高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第三节 通过细胞融合可产生具有新特性的细胞评课ppt课件
展开知识目标1.概述利用动物细胞融合技术制备单克隆抗体的过程2.举例说明单克隆抗体在医学等方面的应用价值核心素养1.理解单克隆抗体制备方案的提出背景,认同创造性思维的重要性2.关注单克隆抗体的诊断作用,明确疾病诊断、治疗的重要性
与植物体细胞杂交技术中的原生质体融合类似,动物细胞工程中也包括细胞融合技术。 细胞融合就是在一些融合因子的作用下,将两个或两个以上的细胞合并成一个细胞的技术。细胞融合可以在基因型相同的细胞间进行,也可以在基因型不同的同种生物细胞间以及亲缘关系非常远的不同种生物细胞间进行。 通过细胞融合可以产生具有新特性的细胞,因此,这一技术已经成为研究细传、细胞免疫、肿瘤等的重要手段。 那么,两个动物细胞是如何融合成一个细细胞融合技术有什么应用?
一、两个或多个动物细胞经诱导可融合形成一个细胞
诱导因素:聚乙二醇(PEG)、电流刺激(电脉冲)或病毒(灭活的仙台病毒)诱导处理(激光融合)细胞融合原理:细胞膜出现一定程度损伤,细胞相互粘连而融合。
应用: (1)利用淋巴细胞和癌细胞的融合,培育单克隆抗体; (2)基因定位。
融合原理:细胞膜的流动性
注意:动物细胞融合也需要把多个细胞放在一起,让他们随机结合,再从中筛选杂交细胞。
二、细胞融合技术是制备单克隆抗体的基础
杂交瘤技术和单克隆抗体的制备:
1、传统抗体的获得方法
长期以来,为了获得抗体,采用的是把某种抗原反复注射到动物体内,然后从动物血清中分离出所需抗体的方法。用这种方法获得的是多克隆抗体,不仅产量低,而且抗体的特异性差(能识别多种抗原),纯度低,反应不够灵敏。抗血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物。
在动物发生免疫反应的过程中,体内有上亿种B淋巴细胞,可以产生多达百万种以上的特异性抗体,但是每一种B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。要想获得大量的单一抗体,必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖,即克隆。由一个B淋巴细胞增殖形成的细胞群所产生的单一型抗体分子就称为单克隆抗体。
那么,我们是否可以通过大量地体外培养一种B淋巴细胞来获得特异的单克隆体呢?
通过研究发现,正常培养条件下,B淋巴细胞的寿命有限,其在体外培养时是不能无限生长繁殖的。
为了得到可以临床使用的单克隆抗体,各国的研究者进行了长期的探索,1975年英国人米尔斯坦和德国人科勒在前人的工作基础上巧妙地设计了一种可以大量得到单克隆抗体的技术。他们利用仙台病毒使经羊红细胞免疫的、从小鼠脾脏分离的B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。寿命有限的B淋巴细胞与具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合,经筛选后就可以获得既能产生特异性抗体,又能在正常培养条件下进行无限增殖的杂交瘤细胞。通过对杂交瘤细胞进行传代培养,就能长久地得到针对羊红细胞的单克隆抗体了。
3、杂交瘤技术:将能产生抗体的B细胞(浆细胞)与瘤细胞 (有很强增殖能力)进行细胞杂交的技术。
4、单克隆抗体的制备:
(1)原理:一个(或一种)浆细胞只能产生一种抗体,小鼠的骨髓瘤细胞能够无限增殖,因此,杂交瘤细胞就具备了既能无限增殖,又能产生大量单一抗体的特征。这种单一抗体叫做单克隆抗体
B 、BB 、B瘤 、瘤瘤 、瘤
获得产生相应抗体的B淋巴细胞
获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
杂交瘤细胞的特点:既能无限增殖,又能产生特异性抗体
获得产生相应抗体的B淋巴细胞(使淋巴细胞产生抗体)
第二次筛选:抗体阳性检测获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞
第一次筛选:利用选择培养基(HAT培养基)获得杂交瘤细胞
思考:单克隆抗体的制备过程中的几个问题:
动物细胞培养技术、动物细胞融合技术。
诱导小鼠体内发生特异性免疫应答,产生效应B细胞(浆细胞)
第一次筛选:淘汰未融合或自融合的细胞,得到正确融合的杂交瘤细胞。第二次筛选:淘汰不能产生所需抗体的细胞,最终获得能产生最佳特异性单克隆抗体的杂交瘤细胞。
第一次是培养浆细胞、骨髓瘤细胞,并使两种细胞融合;第二次是培养杂交瘤细胞,筛选出能产生特异抗体的杂交瘤细胞。第三次是培养能产生特异性抗体的杂交瘤细胞,便于提取大量的(单克隆)抗体。
(3)单克隆抗体的主要优点:
(4)杂交瘤技术制备单抗的最大优点:
a、特异性强:只能识别特异抗原分子的特殊部位b、灵敏度高 C、可大量制备 d、纯度高
可以从特异抗原成分比例极少的抗原混合物中获得单抗。 这是因为,经过克隆培养法筛选,可以从产生各种不同抗体的杂交瘤混合群体中得到产生特异抗体的杂交瘤。
(5)单克隆抗体的应用:①作为特异性的探针,研究相应抗原蛋白的结构、细胞学分布及功能。②用单克隆抗体可以快捷、准确地诊断和治疗一些疾病,如儿童脊髓灰质炎。③将抗癌药物连接到专门识别某种肿瘤细胞的单克隆抗体上,单克隆抗体就会像“生物导弹” 一样携带抗癌药物准确地聚集到肿瘤细胞,专一地杀死肿瘤细胞, 这样就避免了抗癌药物在消灭肿瘤细胞的同时对人体正常细胞的损伤。
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