【備課】高二生物同步課件：2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體-人教2019版選擇性必修3

2.2動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體新教材?人教版?選擇性必修三【教學(xué)過程】TeachingProcess1.概念圖3.教學(xué)總結(jié)、綜合2.課堂教

學(xué)內(nèi)容4.課堂練習(xí)鞏固典型習(xí)題規(guī)律總結(jié)單克隆抗體建立模型動(dòng)物細(xì)胞融合

人體血液中的樹突狀細(xì)胞是一種具有很強(qiáng)的抗原呈遞功能的淋巴細(xì)胞。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，樹突狀細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞，既能表達(dá)腫瘤抗原，又能合成激活T細(xì)胞的相關(guān)刺激分子。用此方法制成的腫瘤疫苗可以誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生較強(qiáng)的特異性免疫反應(yīng)，這為癌癥的治療提供了新的方法。討論：1.但如何才能讓兩個(gè)不同的細(xì)胞融合?2.細(xì)胞融合技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用?

到社會(huì)中去時(shí)間成果19世紀(jì)30年代觀察到肺結(jié)核、天花、水痘、麻疹等疾病患者的病理組織中有多核細(xì)胞1858年觀察到正常組織、發(fā)炎組織以及腫瘤組織中的多核細(xì)胞現(xiàn)象。1875年第一個(gè)觀察到脊椎動(dòng)物（蛙類）的血液細(xì)胞發(fā)生融合的過程。1876年在無脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞合并現(xiàn)象。1962年日本學(xué)者岡田發(fā)現(xiàn)仙臺病毒具有觸發(fā)動(dòng)物細(xì)胞融合的效應(yīng)。1965年英國科學(xué)家證實(shí)了滅活的病毒可誘發(fā)動(dòng)物細(xì)胞融合1974年華裔加拿大學(xué)者高國楠?jiǎng)?chuàng)立了聚乙二醇（PEG）化學(xué)融合法。1975年Kohler和Milstein成功地融合了小鼠B-淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞而產(chǎn)生能分泌穩(wěn)定單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。20世紀(jì)80年代發(fā)展出了電融合技術(shù)(1985年酵母原生質(zhì)體電融合)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展歷史2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程19世紀(jì)30年代，科學(xué)家曾在惠肺結(jié)核、天花和麻疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細(xì)胞。如何解釋這一現(xiàn)象?旁欄思考P49病人體內(nèi)的病毒等誘導(dǎo)多個(gè)體細(xì)胞融合形成了多核細(xì)胞。2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程（1）動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)：指兩個(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)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合

物理方法：電融合法、離心法

化學(xué)方法：聚乙二醇融合法、

高Ca2+-高pH融合法（2）原理：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性

誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合

物理方法：電融合法

化學(xué)方法：聚乙二醇（PEG）融合法生物方法：滅活的病毒誘導(dǎo)法2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程

正在融合的雞血細(xì)胞正在融合的淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞（2）原理：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性

2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程1965年，研究證實(shí)了滅活的病毒在適當(dāng)條件下確實(shí)可以誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合。2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程病毒的滅活：滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒失去感染能力，但是并不破壞病毒的抗原結(jié)構(gòu)。仙臺病毒紫外線滅活喪失感染活性（不感染細(xì)胞）保留融合活性（誘導(dǎo)細(xì)胞融合）滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的原理

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)胞互相凝聚，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。2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程（3）過程兩親本細(xì)胞的細(xì)胞核逐漸融合病毒吸附在細(xì)胞表面并使細(xì)胞凝集兩親本細(xì)胞膜上磷脂和蛋白質(zhì)重新排布形成通道通道擴(kuò)大，病毒流入細(xì)胞質(zhì)滅活的病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合的過程示意圖2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞A動(dòng)物細(xì)胞B雜交細(xì)胞AB誘導(dǎo)、融合、篩選膜融合質(zhì)融合核融合雜種細(xì)胞經(jīng)第一次有絲分裂兩個(gè)核才融合細(xì)胞融合完成的標(biāo)志:細(xì)胞核融合成一個(gè)核（3）過程2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程(4)動(dòng)物細(xì)胞融合結(jié)果：形成單核細(xì)胞，具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息，可表現(xiàn)出兩個(gè)或多個(gè)親本的特點(diǎn)。思考：誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞一定具有雙方的遺傳信息嗎？為什么？不一定，誘導(dǎo)A、B兩種細(xì)胞融合，融合后可能有A、B未融合細(xì)胞及AA、AB、BB等多種細(xì)胞，因此細(xì)胞融合后需要進(jìn)行篩選。2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程①突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。②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。③利用細(xì)胞融合技術(shù)而發(fā)展起來的雜交瘤技術(shù)，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。

(5)意義：2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞融合過程植物體細(xì)胞雜交過程去壁融合植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理融合前處理誘導(dǎo)融合的方法意義和用途克服遠(yuǎn)源雜交的障礙，獲得雜種植株細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞膜的流動(dòng)性植物細(xì)胞的全能性去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合物理（電融合法、離心法）化學(xué)（聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法）物理（電融合法）化學(xué)（聚乙二醇（PEG）2融合法）生物方法：滅活的病毒誘導(dǎo)法制備單克隆抗體2.動(dòng)物細(xì)胞融合一、動(dòng)物細(xì)胞工程3.單克隆抗體及其應(yīng)用抗原不純抗體不純?nèi)毕荩寒a(chǎn)量低、純度低，

且抗體的特異性差、靈敏度低。不能無限增殖產(chǎn)生大量抗體動(dòng)物體內(nèi)抗原刺激漿細(xì)胞抗體篩選單一B細(xì)胞增殖分化抗原免疫過程傳統(tǒng)抗體多種混合一、動(dòng)物細(xì)胞工程（1）早期獲得抗體的方法（2）一個(gè)大膽的設(shè)想

將能夠產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞和具有無限增殖能量的骨髓瘤細(xì)胞融合在一起，形成雜交瘤細(xì)胞。那這樣就能夠提高抗體的產(chǎn)量、同時(shí)提高純度和靈敏性。杰尼丹麥科勒德國米爾斯坦英國創(chuàng)立抗原選擇抗體學(xué)說，發(fā)明了單克隆抗體技術(shù)，因此獲得了1984年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程①怎樣才能得到純的抗體？想要獲得單一的純抗體，就必須從一個(gè)B細(xì)胞出發(fā)。②光純還不行，還要大量，怎么辦？讓B細(xì)胞大量繁殖（克隆）就可以產(chǎn)生大量抗體了。③但，有問題：找，什么細(xì)胞能無限增殖呢？B細(xì)胞是不能無限增殖的，怎么辦？癌細(xì)胞，只有癌細(xì)胞。但它不能產(chǎn)生抗體。（2）一個(gè)大膽的設(shè)想3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程思路就出來了：（2）一個(gè)大膽的設(shè)想3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程一種B淋巴細(xì)胞（只產(chǎn)生一種特定抗體）能在體外大量增殖的骨髓瘤細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)大量的特定抗體（3）單克隆抗體的制備過程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)基篩選克隆化培養(yǎng)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3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程用特定的抗原對小鼠進(jìn)行免疫，并從該小鼠的脾中得到能產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞。用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選∶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。（3）單克隆抗體的制備過程3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程對上述經(jīng)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，經(jīng)多次篩選，就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。將抗體檢測呈陽性的雜交瘤細(xì)胞在體外條件下大規(guī)模培養(yǎng)，或注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖。從細(xì)胞培養(yǎng)液或小鼠腹水中獲取大量的單克隆抗體。（3）單克隆抗體的制備過程3.單克隆抗體及其應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程①單克隆抗體的制備過程——第一次篩選資料：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。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)胞中只有D途徑，沒有S途徑。B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞（A）合成DNAD途徑S途徑D途徑氨基喋呤A、B、AA、BB、AB1、AB2、AB3骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合多種雜交細(xì)胞既能迅速大量增殖又能產(chǎn)生抗體篩選雜交瘤細(xì)胞（3）單克隆抗體的制備過程一、動(dòng)物細(xì)胞工程AB1、AB2、AB3……專一抗體檢驗(yàn)陽性：有限稀釋法、抗原-抗體雜交法②單克隆抗體的制備過程——第二次篩選【原理】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(gè)孔里就可能只有1個(gè)雜交瘤細(xì)胞，培養(yǎng)之后(即克隆化培養(yǎng))，用標(biāo)記的抗原檢測每個(gè)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)過多次克隆化培養(yǎng)以及有限稀釋法的篩選，就能選出需要的那種雜交瘤細(xì)胞（AB3）。多孔細(xì)胞培養(yǎng)板抗體檢測板陽性孔（3）單克隆抗體的制備過程一、動(dòng)物細(xì)胞工程（3）單克隆抗體的制備過程一、動(dòng)物細(xì)胞工程②單克隆抗體的制備過程——第二次篩選3.單克隆抗體及其應(yīng)用（3）單克隆抗體的制備過程一、動(dòng)物細(xì)胞工程（4）單克隆抗體的應(yīng)用資料1.用抗人絨毛膜促性腺激素單克隆抗體做成的"早早孕診斷試劑盒"，在妊娠第8天就可以作出診斷，這比原來的診斷方法提前了10d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90%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，并且可以大量制備。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)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程甲胎蛋白（AFP）是一種特異性較強(qiáng)的腫瘤標(biāo)志物，用甲胎蛋白作為______免疫小鼠，制備__________________，并與含有放射性同位素的標(biāo)記物連接，單克隆抗體攜帶放射性標(biāo)記物通過血液可到達(dá)全身幾乎所有組織。由于腫瘤細(xì)胞表面的______會(huì)和單克隆抗體特異性的結(jié)合，所以放射性同位素標(biāo)記物就不斷積累在______上。通過一定的顯影技術(shù)就可以發(fā)現(xiàn)腫瘤所在?？乖笰FP單克隆抗體AFP腫瘤②用于疾病檢測（4）單克隆抗體的應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程3.單克隆抗體及其應(yīng)用資料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)胞毒素沒有特異性，在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)還會(huì)對健康細(xì)胞造成傷害，這限制了它在臨床上的應(yīng)用。抗體—藥物偶聯(lián)物（ADC）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。ADC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。③用于治療疾病和運(yùn)載藥物（4）單克隆抗體的應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程3.單克隆抗體及其應(yīng)用A.特異性強(qiáng)、靈敏度高生物導(dǎo)彈——單克隆抗體＋抗癌藥物B.療效高、毒副作用?。?）單克隆抗體的應(yīng)用一、動(dòng)物細(xì)胞工程3.單克隆抗體及其應(yīng)用③用于治療疾病和運(yùn)載藥物例1.核苷酸合成有兩個(gè)途徑，物質(zhì)A可以阻斷其中的全合成途徑(如下圖)。正常細(xì)胞內(nèi)含有補(bǔ)救合成途徑所必需的轉(zhuǎn)化酶和激酶，制備單克隆抗體時(shí)選用的骨髓瘤細(xì)胞中缺乏轉(zhuǎn)化酶?，F(xiàn)用加入H、A、T三種物質(zhì)的“HAT培養(yǎng)基”來篩選特定的雜交瘤細(xì)胞。關(guān)于篩選原理的敘述，正確的是()A.免疫B細(xì)胞及其互相融合細(xì)胞因全合成途徑被A阻斷而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖B.骨髓瘤細(xì)胞及其互相融合細(xì)胞因無法進(jìn)行上述兩個(gè)途徑而在HAT培養(yǎng)基上不能增殖C.雜交瘤細(xì)胞因?yàn)榭梢赃M(jìn)行上述兩個(gè)途徑所以能在HAT培養(yǎng)基上大量增殖D.HAT培養(yǎng)基上篩選出的所有雜交瘤細(xì)胞既能大量增殖又能產(chǎn)生高純度目標(biāo)抗體B一、動(dòng)物細(xì)胞工程本堂小結(jié)一、動(dòng)物細(xì)胞工程一、概念檢測1.下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交比較的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A.它們的原理都涉及細(xì)胞膜的流動(dòng)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(gè)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