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

第2节动物细胞工程

第2课时动物细胞融合技术与单克隆抗体【本节聚焦】1.什么是动物细胞融合技术？2.单克隆抗体是如何制备的？在临床上有哪些应用？第二章

细胞工程问题探讨植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养

植物体细胞杂交技术可以跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。那么，有没有技术让不同种动物的体细胞进行杂交，培育出集不同细胞的优势于一身的动物细胞呢？问题探讨知识回顾：必修一第三章第1节现在学习：什么是细胞融合？人细胞和小鼠细胞如何融合在一起的呢？以前学习：这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。一、动物细胞融合技术1.概念：动物细胞融合技术就是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：细胞膜的流动性。4.诱导动物细胞融合的常用方法物理法：电融合法化学法：聚乙二醇(PEG)融合法生物法：灭活病毒诱导法——动物细胞融合特有5.意义：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。一、动物细胞融合技术6.拓展：生物法－灭活病毒诱导法⑵灭活病毒诱导细胞融合的原理：⑴灭活含义：

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。⑶融合实质及完成的标志:

指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力（不感染细胞），但是并不破坏它们的抗原结构。细胞核的融合一、动物细胞融合技术

[旁栏思考]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？病人体内的病毒诱导了多个体细胞的融合，形成多核细胞。一、动物细胞融合技术7.应用(1)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)杂交瘤技术，为制造单克隆抗体开辟了新途径。一、动物细胞融合技术总结：植物体细胞杂交和动物细胞融合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诱导细胞融合的方法细胞融合成功的标志意义结果细胞膜具的流动性、植物细胞的全能性细胞膜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融合法电融合法；聚乙二醇（PEG）融合法；灭活病毒诱导法再生出细胞壁细胞核的融合打破生殖隔离，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获得杂种植株获得杂交细胞课堂练习不同种的细胞也能融合√1.如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性D.此过程的原理是动物细胞具有全能性体现细胞膜具有流动性原理是细胞膜的流动性动物细胞融合不能产生完整个体一、动物细胞融合技术2.对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是A.均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合B.两者都可以跨越种属间的生殖隔离C.两者都可以体现细胞的全能性D.在适宜的条件下，均可产生完整个体动物细胞融合特有动物细胞融合未体现√二、单克隆抗体及其应用1.常规抗体的制备及特点(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。动物体内抗原浆细胞抗体（血清）反复注射抗原不纯抗体不纯多种(2)特点：产量低，纯度低，而且特异性差。为了解决这一难题，科学家进行了多年的研究和探索。二、单克隆抗体及其应用（１）动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种；（２）每个B淋巴细胞（浆细胞）只分泌一种特异性抗体。科学家发现：在体外培养条件下，一个B淋巴细胞是不可能无限增殖的。思路：遗憾：怎样解决这一问题呢？一个B淋巴细胞B淋巴细胞群克隆如何获得大量的单一抗体？单一抗体二、单克隆抗体及其应用动物细胞融合杂交细胞动物细胞培养抗体骨髓瘤细胞（能无限增殖）一个B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体）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实验方案：杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体单克隆抗体由于这一贡献，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2.单克隆抗体的制备过程注射特定的抗原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。多种杂交细胞如BB、B瘤、瘤瘤等二、单克隆抗体及其应用杂交瘤细胞（多种）融合的细胞自身融合的B细胞B瘤自身融合的骨髓瘤细胞未融合的骨髓瘤细胞B瘤B瘤第一次筛选：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。第一次筛选未融合的B淋巴细胞二、单克隆抗体及其应用知识拓展：第一次筛选获得杂交瘤细胞。资料：已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。B淋巴细胞及同型融合细胞不能分裂增殖，死亡骨髓瘤细胞及同型融合细胞不能合成DNA，死亡杂交瘤细胞能无限增殖，生长培养基中加入氨基喋呤（HAT选择培养基）B淋巴细胞能合成DNAS途径D途径不能分裂增殖骨髓瘤细胞能合成DNAD途径能无限增殖任务：请根据以上信息，设计一种方法，从培养基中筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞能合成DNAS途径D途径不能分裂增殖二、单克隆抗体及其应用筛选原因：由于小鼠体内提取的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种杂交瘤细胞(多种)能分泌所需抗体的杂交瘤细胞多孔培养板将杂交瘤细胞群稀释，约每孔1个进行培养（克隆化培养）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）第二次筛选阳性孔多孔细胞培养板抗体检测板克隆化培养抗体检测二、单克隆抗体及其应用抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞体外培养单克隆抗体体内或体外培养注射到小鼠腹腔从腹水中获取培养液中获取多种B淋巴细胞（产生特定抗体）注射特定抗原培养骨髓瘤细胞（能无限增殖）骨髓瘤细胞诱导融合多种细胞第一次筛选特定的选择性培养基杂交瘤细胞克隆化培养、抗体检测第二次筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞体外培养注射到小鼠腹腔大量单克隆抗体腹水培养液二、单克隆抗体及其应用B细胞B-B细胞杂交瘤细胞瘤细胞瘤-瘤细胞动物细胞融合技术动物细胞培养技术二、单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备过程（1）注射特定抗原目的：得到能产生特定抗体的B淋巴细胞（2）第一次筛选①目的：

②方法：

③原理：获得杂交瘤细胞用特定的选择培养基进行筛选在选择培养基上，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（3）杂交瘤细胞特点：既能迅速大量增殖，又能产生抗体二、单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备过程（4）第二次筛选①目的：

②方法：

③原理：（5）培养杂交瘤细胞的方法获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞用96孔板培养，在每一个孔中尽量只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（进行多次筛选）克隆化培养：细胞增殖抗体检测：抗原与抗体能够特异性结合在体外条件下大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖（6）获取单克隆抗体的方式①体外培养：

②体内培养：

从细胞培养液中获取从小鼠腹水中获取二、单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备过程①技术：动物细胞融合、动物细胞培养（7）应用到的细胞工程技术及原理②原理：细胞膜的流动性、细胞增殖（8）单克隆抗体的优点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。培养杂交瘤细胞的方法Ⅰ.优点：Ⅱ.缺点：规模小，产量少Ⅰ.优点：可大规模培养，大量生产①腹腔培养②体外培养不需培养基，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Ⅱ.缺点：需要人为控制培养条件，成本相对较高二、单克隆抗体及其应用二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的应用（1）作为诊断试剂（最广泛的应用）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10天左右，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。(抗原-抗体杂交法)优点：准确、高效、简易、快速二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的应用（2）用于运载药物和治疗疾病(主要用于癌症的治疗)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（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。优点：位置准确、疗效高、副作用小二、单克隆抗体及其应用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。二、单克隆抗体及其应用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。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。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？二、单克隆抗体及其应用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，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一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。曲妥珠单抗课堂练习1.新型冠状病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)与人呼吸道黏膜上皮细胞ACE2受体结合，入侵细胞后可引起肺炎。针对此环节研发单克隆抗体是治疗新冠肺炎的研究热点之一，下列相关叙述错误的是A.①过程需多次向小鼠体内注射S蛋白，以便于从

脾脏中获得致敏的B淋巴细胞B.②过程可通过电融合法使两个细胞融合C.经③过程筛出的细胞既能无限增殖又能产生识别

S蛋白的单克隆抗体D.S蛋白的单克隆抗体能够阻断病毒入侵正常细胞以减弱对机体的毒害√不一定全部都能无限增殖课堂练习2.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列叙述不正确的是A.抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡B.ADC可通过胞吞方式进入肿