2.2动物细胞工程(二)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选择性必修3

目录二

动物细胞融合技术与单克隆抗体第2章细胞工程第2节

动物细胞工程学习目标010203运用结构与功能观，理解动物细胞融合技术的原理和过程。（生命观念）说明单克隆抗体的特点及应用。（社会责任）结合具体实例，以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。（科学探究）二

动物细胞融合技术与单克隆抗体温故知新：植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养思考: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？动物细胞融合技术

情境材料：1970年，细胞融合实验人细胞鼠细胞红色荧光染料标记的膜蛋白绿色荧光染料标记的膜蛋白细胞融合人鼠杂交细胞37°培养40min细胞融合现在学习：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1.概念：

一、动物细胞融合技术融合后形成的杂交细胞就有原来两个细胞的遗传信息。【任务一】阅读课本48页，阐明动物细胞融合技术的概念、方法和意义，重点分析生物诱导的原理和方法。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。

一、动物细胞融合技术动物细胞融合概念原理诱导方法使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。细胞膜具有一定的流动性物理法：电融合法化学法：聚乙二醇（PEG)生物法：灭活病毒诱导法思考:灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么呢？

灭活病毒与植物原生质体融合的方法相同

一、动物细胞融合技术是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。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。思考:灭活病毒诱导细胞融合的原理是什么呢？灭活：原理：

一、动物细胞融合技术动物细胞融合结果意义运用形成具有原来两个或多个细胞的遗传信息的杂交细胞突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。1.2.3.利用动物细胞融合技术而发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。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。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。问题:列表比较植物体细胞杂交和动物细胞融合的异同。

一、动物细胞融合技术比较植物体细胞杂交动物细胞融合原理

步骤酶解法去掉

后，诱导

融合，形成

，再经植物组织培养形成

。

分散成

后诱导细胞融合，形成

。

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

诱导法结果形成____________

形成

，以生产细胞产品意义打破生殖隔离，实现远缘杂交育种突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能细胞膜的流动性细胞的全能性细胞膜的流动性细胞壁原生质体杂种细胞杂种植株单个细胞杂交细胞灭活病毒杂种植株杂交细胞植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较1.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。下列有关动物细胞融合技术的叙述，正确的是（）A．灭活病毒是动物细胞融合和植物体细胞杂交常用的促融剂B．融合后具有原来两个或多个细胞遗传信息的多核细胞为杂交细胞C．细胞工程中植物体细胞杂交和动物细胞融合技术的原理完全相同D．细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能习题巩固D单核细胞问题:根据了解到针对新冠肺炎真正的特效药是什么？有没有技术让这两种细胞杂交，培育出既能产生抗体又能大量增殖的细胞呢？

情境视频：二、单克隆抗体及其应用【任务二】1.阅读课本49页第一段，明确抗体的概念、分布、产生途径和传统抗体生产方法。知识回顾思考3、抗体的化学本质是什么？与抗原作用的特点?1、机体通过什么免疫过程分泌抗体？2、抗体是由什么细胞产生？蛋白质4、抗体主要分布在哪里？

血清（主要）

组织液及外分泌液（如乳汁中，为新生儿提供抗体）5、一种浆细胞能产生几种抗体？一种抗体是机体受抗原刺激后B淋巴细胞增殖分化形成的浆细胞产生体液免疫抗原和抗体能够特异性结合二、单克隆抗体及其应用1.传统抗体制备方法及缺陷使动物产生抗体从动物血清中分离所需抗体抗原1抗原2抗原3抗原41234B细胞抗体不纯产量低、纯度低、特异性差缺点：思考：若我们只需要大量抗体1，有什么办法吗？（提示：每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性的抗体。)抗原不纯二、单克隆抗体及其应用向动物反复注射某种抗原若能得到大量的B细胞1就可以动物体内产生的特异性抗体的种类超过百万种二、单克隆抗体及其应用资料:人们发现，在动物发生免疫反应的过程中，体内的浆细胞可以产生多达百万种以上的特异性抗体，但是每个浆细胞只分泌一种化学性质单一、特异性强的抗体。要想获得大量的单一抗体，必须用克隆单个B淋巴细胞形成细胞群。每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体单一B淋巴细胞细胞群选择克隆产生大量纯度高特异性强的抗体B淋巴细胞不可能无限增殖由单个B淋巴细胞经过无性繁殖（克隆），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、特异性强的抗体称为单克隆抗体。

(1)单克隆抗体的概念2.单克隆抗体的制备如何解决这一难题？癌细胞能无限增殖，但不能产生抗体二、单克隆抗体及其应用一个极富创造力的方案：动物细胞融合杂交细胞动物细胞培养单克隆抗体骨髓瘤细胞（癌细胞）能无限增殖一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体。1984年，诺贝尔生理学或医学奖1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒：2.单克隆抗体的制备(2)单克隆抗体的制备思路二、单克隆抗体及其应用(3)单克隆抗体的制备过程2.单克隆抗体的制备二、单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备融合后，融合的细胞有几种类型？（只考虑两两融合）多种B细胞培养骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞将骨髓瘤细胞和B细胞融合多种杂交细胞诱导融合能产生抗体，但不能大量增殖。不能产生抗体，但能大量增殖瘤-瘤、B-B、

B-瘤注射特定的抗原用特定的抗原免疫，从小鼠的脾中得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。(3)单克隆抗体的制备过程二、单克隆抗体及其应用2.单克隆抗体的制备(多种)杂交瘤细胞抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞（分泌的抗体能和特定的抗原结合）注射到小鼠腹腔内体外培养单克隆抗体第一次筛选：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。第二次筛选：对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。从细胞培养液或小鼠腹水中获取大量的单克隆抗体将抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞在体外大规模培养或者注射小鼠腹腔中增值既能迅速大量增殖，又能产生抗体。拓展链接特点：特异性强、灵敏度高，可大量制备。拓展链接(3)单克隆抗体的制备过程

克隆化培养拓展延伸用HAT培养基筛选杂交瘤细胞基本原理：细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。人B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不能分裂增殖。

即：鼠骨髓瘤细胞是一种代谢缺陷型株系，DNA合成只有D途径，没有S途径，但能不断分裂增殖。若D途径被阻断，它会因不能合成DNA而死。

即：不能无限增殖B淋巴细胞合成DNAD途径S途径能无限增殖骨髓瘤细胞合成DNAD途径第一次筛选返回链接思考：筛选出杂交瘤细胞方法？培养基中加入氨基喋呤阻断DNA复制的D途径B淋巴细胞及同型融合细胞不能无限增殖，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，生长将杂交瘤细胞群稀释后滴入96孔板，尽量每孔1个杂交瘤细胞进行培养（克隆化培养）一段时间后，用标记的抗原检测各孔上清液中细胞分泌的抗体上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔，说明里面含有所需杂交瘤细胞足够数量的能分泌所需抗体的单一杂交瘤细胞96孔细胞培养板阳性孔抗体检测板多次克隆化培养以及有限稀释法抗原-抗体杂交法抗体检测方法：拓展延伸第二次筛选克隆化培养和抗体检测返回链接抗体检测原理：抗原和抗体能特异性结合给小鼠注射特定抗原多种B淋巴细胞（产生抗体）小鼠骨髓瘤细胞（能无限增殖）多种杂交细胞及未融合的细胞杂交瘤细胞（足够数量的）能分泌所需抗体的杂交瘤细胞提取诱导融合第一次筛选第二次筛选克隆化培养、抗体检测（可进行多次）注射到小鼠腹腔培养体外培养大量单克隆抗体从腹水中提取从培养液中提取用特定的选择培养基小结1：单克隆抗体的制备过程技术：原理：动物细胞融合、动物细胞培养细胞膜的流动性、细胞增殖优点：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，可以大量制备。

（既能迅速大量增殖，又能产生抗体）第一次筛选第二次筛选原因方法结果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用特定的选择培养基进行筛选获得杂交瘤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）获得足够数量的

能分泌所需抗体的杂交瘤细胞小结2：单克隆抗体的制备过程中两次筛选的比较小结3：培养杂交瘤细胞的方法比较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（2025·广东·二模）下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述中，正确的是（）A．动物细胞经灭活病毒诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体B．杂交瘤细胞是B淋巴细胞癌变的结果C．杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生抗体D．单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同C和骨髓瘤细胞融合形成习题巩固3.单克隆抗体的运用：(1)作为诊断试剂——最广泛的应用抗人绒毛促性腺激素单克隆抗体具有准确、高效、简易、快速特点诊断优点：二、单克隆抗体及其应用思考•讨论资料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。思考•讨论资料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。抗体药物接头细胞凋亡ADC被细胞吞噬二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的运用：(2)用于运载药物细胞凋亡ADC的作用机制示意图①ADC被细胞吞噬②⑤ADC抗体药物接头单克隆抗体+接头+药物（如细胞毒素）=ADC实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。二、单克隆抗体及其应用二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的运用：(2)用于运载药物(主要用于癌症治疗)如：单克隆抗体+药物=“生物导弹”优点：

位置准确、

疗效高、

副作用小结合同位素的单抗二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的运用：(2)用于运载药物“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，它由单克隆抗体与药物、酶或放射性同位素配合而成，因带有单克隆抗体而能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。单抗导向，药物为弹头脂质体给药高效

低毒

靶向抗肿瘤药物载体：阿霉素脂质体和顺铂脂质体已在国外上市。二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的运用：(2)用于运载药物(3)用于治疗疾病(本身为药物)单克隆抗体不仅可以运载药物，而且自身也能用于治疗疾病。单克隆抗体药物占有非常重要的地位。排名药物中文名销售额(亿美元)适应症类型1Humria修美乐199.36自身免疫疾病单抗6Herceptin赫赛汀70.32乳腺癌等多种癌症单抗7Avastin安维汀68.98结肠癌等多中癌症单抗8Rituxan美罗华68.01白血病单抗9Opdivo纳武单抗67.35多种肿瘤单抗2018年全球药物销售额排名前10的单抗药物二、单克隆抗体及其应用3.单克隆抗体的运用：课堂小结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课本51页练习与应用（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______________________________________动物细胞特有的诱导融合方法为_______________________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（5）第一次筛选的目的______________________

第一次如何筛选___________________________

筛选原理_________________________________________________________________________________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二、单克隆抗体及其应用单克隆抗体的制备小结二、单克隆抗体及其应用单克隆抗体的制备小结（6）杂交瘤细胞的特点__________________________________（7）第二次筛选的目的________________________________________________

如何筛选______________________________________________选择抗体检测呈___性的杂交瘤细胞，即

________________________（8）抗体检测原理_______________________________________获得足够数量的能分泌所需抗体的杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测（进行多次筛选）分泌的抗体能与特定的抗原结合抗原和抗体能够特异性结合(分子水平的鉴定）既能迅速大量增殖，又能产生抗体（9）如何获取大量所需杂交瘤细胞_________________