2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件(36张ppt)2022-2023学年高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3

文档属性

名称 2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体课件(36张ppt)2022-2023学年高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3
格式 pptx
文件大小 43.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-03-23 14:51:35

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文档简介

(共36张PPT)
第2课时
动物细胞融合技术与单克隆抗体
Animal cell fusion technique with monoclonal antibodies
动物细胞工程
ONE
1
动物细胞融合技术
WHEN COBWEBS RUTHLESSLY SEIZED
1.概念:
2.结果:
动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞形成一个细胞的过程。
形成的具有原来 的 细胞,称为 。
3.原理:
细胞膜的流动性
动物细胞融合技术
单核
两个或多个细胞遗传信息
杂交细胞
4.动物细胞融合的方法:
与植物原生质体融合的方法相同
物理方法:
动物细胞没有细胞壁,可以直接诱导融合。
电融合法、离心法
化学方法:
聚乙二醇(PEG)法
生物方法:
灭活病毒诱导法
灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力,并不破坏它们的抗原结构。
——动物细胞融合特有
动物细胞融合技术
动物细胞融合技术
原理
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,使细胞相互凝集,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。
动物细胞融合技术
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程:
灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面

细胞膜被病毒颗粒穿通

细胞膜连接

细胞核融合,形成杂交细胞
动物细胞融合技术
5.构建动物细胞融合模型:
①融合过程:细胞膜融合→细胞质融合→ ________融合。
②重组细胞的特点: 具有____________________,杂种细胞表现出两个____________的特点。
③融合后的杂交细胞经过__________后仍能形成两个完整的杂交细胞。
动物细胞A
动物细胞B
膜融合、质融合
动物细胞培养
杂交细胞(单核)
物理、化学、生物法诱导
细胞核
亲本细胞
有丝分裂
两种细胞的遗传信息
动物细胞融合实质及完成的标志
动物细胞融合技术
6. 意义:
7. 应用:
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。
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。
动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较
植物体细胞杂交 动物细胞融合
原理
细胞融合前的处理方法
诱导细胞融合的方法
细胞膜具有一定的流动性、
植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性
用果胶酶和纤维素酶去除细胞壁
用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散成单个细胞
电融合法、离心法;聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
动物细胞融合技术与植物体细胞杂交技术的比较
植物体细胞杂交 动物细胞融合
细胞融合成功的标志
主要用途
意义
再生出细胞壁
细胞核的融合
获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种
突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能
TWO
2
单克隆抗体及其应用
早期获得抗体的方法
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。
产量低,纯度低,制备的抗体特异性差、反应不灵敏
反复
注射
动物体内
抗原
多种浆细胞
多种抗体(血清)
每一个浆细胞只能产生一种特异性抗体
体内产生的特异性抗体多达百万种
缺点
动物会接触多种天然抗原,体内相应产生的特异性抗体种类可以达到百万种以上,但每一个淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。因此,要想获得大量的单一抗体,必须克隆单一的淋巴细胞,形成细胞群。
遗憾的是,在体外培养条件下,一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的。在体外培养条件下,如何让一个B淋巴细胞无限增殖?
一个B淋巴细胞
B淋巴细胞群
单克隆抗体
克隆
产生
为什么B淋巴细胞能不能无限增殖?
单个B淋巴细胞寿命有限,又因为能产生抗体的B淋巴细胞属于高度分化的细胞,不能无限繁殖不可能无限增殖。
1975年,英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒设计了一个极富创造性的试验方案:
解决
米尔斯坦
【英国】
科勒
【德国】
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。
基本思路
一种B淋巴细胞
(只产生一种特定抗体)
能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞
融合
杂交瘤细胞
产生足够数量的特定抗体
大量
增殖
单克隆抗体
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。
既能迅速大量增殖,又能产生抗体

克 隆
抗 体
一个B淋巴细胞
细胞群
抗体
克隆
制备过程
用特定的抗原免疫,从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
培养骨髓瘤细胞
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
多种杂交细胞
BB 、B瘤 、瘤瘤
*不是为了得到抗体!

杂交瘤细胞
(既能迅速大量增殖,又能产生抗体)
多种杂交细胞
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。
在培养液中加入氨基嘌呤,收集杂交瘤细胞!
小资料: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。
①人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般不分裂增殖。
②鼠骨髓瘤细胞中只有D途径,没有S途径,可是能不断分裂增殖。
制备过程
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
杂交瘤细胞
分泌的抗体能与特定抗原结合
制备过程
将杂交瘤细胞群稀释,
约每孔1个进行培养(克隆化培养)
一段时间后,用标记的抗原检测每个小孔上清液里是否含有我们需要的特异性的抗体(抗原抗体能结合即为阳性孔)
经过多次克隆化培养以及有限稀释法的筛选,
就能选出需要的那种杂交瘤细胞(AB3)
AB1、AB2、AB3 ……
制备过程
抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞
体外培养
注射到小鼠腹腔内
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。
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。
细胞培养液提取
小鼠腹水中提取
项目 第一次筛选 第二次筛选(需要多次筛选)
筛选原因
方法
筛选结果
诱导融合后得到多种杂交细胞,还有未融合细胞等
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,只有融合的杂种细胞才能生长。
筛选获得多种杂交瘤细胞
选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。
用96孔板培养,在每个孔中尽量接种一个杂交瘤细胞的情况下进行克隆化培养和抗体检测,经过多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。
筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞
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
制备过程
单克隆抗体
筛选二
杂交细胞
杂交瘤细胞
体外或体内培养
筛选一
骨髓瘤细胞
诱导融合
分泌特异抗体的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞群
提取
已免疫的B淋巴细胞
动物细胞融合技术
动物细胞培养技术
既能大量繁殖
又能产生专一抗体
特异性强
灵敏度高
可大量制备
注射抗原
细胞增殖
细胞膜具有流动性
单克隆抗体的制备
(1)该过程中应用到的技术:
(2)原理:
(3)注射特定抗原的目的:
(4)诱导融合的方法:
动物细胞特有的为_____
动物细胞融合、动物细胞培养
细胞膜具有一定的流动性、细胞增殖
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
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
灭活病毒诱导法
单克隆抗体的制备
(5)比较两次筛选的不同:
(6)杂交瘤细胞的特点:
(7)如何获取大量所需杂交瘤细胞?
(8)如何获取单克隆抗体:
既能迅速大量繁殖,又能产生抗体
在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖
从细胞培养液中获取或从小鼠腹水中获取
第一次筛选:获得多种杂交瘤细胞
第二次筛选:获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞
优点
(1)能准确地识别抗原的细微差异;
(2)与特定抗原发生特异性结合;
(3)可以大量制备。
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。
女性怀孕后会分泌一种糖蛋白
——人绒毛膜促性腺激素(HCG),尿液中会检出HCG的存在。用抗HCG单克隆抗体制备的试纸可以测试女性是否怀孕。
①作为诊断试剂
(最广泛的用途)
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。抗体一药物偶联物(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,它的作用机制如下图所示。
单克隆抗体+接头+药物(如细胞毒素)=ADC
②用于疾病的治疗和运载药物 (主要用于癌症的治疗)
单克隆抗体:
(1).特异性强、灵敏度高
生物导弹
单抗
抗癌药物
★ 原理:
(2).疗效高、毒副作用小 :
不损伤正常细胞 ,减少剂量
导向作用,将药物定向带到癌细胞所在位置
抗癌药物:
杀死癌细胞
概述
应用
动物细胞融合
技术
过程
结果
意义
原理
融合方法
原理
应用
单克隆抗体的制备
免疫处理
第一次筛选
诱导融合
第二次筛选
大规模培养
诊断试剂
运载药物
治疗疾病
克隆化培养
抗体检测
体外培养
小鼠腹腔
FOUR
4
课后作业
HOMEWORK AFTER CLASS
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.前者主要是为了获得细胞产品,后者主要是为了获得杂种植株
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
3、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,并且还可能带来一些伦理方面的问题。
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