生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体（共30张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体（共30张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-03 23:50:09 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
“生物导弹”追踪癌细胞
抗体
抗原不纯
抗体不纯
一、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
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
一个
B淋巴细胞
抗体
细胞群
克隆
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？
１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
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
思考：
癌细胞
动物细胞融合
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
一、动物细胞融合技术
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
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新：
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例：
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？
答案：病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
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）拓展：
3、灭活病毒诱导细胞融合过程：
4、动物细胞融合技术全过程:
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
5、动物细胞融合实例：
6、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
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
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
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。
应用：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。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。
7、细胞融合技术的意义和应用：
三、单克隆抗体及其应用
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。
1、单克隆抗体：
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
已免疫多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
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
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。
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
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
单·克隆·抗体
骨髓瘤细胞培养
杂交细胞
单一抗体
阳性细胞
单克隆
抗体
细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
融合
筛选
克隆
抗体检测 · 筛选
脾脏中获取
B
补充资料1：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途径能被氨基嘌呤阻断。
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？
培养基中加入氨基嘌呤
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
A
阳性孔
补充资料2：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
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
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
小结：---单克隆抗体的制备流程
特异性强
灵敏度高
可大量制备
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：
思考-讨论
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
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
结合同位素的单抗
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
我国生产的生物导弹----- 治疗肿瘤
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
思考 讨论 P50
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？
答案：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。
提示：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。
思考 讨论 P50
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？
4.. 单克隆抗体在临床上还有哪些应用？你可以课后搜集资料，然后以“单克隆抗体在临床上的应用”为主题，出一期黑板报或制作电子板报宣传相关知识。
提示：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別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。
提示：单克隆抗体在临床上的应用涉及治疗、诊断等方面。单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤、自身免疫病等疾病的治疗，如利妥昔单抗被用于治疗复发难治的低分化B细胞淋巴瘤；曲妥珠单抗被用于治疗乳腺癌等。在临床诊断方面，单克隆抗体被广泛用于一些感染性疾病的检测、肿瘤的诊断、激素和细胞因子的测定等。以单克隆抗体在诊断肿瘤方面的应用为例,用放射性同位素或荧光标记抗肿瘤表面抗原的单克隆抗体，可以用这些抗体来对体内的肿瘤进行定位辅助诊断并确定肿瘤的复发与转移等。
练习与应用
1.C
2.A
拓展应用
1. 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,日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。
2.2.2 动物细胞融合与单克隆抗体
“生物导弹”追踪癌细胞
抗体
抗原不纯
抗体不纯
一、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
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
一个
B淋巴细胞
抗体
细胞群
克隆
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？
１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的
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
思考：
癌细胞
动物细胞融合
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
一、动物细胞融合技术
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
植物体细胞杂交
植物细胞融合
植物组织培养
温故而知新：
1970年荧光标记的人-鼠细胞融合实验模式图
实例：
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？
答案：病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
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）拓展：
3、灭活病毒诱导细胞融合过程：
4、动物细胞融合技术全过程:
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
5、动物细胞融合实例：
6、植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
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
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
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。
应用：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。特别是利用杂交瘤技术制造单克隆抗体。
7、细胞融合技术的意义和应用：
三、单克隆抗体及其应用
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。
1、单克隆抗体：
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
已免疫多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
多种杂交细胞
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
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。
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
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
单·克隆·抗体
骨髓瘤细胞培养
杂交细胞
单一抗体
阳性细胞
单克隆
抗体
细胞融合
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
融合
筛选
克隆
抗体检测 · 筛选
脾脏中获取
B
补充资料1：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途径能被氨基嘌呤阻断。
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？
培养基中加入氨基嘌呤
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
A
阳性孔
补充资料2：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
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
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
小结：---单克隆抗体的制备流程
特异性强
灵敏度高
可大量制备
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：
思考-讨论
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
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
结合同位素的单抗
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
我国生产的生物导弹----- 治疗肿瘤
(“生物导弹” —单抗导向，药物为弹头)
思考 讨论 P50
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？
答案：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。
提示：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。
思考 讨论 P50
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？
4.. 单克隆抗体在临床上还有哪些应用？你可以课后搜集资料，然后以“单克隆抗体在临床上的应用”为主题，出一期黑板报或制作电子板报宣传相关知识。
提示：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別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。
提示：单克隆抗体在临床上的应用涉及治疗、诊断等方面。单克隆抗体药物已被广泛用于肿瘤、自身免疫病等疾病的治疗，如利妥昔单抗被用于治疗复发难治的低分化B细胞淋巴瘤；曲妥珠单抗被用于治疗乳腺癌等。在临床诊断方面，单克隆抗体被广泛用于一些感染性疾病的检测、肿瘤的诊断、激素和细胞因子的测定等。以单克隆抗体在诊断肿瘤方面的应用为例,用放射性同位素或荧光标记抗肿瘤表面抗原的单克隆抗体，可以用这些抗体来对体内的肿瘤进行定位辅助诊断并确定肿瘤的复发与转移等。
练习与应用
1.C
2.A
拓展应用
1. 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,日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。