2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件(共26张PPT)-2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

(共26张PPT)
第2章 第2节
动物细胞工程
A细胞
B细胞
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
植物组织培养
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物体细胞杂交技术
回顾旧知
运用植物体细胞杂交技术，可以打破生殖隔离，培育出新的作物类型。那么，能不能让不同种动物体细胞杂交，培育出集不同细胞优势于一身的动物细胞呢？
1.概念：
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。
细胞膜的流动性
PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。
（化学法、 物理法、 生物法 ）
突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
已成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段，特别是杂交瘤技术。
为制造单克隆抗体开辟了新途径。
动物细胞融合特有
杂交细胞：具有原来两个或多个细胞的遗传信息
01
动物细胞融合技术
2.原理：
3.融合方法：
4.意义：
灭活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。灭活病毒诱导细胞融合的原理是：
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。
动物细胞融合实质及完成的标志：细胞核的融合
相关信息
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？
病人体内的病毒等诱导多个体细胞融合形成了多核细胞。
1.传统抗体制备方法及缺陷
（1）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。
（2）缺陷：产量低、纯度低，而且特异性差。
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
细胞群
选择
克隆
产生
大量纯度高特异性强的抗体
B淋巴细胞不可能无限增殖
2.大量制备单一抗体的思路和需解决的问题
02
单克隆抗体及其应用
如何解决这个问题呢？
如何解决这个问题呢？
一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖
动物细胞融合
杂交瘤细胞
动物细胞培养
单克隆抗体
杂交瘤细胞：
既能迅速大量增殖，又能产生抗体
米尔斯坦和科勒大胆设想：
单克隆抗体：由单个B淋巴细胞经过克隆（无限增殖），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。
依据图2-16制备单克隆抗体过程的示意图，思考以下问题：
1、初始的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均有多个，融合后得到的细胞是否都是杂交瘤细胞？
2、诱导融合后得到的杂交瘤细胞，是否都能分泌所需的抗体？
3、经筛选后得到的既能迅速、大量增殖，又能分泌所需抗体的数量有限，怎样获得大量的单克隆抗体？
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
诱导融合
能产生抗体，但不能迅速大量增殖
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。
注射特定的抗原
多种B淋巴细胞
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
不能产生抗体，但能迅速大量增殖
PEG融合法、
电融合法、
灭活病毒诱导法
杂交瘤细胞
(既能迅速大量增殖，又能产生抗体)
（B-B）
（骨-骨）
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
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
多种杂交细胞（B-骨）
第二次筛选
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。
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)
用96孔板培养和筛选杂交瘤细胞（每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞）
克隆化培养
注射到小鼠腹腔内
体外培养
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。
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)
单克隆抗体
从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体。
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。
【两次筛选的比较】
项目 第一次筛选 第二次筛选（需要多次筛选）
筛选原因
筛选方法
筛选结果
诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合的细胞等。
用特定的选择培养基筛选只有融合的杂交瘤细胞才能生长。
得到杂交瘤细胞
小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，杂交瘤细胞中有产生其他抗体的细胞
用96孔板进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选
得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞
【培养杂交瘤细胞的方法比较】
项目 腹腔培养 体外培养
优点
缺点
易于控制培养条件（如无需提供无菌环境等），操作简单，成本较低
规模小，产量少
可大规模培养，大量生产
需要人为控制培养条件，成本相对较高
(1)应用到的技术：
(2)原理：
(3)优点：
细胞膜的流动性、细胞增殖
动物细胞融合
动物细胞培养
02
单克隆抗体及其应用
①单克隆抗体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
②可以大量制备
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。
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-药物偶联物（antibody-drugconjugates, 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，它的作用机制如下图所示。
抗体
药物
接头
ADC被细胞吞噬
释放药物
溶酶体裂解
细胞凋亡
1. ADC的抗体和药物各具有什么作用？
讨论：
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
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？
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？
① 可以用放射性同位素标记单克隆抗体进行靶向放疗
② 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。
① 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。
② 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）广泛用作诊断试剂
乙肝测定试剂
艾滋病检测试剂
02
单克隆抗体及其应用
血型检测试剂
抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体
（2）可以运载药物
结合同位素的单克隆抗体药物
02
单克隆抗体及其应用
主要用于癌症治疗
如：单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC
优点：位置准确、疗效高、副作用小
（3）用于治疗疾病
02
单克隆抗体及其应用
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
练习与应用
A
练习与应用
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。