【課件】2.2.2動物細(xì)胞融合與單克隆抗體課件2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、2.2.2動物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體本節(jié)聚焦：1.什么是動物細(xì)胞融合技術(shù)？2.單克隆抗體是如何制備的？3.在臨床上有哪些應(yīng)用？ 靶向藥物靶向藥物是指被賦予了靶向（是指被賦予了靶向（TargetingTargeting）能力的藥物）能力的藥物或其制劑。其目的是使藥物或其載體能瞄準(zhǔn)特定的病變部或其制劑。其目的是使藥物或其載體能瞄準(zhǔn)特定的病變部位，并在目標(biāo)部位蓄積或釋放有效成分。靶向制劑可以使位，并在目標(biāo)部位蓄積或釋放有效成分。靶向制劑可以使藥物在目標(biāo)局部形成相對較高的濃度，從而在提高藥效的藥物在目標(biāo)局部形成相對較高的濃度，從而在提高藥效的同時抑制毒副作用，減少對正常組織、細(xì)胞的傷害。同時抑制毒副

2、作用，減少對正常組織、細(xì)胞的傷害。 制備靶向藥物的其中一種思路是將制備靶向藥物的其中一種思路是將抗體抗體等適配體能夠等適配體能夠與靶標(biāo)分子特異性結(jié)合的探針分子通過化學(xué)或物理方法偶與靶標(biāo)分子特異性結(jié)合的探針分子通過化學(xué)或物理方法偶聯(lián)到藥物或其載體表面，從而賦予藥物或其載體主動與靶聯(lián)到藥物或其載體表面，從而賦予藥物或其載體主動與靶標(biāo)結(jié)合的能力標(biāo)結(jié)合的能力抗體的本質(zhì)、產(chǎn)生及傳統(tǒng)抗體31.1.抗體的本質(zhì)是什么？如何產(chǎn)生的？抗體的本質(zhì)是什么？如何產(chǎn)生的？2.2.用傳統(tǒng)的方法如何獲取抗體？用傳統(tǒng)的方法如何獲取抗體？3.3.此方法能否快速、大量獲取我們想要此方法能否快速、大量獲取我們想要的某種抗體？為什么？

3、的某種抗體？為什么？快速、大量制備抗體的方法4若要得到大量的單一抗體，我們該如何去做？人們發(fā)現(xiàn)，在動物發(fā)生免疫反應(yīng)的過程中，體內(nèi)的漿細(xì)胞可以人們發(fā)現(xiàn)，在動物發(fā)生免疫反應(yīng)的過程中，體內(nèi)的漿細(xì)胞可以產(chǎn)生多達(dá)百萬種以上的特異性抗體，但是每個漿細(xì)胞只分泌一產(chǎn)生多達(dá)百萬種以上的特異性抗體，但是每個漿細(xì)胞只分泌一種化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體。要想獲得大量的單一抗體，種化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體。要想獲得大量的單一抗體，必須必須用克隆單個用克隆單個B B淋巴細(xì)胞形成細(xì)胞群淋巴細(xì)胞形成細(xì)胞群。 單克隆抗體存在什么問題？存在什么問題？你有什么解決方案？你有什么解決方案？漿細(xì)胞不能增殖漿細(xì)胞不能增殖基因工程與

4、癌細(xì)胞融合要獲得既能無限增殖又能產(chǎn)生抗體的細(xì)胞。一個極富創(chuàng)造力的方案：1975年，英國科學(xué)家米爾斯坦和德國科學(xué)家科勒設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)獲得了單克隆抗體。1984年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。一個B淋巴細(xì)胞 B淋巴細(xì)胞群 單克隆抗體產(chǎn)生克隆化培養(yǎng)單克隆抗體快速、大量制備抗體的方法 （產(chǎn)量高、純度產(chǎn)量高、純度高高、特異性強(qiáng)特異性強(qiáng)）要實(shí)現(xiàn)這一方案，需要解決哪些困難？細(xì)胞融合、篩選、大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞融合、篩選、大規(guī)模培養(yǎng)6 （參考教材P48）1. 什么是動物細(xì)胞融合技術(shù)（概念）？原理是什么？2. 所形成的雜種細(xì)胞有什么特點(diǎn)？3. 誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法有哪些？4. 動物細(xì)胞融合技術(shù)的意義和應(yīng)用有哪些？ 1.原理？

5、細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞膜的流動性2.誘導(dǎo)的手段？滅活病毒、滅活病毒、PEGPEG、電融合等、電融合等3.融合后細(xì)胞的類型？ AAAA、ABAB、BBBB一 成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段。生物新品種培育等的重要手段。為單克隆抗體的制備為單克隆抗體的制備開辟了新途徑。開辟了新途徑。4.應(yīng)用：植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合原理原理細(xì)胞融合前的細(xì)胞融合前的處理方法處理方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)細(xì)胞融合的方法的方法細(xì)胞融合成功細(xì)胞融合成功的標(biāo)志的標(biāo)志主要主要用途用途意義意義細(xì)胞膜具有一定的流動性細(xì)胞膜具有一定的流動性、植植物細(xì)

6、胞的全能性物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有一定的流動性細(xì)胞膜具有一定的流動性用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)用果膠酶和纖維素酶去除細(xì)胞壁胞壁用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使細(xì)胞分散胞分散成單個細(xì)胞成單個細(xì)胞電融合法、離心法；聚乙二醇電融合法、離心法；聚乙二醇（PEG）融合法、高）融合法、高Ca2+-高高pH融合法融合法PEG融合法、電融合法、滅融合法、電融合法、滅活病毒誘導(dǎo)法活病毒誘導(dǎo)法再生出細(xì)胞壁再生出細(xì)胞壁細(xì)胞核的融合細(xì)胞核的融合獲得完整的雜種植株獲得完整的雜種植株主要用于制造單克隆抗體主要用于制造單克隆抗體打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種交育種，培

7、育植物新品種突破了有性雜交的局限，使突破了有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能遠(yuǎn)緣雜交成為可能與植物體細(xì)胞雜交的比較與植物體細(xì)胞雜交的比較一 閱讀閱讀P48-49P48-49圖圖2-162-16，思考以下問題：，思考以下問題： 為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？為什么給小鼠注射特定的抗原蛋白？ 會有幾種細(xì)胞融合方式（只考慮兩個細(xì)胞融合）？會有幾種細(xì)胞融合方式（只考慮兩個細(xì)胞融合）？ 雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來的？雜交瘤細(xì)胞是如何篩選出來的？ 是否所有的雜交瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生專一性抗體？是否所有的雜交瘤細(xì)胞都能產(chǎn)生專一性抗體？ 有幾次篩選過程？目的是什么？有幾次篩選過程？目的是什么？如何大規(guī)模進(jìn)行培養(yǎng)得到

8、大量的單克隆抗體？如何大規(guī)模進(jìn)行培養(yǎng)得到大量的單克隆抗體？單克隆抗體及其應(yīng)用二 單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程單克隆抗體及其應(yīng)用注射特定蛋白免疫小鼠培養(yǎng)小鼠骨髓瘤細(xì)胞B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞多種細(xì)胞多種雜交瘤細(xì)胞能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基篩選選擇培養(yǎng)基篩選克隆化培養(yǎng)克隆化培養(yǎng)專一抗體檢測專一抗體檢測注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖體外培養(yǎng)單克隆抗體融合融合二 用特定的抗原免疫，從用特定的抗原免疫，從小鼠的小鼠的脾脾中得到能產(chǎn)生中得到能產(chǎn)生特定抗體的特定抗體的B B淋巴細(xì)胞。淋巴細(xì)胞。用特定的用特定的選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選進(jìn)行篩選在在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和該培養(yǎng)基上，未融合的親

9、本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡，融合的具有同種核的細(xì)胞都會死亡，只有融合的只有融合的雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞才能生長。才能生長。單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程單克隆抗體及其應(yīng)用二 對選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行對選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。能分泌所需抗體的細(xì)胞。將抗體檢測呈將抗體檢測呈陽性陽性的雜的雜交瘤細(xì)胞在體外條件下交瘤細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠小鼠腹腔腹腔內(nèi)增殖。內(nèi)增殖。從細(xì)胞培養(yǎng)液或小從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取大量鼠腹水

10、中獲取大量的單克隆抗體。的單克隆抗體。單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程單克隆抗體及其應(yīng)用二 單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程第一次篩選第一次篩選單克隆抗體及其應(yīng)用二 已知細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷。人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤細(xì)胞中盡管沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。如何篩選出雜交瘤細(xì)胞?培養(yǎng)基中添加氨基嘌呤培養(yǎng)基中添加氨基嘌呤AB1、AB2、AB3 專一抗體檢驗(yàn)陽性：有限稀釋法、抗原-抗體雜交法單克隆抗體的制備過程單克隆抗體的制備過程第二次篩選第二次篩選【原理】【原理】將雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)液稀釋后滴入多孔板，如果稀

11、釋度足夠高，多孔板的一個孔將雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)液稀釋后滴入多孔板，如果稀釋度足夠高，多孔板的一個孔里就可能只有里就可能只有1 1個雜交瘤細(xì)胞，培養(yǎng)之后個雜交瘤細(xì)胞，培養(yǎng)之后( (即即克隆化培養(yǎng)克隆化培養(yǎng)) )，用，用標(biāo)記的抗原標(biāo)記的抗原檢測每個小孔檢測每個小孔上清液里是否含有我們需要的特異性的抗體（抗原抗體能結(jié)合即為陽性孔）。這樣經(jīng)過上清液里是否含有我們需要的特異性的抗體（抗原抗體能結(jié)合即為陽性孔）。這樣經(jīng)過多次克隆化培養(yǎng)多次克隆化培養(yǎng)以及以及有限稀釋法有限稀釋法的篩選，就能選出需要的那種雜交瘤細(xì)胞（的篩選，就能選出需要的那種雜交瘤細(xì)胞（ABAB3 3）。）。多孔細(xì)胞培養(yǎng)板抗體檢測板單克隆抗體及其

12、應(yīng)用二 【課堂小結(jié)課堂小結(jié)】單克隆抗體單克隆抗體篩選二篩選二雜交細(xì)胞雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞體外或體外或體內(nèi)培養(yǎng)體內(nèi)培養(yǎng)篩選一篩選一骨髓瘤骨髓瘤細(xì)胞細(xì)胞誘導(dǎo)融合誘導(dǎo)融合分泌特異抗體分泌特異抗體的雜交瘤細(xì)胞的雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞群雜交瘤細(xì)胞群提取提取已免疫的已免疫的B B淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞注射注射抗原抗原單克隆抗體的單克隆抗體的應(yīng)用應(yīng)用資料資料1 1. .用用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的做成的 早早孕診斷試劑盒早早孕診斷試劑盒 ，在妊娠，在妊娠第第8 8天就可以作出診斷，這比原來的診斷方法提前了天就可以作出診斷，這比原來的診斷方法提前了10 d10 d左右

13、，可以避免孕婦在不左右，可以避免孕婦在不知道妊娠的情況下因服用藥物而對胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在知道妊娠的情況下因服用藥物而對胎兒造成不利影響。該方法檢測的準(zhǔn)確率在90%90%以上。以上。單克隆抗體能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可單克隆抗體能準(zhǔn)確地識別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備以大量制備。用于多種疾病的診斷和病原體鑒定。用于多種疾病的診斷和病原體鑒定。(1)作為診斷試劑最廣泛應(yīng)用單克隆抗體及其應(yīng)用二 單克隆抗體的單克隆抗體的應(yīng)用應(yīng)用資料資料2 2. .使用高效的細(xì)胞毒素類藥物進(jìn)行化療可以有效殺傷腫瘤細(xì)胞。但細(xì)胞毒素使用高效

14、的細(xì)胞毒素類藥物進(jìn)行化療可以有效殺傷腫瘤細(xì)胞。但細(xì)胞毒素沒有特異性，在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時還會對健康細(xì)胞造成傷害，這限制了它在臨沒有特異性，在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時還會對健康細(xì)胞造成傷害，這限制了它在臨床上的應(yīng)用?？贵w床上的應(yīng)用?？贵w藥物偶聯(lián)物（藥物偶聯(lián)物（ADCADC）通過將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原）通過將細(xì)胞毒素與能特異性識別腫瘤抗原的單克隆抗體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。的單克隆抗體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。ADCADC通常由抗體、接頭和藥通常由抗體、接頭和藥物（如細(xì)胞毒素）三部分組成，它的作用機(jī)制如下圖所示。物（如細(xì)胞毒素）三部分組成，它的作用機(jī)制如下圖所示。(2)用

15、于治療疾病和運(yùn)載藥物 單克隆抗體及其應(yīng)用二 1.1.除了細(xì)胞毒素，還有哪些物質(zhì)理論上可以作為除了細(xì)胞毒素，還有哪些物質(zhì)理論上可以作為ADCADC偶聯(lián)的藥物？偶聯(lián)的藥物？2.2.單克隆抗體診斷試劑盒和單克隆抗體診斷試劑盒和ADCADC在臨床應(yīng)用上各具有什么優(yōu)勢？在臨床應(yīng)用上各具有什么優(yōu)勢？可以用可以用放射性同位素放射性同位素標(biāo)記單克隆抗體進(jìn)行標(biāo)記單克隆抗體進(jìn)行靶向放療靶向放療；一些一些作用于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物作用于細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物可以通過可以通過阻斷腫瘤細(xì)胞的信阻斷腫瘤細(xì)胞的信號通路來抑制其生長號通路來抑制其生長，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結(jié)合，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗

16、體結(jié)合進(jìn)行治療。進(jìn)行治療。檢測的檢測的特異性和靈敏度特異性和靈敏度大大提高；有利于大大提高；有利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量控制產(chǎn)品的質(zhì)量和和標(biāo)準(zhǔn)化生標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)診斷試劑盒產(chǎn)診斷試劑盒；ADCADC能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識別的靶向作用和細(xì)胞毒素對腫瘤細(xì)胞能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識別的靶向作用和細(xì)胞毒素對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，因此它在臨床上具有的殺傷作用，因此它在臨床上具有靶點(diǎn)清楚、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)靶點(diǎn)清楚、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)單克隆抗體的單克隆抗體的應(yīng)用應(yīng)用單克隆抗體及其應(yīng)用二 課堂小結(jié)兩個過程動物細(xì)胞融合過程單克隆抗體制備過程三個“一”一個誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法 滅活病毒滅活病毒一個新細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞一個優(yōu)

17、勢單克隆抗體特異性強(qiáng)、靈單克隆抗體特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備的優(yōu)勢敏度高、可大量制備的優(yōu)勢 練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.下列有關(guān)動物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交比較的敘述，錯誤的是（ ）A.它們的原理都涉及細(xì)胞膜的流動性B.都可以用電融合法或PEG融合法誘導(dǎo)融合C.融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細(xì)胞D.前者主要是為了獲得細(xì)胞產(chǎn)品，后者主要是為了獲得雜種植株2.科學(xué)家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原，制備出了單克隆抗體。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）A. 利用該單克隆抗體可以診斷是否感染SARS病毒B.體外培養(yǎng)單個B淋巴細(xì)胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體C.將等量B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合，經(jīng)誘導(dǎo)后融合的細(xì)胞即為雜交瘤細(xì)胞D.將純化的核衣殼蛋白反復(fù)注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體CA 二、拓展應(yīng)用二、拓展應(yīng)用假如你掌握了動物細(xì)胞融合技術(shù)，你想用這種技術(shù)來解決哪些問題假如你掌握了動物細(xì)胞融合技術(shù)，你想用這種技術(shù)來解決哪些問題? ?解決解決這些問題的大致思路是怎樣的這些問題的大致思