2-2-2动物细胞融合技术与单克隆抗体(教学课件)——高中生物人教版 (2019)选择性必修3(共24张PPT)

(共24张PPT)
第2节动物细胞工程
Part2 动物细胞融合技术与单克隆抗体
单克隆抗体及其应用
01 动物细胞融合技术
目录/CONTENTS
温故而知新：
意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 杂种植物
植物细胞融合
植物体细胞杂交
融合的 杂种
原生质(AB) 细胞(AB) 融合 再生
植物组织培养
再分化
⑤
脱分化
4
植物 细胞A
原生 质体B
新壁 ③
植物 细胞B
原生 质体A
②
移栽
去壁
去壁
01 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、原 理：细胞膜的流动性
物理法： 电融合法 与植物原生质体融
3、 诱导方式 化学法： 聚乙二醇 (PEG) 合的方法相同
生物法：灭活病毒诱导法——动物细胞融合特有
4、 结果：形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息
的杂交细胞
细胞工程
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
细胞工程
01 动物细胞融合技术
【拓展】 灭活病毒诱导细胞融合的原理
灭活的病毒粘 附使细胞凝聚
细胞核 融合
细胞膜 打开
细胞膜 融合
01 动物细胞融合技术
5、意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。
6、应用：
① 至今，种间、属间、科间，甚至动物
和植物之间的细胞融合都已获得成功。
② 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。
③ 为制造单克隆抗体开辟了新途径。
正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞
细胞工程
项目 植物体细胞杂交
动物细胞融合
原理 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
步骤 酶解法去掉细胞壁后，诱导原生质体 融合，形成杂种体细胞，再经过植物 组织培养形成杂种植株
分散成单个细胞后诱导细胞融合
诱导方法 物理方法、化学方法
物理方法、化学方法、灭活病毒
结果 形成杂种植株
形成杂种细胞
意义 克服远缘杂交不亲和障碍
比较动物细胞融合与植物体细胞杂交
02 单克隆抗体及其应用
细胞工程
③
抗原呈递细胞
病原体
(如新冠病毒)
⑤
B细胞
02 单克隆抗体及其应用
抗体 1.定义：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发
生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
1 ) 每 个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体
2)体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上
体液免疫
辅助性T细胞
④
细胞工程
记忆B 细胞
辅助性T细胞
浆细胞
细胞因子
抗体
②
⑥
1B淋巴细胞填浆细胞一→1抗体
(不能无限增殖)
02 单克隆抗体及其应用 1、传统抗体制备方法及缺陷
缺陷：产量低、纯度低，特异性差。
传统抗血清
(所有抗体混合)
1抗原
免疫
动物体内
1抗原
注射
1
1
杂交瘤细胞 又能产生专一抗体
杂交细胞 单克隆抗体
一种B淋巴细胞
(只分泌一种特异性抗体)
骨髓瘤细胞
(能无限增殖)
1975年，米尔斯坦和科勒
1984年，诺贝尔生理学或医学奖
02 单克隆抗体及其应用
个极富创造力的方案
动物细胞融合 动物细胞培养
既能迅速大量增殖，
细胞工程
用特定的选择培 养基进行筛选： 在培养基上，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。
将抗体检测呈阳性的杂交瘤细 胞在外条件下大规模培养，或 注射到小鼠腹腔内增殖。
注射到小鼠腹腔内 体外培养
单克隆抗体制备过程是怎样的
对上述经过选择培养的杂交
瘤细胞进行克隆化培养和抗
体检测，经过多次筛选，就
可获得足够数量的能分泌所
需抗体的细胞。
杂交瘤细胞(既
能迅速大量增殖
又能产生抗体)
02 单克隆抗体及其应用
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
抗体检测呈阳性的 杂交瘤细胞(分泌 的抗体能与特定的 抗原结合)
米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图
注射特定的抗原 培养骨髓瘤细胞
将骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合
多种B淋 巴细胞
细胞工程
多种杂交细胞
骨髓瘤 细胞
单克隆抗体
诱导融合
02 单克隆抗体及其应用
注射特定抗原
能产生抗体，
但不能大量
增殖
多种B淋巴细胞
小鼠的脾
脏中获取
细胞工程
2、单克隆抗体的制备过程
从患骨髓瘤的小鼠体内
取骨髓瘤细胞的培养
骨髓瘤细胞
不能产生抗 体，但能大 量增殖
PEG 融合法、 电融合法、
灭活病毒诱导法
诱导融合
BB 3 瘤瘤
B瘤
第一次筛选 置于选择性培养基上培养
2
02 单克隆抗体及其应用
融合的细胞
杂交瘤细胞(多种)
细胞工程
瘤
第二次筛选
抗体检测 (抗原-抗体杂交技术)
能分泌所需抗体的杂 交瘤细胞
阳性孔
阳性细胞
细胞工程
02 单克隆抗体及其应用
杂交瘤细胞(多种)
克隆化培养
项目 体内培养
体外培养
优点 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
可大规模培养，大量生产
缺点 规模小，产量少
需要人为控制培养条件， 成本相对较高
02单克隆抗体及其应用
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
体内或体外培养
02 单克隆抗体及其应用
能分泌所需抗体
的杂交瘤细胞
体内或体外培养
体外培养
灵敏度高
特异性强 可大量制备
《
单克隆抗体
注射到小鼠腹腔
细胞工程
18
在妊娠第8天就可以作出诊断，
比原来诊断方法提前了10d左右，
准确率在90%以上。
诊断优点：
具有准确、高效、简易、快速特点
02 单克隆抗体及其应用
1、 诊断试剂——最广泛应用
3、单克隆抗体的应用
抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体
抗原-抗体杂交技术
细胞工程
02 单克隆抗体及其应用
乙肝测定试剂
细胞工程
新冠病毒检测试剂
血型检测试剂
艾滋病检测试剂
02 单 克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
1、诊断试剂——最广泛应用 单克隆抗体+同位素(荧光标记)
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。
结合同位素的单克隆抗体药物
细胞工程
结合荧光标记的单克隆抗体药物
02 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
2、运载药物
单克隆抗体+药物= “生物导弹” 主要用于癌症治疗。
优 点 ：位置准确、疗效高、副作用小
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
ADC被细胞吞噬
抗体
药物
接头
单克隆抗体+接头+药物(如细胞毒素)= ADC
溶酶体裂解
ADC 的作用机制示意图
(抗体-药物偶联物)
细胞工程
细胞凋亡
02 单克隆抗体及其应用
3、单克隆抗体的应用
3、治疗疾病 医药领域，单抗类药物占用重要地位
细胞工程
练习与应用
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( 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
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
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。
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。