2.3動物細胞工程及其應用（第2課時）課件高二下學期生物蘇教版選擇性必修3

第三節(jié)動物細胞工程及其應用第二章

細胞工程第2課時

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

那么，能不能讓不同種動物的體細胞進行雜交，培育出集不同細胞優(yōu)勢于一身的動物細胞呢？動物細胞融合技術及其應用實例：1970年，人—鼠細胞熒光標記融合實驗人細胞鼠細胞紅色熒光染料標記的膜蛋白綠色熒光染料標記的膜蛋白細胞融合人鼠雜交細胞37°培養(yǎng)40min細胞融合實驗表明：細胞膜具有流動性動物細胞融合技術及其應用動物細胞融合概念原理誘導方法使兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的技術。細胞膜具有一定的流動性物理法：電融合法化學法：聚乙二醇（PEG)生物法：滅活病毒誘導法思考：滅活病毒誘導細胞融合的原理是什么呢？動物細胞融合技術及其應用問題2:滅活病毒誘導細胞融合的原理是什么呢？滅活：是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力，但并不破壞它們的抗原結構。原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞相互凝集，細胞膜上的蛋白質分子和脂質分子重新排布，細胞膜打開，細胞發(fā)生融合。動物細胞融合技術及其應用動物細胞融合結果意義運用形成具有原來兩個或多個細胞的遺傳信息的雜交細胞突破了有性雜交方法的局限，使遠緣雜交成為可能。第一第二第三為制造單克隆抗體開辟了新途徑。研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和培育生物新品種等的重要手段。至今，種間、屬間、科間，甚至動物和植物之間的細胞融合都已獲得成功。比較植物體細胞雜交和動物細胞融合的異同。動物細胞融合技術及其應用植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較比較植物體細胞雜交動物細胞融合原理

步驟酶解法去掉

后，誘導

融合，形成

，再經植物組織培養(yǎng)形成

。

分散成

后誘導細胞融合，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、

誘導法結果形成____________

形成

，以生產細胞產品意義打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種突破有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能細胞膜的流動性細胞的全能性細胞膜的流動性細胞壁原生質體雜種細胞雜種植株單個細胞雜交細胞滅活病毒雜種植株雜交細胞動物細胞融合技術及其應用視頻中了解到針對新冠肺炎真正的特效藥是什么？有沒有技術讓這兩種細胞雜交，培育出既能產生抗體又能大量增殖的細胞呢？血清（抗體主要分布部位）傳統(tǒng)抗體制備方法:向動物體內反復注射某種抗原，使動物產生抗體，然后從動物血清中分離所需抗體。缺陷：產量低、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…….動物體內產生的特異性抗體的種類超過百萬種抗原1抗原2抗原3抗原4B細胞1B細胞2B細胞3B細胞4…….每一個B淋巴細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…….動物體內產生的特異性抗體的種類超過百萬種抗原1抗原2抗原3抗原4B細胞1B細胞2B細胞3B細胞4…….每一個B淋巴細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付某一類病原體，因而治療效果不佳。若采取單個漿細胞進行無性繁殖形成細胞群，這樣的細胞群就能產生化學性質單一、特異性強的抗體，即單克隆抗體。每一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體單一B淋巴細胞細胞群選擇克隆產生大量純度高特異性強的抗體B淋巴細胞不可能無限增殖科學家針對漿細胞在體外培養(yǎng)條件下不能無限增殖的問題，利用腫瘤細胞如骨髓瘤細胞）具有無限增殖的特性，成功地設計出一個制備方案。傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：一個極富創(chuàng)造力的方案：動物細胞融合雜交細胞動物細胞培養(yǎng)單克隆抗體骨髓瘤細胞（癌細胞）能無限增殖一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體雜交瘤細胞既能迅速大量增殖，又能產生專一抗體1975年，米爾斯坦和柯勒1984年，諾貝爾生理學或醫(yī)學獎傳統(tǒng)抗體制作方法及缺陷：從患骨髓瘤的小鼠體內取骨髓瘤細胞的培養(yǎng)多種已免疫B淋巴細胞骨髓瘤細胞誘導融合小鼠的脾臟中獲取注射特定的抗原,小鼠脾產生特定抗體的淋巴B細胞單克隆抗體的制備過程：B細胞1B細胞2B細胞3B細胞4B細胞2B細胞3B細胞4骨髓瘤細胞B細胞1雜交1雜交2雜交3雜交4動物細胞融合融合的細胞B細胞2B細胞3B細胞4骨髓瘤細胞B細胞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，未融合的親本細胞和融合的具有同種核的細胞都會死亡，只有融合的雜交瘤細胞才能生長動物細胞培養(yǎng)單克隆抗體的制備過程：①細胞合成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。篩選出雜交瘤細胞方法？培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤B淋巴細胞及同型融合細胞不能無限增殖，死亡骨髓瘤細胞及同型融合細胞不能無限增殖，死亡雜交瘤細胞能無限增殖，生長拓展延伸：【第一次篩選】獲得雜交瘤細胞

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

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

抗體檢測拓展延伸：【第二次篩選】得到能產生所需抗體的雜交瘤細胞抗體檢測呈陽性

抗體檢測拓展延伸：【第二次篩選】得到能產生所需抗體的雜交瘤細胞使用96孔板培養(yǎng)和篩選雜交瘤細胞，每一個孔盡量只接種一個雜交瘤細胞，即將單個雜交瘤細胞單獨培養(yǎng)，通過克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，即可獲得大量能分泌所需抗體的雜交瘤細胞。拓展延伸：【第二次篩選】得到能產生所需抗體的雜交瘤細胞抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞體外培養(yǎng)單克隆抗體體內或體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔腹內培養(yǎng)相對于體外培養(yǎng)的優(yōu)點：不需要特定的培養(yǎng)基，不需要嚴格控制環(huán)境條件。單克隆抗體的制備過程：單克隆抗體的制備過程：單克隆抗體雜交細胞雜交瘤細胞體外或體內培養(yǎng)第一次篩選骨髓瘤細胞

誘導融合分泌特異抗體的雜交瘤細胞雜交瘤細胞群提取已免疫的B淋巴細胞動物細胞融合技術動物細胞培養(yǎng)技術特異性強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)抗體檢測既能大量繁殖又能產生專一抗體單克隆抗體的制備過程：（1）雜交瘤細胞的特點__________________________________（2）第二次篩選的目的________________________________________________如何篩選___________________________________________________選擇抗體檢測呈___性的雜交瘤細胞，即_____________

_____________（3）抗體檢測原理_______________________________________獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測（進行多次篩選）分泌的抗體能與特定的抗原結合抗原和抗體能夠特異性結合(分子水平的鑒定）既能迅速大量增殖，又能產生抗體（4）如何獲取大量所需雜交瘤細胞__________________________________________（5）如何獲取單克隆抗體①體外培養(yǎng)___________________________②小鼠腹腔內培養(yǎng)_________________________（6）單克隆抗體的優(yōu)點______________________________________________________________________________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增殖從細胞培養(yǎng)液中獲取從小鼠腹水中獲取能準確地識別抗原的細微差異，與特定抗原發(fā)生特異性結合，并且可以大量制備陽單克隆抗體的制備過程：1.作為診斷試劑——最廣泛的應用抗人絨毛促性腺激素單克隆抗體比原來診斷方法提前了10d左右，準確率在90﹪以上。具有準確、高效、簡易、快速特點診斷優(yōu)點：單克隆抗體的應用2.用于治療疾病和運載藥物(主要用于癌癥治療)如：單克隆抗體+藥物=“生物導彈”優(yōu)點：位置準確、療效高、副作用小結合同位素的單抗(“生物導彈”—單抗導向，藥物為彈頭)單克隆抗體的應用2.用于治療疾病和運載藥物細胞凋亡ADC的作用機制示意圖①ADC被細胞吞噬②⑤ADC抗體藥物接頭單克隆抗體+接頭+藥物（如細胞毒素）=ADC實現(xiàn)了對腫瘤細胞的選擇性殺傷。單克隆抗體的應用2.用于治療疾病和運載藥物脂質體給藥高效

低毒

靶向抗腫瘤藥物載體：阿霉素脂質體和順鉑脂質體已在國外上市。單克隆抗體的應用2.用于治療疾病和運載藥物單克隆抗體不僅可以運載藥物，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。單克隆抗體的應用神奇的干細胞—干細胞的種類（視頻）干細胞技術應用于疾病治療

來源或存在功能、特點局限性胚胎干細胞(ES細胞)成體干細胞誘導多能干細胞(iPS細胞)早期胚胎，體積小，細胞核大、核仁明顯能夠分化成為動物體內的任何細胞，并進一步形成組織、器官甚至生物個體成體組織或器官，如造血干細胞、神經干細胞和精原干細胞等體外誘導體細胞產生能分化成為具有特定功能的細胞來治療疾病。無須破壞胚胎，且避免免疫排斥反應。具有組織特異性，能分化成特定的細胞或組織不具有發(fā)育成完整個體的能力需從胚胎中獲取，涉及倫理問題，限制了它在醫(yī)學上的應用技術不成熟。面臨的問題:存在著導致腫瘤發(fā)生的風險。干細胞技術應用于疾病治療移植取成纖維細胞等iPS細胞轉入相關因子細胞發(fā)生轉化分化胰島細胞神經元血細胞腸上皮細胞心肌細胞肝細胞病人iPS細胞用于治療人類疾病示意圖誘導多能干細胞（iPS細胞）多種體細胞定向誘導分化體外誘導成纖維細胞臨床治療疾病如：白血病、帕金森病、阿而茨海默病等iPS細胞治療糖尿病疾病治療神經疾病治療心血管疾病治療消化道疾病干細胞技術應用于疾病治療概述應用動物細胞融合技術過程結果意義原理融合方法原理應用單克隆抗體的制備免疫處理第一次篩選誘導融合第二次篩選大規(guī)模培養(yǎng)診斷試劑運載藥物治療疾病克隆化培養(yǎng)抗體檢測體外培養(yǎng)小鼠腹腔課堂小結隨堂訓練1.用小鼠經免疫的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞生產的鼠源性單克隆抗體可用于分子檢測，但用于人類疾病治療時往往有一定的副作用。如果對小鼠進行基因改造，使其表達人類抗體，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。下列相關敘述正確的是(

)A.制備單克隆抗體時，首先要從小鼠體內分離出能分泌所需抗體的漿細胞B.骨髓瘤細胞中沒有指導抗體合成的相關基因，但可讓融合細胞大量增殖C.將產生相應抗體的雜交瘤細胞注入小鼠體內，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)生免疫排斥的風險答案：D解析：A、制備單克隆抗體時，首先要從小鼠體內分離出經免疫的B淋巴細胞，A錯誤；B、骨髓瘤細胞中沒有指導抗體合成的相關基因，但具有自身在適宜條件下無限增殖的能力，B錯誤；C、將雜交瘤細胞進行克隆化培養(yǎng)后，將產生相應抗體的雜交瘤細胞注入小鼠體內，從小鼠的腹水中分離抗體，C錯誤；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，會產生免疫排斥反應，對小鼠進行基因改造，使其表達人類抗體，從而將鼠源性單克隆抗體改造成人源性單克隆抗體，可減少人對鼠源性單克隆抗體的免疫排斥反應，D正確。故選D。隨堂訓練2.乳腺癌化療的藥物在殺傷腫瘤細胞的同時還會對健康細胞造成傷害，為降低藥物對患者的副作用，科研人員嘗試在單克隆抗體技術的基礎上，構建抗體一藥物偶聯(lián)物（ADC），過程如圖所示。下列相關說法正確的是(

)A.對①過程形成的雜交細胞進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經多次篩選，就可以獲得能分泌所需抗體的細胞B.ADC通常由抗體、接頭和藥物三部分組成，ADC起作用時會被細胞吞噬，并在溶酶體內被分解后釋放藥物C.經步驟③篩選得到的雜交瘤細胞具有的特點是能準確識別抗原的細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胞，避免其他細胞受損答案：B解析：A、經過程①形成的融合細胞有同種核兩兩融合和不同核融合細胞，需要經過特定的選擇性培養(yǎng)基篩選，A錯誤；B、抗體一藥物偶聯(lián)物（ADC）通常由負責選擇性識別癌細胞表面抗原的抗體，負責殺死癌細胞的藥物有效載荷，以及連接抗體和有效載荷的連接子三個部分組成，ADC起作用時會被細胞吞噬，并在溶酶體內被分解后釋放藥物，B正確；C、步驟③是抗體檢測，得到