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

动 物 细 胞 工 程 第二章 第二节 授课人： 人教版 选择性必修3 第二课时 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？ 飞马？ 需要什么技术？ 动物细胞工程的基础 人造皮肤 应用 克隆猴 应用 单克隆抗体 应用 动物细胞工程的常用技术 动物细胞培养 动物细胞融合 动物细胞核移植 动物细胞工程的常用技术 壹 动物细胞融合技术 动物细胞培养 知识回顾： 现在学习： 什么是细胞融合？人细胞和小鼠细胞如何融合在一起？ 必修1第三章第1节 以前学习： 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 壹 动物细胞融合技术 动物细胞培养 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。 小资料：动物细胞技术融合简史 细胞融合的现象早在19世纪就已经被发现了。1838年在肿瘤中观察到了细胞融合后产生的多核细胞。此后在有病毒感染的病理组织如天花脓包周围、受水痘损害的皮肤、麻疹患者的扁桃体中陆续发现多核细胞。1875年首次观察到了脊椎动物（蛙类）血液细胞的融合现象。虽然很早就发现了细胞融合的现象，但受当时科技发展水平的限制，人们对这一现象并没有给予足够的重视。 直到20世纪50年代末，日本学者冈田善雄 （Okada, 1928—2008）发现仙台病毒（HVJ流感病毒）可以促进腹水癌细胞（ETC）进行细胞融合，至此，才真正开启了人们对细胞融合技术的探索。 原因：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 壹 动物细胞融合技术 动物细胞培养 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 壹 动物细胞融合技术 动物细胞培养 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。 机体感染病原体后，体内会形成相应的B淋巴细胞，这些细胞能分泌抗体，抗体识别并特异性结合病原体，从而抑制病原体的增殖等。 血清 （抗体主要分布部位） 动物细胞培养 血清 （抗体主要分布部位） 传统抗体制备方法: 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。 缺陷： 产量低、纯度低，特异性差。 血清含量有限 单克隆抗体的制备 贰 抗体1 抗体2 抗体3 抗体4 ……. 动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种 抗原1 抗原2 抗原3 抗原4 B细胞1 B细胞2 B细胞3 B细胞4 ……. 每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体 刺激 刺激 刺激 刺激 血清中获取 纯度低 特异性差 需要 问：若我们只需要大量的抗体1有什么办法吗？ 得到 若能得到大量的B细胞1就可以 动物细胞培养 B细胞1 抗体1 产生 能产生抗体1，但不能大量增殖 有没有什么方法让B细胞获得无限增殖的能力？什么细胞能无限增殖呢？ 英国科学家米尔斯坦 德国科学家科勒 极富创造性的实验方案 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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: 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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？ 单克隆抗体的制备 贰 动物细胞培养 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 单克隆抗体的制备 贰 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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？ 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 第一次筛选：特定的选择培养基（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 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 知识拓展：第一次筛选获得杂交瘤细胞 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人淋巴细胞中有这两种DNA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。 筛选出杂交瘤细胞方法？ 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 不能无限增殖，死亡 杂交瘤细胞 能无限增殖，生长 培养基中加入氨基蝶呤 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 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。 第一次筛选 如何从不同的杂交瘤细胞中筛选出我们所需要的杂交瘤细胞呢？ 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 第二次筛选：得到能产生所需抗体的杂交瘤细胞 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 将这些杂交瘤细胞进行培养并稀释 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 抗原1 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 抗体检测呈阳性 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 对上述经选择培养的杂交瘤 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。 第一次筛选 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） 第二次筛选 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 对上述经选择培养的杂交瘤 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。 第一次筛选 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） 第二次筛选 将抗体检测呈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。 体外培养 注射到小鼠腹腔内 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 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 对上述经选择培养的杂交瘤 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。 第一次筛选 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） 第二次筛选 将抗体检测呈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。 体外培养 注射到小鼠腹腔内 单克隆抗体 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 1．新型冠状病毒可通过表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞的ACE2受体结合，侵入人体，引起肺炎。单克隆抗体可阻断病毒的黏附或入侵，故抗体药物的研发已成为治疗新冠肺炎的研究热点之一。根据单克隆抗体的制备过程，回答以下问题： S蛋白(刺突蛋白)。目的是能从该小鼠的脾中得到可以产生抗S蛋白抗体的B淋巴细胞。 (1)研制抗S蛋白单克隆抗体，需先给小鼠注射什么？目的是什么？ 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 (2)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？(若融合的话，只考虑两两融合) 共有5种细胞。其中融合的细胞有3种。 (3)抗S蛋白单克隆抗体制备过程中，第一次筛选的目的是什么？方法是什么？ 目的是筛选出杂交瘤细胞。 方法是用特定的选择培养基进行筛选。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 (4)抗S蛋白单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是什么？方法是什么？其原理是什么？ 目的是筛选出能分泌抗S蛋白抗体的杂交瘤细胞。 方法是抗体检测。 其原理是抗原—抗体的特异性结合。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 （1）作为诊断试剂——最广泛的应用 抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体 比原来诊断方法提前了10d左右，准确率在90﹪以上。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 (主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物 =“生物导弹” 优点：位置准确、疗效高、副作用小 结合同位素的单抗 （2）用于运载药物和治疗疾病 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 （2）用于运载药物和治疗疾病 抗体-药物偶联物（ADC） 细胞凋亡 ① ADC被细胞吞噬 ② ⑤ ADC 抗体 药物 接头 实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？ 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？ 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。 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。 单克隆抗体的制备 动物细胞培养 贰 3.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？ 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。 1．动物细胞融合过程中，既有细胞膜融合也有核的融合。( ) 2．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，创造出了许多动物、植物的新物种。( ) 3．筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞时，需要运用到抗原—抗体杂交的方法。( ) 4．经选择培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产。( ) 5．抗体—药物偶联物是指将单克隆抗体与细胞毒素相结合。( ) 1/4 完成 √ √ √ × × 6．下列关于动物细胞融合的说法，不正确的是( ) A．动物细胞融合是指两个或多个细胞结合形成一个细胞的过程 B．动物细胞融合后形成的单核细胞称为杂交细胞 C．常用的诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、灭活病毒诱导法、紫外线照射法等 D．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能 1/4 完成 C 7．下列关于细胞融合的说法，错误的是( ) A．动、植物组织中的细胞在融合之前都需经酶处理 B．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导细胞融合 C．融合后，动植物细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息 D．可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂交细胞 2/4 完成 B 8．猴痘是一种病毒性人畜共患病，B6R蛋白是猴痘病毒的抗原。下图是筛选、制备抗B6R蛋白单克隆抗体的示意图，①～④表示细胞，下列叙述正确的是( ) A．图中①为从小鼠的骨髓中获得的 能产生特异性抗体的B细胞 B．诱导①②细胞融合常用的方法与 诱导原生质体融合的方法完全相同 C．抗体检测时，多孔培养板的有些 孔中可能没有细胞 D．细胞④在培养瓶中会长成单层细胞， 且细胞中可能会发生染色体变异 3/4 完成 C 9．单克隆抗体在多种疾病的诊断和治疗中发挥重要作用，下图是利用小鼠制备单克隆抗体的过程，以下叙述错误的是( ) A．从已免疫小鼠获取的B细胞均可分泌目标抗体 B．可在无菌条件下采用电融合法诱导细胞融合 C．在特定培养基中筛选出的细胞M为杂交瘤细胞 D．抗体阳性检测的原理是抗原—抗体特异性结合 4/4 完成 A 10．若用a表示骨髓瘤细胞，b表示B淋巴细胞，则单克隆抗体制备过程中的两次筛选可表示为( ) 2/4 完成 D 11．由单克隆抗体研制而成的抗体—药物偶联物被叫作“生物导弹”，由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列对此描述不正确的是( ) A．“瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成的 B．“弹头”是由细胞毒素等物质构成的 C．“弹头”中的药物具有选择性杀伤肿瘤细胞的功能 D．“生物导弹”是利用细胞工程制备出来的 2/4 完成 C 谢谢聆听 THANKS YOUR LOGO POPULAR SCIENCE OF CANCER CELLS