2.2.2动物细胞工程课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 第2节 人教版 选择性必修3 ---- 1 运用植物体细胞杂交技术，可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。 有没有技术能让不同种动物的体细胞进行杂交，培育出集不同 细胞的优势于一身的动物细胞呢？ 马的动物细胞A 天鹅的动物细胞B 飞马？ 需要什么技术？ 01 动物细胞融合技术 一 动物细胞融合技术 1.概念 动物细胞融合技术（cell fusion technique）就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 对比 形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞遗传信息的。 2.结果： 3.原理： 细胞膜具有一定的流动性。 一、动物细胞融合技术 动物细胞融合的方法 与植物原生质体融合的方法相同 （1）物理方法： 动物细胞没有细胞壁，可以直接诱导融合。 电融合法、离心法 （2）化学方法： 聚乙二醇（PEG）法 （3）生物方法： 灭活病毒诱导法 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，并不破坏它们的抗原结构。 ——动物细胞融合特有 6 一 动物细胞融合技术 动物细胞就像植物的原生质体一样，即使相互紧贴在一起也不会自动发生融合，需要提供一些特殊的诱导因素。 4.诱导方法： 物理法： 化学法： 生物法： 电融合法 聚乙二醇（PEG) 与植物原生质体融合的方法相同 灭活的病毒 （如：仙台病毒 ） 动物特有 细胞核 病毒颗粒 灭活的病毒黏附于细胞表面 细胞质膜被病毒颗粒穿通 细胞质膜融合 ，细胞质流通 形成杂交细胞 融合实质及完成的标志 一 动物细胞融合技术 突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。 5.意义： 6.应用： ①至今，种间、属间、科间，甚至动物和植物之间的细胞融合都已获得成功。 ②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。 ③为制造单克隆抗体开辟了新途径。 一 动物细胞融合技术 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 意义 主要用途 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 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞 聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法、离心法；高Ca2+-高pH融合法 聚乙二醇（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 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 获得完整的杂种植株 主要用于制造单克隆抗体 02 单克隆抗体及其应用 ……. 由血清中提取的抗体是由不同浆细胞产生的多种抗体的混合物，可达百万种以上。 ……. 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 抗体1 抗原1 B细胞1 刺激 抗体2 抗体3 抗体4 抗原2 抗原3 抗原4 B细胞2 B细胞3 B细胞4 刺激 刺激 刺激 产量低、 特异性差 需要 获得 获得大量的B细胞1 问题:若我们只需要大量抗体1，有什么办法吗？ 早期获得抗体的方法及缺陷 (2)缺陷: 纯度低、 向动物体内反复注射某种抗原 (1)方法: 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种 11 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 单一B淋巴细胞 单一B淋巴细胞群 选择 克隆 产生 大量纯度高特异性强的抗体（单克隆抗体） 单克隆抗体 克隆单一的B淋巴细胞，形成B淋巴细胞群，由细胞群产生大量的纯度高的抗体 一个正常的B淋巴细胞不可能无限增殖的。 怎样才能使B细胞在产生抗体的同时，具备无限增殖能力呢？ 大量制备单一抗体的思路： 如何获得大量、单一的抗体？ 【细胞克隆】是一种无性繁殖技术，通过将单个细胞从群体内 能否培养出一种能分泌抗体且增殖能力强的细胞？ 请你尝试利用“拆词法分析“单克隆抗体”一词中“单”和“克隆”的含义。 分离出来单独培养，使其重新繁衍成一个新的细胞群。 12 二 单克隆抗体及其应用 B细胞1 抗体1 产生 能产生抗体1，但不能大量增殖 骨髓瘤细胞 （癌细胞） 能无限增殖，但不能产生抗体 二 单克隆抗体及其应用 B细胞1 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 既能无限增殖， 又能产生专一性抗体 二 单克隆抗体及其应用 单 克 隆 抗 体 一个B淋巴细胞 细胞群 抗体 克隆 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 （能无限增殖） 一种B淋巴细胞 （只分泌一种特异性抗体） 杂交瘤细胞 既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体 极富创造性的实验方案: 二 单克隆抗体及其应用 米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图 二 单克隆抗体及其应用 二 单克隆抗体及其应用 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。 抗原1 从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞 B细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 …… 等多种B细胞 培养骨髓瘤细胞 二 单克隆抗体及其应用 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。 抗原1 从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞 B细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 …… 等多种B细胞 培养骨髓瘤细胞 诱导融合 融合后会出现哪些不同细胞？ 二 单克隆抗体及其应用 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。 抗原1 从小鼠脾脏中获取B淋巴细胞 B细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 …… 等多种B细胞 培养骨髓瘤细胞 诱导融合 融合后会出现哪些不同细胞？ B细胞1 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞2 杂交瘤细胞3 杂交瘤细胞4 …… 等多种杂交瘤细胞 B细胞1 B细胞1 B细胞2 B细胞2 B细胞3 B细胞4 …… 等多种B细胞间融合 骨髓瘤细胞 骨髓瘤细胞 二 单克隆抗体及其应用 二 单克隆抗体及其应用 两两融合的细胞 B细胞2 B细胞3 B细胞4 骨髓瘤细胞 B细胞1 …… 等多种未融合的细胞 如何筛选？ 二 单克隆抗体及其应用 第一次筛选：HAT培养基 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 HAT培养基 小资料：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。 ②鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，可是能无限增殖。 ①人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但不能无限增殖。 HAT培养基：在培养液中加入氨基嘌呤，阻断D途径 B淋巴细胞及同型融合细胞 不能无限增殖，死亡 骨髓瘤细胞及同型融合细胞 不能合成DNA，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 24 二 单克隆抗体及其应用 两两融合的细胞 B细胞2 B细胞3 B细胞4 骨髓瘤细胞 B细胞1 …… 等多种未融合的细胞 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞 融合的杂交瘤细胞 二 单克隆抗体及其应用 第二次筛选：得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞 二 单克隆抗体及其应用 将这些杂交瘤细胞进行培养并稀释 二 单克隆抗体及其应用 将这些杂交瘤细胞进行培养并稀释 稀释到之后将培养液滴入96孔板的每个孔中，每一个孔中尽量只接种一个杂 交瘤细胞。 二 单克隆抗体及其应用 二 单克隆抗体及其应用 二 单克隆抗体及其应用 抗原1 二 单克隆抗体及其应用 抗体检测呈阳性 筛选分泌专一抗体的杂交瘤细胞（第二次筛选） 方法： 用培养液 稀释培养 杂交瘤细胞(多种) 每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞 抗原—抗体杂交 抗原—抗体特异性结合 原理： 抗体检测呈 阳性的杂交瘤细胞 多孔细胞培养板 阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。 使用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞，每一个孔尽量只接种一个杂交瘤细胞，即将单个杂交瘤细胞单独培养，通过克隆化培养和抗体检测，即可获得大量能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。【原理】将杂交瘤细胞培养液稀释后滴入多孔板，如果稀释度足够高，多孔板的一个孔里就可能只有1个杂交瘤细胞，培养之后(即克隆化培养)，用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体（抗原抗体能结合即为阳性孔）。这样经过多次克隆化培养以及有限稀释法的筛选，就能选出需要的那种杂交瘤细胞。 33 动物细胞培养 抗体检测呈阳性 的杂交瘤细胞 体外培养 体内培养 (注射到小鼠腹腔内) 单克隆抗体 从细胞培养液中提取 从小鼠腹水中提取 优点：可大规模培养，大量生产 缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高 优点：易于控制培养条件，成本较低 缺点：规模小，产量少 ——获得大量单克隆抗体 单克隆抗体的制备 培养杂交瘤细胞的方法有哪些？从哪里收集产物？方法的优缺点？ 34 单克隆抗体及其应用·制备过程【小结】 02 【扩展资料】 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免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，本身也不能在体外长期存活。③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死亡。 【核心归纳】单克隆抗体制备过程中， 第一次筛选的目的是： 。 方法是：用 进行筛选。 根据上述资料可知， 应向培养基中加入 。 第二次筛选的目的是： 。 方法是： 。 其原理是： 。 筛选出杂交瘤细胞 特定的选择培养基 氨基蝶呤 筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 抗体检测 抗原—抗体的特异性结合 动物细胞融合技术与单克隆抗体 2 二、单克隆抗体及其应用 3.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。 36 3.单克隆抗体的应用 （1）作为诊断试剂 (最广泛的用途) 女性怀孕后会分泌一种糖蛋白——人绒毛膜促性腺激素（HCG），尿液中会检出HCG的存在。 用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。 37 单克隆抗体及其应用·单克隆抗体的应用 02 【资料】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(ADC)，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。 【小结②】 可以 。 运载药物 单克隆抗体 接头（连接体） 连接抗体和药物， 在肿瘤细胞内释放药物 药物 释放后杀死 肿瘤细胞， 如细胞毒素 3.单克隆抗体的应用 （2）用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗) 单克隆抗体+接头+药物=ADC 39 ①传递 ADC释放到血液中 ②结合 ADC与肿瘤抗原结合 ③内吞 ADC通过受体介导的内吞作用进入细胞 ④循环 部分ADCs在早期胞内体中与FcRn受体结合并被运出细胞 网格蛋白 溶酶体 含有蛋白酶 细胞凋亡 ⑤释放 溶酶体与晚期胞内体融合，释放活性细胞毒素 40 Ⅰ.单克隆抗体： ①特异性强、灵敏度高 ★ 原理 不损伤正常细胞 ，减少剂量。 导向作用，将药物定向带到癌细胞所在位置。 Ⅱ.抗癌药物： 杀死癌细胞 ②疗效高、毒副作用小 单克隆抗体+接头+药物=ADC 41 ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 讨论1 习题巩固 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。 42 习题巩固 可以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。 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？ 讨论2 43 习题巩固 单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势？ 讨论3 单克隆抗体诊断试剂盒中的单克隆抗体只与特定的抗原反应，因此检测的特异性和灵敏度大大提高；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，有利于控制产品的质量和标准化生产诊断试剂盒。 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。 44 随堂小练·书本P51 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.前者主要是为了获得细胞产品,后者主要是为了获得杂种植株 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 C A 46 $