2.2.2 动物细胞工程（第2课时）(共26张PPT)-高二生物学（人教版2019选择性必修3）

(共26张PPT)
第2章 细胞工程
第2节 动物细胞培养
二 动物细胞融合技术与单克隆抗体
因为动物细胞无细胞壁；全能性受限制， 不能发育成杂种动物。
所以动物细胞融合与植物细胞杂交的不同：
无需去除细胞壁
不能培养成新的动物个体
不同的动物体细胞也可以进行
杂交吗？
与植物体细胞的杂交将存在哪 些不同，如何处理？
一、动物细胞融合技术
思 考
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.结果：形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。
3.原理：细胞膜具有一定的流动性 动物细胞融合特有
的诱导融合方法
4.诱导融合的常用方法： PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法。
5.动物细胞融合的过程：
细胞膜融合 细胞质融合
6.动物细胞融合完成的标志：
细胞核融合
细胞融合的实质
与植物原生质体融合的基本原理相同
两个或多个细胞核融合为一个细胞核
一、动物细胞融合技术
7.意义：突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能
8.应用：
(1) 细胞融合技术已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿 瘤和培育生物新品种等的重要手段。
(2)利用动物细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术，为制 造单克隆抗体开辟了新途径。
相关信息 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，但是并 不破坏这些病原体的抗原结构。
原理： 病毒表面含有的糖
病毒的不同 “身份”：
在免疫调节中病毒属于抗原；
在基因工程中可作为载体；
在细胞工程中可作为诱导剂。
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
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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。
植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理 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
细胞融合前的 处理方法 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
诱导细胞融合 的方法 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
细胞融合成功 的标志 再生出细胞壁
细胞核的融合
主要用途 获得完整的杂种植株
主要用于制造单克隆抗体
意义 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
动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较
二、单克隆抗体及其应用
1.研究背景
早期获得抗体的方法
抗原
反复注射动物
从动物的血清 中分离抗体
缺点：
产量低
纯度低 特异性差
1.抗体是由何种细胞产生的？ B淋巴细胞——浆细胞
2.一个B淋巴细胞能产生多种抗体吗
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
3.如何获得大量的单一抗体呢？
克 产生 性强的抗体
能无限增殖
注意：在体外培养条件下一个B淋巴细胞不可
单一
B淋
巴细
胞
每一个B淋
巴细胞只
分泌一种
特异性抗
体
大量纯度高特异
二、单克隆抗体及其应用
有能无限增
殖的细胞吗
？
思 考
选择
隆
B淋巴细胞 骨髓瘤细胞
(能产生抗体) (能大量增殖)
融合细胞
(既能产生抗体，又能大量增殖)
由于发明了单克隆抗体的制备 技术，米尔斯坦和科勒于1984年 获得了诺贝尔生理学或医学奖
二、单克隆抗体及其应用
1975年英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒的设想：
单克隆抗体的概念：
米尔斯坦
化学性质单一、特异性强的抗体
科勒
2.单克隆抗体制
备的过程
注射特定的抗原
从脾中提取
培养骨髓瘤细胞
多种B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
诱导融合之后， 一定会得到杂交 瘤细胞吗？
能产生抗体， 但不能大量 增殖
二、单克隆抗体及其应用
不能产 生抗体， 但能大 量增殖
目的： 获得产生相 应抗体的B细胞
活病毒诱导法
诱导融合
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
PEG融合法、 电融合法、灭
第二次筛选： 克隆化培养、抗体检测 (可进行多次)
(能产生所需抗体的杂交瘤细胞)
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)
第一次筛选： 用特定的选择培养基
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
杂交瘤细胞：
(既能迅速大量增殖，又能产生抗体)
未融合的细胞 多种杂交细胞：骨-骨、B-B、 B-骨、
得到的杂交瘤细胞一 定是所需的吗？
杂交瘤细胞中有能产 生其他抗体的细胞
克隆化培养
多孔细胞
培养板
每一个孔中尽量 只接种一个杂交
瘤细胞
二、单克隆抗体及其应用
2.单克隆抗体制 备的过程
(能产生所需抗体的杂交瘤细胞)
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)
注射到小鼠腹腔内
从小鼠腹水中提取
二、单克隆抗体及其应用
体外培养
从细胞培养液中提取
2.单克隆抗体制 备的过程
单克隆抗体
第一次筛选
第二次筛选
原因 诱导融合后得到的细胞中， 除杂交瘤细胞之外，还有 未融合的亲本细胞，也有 融合的具有同种核的细胞
由于小鼠在生活中还受到其他 抗原的刺激，所以经第一次筛 选之后获得的杂交瘤细胞中有 能产生其他抗体的细胞
方法 用特定的选择培 养基进行筛选
对经选择性培养的杂交瘤细胞 进行克隆化培养和抗体检测， 经多次筛选得到能分泌所需抗 体的细胞群
结果 筛选获得杂交瘤细胞
获得足够数量的能分泌 所需抗体的杂交瘤细胞
两次筛选的比较
2023/4/18 2023/4/18
二、单克隆抗体及其应用
3.单克隆抗体制备过程中的相关考点总结
(1)该过程中应用到的技术_动___物__细__胞__融__合、___动___物__细__胞__培__养_____________
(2)原理 细胞__ _具__有__一__定__的__ _动__性__、_细___胞__增__殖______
(3)注射特定抗原的目的____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
(4)诱导融合的方法____P_E_G_融__合__法_ __ _融__合__法_ __灭__活__病__毒__诱__导__法_ 动物细胞特有的诱导融合方法为____灭__ _ _ _ _ _ ______
(5)第一次筛选的目的__ _ _ _ _ _ _ _ _ ___
第一次如何筛选__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
筛选原理_ _选__ _ _ _基__上___，_ _融__ _ _细__ _和__融__ _ _ _ __的细胞都会
_ _，_ _ _ _ _ _ _ 能生长
二、单克隆抗体及其应用
3.单克隆抗体制备过程中的相关考点总结
(6)杂交瘤细胞的特点___ _ _ _，_ _ _
(7)第二次筛选的目的__获__ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _______ 如何筛选______进___ _克__隆__化__培__ _和__ _体__检__测__(__进__ _ _次筛选)
选择抗体检测呈_ 性的杂交瘤细胞，即___ _ _ _ _ _能与_ _ _ _ _ _ _合 (8)抗体检测原理__抗___原__和__抗__体__能__够__特__异__性__结__合__(分___子__水__平__的__鉴_定)
在体外条件下大规模培养(接种于培养液中)
(9)如何获取大量所需杂交瘤细胞__________________________________________
或注射到小鼠腹腔内增殖
(10) 如何获取单克隆抗体
①体外培养__从__细__胞__培__养__液__中__获__取_________
②小鼠腹腔内培养__从__小__鼠__腹__水__中__获__取_________
(11) 单克隆抗体的优点_能准确地识别抗原的__细__微差异，_ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __，_ _ _ _ _ _ _ _ ______
1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？
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
单克隆抗体的应用
ADC被细胞吞噬
细胞凋亡
溶酶体裂解
抗体 药物 接头
讨论
释放药物
单克隆抗体的应用
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？ 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，理论上也可以将这些药物与单克隆抗体结合 进行治疗
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； ②ADC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
单克隆抗体的应用
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。
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-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。
三、单克隆抗体的应用
1.单克隆抗体的优点：
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。
2.单克隆抗体的应用：
①广泛用作诊断试剂
②运载药物：
③直接用于治疗疾病。
三、单克隆抗体的应用
1.用作诊断试剂
(1)原理__ 单克隆抗体_能__准__确__地__识__别__抗__原__ _细__微__差________ ____________异___，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___
(2)具体应用及部分实例
①多种疾病的诊断
实例：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。
②病原体的鉴定
实例：乙肝病毒表面抗原定量检测试剂盒
③其他类型诊断
实例：早早孕诊断试剂盒
三、单克隆抗体的应用
2.运载药物
(1)具体应用实例
与药物结合，制成抗___体-___药__物__偶__联__物__ (ADC) ，杀伤癌细胞； ADC通常由抗___体__、_接__头__和_药物三部分组成；
(2)原理
通过将药物与_ 能特异性识别肿瘤细胞抗原 的单克隆抗体结合，实现 对肿瘤细胞的_选__择__性__杀__伤______；发挥杀伤作用的为
_放__射__性__同__位__素__、__化__学__药__物__或__细__胞__毒__素_______；单克隆抗体作用为
靶向运输作用
(3)优点_靶点清__楚__、__毒__副__作__用__小___(_不__会__对__健__康__细__胞__造成伤__害__)___
_______________；
三、单克隆抗体的应用
3.治疗疾病
单克隆抗体单独使用，也可直接用于治疗疾病；
实例：利妥昔单抗(美罗华)是一种针对CD20抗原的人鼠嵌合
型单克隆抗体，是第一个被FDA批准用于临床治疗的单抗。进入 人体后能通过介导抗体依赖的细胞毒性作用、补体依赖的细胞 毒性作用和抗体与CD20分子结合引起的直接效应，抑制细胞生 长，改变细胞周期以及凋亡等方式杀死淋巴瘤细胞。
一、概念检测(P51)
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(C ) 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
一、概念检测(P51)
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 )
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
二、拓展应用(51)
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。
答案提示： 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，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。