(共36张PPT)
2.2动物细胞融合与单克隆抗体
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新
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。
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?
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例:
如果让动物细胞进行融合,与植物有哪些不同之处?
思考
无需去除细胞壁
全能性受限制,不能培育成新的动物个体
1、概念:
指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
4、结果:
形成杂交细胞。即融合后形成的原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞。
2、原理:
细胞膜的流动性
3、诱导方式
物理法:离心、振动、电激
化学法:聚乙二醇(PEG)
生物法:灭活的病毒
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
一、动物细胞融合技术
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)
1、什么是病毒的灭活?
灭活是指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。
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。
2、灭活病毒诱导细胞融合的原理
(二)问题:
一、动物细胞融合技术
(三)灭活病毒诱导细胞融合过程:
一、动物细胞融合技术
(四)动物细胞融合技术全过程:
动物细胞融合
动物细胞培养
一、动物细胞融合技术
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
(六)植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
克服远源杂交的障碍,
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
去除细胞壁后诱导原生质体融合
使细胞分散后诱导细胞融合
物理(离心、振荡、电激)化学( PEG )
物理、化学方法( PEG )
灭活的病毒
制备单克隆抗体
一、动物细胞融合技术
例1 [2021·天津静海一中月考] 关于动物细胞融合与植物体细胞杂交技术的比较,下列叙述合理的是 ( )
A.均可使用PEG、电激或灭活病毒诱导细胞融合
B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离
C.两者都可以体现细胞的全能性
D.在适宜条件下,均可发育成完整个体
任 务 活 动
B
(八)传统抗体制备方法及缺陷
缺陷:产量低、纯度低,且抗体的特异性差、灵敏度低。
不能无限增殖产生大量抗体
动物体内
抗原
刺激
浆细胞
抗体
筛选单一B细胞
增殖分化
一、动物细胞融合技术
抗原不纯
抗原不纯
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
1、科学家发现:
单
克 隆
抗 体
如何获得大量、单一的抗体?
体外培养时,一个B淋巴细胞不能无限增殖
2、需解决问题:
3、遗憾:
如何解决这一难题?
一、动物细胞融合技术
一个B淋巴细胞
细胞群
抗体
克隆
由单个B淋巴细胞经过无性繁殖(克隆),形成基因型相同的细胞群,这一细胞群所产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。
二、单克隆抗体及其应用
1、单克隆抗体:
1:我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
思考讨论
2:有什么方法能使B细胞产生抗体的能力和无限增殖能力同时具备
癌细胞
动物细胞融合
二、单克隆抗体及其应用
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,米尔斯坦和柯勒
1984年,诺贝尔生理学或医学奖
二、单克隆抗体及其应用
杂交瘤细胞
既能迅速大量增殖,又能产生专一抗体
用抗原注射小鼠
从患骨髓瘤的小鼠体内取骨髓瘤细胞的培养
已免疫B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
二、单克隆抗体及其应用
小鼠的脾脏中获取
2、单克隆抗体的制备过程
置于选择性培养基上培养
2
杂交瘤细胞
1
3
第一次筛选
多种杂交
瘤细胞
融合的细胞
骨髓瘤细胞
自身融合
B细胞自身融合
杂交细胞
1
3
2
未融合的B淋巴细胞
未融合的骨髓瘤细胞
二、单克隆抗体及其应用
克隆化培养
抗体检测
第二次筛选
(抗原-抗体杂交技术)
多种杂交瘤细胞
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
阳性细胞
二、单克隆抗体及其应用
注射到小鼠体内
体外培养
分离、提纯单克隆抗体
体内或体外培养
能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
细胞培养工程师在工作
二、单克隆抗体及其应用
单克隆抗体的制备过程
动物细胞融合
动物细胞培养
给小鼠注射特定的抗原蛋白
B淋巴细胞(免疫)
骨髓瘤细胞
杂交细胞
杂交瘤细胞
单克隆抗体
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
第一次筛选
第二次筛选
二、单克隆抗体及其应用
诱导融合
选择培养基
克隆化培养,专一抗体检验
体外培养或小鼠腹腔内增殖
特异性强
灵敏度高
可大量制备
既能大量繁殖又能产生专一抗体
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途径能被氨基喋呤阻断。
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
二、单克隆抗体及其应用
培养基中加入氨基嘌呤
阳性孔
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。
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
多孔细胞培养板
抗体检测板
分泌抗体能跟特定抗原结合的细胞即为所需杂交瘤细胞
二、单克隆抗体及其应用
例2 如图2-2-6为单克隆抗体的制备流程示意图。下列叙述正确的是( )
图2-2-6
A.甲是从已免疫的小鼠脾脏中获得的致敏T淋巴细胞
B.①表示将骨髓瘤细胞去核后进行细胞融合
C.乙为融合细胞,同时具有细胞甲和骨髓瘤细胞的特性
D.②表示筛选能产生特异性抗体的细胞
任 务 活 动
D
变 式 训 练
如图所示为杂交瘤细胞的制备示意图。骨髓瘤细胞由于缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT-),在HAT选择培养液中不能正常合成DNA,无法生长。下列叙述错误的是 ( )
A.可用灭活的病毒诱导B淋巴细胞与
骨髓瘤细胞融合
B.两两融合的细胞都能在HAT选择培
养液中生长
C.杂交瘤细胞需进一步筛选才能用于生产
D.细胞膜的流动性是细胞融合的基础
B
1、诊断试剂——最广泛应用
抗原-抗体杂交法
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。
单克隆抗体的应用
具有准确、高效、简易、快速特点
诊断优点:
二、单克隆抗体及其应用
思考讨论:
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
二、单克隆抗体及其应用
主要用于癌症治疗。如:单克隆抗体+药物 =“生物导弹”
2、用于治疗疾病和运载药物
优点:位置准确、疗效高、副作用小
(“生物导弹” —单抗导向,药物为弹头)
二、单克隆抗体及其应用
“生物导弹”追踪癌细胞
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
练习与应用
C
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
练习与应用
下面为制备单克隆抗体和多克隆抗体的示意图,据图回答下列问题:
(1)图中向小鼠注射抗原后,所获得的免疫抗血清实际上是含有__ __ __(填写抗体的名称)的混合物,这种方法制备的抗体不仅产量低,而且纯度低。与其相比,单克隆抗体突出的优点在于它的__ ___,并能大量制备。
(2)图中选用B细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞,说明细胞膜具有______;如果仅考虑细胞的两两融合,其融合细胞有______种类型。
(3)图中两次筛选的目的不同,其中筛选①的目的是筛选出____ __,筛选②的目的是筛选出_____ _。
(4)科学工作者正在研究的用于治疗癌症的“生物导弹”就是__ ____,请指出一种用“生物导弹”治疗癌症的方法较普通化疗的优点_ _____。
Ab1. Ab2. Ab3. Ab4
特异性强、灵敏度高
流动性
3
杂交瘤细胞
能产生所需抗体的杂交瘤细胞
单抗隆抗体上连接抗癌药物
不损伤正常细胞,且用药剂量少,毒副作用小
【情境】“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼,由单克隆抗体与药物结合而成,单克隆抗体的制备过程如图2-2-5所示。
[分析]
(1)图中B过程表示 ,与原生质体融合相比,该过程特有的诱导方为 。
(2)若只考虑细胞两两融合,B过程会获得 种类型的细胞。经特定选择培养基筛选后,
和融合的 的细胞都会死亡,只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
灭活病毒诱导法
3
具有同种核
未融合的亲本细胞
动物细胞融合
(3)注射到小鼠体内进行培养的细胞具有的特点是 。
(4)图示过程生产出的单克隆抗体不能直接用于人体,理由是
。
(5)“生物导弹”中单克隆抗体的作用是 。
(6)除“生物导弹”外,请说出单克隆抗体在临床上的其他应用(答出两点)。
小鼠形成的抗体对人体来说是抗原,存在着排异反应
将药物定向运到靶细胞
作为诊断试剂;单克隆抗体自身也能用于治疗疾病。
既能无限增殖又能产生特定抗体
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。
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,并且还可能带来些伦理方面的问题。
练习与应用
谢谢观看!
时间 成果
19世纪30年代 观察到肺结核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理组织中有多核细胞
1858年 观察到正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞现象。
1875年 第一个观察到脊椎动物(蛙类)的血液细胞发生融合的过程。
1876年 在无脊椎动物中发现了细胞合并现象。
1962年 日本学者冈田发现仙台病毒具有触发动物细胞融合的效应。
1965年 英国科学家证实了灭活的病毒可诱发动物细胞融合
1974年 华裔加拿大学者高国楠创立了聚乙二醇(PEG)化学融合法。
1975年 Kohler和Milstein成功地融合了小鼠B-淋巴细胞和骨髓瘤细胞而产生能分泌稳定单克隆抗体的杂交瘤细胞。
20世纪80年代 发展出了电融合技术(1985年酵母原生质体电融合)
(一)补充资料:动物细胞融合技术的发展历史
一、动物细胞融合技术