2.2.2動物細胞融合與單克隆抗體課件-高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

目錄/CONTENTS01發(fā)酵工程02細胞工程03基因工程04生物技術(shù)的安全性與倫理問題第2章

細胞工程第2節(jié)

動物細胞工程第2節(jié)

動物細胞融合技術(shù)和單克隆抗體【本節(jié)聚焦】1.什么是動物細胞融合技術(shù)？2.單克隆抗體是如何制備的？在臨床上有哪些應(yīng)用？問題探討植物體細胞雜交植物細胞融合植物組織培養(yǎng)

植物體細胞雜交技術(shù)可以跨越不同種植物之間生殖隔離的屏障，培育出新的作物類型。那么，有沒有技術(shù)讓不同種動物的體細胞進行雜交，培育出集不同細胞的優(yōu)勢于一身的動物細胞呢？問題探討知識回顧：必修一第三章第1節(jié)現(xiàn)在學(xué)習(xí)：什么是細胞融合？人細胞和小鼠細胞如何融合在一起的呢？以前學(xué)習(xí)：這一實驗以及相關(guān)的其他實驗證據(jù)表明，細胞膜具有流動性。一、動物細胞融合技術(shù)合作探究一：請同學(xué)們自主閱讀教材P48，小組合作思考討論完成問題。

1.動物細胞融合技術(shù)的概念、原理、結(jié)果分別是什么？2.動物細胞融合技術(shù)常用的誘導(dǎo)方法有哪些？4.動物細胞融合技術(shù)有何意義？在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用有哪些？3.什么是滅活？滅活病毒誘導(dǎo)融合的原理？融合實質(zhì)及完成的標志？（教材P48的相關(guān)信息）一、動物細胞融合技術(shù)1.概念動物細胞融合技術(shù)就是使兩個或多個動物細胞結(jié)合形成一個細胞的技術(shù)。形成的雜交細胞具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的。細胞膜具有一定的流動性。物理法：電融合法化學(xué)法：聚乙二醇（PEG)生物法：滅活病毒誘導(dǎo)法——動物細胞融合特有方法原理結(jié)果意義與植物原生質(zhì)體融合的方法相同突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交（種間、屬間、科間、動植物之間）成為可能。一、動物細胞融合技術(shù)拓展：生物法－滅活病毒誘導(dǎo)法⑵滅活病毒誘導(dǎo)細胞融合的原理：⑴滅活：

病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞互相凝聚，細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。⑶融合實質(zhì)及完成的標志:

指用物理或化學(xué)手段使病毒失去感染能力（不感染細胞），但是并不破壞病毒的抗原結(jié)構(gòu)（誘導(dǎo)細胞融合）。細胞核的融合一、動物細胞融合技術(shù)

[旁欄思考]19世紀30年代，科學(xué)家曾在肺結(jié)核、天花和麻疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細胞。病人體內(nèi)病毒等誘導(dǎo)多個體細胞融合形成了多核細胞。一、動物細胞融合技術(shù)2.應(yīng)用①至今，種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間細胞融合都已獲得成功。②研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。③為制造單克隆抗體開辟了新途徑。資料

：2016年，《ACSSyntheticBiology》雜志上報道一個日本科學(xué)家團隊，他們將擬南芥細胞與人類HT1080細胞融合，雜交細胞中產(chǎn)生出了人類/植物融合染色體，同時還能穩(wěn)定存活、增殖，進行基因表達的案例。一、動物細胞融合技術(shù)植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較植物體細胞雜交動物細胞融合原理

步驟酶解法去掉

后，誘導(dǎo)

融合，形成

，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成

。

分散成

后誘導(dǎo)細胞融合，形成

。

方法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法、電融合法、離心法PEG融合法、電融合法、

誘導(dǎo)法結(jié)果形成____________

形成

，以生產(chǎn)細胞產(chǎn)品意義打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種突破有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能細胞膜的流動性細胞的全能性細胞膜的流動性細胞壁原生質(zhì)體雜種細胞雜種植株單個細胞雜交細胞滅活病毒雜種植株雜交細胞視頻：單克隆抗體的由來情境導(dǎo)入新型冠狀病毒抗原檢測思考為什么抗原試紙能準確檢測出新冠病毒呢？向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原使動物產(chǎn)生抗體從動物血清中分離所需抗體有什么方法解決這個問題？傳統(tǒng)抗體制備方法及缺陷提示：每個B淋巴細胞只分泌一種特異性的抗體抗體不純

缺點：產(chǎn)量低、純度低、特異性差二.單克隆抗體及其應(yīng)用有什么方法解決傳統(tǒng)抗體制備存在產(chǎn)量低、純度低、特異性差的問題？1個B淋巴細胞B淋巴細胞群大量單一抗體克隆產(chǎn)生在體外培養(yǎng)條件下，一個B淋巴細胞是不可能無限增殖的！米爾斯坦【英國】科勒【德國】解決1975年，英國科學(xué)家米爾斯坦和德國科學(xué)家科勒設(shè)計了一個極富創(chuàng)造性的試驗方案：抗體B淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞(單克隆抗體)二.單克隆抗體及其應(yīng)用6.過程：動物細胞融合動物細胞培養(yǎng)7.應(yīng)用：(1)細胞融合技術(shù)已經(jīng)成為研究________、_________、______和______________等的重要手段。(2)利用動物細胞融合技術(shù)發(fā)展起來的_________，為________________開辟了新途徑。AA、AB、BB細胞遺傳細胞免疫腫瘤培育生物新品種雜交瘤技術(shù)制造單克隆抗體AB類型：二.單克隆抗體及其應(yīng)用動物細胞融合雜交細胞動物細胞培養(yǎng)單克隆抗體骨髓瘤細胞（癌細胞）能無限增殖一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體雜交瘤細胞既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體一個極富創(chuàng)造力的方案：二.單克隆抗體及其應(yīng)用從脾中提?、儆锰囟乖瓕π∈筮M行免疫的原因？獲得能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細胞培養(yǎng)骨髓瘤細胞骨髓瘤細胞誘導(dǎo)融合將骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合不能產(chǎn)生抗體，但能大量增殖能產(chǎn)生抗體，但不能大量增殖二.單克隆抗體及其應(yīng)用1.單克隆抗體制備的過程：多種B淋巴細胞原理:②誘導(dǎo)融合后的細胞有幾種類型，若僅考慮兩兩細胞融合呢？③

雜交瘤細胞是如何篩選出來的？2雜交瘤細胞(多種)13置于選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)第一次篩選融合的細胞BBB132B-瘤瘤-瘤瘤√選擇培養(yǎng)基只允許雜交瘤細胞生長、增殖，未融合的親本細胞和融合了同種核的細胞不能生存.二.單克隆抗體及其應(yīng)用原理:②誘導(dǎo)融合后的細胞有幾種類型，若僅考慮兩兩細胞融合呢？③

雜交瘤細胞是如何篩選出來的？2雜交瘤細胞(多種)13置于選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)第一次篩選融合的細胞BBB132B-瘤瘤-瘤瘤√選擇培養(yǎng)基只允許雜交瘤細胞生長、增殖，未融合的親本細胞和融合了同種核的細胞不能生存.二.單克隆抗體及其應(yīng)用④是否所有的雜交瘤細胞都能產(chǎn)生所需的抗體？2雜交瘤細胞(多種)13每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞克隆化培養(yǎng)抗體檢測第二次篩選抗原-抗體雜交技術(shù)原理：抗原和抗體能夠特異性結(jié)合原理：細胞增殖陽性細胞（分泌的抗體能與特定抗原結(jié)合）經(jīng)多次篩選，可獲得足夠數(shù)量能分泌所需抗體的雜交瘤細胞二.單克隆抗體及其應(yīng)用特點:⑤如何擴大培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體？單克隆抗體從細胞培養(yǎng)液中提取從小鼠腹水中提?。w內(nèi)培養(yǎng)）（能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞）特異性強靈敏度高可大量制備二.單克隆抗體及其應(yīng)用培養(yǎng)雜交瘤細胞的方法比較項目腹腔培養(yǎng)體外培養(yǎng)優(yōu)點缺點易于控制培養(yǎng)條件（如無需提供無菌環(huán)境等），操作簡單，成本較低規(guī)模小，產(chǎn)量少可大規(guī)模培養(yǎng)，大量生產(chǎn)需要人為控制培養(yǎng)條件，成本相對較高二.單克隆抗體及其應(yīng)用①細胞合成

DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基蝶呤阻斷。②人B淋巴細胞中有這兩

種DN

A

的合成途徑，但不能分裂增殖。③鼠骨髓瘤細胞中只有D

途徑，沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。如果D途徑被阻斷，它會因不能合成DNA

而死。篩選出雜交瘤細胞方法?不能無限增殖，死亡不能無限增殖，死亡能無限增殖，生長培養(yǎng)基中加入氨基蝶呤B淋巴細胞及同型融合細胞骨髓瘤細胞及同型融合細胞雜交瘤細胞第一次篩選獲得雜交瘤細胞二.單克隆抗體及其應(yīng)用在單克隆抗體制備過程中，兩次篩選的目的和方法是不相同的?？?/p>

體

檢

測的方法

—

—抗原

-

抗體雜交法陽性孔一段時間后，檢測各孔上清液中細胞分泌的抗體上清液可與特定抗原結(jié)合的培養(yǎng)孔為陽性孔分泌抗體能跟特定抗原結(jié)合的細胞即為所需雜交瘤細胞將雜交瘤細胞群稀釋，約每孔1個細胞進行培養(yǎng)(克隆化培養(yǎng))二.單克隆抗體及其應(yīng)用項目第一次篩選第二次篩選篩選原因

誘導(dǎo)融合后得到多種融合細胞，還有未融合的細胞等篩選目的

篩選方法單克隆抗體制備過程中兩次篩選的比較由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激，所以經(jīng)選擇培養(yǎng)獲得的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的細胞用特定的選擇培養(yǎng)基篩

選

：未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會

死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長。篩選出雜交瘤細胞

篩選出

能分泌所需抗體的雜交瘤細胞用96孔板培養(yǎng)，在每一個孔中盡量只接種一個雜交瘤細胞的情況下進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選得到足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。二.單克隆抗體及其應(yīng)用視頻：單克隆抗體的制備過程4.單克隆抗體的應(yīng)用抗原-抗體雜交法抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備。診斷優(yōu)點：（1）作為診斷試劑——最廣泛的應(yīng)用血型檢測試劑實例：利用同位素或熒光標記的單克隆抗體在特定組織中成像的技術(shù)，可定位診斷腫瘤、心血管畸形等疾病。視頻：孕早期單抗檢測視頻：新冠單克隆抗體的制備乙肝測定試劑艾滋病檢測試劑新冠病毒抗原檢測試劑盒病毒蛋白的檢測依賴抗體二、單克隆抗體及其應(yīng)用31單克隆抗體+同位素（熒光標記）在特定組織中成像的技術(shù)，可定位診斷腫瘤、心血管畸形等疾病。結(jié)合熒光標記的單克隆抗體藥物醫(yī)藥領(lǐng)域，單抗類藥物占用重要地位優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用小二.單克隆抗體及其應(yīng)用“生物導(dǎo)彈”是免疫導(dǎo)向藥物的形象稱呼，它由單克隆抗體與藥物、酸或放射性同位素配合而成，因帶有單克隆抗體而能自動導(dǎo)向，在生物體內(nèi)與特定目標細胞或組織結(jié)合，并由其攜帶的藥物產(chǎn)生治療作用。2.運載藥物：ADC（抗體—藥物偶聯(lián)物）二.單克隆抗體及其應(yīng)用(主要用于癌癥治療)如：單克隆抗體+藥物=“生物導(dǎo)彈”優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用小二.單克隆抗體及其應(yīng)用3.治療疾病：資料2：使用高效的細胞毒素類藥物進行化療可以有效殺傷腫瘤細胞。但細胞毒素沒有特異性，在殺傷腫瘤細胞的同時還會對健康細胞造成傷害，這限制了它在臨床上的應(yīng)

用

?？贵w一藥物偶聯(lián)物(antibody-drugconjugate,ADC)

通過將細胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合，實現(xiàn)了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。ADC

通常由抗體、接頭和藥物(如細胞毒素)三部分組成，它的作用機制如下圖所示。二.單克隆抗體及其應(yīng)用1.ADC的抗體和藥物各具有什么作用？抗體主要發(fā)揮靶向運輸作用，即通過特異性結(jié)合靶細胞表面的抗原，將連接的藥物輸送到靶細胞；藥物發(fā)揮治療效應(yīng)，如殺傷靶細胞。2.除了細胞毒素，還有哪些物質(zhì)理論上可以作為ADC偶聯(lián)的藥物？①可以用放射性同位素標記單克隆抗體進行靶向放療；②可以將阻斷腫瘤細胞的信號通路的藥物與單克隆抗體結(jié)合來抑制腫瘤細胞的生長3.單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床應(yīng)用上各具有什么優(yōu)勢？①單克隆抗體診斷試劑盒中的單克隆抗體只與特定的抗原反應(yīng)，

因此檢測的特異性和靈敏度大大提高；②生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細胞可以傳代培養(yǎng)、冷凍保存和復(fù)蘇利用，

有利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量和標準化生產(chǎn)診斷試劑盒；③ADC能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識別的靶向作用和細胞毒素對腫瘤細胞

的殺傷作用，因此它在臨床上具有靶點清楚、毒副作用小等優(yōu)點。二.單克隆抗體及其應(yīng)用單克隆抗體

的制備動物細胞

融合

技術(shù)

與單

克隆

抗體單克隆抗體

的應(yīng)用動物細胞融合技術(shù)1.動物細胞融合的概念、結(jié)果、原理、意義是什么

2.動物細胞融合常用的方法，3.動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較1.單克隆抗體制備的研究背景2.單克隆抗體制備1.診斷試劑2.運載藥物3.治療疾病課堂小結(jié)考點訓(xùn)練

1.豬繁殖與呼吸綜合征是一種嚴重威脅養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的傳染病,由PRRSV病毒引起。我國科學(xué)家制備出PRRSV病毒GP3蛋白的單克隆抗體可對該病進行診斷和治療,過程如下圖所示。下列敘述不正確的是(

)A.用純化的GP3蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi),以獲得相應(yīng)的B淋巴細胞B.過程①可以用PEG誘導(dǎo)融合,融合原理是細胞膜具有一定的流動性C.用特定的選擇培養(yǎng)基對細胞乙進行篩選,融合細胞都能正常生長D.丙和丁只含雜交瘤細胞,第2次篩選前需對細胞丙進行克隆培養(yǎng)淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細胞可以生長,其他細胞(未融合的和同種融合的細胞)不能生長考點訓(xùn)練

2.抗體—藥物偶聯(lián)物(ADC)通過采用特定技術(shù)將具有生物活性的小分子藥物連接到能特異性識別腫瘤細胞的單克隆抗體上，實現(xiàn)對腫瘤細胞的選擇性殺傷。ADC的結(jié)構(gòu)及其發(fā)揮作用的機理如圖所示，下列有關(guān)說法錯誤的是（

）A.單克隆抗體制備過程中通常將免疫后得到的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合B.用96孔板培養(yǎng)和多次篩選雜交瘤細胞后，在體外大規(guī)模培養(yǎng)可獲得單克隆抗體C.ADC通過抗體與細胞膜上的受體特異性結(jié)合，