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

选择性必修三授课人:罗桂莲授课时间：2025.3.6第二章第2节动物细胞工程（第2课时）学习目标0102理解动物细胞融合技术的概念掌握单克隆抗体的制备过程及其在临床上的应用2.2.2动物细胞融合技术与单克隆抗体“生物导弹”追踪癌细胞抗体植物体细胞杂交技术跨越不同种植物之间生殖隔离的屏障，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新的作物类型。

回顾—植物体细胞杂交技术实例：1970年人-鼠细胞融合融合实验回顾--必修一：细胞膜的结构请同学们快速阅读课本P48页回答以下问题

1.什么是动物细胞融合技术（概念）？原理是什么？2.所形成的杂种细胞有什么特点？3.诱导动物细胞融合的方法有哪些？4.动物细胞融合技术的意义和应用有哪些？一.动物细胞融合技术概念:指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术原理诱导方法*灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的诱导融合方法融合完成的标志：细胞核的融合仙台病毒紫外线灭活丧失感染活性（不感染细胞）保留融合活性（诱导细胞融合）1、什么是病毒的灭活？灭活是指用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病毒的抗原结构。病毒表面的糖蛋白和一些酶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。2.为什么能用灭活的病毒能诱导动物细胞膜的融合？细胞膜的流动性

化学法：PEG融合法物理法：电融合法生物法：灭活病毒诱导法一.动物细胞融合技术灭活病毒诱导细胞融合过程：

正在融合的鸡血细胞正在融合的淋巴细胞与骨髓瘤细胞意义：①突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能；②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。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。

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。一.动物细胞融合技术项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理融合前处理用_____________和__________去壁后诱导原生质体融合用____________使细胞分散后诱导细胞融合诱导融合的方法

意义和用途获得杂种_________

获得细胞膜的流动性植物细胞全能性细胞膜的流动性纤维素酶果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶①物理法:电融合法、离心法等②化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等电融合法、PEG融合法、还有生物法：灭活病毒诱导法制备单克隆抗体植株总结：比较植物体细胞杂交和动物细胞融合杂交细胞，☆抗体1.定义：机体受抗原刺激后产生的，能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。2.抗体的分布：1）血清（主要）2）组织液及外分泌液（如乳汁中，为新生儿提供抗体）3.机体通过什么免疫过程分泌抗体？体液免疫二、单克隆抗体的制备和应用抗原不纯抗体不纯传统抗体制备方法及缺陷缺陷：

抗体产量低、纯度低，而且特异性差。动物体内抗原

刺激浆细胞抗体

B细胞增殖分化如何解决这个问题呢？科学家发现B淋巴细胞有什么特点？

怎样才能获得大量的单一抗体？体外培养时，一个活化的B淋巴细胞不能无限增殖问题１：我们所学的哪种细胞是可以无限增殖的科学家发现：１.体内产生的特异性抗体种类多达百万种以上２.每个B细胞只分泌一种特异性的抗体单克隆抗体克隆

单个活化的B淋巴细胞

细胞群抗体遗憾：癌细胞动物细胞融合问题２：有什么方法能使活化的B细胞产生抗体的能力和无限增殖能力同时具备1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒的实验阅读课本P48-49,了解单克隆抗体的制备过程一个大胆的猜想1975年，米尔斯坦和柯勒1984年，诺贝尔生理学或医学奖动物细胞融合杂交细胞动物细胞培养抗体杂交瘤细胞既能迅速大量增殖，又能产生专一抗体骨髓瘤细胞（能无限增殖）一个活化的B淋巴细胞（只分泌一种特异性抗体）单克隆抗体二★单克隆抗体制备的过程单克隆抗体的制备

注射特定抗原

从脾脏中获取B淋巴细胞

骨髓瘤细胞

培养骨髓瘤细胞目的是获得产生特定抗体的B淋巴细胞骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合诱导融合为获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞，可采取的措施是分多次间隔给小鼠注射抗原。骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合第一次筛选多种杂交细胞选择培养基培养筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞既能迅速大量增殖又能产生抗体特点目的：得到杂交瘤细胞（多种）诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合细胞等。融合体系中出现多种类型细胞的原因：细胞融合是随机的，且融合且达不到100%。原理：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。小鼠生活中还会受到其他抗原的刺激，从小鼠脾脏内提取的B淋巴细胞不止一种。还要经过筛选杂交瘤细胞（多种）第二次筛选多孔培养板筛选抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞1、克隆化培养2、抗体检测既能迅速大量增殖又能产生特定抗体特点目的：得到既能迅速大量增殖又能产生特异性体杂交瘤细胞（一种）抗体检测原理：抗原和抗体能够特异性结合。项目第一次筛选第二次筛选(需要多次筛选)筛选原因方法筛选结果☆单克隆抗体比较两次筛选二、单克隆抗体的制备和应用诱导融合后得到多种杂交细胞，还有未融合细胞等。选择培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞。用特定的选择培养基进行筛选：未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞才能生长。用96孔板培养，在每个孔中尽量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，经过多次筛选得到足够数量的能分泌所需抗体的细胞。筛选出融合的杂种细胞筛选出分泌所需抗体的杂交瘤细胞单克隆抗体的制备在体外培养注射到小鼠腹腔内培养液中获取从腹水中获取单克隆抗体特点:特异性强灵敏度高可大量制备单克隆抗体的制备过程诱导融合选择培养基克隆化培养，专一抗体检验体外培养或小鼠腹腔内增殖动物细胞融合动物细胞培养给小鼠注射特定的抗原蛋白B淋巴细胞（免疫）骨髓瘤细胞杂交细胞杂交瘤细胞单克隆抗体能分泌所需抗体的杂交瘤细胞第一次筛选第二次筛选单克隆抗体筛选二杂交细胞杂交瘤细胞体外或体内培养筛选一骨髓瘤细胞

诱导融合分泌特异抗体的杂交瘤细胞杂交瘤细胞群提取已免疫的B淋巴细胞动物细胞融合技术动物细胞培养技术单克隆抗体的制备既能大量繁殖又能产生抗体特异性强灵敏度高可大量制备注射抗原课堂小结既能大量繁殖又能产生特定抗体一、动物细胞融合技术1．概念：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。2．原理：与植物原生质体融合的原理基本相同，都是

。3．诱导方法：

等。“灭活病毒”中灭活的具体含义：用物理或化学手段使病毒或细菌

，但并不破坏它们的

。4．动物细胞完成融合的标志：

。5．结果：形成的

，具有原来两个或多个细胞的遗传信息。6．意义：(1)突破了

，使

成为可能。(2)是研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段。(3)为制造单克隆抗体开辟了新途径。课堂小结细胞膜具有一定的流动性PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法失去感染能力抗原结构细胞核的融合杂交细胞有性杂交的局限远缘杂交二、单克隆抗体课堂小结制备过程

（1）注射特定抗原的目的：刺激机体产生特定抗体的B淋巴细胞。为获得大量免疫过的小鼠B淋巴细胞，可采取的措施是

。（2）第一次筛选①目的：

。②筛选原因：融合后培养基上存在未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞。融合体系中出现多种类型细胞的原因：

。③方法：用特定的

进行筛选④原理：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

，只有

才能生长。筛选获得杂交瘤细胞细胞融合是随机的，且融合且达不到100%选择培养基死亡融合的杂交瘤细胞分多次间隔给小鼠注射抗原第二次筛选①目的：

。②筛选原因：小鼠生活中还会受到其

他抗原的刺激，从小鼠脾脏内提取的B淋巴细胞

。③方法：

。抗体检测原理：

。（4）对所需杂交瘤细胞大规模培养：注射到小鼠

内培养或进行

培养的方式进行扩大培养，再分别从

或

中提取大量的单克隆抗体。4.杂交瘤细胞的特点：

。单克隆抗体的优点：

。课堂小结选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞不止一种克隆化培养和抗体检测抗原和抗体能够特异性结合腹腔体外小鼠腹水细胞培养液既能大量繁殖，又能产生特定的抗体特异性强，灵敏度高，并能大量制备26三单克隆抗体的应用早早孕诊断(1)

作为诊断试剂——最广泛应用

妊娠早期孕妇产生的一种物质“人绒毛膜促性腺激素（HCG）”，针对该物质制备单克隆抗体。从孕妇血液中提取HCG，作为“特定的抗原”注入实验动物体内……获得抗人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体。三单克隆抗体的应用治疗疾病(2)用于治疗疾病和运载药物

“单抗药”：药物+单克隆抗体，如ADC（抗体-药物偶联物）。其中单克隆抗体的作用是特异性识别并结合病理细胞(形象称为“生物导弹”)。因此其制备过程中的第一步是……提取只在病理细胞表达的受体蛋白，作为“特定的抗原”注入实验动物体内......2015年，我国的单抗药市场规模达72亿！“单抗药”只作用于相应病理细胞（副作用小、药效好）思考.讨论1.ADC的抗体和药物各具有什么作用？

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。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？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？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特异性强、灵敏度高、可大量制备；②作为药物ADC靶点清楚、毒副作用小等优点。5.单克隆抗体的作用：①

：准确识别各种

物质的细微差异，并跟一定抗原发生

，具有

的优点。②

：（1）实例——ADC：与药物结合，制成

，杀伤癌细胞；ADC通常由

三部分组成。（2）原理：通过将药物与

的单克隆抗体结合，实现对肿瘤细胞的

。发挥杀伤作用的为

，单克隆抗体作用为

。（3）优点：

（不会对健康细胞造成伤害）。课堂小结作为诊断试剂用于治疗疾病和运载药物抗原特异性结合准确、高效、简易、快速抗体-药物偶联物（ADC），抗体、接头和药物能特异性识别肿瘤细胞抗原选择性杀伤化学药物或细胞毒素靶向运输作用靶点清楚、毒副作用小1．2018年10月1日，诺贝尔生理学或医学奖被授予詹姆斯·艾利森和本庶佑两位科学家，以表彰他们在癌症免疫治疗方面作出的贡献。他们研发的PD－1单克隆抗体药物，已被证实在抗癌（肿瘤）方面具有突出效果。回答下列问题：(1)制备PD－1单克隆抗体药物的过程，要用到____________________和___________________两项技术。(2)制备单克隆抗体的过程中，选用_________________与骨髓瘤细胞融合，体现了细胞膜具有_________

_的结构特点。融合后需用特定的_______培养基对融合细胞进行筛选，目的是筛选出_____________细胞，还需进行克隆化培养和_________检测。单克隆抗体具有______________________________________________的特点。随堂练习动物细胞培养动物细胞融合

B淋巴细胞一定的流动性选择杂交瘤抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备(3)研究发现，T细胞表面的PD－1蛋白对T细胞有“刹车作用”，即人体组织细胞表面少量的PD－L1蛋白（癌细胞或肿瘤细胞表面有大量PD－L1蛋白）与T细胞表面的PD－1蛋白结合后，使T细胞凋亡，避免过度免疫，癌细胞或肿瘤细胞也由此躲过细胞免疫，如图1所示。针对此发现，科学家研发了治疗癌症的新药物PD－1单克隆抗体，它的作用原理如图2所示。

由此可知，PD－1单克隆抗体通过_____________________________________________________________________________________清除癌细胞或肿瘤细胞。你认为有器官移植史的癌症患者能够用PD－1单克隆抗体进行治疗吗？请说明理由。___________，_____________________________。

随堂练习

与T细胞表面的PD－1蛋白特异性结合，避免T细胞裂解凋亡，并参与细胞免疫不能会产生较强的免疫排斥反应练习与应用P511.下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是()A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性B.都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞D.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株2.科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述正确的是()A.利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS病毒的单克隆抗体C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体CA练习与应用P51二、拓展应用假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决哪些问题?解决这些问题的大致思路是怎样的?这样做会有什么风险?请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。提示:可以利用动物细胞融合技术培育多倍体胚胎，研究其在发育机制，甚至可能用该技术培育出新的物种。但是，目前相关技术还不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等问题，并且还可能带来一些伦理方面的问题。【例1】下列关于动物细胞融合的说法,错误的是(

)A.动物细胞融合后形成的具有原来两个或多个动物细胞遗传信息的多核细胞称为杂交细胞B.动物细胞融合已经成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段C.常用于诱导动物细胞融合的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等D.细胞融合技术突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能《学案》典例研析A【例2】将小鼠骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合,融合的细胞经培养可以产生单克隆抗体,其依据是(

)A.B淋巴细胞可产生抗体,但不能无限增殖;骨髓瘤细胞不产生抗体,但能无限增殖B.B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合才能产生抗体C.骨髓瘤细胞不能无限增殖,但可以产生抗体D.骨髓瘤细胞只有与B细胞融合,才能产生抗体《学案》典例研析A【例3】下图是单克隆抗体制备流程的示意图,下列有关叙述正确的是(

)

A.①是从已免疫的小鼠脾中获得的T细胞B.②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C.③同时具有脾细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D.④是经筛选培养获得的能分泌所需抗体的细胞群《学案》典例研析D5.高危型人乳头瘤病毒(如HPV16型)的持续感染是宫颈癌发生的主要原因。为研制抗HPV16的单克隆抗体,科研人员以小鼠为实验材料设计了以下实验流程。下列叙述中错误的是(

)

A.过程①表示注射HPV16蛋白以诱导产生特异性B淋巴细胞B.过程②③筛选杂交瘤细胞用的培养基成分相同C.过程④培养的杂交瘤细胞是经纯化的连续细胞株D.过程⑤生产的单克隆抗体需要经纯化后才能使用《学案》基础检查B《学