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

第2节 动物细胞工程 第2章 细胞工程 第2课时 动物细胞融合与单克隆抗体 A细胞 B细胞 纤维素酶果胶酶 1.去壁 酶解法 正在融合的原生质体 再生出细胞壁 2.诱融 物理法： 化学法： 电融合法、离心法 聚乙二醇（PEG）融合法 高Ca2+ —高PH融合法等 脱分化 再分化 移栽 杂种植株 愈伤组织 A原生质体 B原生质体 移栽后的植株 植物细胞融合 植物组织培养 旧知回顾：植物细胞融合技术 思 考： 有没有技术让不同种动物的体细胞杂交，培育出集不同细胞优势于一身的动物细胞呢? 植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障， 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新的作物类型。 一、动物细胞融合技术 一、动物细胞融合技术 ①原理： ②诱导方法： 细胞膜具有一定的流动性。 电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 动物细胞融合 动物细胞培养 AA、AB、BB A B 类型： ③融合实质及完成的标志★： 细胞核的融合 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。 灭活病毒诱导法 灭活：用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。 是动物细胞融合特有的诱导融合方法 在病毒的作用下细胞膜打开 灭活的病毒颗粒粘附于细胞表面 细胞核融合形成杂交瘤细胞 病毒颗粒 细胞膜融合 灭活的病毒诱导细胞融合的过程示意图 一、动物细胞融合技术 ③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。 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交（种间、属间、科间、动植物之间）成为可能。 ④意义： ⑤应用： （1）细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、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发展起来的杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。 动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较 植物体细胞杂交 动物细胞融合 原理 细胞融合前的处理方法 诱导细胞融合的方法 细胞融合成功的标志 主要用途 意义 细胞膜具有一定的流动性、 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性 用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁 用胰蛋白酶和胶原蛋白酶分散成单个细胞后诱导细胞融合 电融合法、离心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 PEG融合法、电融合法、 灭活病毒诱导法 再生出细胞壁 细胞核的融合 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 一、动物细胞融合技术 思 考 ：19世纪30年代，科学家曾在患肺结核、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? 病人体内病毒等能诱导多个 体细胞融合形成了多核细胞。 肺结核病人病理切片 不能无限增殖产生大量抗体 动物体内 抗原 刺激 浆细胞 多种抗体 筛选单一B细胞 增殖 分化 抗体不纯 缺点：制备的抗体产量低、纯度低，特异性差 抗原不纯 传统抗体制备方法及缺陷 一个B淋巴细胞 克隆 细胞群 抗体 单 克隆 抗体 1、科学家发现：1)体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上 2)每个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体 如何获得大量、单一的抗体? 2、需解决问题： 3、遗憾： 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? 一个极富创造力的方案： 动物细胞融合 杂交细胞 动物细胞培养 单克隆抗体 骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖 一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 1975年，米尔斯坦和科勒 1984年，诺贝尔生理学或医学奖 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 二、单克隆抗体及其应用 多种B细胞 培养骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 将骨髓瘤细胞和B细胞融合 多种杂交细胞 诱导融合 能产生抗体， 但不能大量增殖 不能产生抗体，但能大量增殖 瘤-瘤、B-B、 B-瘤 注射特定的抗原 用特定的抗原对小鼠进行免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。 融合的方法？融合后，融合细胞几种类型？（只考虑两两融合） 单克隆抗体的制备 杂交瘤细胞 （既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体） 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能和特定的抗原结合） 注射到小鼠腹腔内 体外培养 单克隆抗体 第一次筛选：★ 用特定的选择培养基进行筛选：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。 第二次筛选：★ 对选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体 将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养或者注射小鼠腹腔中增殖 单克隆抗体的制备 ①细胞合成 DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 ②人B淋巴细胞中有这两 种DN A 的合成途径，但不能分裂增殖。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D 途径 ，没有S途径，但能不断分裂增殖。如果D途径被阻断，它会因不能合成DNA 而死。 筛选出杂交瘤细胞方法? 不能无限增殖，死亡 不能无限增殖，死亡 能无限增殖，生长 培养基中加入氨基蝶呤 B淋巴细胞及同型融合细胞 骨髓瘤细胞及同型融合细胞 杂交瘤细胞 第一次筛选：获得杂交瘤细胞 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 第二次筛选：抗体检测的方法 — —抗原-抗体杂交法 阳性孔 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（HAT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 单克隆抗体的应用 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。 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 早早孕检测试纸的核心是利用抗原-抗体特异性结合反应，来检测尿液中的人绒毛膜促性腺激素（hCG），从而判断是否怀孕。 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 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 “生物导弹” 单克隆抗体 的制备 动物 细胞 融合 技术 与单 克隆 抗体 单克隆抗体 的应用 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 1.单克隆抗体制备的研究背景 2.单克隆抗体制备★ 1.诊断试剂 2.运载药物 3.治疗疾病 课堂小结 给小鼠注射特定抗原 多种B淋巴细胞 （产生抗体） 小鼠骨髓瘤细胞 （能无限增殖） 多种杂交细胞及未融合的细胞 杂交瘤细胞 （既能迅速大量增殖，又能产生抗体） 足够数量的能产生所需抗体的杂交瘤细胞 提取 诱导 融合 第一次筛选 第二次筛选 克隆化培养、抗体检测 （可进行多次） 注射到小鼠腹腔 体外培养 大量单克隆抗体 从腹腔液中提取 从培养液中提取 既能迅速大量增殖 又能产生特异性抗体 用特定的选择培养基 单克隆抗体制备 （1）该过程中应用到的技术： （2）原理： （3）注射特定抗原的目的： （4）诱导融合的方法： 动物细胞特有的诱导融合方法为： （5）第一次筛选的目的： 第一次如何筛选： 筛选原理： 动物细胞融合、动物细胞培养 细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖 用特定的抗原对小鼠进行免疫，并从该小鼠的脾中 PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法 灭活病毒诱导法 筛选获得杂交瘤细胞 用特定的选择培养基进行筛选 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都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长 得到能产生特定抗体的B淋巴细胞 知识梳理 （6）杂交瘤细胞的特点： （7）第二次筛选的目的： 如何筛选： 选择抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，即： （8）抗体检测原理： （9）如何获取大量所需杂交瘤细胞： （10）如何获取单克隆抗体 ①体外培养: ②小鼠腹腔内培养: （11）单克隆抗体的优点： 获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选） 分泌的抗体能与特定的抗原结合 抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定） 既能迅速大量增殖，又能产生抗体 在体外条件下大规模培养（接种于培养液中）或注射到小鼠腹腔内增殖 从细胞培养液中获取 从小鼠腹水中获取 与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 知识梳理 课后习题 一、概念检测 1.下列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( ) A. 它们的原理都涉及细胞膜的流动性 B. 都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合 C. 融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞 D. 前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种植株 C 课后习题 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 B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS 病毒的单克隆抗体 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 A 课后习题 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。 提示 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，并且还可能带来一些伦理方面的问题。 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $