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

第2章 细胞工程 第2节 动物细胞工程（二） 动物细胞融合技术与单克隆抗体 A细胞 B细胞 B原生质体 正在融合的 原生质体 再生出细胞壁 愈伤组织 移栽后的植物 融合 杂种植株 去壁 A原生质体 去壁 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？ 再分化 脱分化 移栽 课堂导入 2 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 2. 原理 细胞膜的流动性 细胞A 细胞B 杂交细胞 5. 结果 形成杂交细胞 (具有原来两个或多个细胞的遗传信息) 4. 融合实质及完成的标志 细胞核的融合 3. 融合过程 细胞膜融合→细胞质融合→细胞核融合 要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞先分散开 3 一、动物细胞融合技术 6. 方法 物理法： 化学法： 生物法： 电融合法 聚乙二醇（PEG）融合法 灭活病毒诱导法 与植物原生质体融合的方法相同 动物细胞融合特有 （仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒） 是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。 灭活 一、动物细胞融合技术 灭活病毒诱导细胞融合是什么原理呢？ 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。 病毒黏附使细胞凝聚 膜打开 膜融合 细胞质融合 细胞核融合 思考 5 一、动物细胞融合技术 7. 意义 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。 8. 应用 ①成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段。 ②特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。 6 植物体细胞杂交技术 动物细胞融合技术 原理 融合前处理 使用的酶 诱导细胞融合的方法 细胞融合成功的标志 结果 主要应用 植物体细胞杂交技术 VS 动物细胞融合技术 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 果胶酶和纤维素酶 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 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、聚乙二醇（PEG）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 主要用于制备单克隆抗体 细胞膜的流动性 先除去细胞壁 使细胞分散成单个细胞 杂种植株 杂交细胞 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 都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合 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 课堂小测 2、如图表示植物细胞或动物细胞融合的简略过程。下列有关叙述错误的是（ ） A. 在将A和B两种植物细胞进行体细胞杂交 前，必须先利用酶解法去除细胞的结构 B. 若该过程是制备人抗某病毒的单克隆抗体的过程，则在培养D细胞的培养液中通常要加血清等物质 C. 与传统的有性杂交相比，细胞融合技术的优越性在于使远缘杂交成为可能 D. 人工诱导动物细胞或植物原生质体融合都可用灭活病毒作为诱导因素 D 课堂小测 二、单克隆抗体及其应用 (1)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 1. 早期获得抗体的方法及缺陷 (2)缺陷： 产量低、纯度低、特异性差 抗体1 抗原1 B细胞1 刺激 抗体2 抗原2 B细胞2 刺激 抗体3 抗原3 B细胞3 刺激 抗体4 抗原4 B细胞4 刺激 ……. ……. 每一个B淋巴细胞只 分泌一种特异性抗体 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。 需要 获得 二、单克隆抗体及其应用 遗憾 在体外培养条件下，一个B 淋巴细胞是不可能无限增殖的 【设想】如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行融合，所得到的融合细胞就能大量增殖，产生足够数量的特定抗体。 + = 一种B细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 单克隆抗体 米尔斯坦 英国科学家 德国科学家 科勒 动物细胞融合技术 动物细胞培养 骨髓瘤细胞来源： 患骨髓瘤的小鼠体内 （癌细胞） 11 二、单克隆抗体及其应用 2. 单克隆抗体的制备过程 培养骨髓瘤细胞 从小鼠脾中获取能产生特定抗体的B淋巴细胞 注射抗原 多种B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合 多种杂交细胞 诱导融合 阶段一：动物细胞融合 细胞膜的流动性 二、单克隆抗体及其应用 2. 单克隆抗体的制备过程 阶段二：筛选杂交瘤细胞 多种杂交瘤细胞 (既能迅速大量增殖，又能产生抗体) 第一次筛选 筛选杂交瘤细胞的方法？ 思考 用特定的选择培养基进行筛选，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。 多种杂交细胞 二、单克隆抗体及其应用 【资料】细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断 B淋巴细胞 合成DNA S途径 D途径 骨髓瘤细胞 合成DNA D途径 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 HAT选择培养基 培养基中加入氨基喋呤（HAT选择培养基） HAT选择培养基 HAT选择培养基 不能无限增殖，能合成DNA，死亡 不能合成DNA，死亡 能无限增殖，能合成DNA，生长 2. 单克隆抗体的制备过程 阶段二：筛选杂交瘤细胞 14 二、单克隆抗体及其应用 2. 单克隆抗体的制备过程 阶段三：筛选能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 多种杂交瘤细胞 (既能迅速大量增 殖，又能产生抗体) 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 二、单克隆抗体及其应用 2. 单克隆抗体的制备过程 阶段三：筛选能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 多种杂交瘤细胞 用培养液 稀释培养 抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞 ①方法： ②原理： 克隆化培养和抗体检测 抗原 - 抗体特异性结合 多孔细胞培养板（96孔板） 用于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 （需多次） 16 二、单克隆抗体及其应用 2. 单克隆抗体的制备过程 单克隆抗体 体外培养 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) 阶段四：动物细胞培养 注射到小鼠腹腔内 （腹腔培养） 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 从小鼠腹水中提取 从细胞培养液中提取 优点：易于控制培养条件，成本较低 缺点：规模小，产量少 细胞增殖 二、单克隆抗体及其应用 (1)概念： 3. 单克隆抗体 用 进行 繁殖，也就是通过 形成细胞群，这样的细胞群就有可能产生出化学性质 ，特异性 的抗体，即单克隆抗体。 单个B淋巴细胞 无性 克隆 单一 强 (2)产生原理： B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能 ，又能产生大量 。 无限增殖 单一抗体 (3)优点： 能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备。 18 3、甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸,科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体,其基本操作过程如图。下列相关叙述正确的是（ ） A. 细胞甲是T淋巴细胞，需多次注射相应抗原后从小鼠体内提取 B. 过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的选择透过性 C. 过程③筛选得到的细胞是能够产生抗甘草酸抗体的杂交瘤细胞 D. 细胞乙中包括未融合的亲本细胞和多种杂交细胞 D 课堂小测 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂 【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”，在妊娠地8天就可以做出诊断，这笔原来的诊断提前了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。 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂 艾滋病检测试剂 血型定型试剂 21 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 (1)作为诊断试剂 利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、心血管畸形等疾病。 利用同位素或荧光标记的单克隆抗体定位下的肿瘤 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 【资料2】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 接头 细胞凋亡 ADC被细胞吞噬 ① ② ③ ④ ⑤ 释放药物 溶酶体裂解 ADC 【资料2】抗体—药物偶联物（antibody-drugconjugate，ADC）通过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。ADC通常由抗体、接头和药物（如细胞毒素）三部分组成。 靶向运输作用 发挥治疗效应 优点：疗效高，副作用小 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 (2)运载药物 (“生物导弹”——靶向运输药物治疗疾病) 临床上主要用来治疗淋巴瘤的一种单克隆抗体药物 可以抑制肿瘤血管生成，应用于恶性肿瘤的治疗 24 二、单克隆抗体及其应用 4. 单克隆抗体的应用 (3)治疗疾病 抗蛇毒血清 抗狂犬病血清 (单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病) 25 4、细胞毒素类药物能有效杀伤肿瘤细胞，但也会对健康细胞造成伤害，科学家将细胞毒素与单克隆抗体结合制成抗体一药物偶联(ADC)，ADC又被称作“生物导弹”，通常由抗体、接头和药物三部分组成。下列相关叙述错误的是（ ） A. 杂交瘤细胞释放单克隆抗体,体现了细胞膜的流动性 B. 接头的结构不稳定会导致药物分子脱落,造成正常细胞被破坏 C. ADC 中的抗体能特异性识别并杀伤肿瘤细胞 D. 利用放射性同位素或荧光标记的单克隆抗体可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病 C 课堂小测 5、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 课堂小测 6、细胞融合技术应用广泛，如图为细胞融合过程，下列叙述错误的是（ ） A. 借助单克隆抗体的导向作用能将药物定向带到癌细胞所在位置 B. 诱导细胞融合的方法有电融合法、PEG融合法、灭活病毒诱导法等 C. “番茄一马铃薯”植株的培育成功说明了它们之间不存在生殖隔离 D. 基因型为AaBB与 aaBb植株的花粉去壁后两两融合得到6种基因型细胞 C 课堂小测 Lavf55.33.100 $