，而SARS－CoV S蛋白单克隆抗体只能与SARS－CoV S蛋白特异性结合，故该单克隆抗体不能对新型冠状病毒发挥作用。 21 二、单克隆抗体的制备 1.早期获得抗体的方法 向动物体内反复注射某种抗原 从动物血清中分离所需抗体 产量低、纯度低、特异性差 缺点： 2.单克隆抗体 (1)概念： 化学性质单一、特异性强的抗体 (2)制备： 理论基础： 每一个B细胞只分泌一种特异性抗体。 B淋巴细胞不能无限增殖 克隆单一的B淋巴细胞，得到的细胞群就能分泌出化学性质单一、特异性强的抗体 制备思路： 困难： 米尔斯坦 科勒 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 大胆设想： B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 （能产生抗体） （能大量增殖） 融合细胞 （既能产生抗体，又能大量增殖） 25 1.科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（ ） A.经过免疫的B淋巴细胞 C.经过免疫的T淋巴细胞 B.不经过免疫的T淋巴细胞 D.不经过免疫的B淋巴细胞 2.单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的 （ ） A. B淋巴细胞 　 B．T淋巴细胞 C．骨髓瘤细胞 D．杂交瘤细胞 A D 单克隆抗体制备的过程： 2026/2/25 注射特定的抗原 培养骨髓瘤细胞 从脾中提取 B淋巴细胞 多种 骨髓瘤细胞 诱导融合 将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合 能产生抗体，但不能大量增殖 不能产生抗体，但能大量增殖 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 单克隆抗体制备的过程： 多种杂交细胞： 未融合的细胞 B-骨、 骨-骨、 B-B、 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 杂交瘤细胞： （既能迅速大量增殖，又能产生抗体） 第二次筛选： 克隆化培养、抗体检测 （可进行多次） 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 （分泌的抗体能与特定抗原结合） 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 克隆化培养 多孔细胞培养板 （能产生所需抗体的杂交瘤细胞） 单克隆抗体制备的过程： 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 （分泌的抗体能与特定抗原结合） 注射到小鼠腹腔内 体外培养 单克隆抗体 从细胞培养液中提取 从小鼠腹水中提取 （能产生所需抗体的杂交瘤细胞） 每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体 第二次筛选：抗体检测的方法——抗原-抗体杂交法 在单克隆抗体制备过程中，两次筛选的目的和方法是不相同的。 阳性孔 多孔细胞培养板 抗体检测板 将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个细胞进行培养（克隆化培养） 一段时间后，检测各孔上清液中细胞分泌的抗体 上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔 分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞 【技巧归纳】植物体细胞杂交与动物细胞融合的异同 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞融合原理 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 细胞融合前的处理 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合 诱导融合的方法 电融合法、离心法、PEG融合法、高Ca2＋－高pH融合法 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法 第2章　细胞工程 生物学　选择性必修3　配人教版 课前·新知导学 课堂·素养初培 课堂·延伸提分 小练·素养达成 课后提能集训 $