2.3動(dòng)物細(xì)胞工程及其應(yīng)用（第2課時(shí)）課件高二下學(xué)期生物蘇教版選擇性必修3

第三節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程及其應(yīng)用第二章

細(xì)胞工程第2課時(shí)

在治療大面積燒傷時(shí)，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進(jìn)行自體移植。但對(duì)這樣的病人來(lái)說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來(lái)源又不足，而且會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。人體再生術(shù)的秘密—人造皮膚（視頻）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞核移植動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞工程→是最基礎(chǔ)的技術(shù)問題:什么是干細(xì)胞技術(shù)？情境導(dǎo)入植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)打破生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，培育出新的作物類型。溫故知新：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用運(yùn)用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，可培育新的作物類型

那么，能不能讓不同種動(dòng)物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，培育出集不同細(xì)胞優(yōu)勢(shì)于一身的動(dòng)物細(xì)胞呢？動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)例：1970年，人—鼠細(xì)胞熒光標(biāo)記融合實(shí)驗(yàn)人細(xì)胞鼠細(xì)胞紅色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白綠色熒光染料標(biāo)記的膜蛋白細(xì)胞融合人鼠雜交細(xì)胞37°培養(yǎng)40min細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)表明：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞融合概念原理誘導(dǎo)方法使兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)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)法思考：滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是什么呢？動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用問題2:滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理是什么呢？滅活：是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但并不破壞它們的抗原結(jié)構(gòu)。原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細(xì)胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細(xì)胞相互凝集，細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布，細(xì)胞膜打開，細(xì)胞發(fā)生融合。動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞融合結(jié)果意義運(yùn)用形成具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息的雜交細(xì)胞突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。第一第二第三為制造單克隆抗體開辟了新途徑。研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。至今，種間、屬間、科間，甚至動(dòng)物和植物之間的細(xì)胞融合都已獲得成功。比較植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的異同。動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較比較植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)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(xì)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(xì)胞產(chǎn)品意義打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種突破有性雜交的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞壁原生質(zhì)體雜種細(xì)胞雜種植株單個(gè)細(xì)胞雜交細(xì)胞滅活病毒雜種植株雜交細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)及其應(yīng)用視頻中了解到針對(duì)新冠肺炎真正的特效藥是什么？有沒有技術(shù)讓這兩種細(xì)胞雜交，培育出既能產(chǎn)生抗體又能大量增殖的細(xì)胞呢？血清（抗體主要分布部位）傳統(tǒng)抗體制備方法:向動(dòng)物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原，使動(dòng)物產(chǎn)生抗體，然后從動(dòng)物血清中分離所需抗體。缺陷：產(chǎn)量低、純度低，特異性差血清含量有限傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：抗體1抗體2抗體3抗體4…….動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體的種類超過百萬(wàn)種抗原1抗原2抗原3抗原4B細(xì)胞1B細(xì)胞2B細(xì)胞3B細(xì)胞4…….每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體刺激刺激刺激刺激傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：抗體1抗體2抗體3抗體4…….動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的特異性抗體的種類超過百萬(wàn)種抗原1抗原2抗原3抗原4B細(xì)胞1B細(xì)胞2B細(xì)胞3B細(xì)胞4…….每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體刺激刺激刺激刺激血清中獲取純度低特異性差需要得到若能得到大量的B細(xì)胞4就可以若我們只需要大量的抗體4有什么辦法嗎？傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：為了增強(qiáng)人體的免疫力，臨床上常常需要大量的特定抗免疫體。由于用傳統(tǒng)方法制備的是含有多種抗體的混合抗體，不能說出用嗎專一性地對(duì)付某一類病原體，因而治療效果不佳。若采取單個(gè)漿細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖形成細(xì)胞群，這樣的細(xì)胞群就能產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體，即單克隆抗體。每一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體單一B淋巴細(xì)胞細(xì)胞群選擇克隆產(chǎn)生大量純度高特異性強(qiáng)的抗體B淋巴細(xì)胞不可能無(wú)限增殖科學(xué)家針對(duì)漿細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下不能無(wú)限增殖的問題，利用腫瘤細(xì)胞如骨髓瘤細(xì)胞）具有無(wú)限增殖的特性，成功地設(shè)計(jì)出一個(gè)制備方案。傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：一個(gè)極富創(chuàng)造力的方案：動(dòng)物細(xì)胞融合雜交細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)單克隆抗體骨髓瘤細(xì)胞（癌細(xì)胞）能無(wú)限增殖一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體雜交瘤細(xì)胞既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體1975年，米爾斯坦和柯勒1984年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：從患骨髓瘤的小鼠體內(nèi)取骨髓瘤細(xì)胞的培養(yǎng)多種已免疫B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞誘導(dǎo)融合小鼠的脾臟中獲取注射特定的抗原,小鼠脾產(chǎn)生特定抗體的淋巴B細(xì)胞單克隆抗體的制備過程：B細(xì)胞1B細(xì)胞2B細(xì)胞3B細(xì)胞4B細(xì)胞2B細(xì)胞3B細(xì)胞4骨髓瘤細(xì)胞B細(xì)胞1雜交1雜交2雜交3雜交4動(dòng)物細(xì)胞融合融合的細(xì)胞B細(xì)胞2B細(xì)胞3B細(xì)胞4骨髓瘤細(xì)胞B細(xì)胞1雜交1雜交2雜交3雜交4置于選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)第一次篩選雜交1雜交2雜交3雜交4雜交瘤細(xì)胞(多種)第一次篩選：用特定的選擇培養(yǎng)基在該培養(yǎng)基上，未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡，只有融合的雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)單克隆抗體的制備過程：①細(xì)胞合成DNA有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基喋呤阻斷。②人淋巴細(xì)胞中有這兩種DNA的合成途徑，但不能分裂增殖。

③鼠骨髓瘤細(xì)胞中只有D途徑，沒有S途徑，但能不斷分裂增殖。篩選出雜交瘤細(xì)胞方法？培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤B淋巴細(xì)胞及同型融合細(xì)胞不能無(wú)限增殖，死亡骨髓瘤細(xì)胞及同型融合細(xì)胞不能無(wú)限增殖，死亡雜交瘤細(xì)胞能無(wú)限增殖，生長(zhǎng)拓展延伸：【第一次篩選】獲得雜交瘤細(xì)胞

克隆化培養(yǎng)拓展延伸：【第二次篩選】得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞

克隆化培養(yǎng)拓展延伸：【第二次篩選】得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞抗原4

抗體檢測(cè)拓展延伸：【第二次篩選】得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞抗體檢測(cè)呈陽(yáng)性

抗體檢測(cè)拓展延伸：【第二次篩選】得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞使用96孔板培養(yǎng)和篩選雜交瘤細(xì)胞，每一個(gè)孔盡量只接種一個(gè)雜交瘤細(xì)胞，即將單個(gè)雜交瘤細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)，通過克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，即可獲得大量能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞。拓展延伸：【第二次篩選】得到能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)胞抗體檢測(cè)呈陽(yáng)性的雜交瘤細(xì)胞體外培養(yǎng)單克隆抗體體內(nèi)或體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔腹內(nèi)培養(yǎng)相對(duì)于體外培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：不需要特定的培養(yǎng)基，不需要嚴(yán)格控制環(huán)境條件。單克隆抗體的制備過程：?jiǎn)慰寺】贵w的制備過程：?jiǎn)慰寺】贵w雜交細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞體外或體內(nèi)培養(yǎng)第一次篩選骨髓瘤細(xì)胞

誘導(dǎo)融合分泌特異抗體的雜交瘤細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞群提取已免疫的B淋巴細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)特異性強(qiáng)靈敏度高可大量制備注射抗原選擇性培養(yǎng)基上培養(yǎng)第二次篩選克隆化培養(yǎng)抗體檢測(cè)既能大量繁殖又能產(chǎn)生專一抗體單克隆抗體的制備過程：（1）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)__________________________________（2）第二次篩選的目的________________________________________________如何篩選___________________________________________________選擇抗體檢測(cè)呈___性的雜交瘤細(xì)胞，即_____________

_____________（3）抗體檢測(cè)原理_______________________________________獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)（進(jìn)行多次篩選）分泌的抗體能與特定的抗原結(jié)合抗原和抗體能夠特異性結(jié)合(分子水平的鑒定）既能迅速大量增殖，又能產(chǎn)生抗體（4）如何獲取大量所需雜交瘤細(xì)胞__________________________________________（5）如何獲取單克隆抗體①體外培養(yǎng)___________________________②小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)_________________________（6）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)______________________________________________________________________________在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)（接種于培養(yǎng)液中）或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖從細(xì)胞培養(yǎng)液中獲取從小鼠腹水中獲取能準(zhǔn)確地識(shí)別抗原的細(xì)微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，并且可以大量制備陽(yáng)單克隆抗體的制備過程：1.作為診斷試劑——最廣泛的應(yīng)用抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體比原來(lái)診斷方法提前了10d左右，準(zhǔn)確率在90﹪以上。具有準(zhǔn)確、高效、簡(jiǎn)易、快速特點(diǎn)診斷優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)慰寺】贵w的應(yīng)用2.用于治療疾病和運(yùn)載藥物(主要用于癌癥治療)如：?jiǎn)慰寺】贵w+藥物=“生物導(dǎo)彈”優(yōu)點(diǎn)：位置準(zhǔn)確、療效高、副作用小結(jié)合同位素的單抗(“生物導(dǎo)彈”—單抗導(dǎo)向，藥物為彈頭)單克隆抗體的應(yīng)用2.用于治療疾病和運(yùn)載藥物細(xì)胞凋亡ADC的作用機(jī)制示意圖①ADC被細(xì)胞吞噬②⑤ADC抗體藥物接頭單克隆抗體+接頭+藥物（如細(xì)胞毒素）=ADC實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷。單克隆抗體的應(yīng)用2.用于治療疾病和運(yùn)載藥物脂質(zhì)體給藥高效

低毒

靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質(zhì)體和順鉑脂質(zhì)體已在國(guó)外上市。單克隆抗體的應(yīng)用2.用于治療疾病和運(yùn)載藥物單克隆抗體不僅可以運(yùn)載藥物，而且自身也能用于治療疾病。單克隆抗體藥物占有非常重要的地位。排名藥物中文名銷售額(億美元)適應(yīng)癥類型1Humria修美樂199.36自身免疫疾病單抗6Herceptin赫賽汀70.32乳腺癌等多種癌癥單抗7Avastin安維汀68.98結(jié)腸癌等多中癌癥單抗8Rituxan美羅華68.01白血病單抗9Opdivo納武單抗67.35多種腫瘤單抗2018年全球藥物銷售額排名前10的單抗藥物修美樂已連續(xù)8年蟬聯(lián)榜首,2021年新冠疫苗(mRNA疫苗)位居榜首，修美樂位居第二位。單克隆抗體的應(yīng)用神奇的干細(xì)胞—干細(xì)胞的種類（視頻）干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于疾病治療

來(lái)源或存在功能、特點(diǎn)局限性胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)早期胚胎，體積小，細(xì)胞核大、核仁明顯能夠分化成為動(dòng)物體內(nèi)的任何細(xì)胞，并進(jìn)一步形成組織、器官甚至生物個(gè)體成體組織或器官，如造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞和精原干細(xì)胞等體外誘導(dǎo)體細(xì)胞產(chǎn)生能分化成為具有特定功能的細(xì)胞來(lái)治療疾病。無(wú)須破壞胚胎，且避免免疫排斥反應(yīng)。具有組織特異性，能分化成特定的細(xì)胞或組織不具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力需從胚胎中獲取，涉及倫理問題，限制了它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用技術(shù)不成熟。面臨的問題:存在著導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于疾病治療移植取成纖維細(xì)胞等iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)入相關(guān)因子細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化分化胰島細(xì)胞神經(jīng)元血細(xì)胞腸上皮細(xì)胞心肌細(xì)胞肝細(xì)胞病人iPS細(xì)胞用于治療人類疾病示意圖誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）多種體細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化體外誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞臨床治療疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等iPS細(xì)胞治療糖尿病疾病治療神經(jīng)疾病治療心血管疾病治療消化道疾病干細(xì)胞技術(shù)應(yīng)用于疾病治療概述應(yīng)用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)過程結(jié)果意義原理融合方法原理應(yīng)用單克隆抗體的制備免疫處理第一次篩選誘導(dǎo)融合第二次篩選大規(guī)模培養(yǎng)診斷試劑運(yùn)載藥物治療疾病克隆化培養(yǎng)抗體檢測(cè)體外培養(yǎng)小鼠腹腔課堂小結(jié)隨堂訓(xùn)練1.用小鼠經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)的鼠源性單克隆抗體可用于分子檢測(cè)，但用于人類疾病治療時(shí)往往有一定的副作用。如果對(duì)小鼠進(jìn)行基因改造，使其表達(dá)人類抗體，從而將鼠源性單克隆抗體改造成人源性單克隆抗體，則更適用于疾病治療。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.制備單克隆抗體時(shí)，首先要從小鼠體內(nèi)分離出能分泌所需抗體的漿細(xì)胞B.骨髓瘤細(xì)胞中沒有指導(dǎo)抗體合成的相關(guān)基因，但可讓融合細(xì)胞大量增殖C.將產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞注入小鼠體內(nèi)，然后從其血漿中分離抗體D.將鼠源性單克隆抗體改造成人源性，可能降低人體發(fā)生免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)答案：D解析：A、制備單克隆抗體時(shí)，首先要從小鼠體內(nèi)分離出經(jīng)免疫的B淋巴細(xì)胞，A錯(cuò)誤；B、骨髓瘤細(xì)胞中沒有指導(dǎo)抗體合成的相關(guān)基因，但具有自身在適宜條件下無(wú)限增殖的能力，B錯(cuò)誤；C、將雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)后，將產(chǎn)生相應(yīng)抗體的雜交瘤細(xì)胞注入小鼠體內(nèi)，從小鼠的腹水中分離抗體，C錯(cuò)誤；D、不同生物體的組織相容性抗原不同，若將鼠源性單克隆抗體直接用于人，會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，對(duì)小鼠進(jìn)行基因改造，使其表達(dá)人類抗體，從而將鼠源性單克隆抗體改造成人源性單克隆抗體，可減少人對(duì)鼠源性單克隆抗體的免疫排斥反應(yīng)，D正確。故選D。隨堂訓(xùn)練2.乳腺癌化療的藥物在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)還會(huì)對(duì)健康細(xì)胞造成傷害，為降低藥物對(duì)患者的副作用，科研人員嘗試在單克隆抗體技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建抗體一藥物偶聯(lián)物（ADC），過程如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是(

)A.對(duì)①過程形成的雜交細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè)，經(jīng)多次篩選，就可以獲得能分泌所需抗體的細(xì)胞B.ADC通常由抗體、接頭和藥物三部分組成，ADC起作用時(shí)會(huì)被細(xì)胞吞噬，并在溶酶體內(nèi)被分解后釋放藥物C.經(jīng)步驟③篩選得到的雜交瘤細(xì)胞具有的特點(diǎn)是能準(zhǔn)確識(shí)別抗原的細(xì)微差異并能大量制備D.ADC能降低乳腺癌治療藥物的副作用，原因是藥物能特異性地作用于乳腺癌細(xì)胞，避免其他細(xì)胞受損答案：B解析：A、經(jīng)過程①形成的融合細(xì)胞有同種核兩兩融合和不同核融合細(xì)胞，需要經(jīng)過特定的選擇性培養(yǎng)基篩選，A錯(cuò)誤；B、抗體一藥物偶聯(lián)物（ADC）通常由負(fù)責(zé)選擇性識(shí)別癌細(xì)胞表面抗原的抗體，負(fù)責(zé)殺死癌細(xì)胞的藥物有效載荷，以及連接抗體和有效載荷的連接子三個(gè)部分組成，ADC起作用時(shí)會(huì)被細(xì)胞吞噬，并在溶酶體內(nèi)被分解后釋放藥物，B正確；C、步驟③是抗體檢測(cè)，得到