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[史上最强生物课件]动物细胞工程—2 2010.8


例如花粉、病菌、病毒等。有时自身的组 织或细胞也会成为抗原,如癌细胞等。
抗原决定簇:
抗原表面具有的某 些特定的化学基团, 能决定抗原特异性, 是免疫细胞识别抗 原的重要依据。 各种抗原的决定簇 数目不同,同一抗 原的决定簇可能有 多种。
⑵什么是抗体?由何种细胞产生?主要分布在哪 里?起何作用?
当机体受到抗原刺激剂后由效应B细胞(浆细 胞)产生的,并且能与该抗原发生特异性结合的 具有免疫功能的球蛋白——抗体。 抗体分布于血清中,也分布于组织液及外分 泌液中。
每一个B淋巴细胞只分泌一种化学性质单一, 特异性强的抗体。 如果利用单个B淋巴细胞进行无性繁殖(克
隆),形成细胞群,这样的细胞群就有可能产生
出化学性质单一、特异性强的抗体——单克隆抗
体。
在体外培养的条件下,一个B淋巴细胞 能无限增殖形成细胞群吗? 什么样的细胞能够在体外无限增殖呢? ——肿瘤细胞!
关 键 一 步
骨髓瘤
问题: 在培养体系中, 有4种细胞. B细胞、瘤细胞,和杂交细胞。 我们还是拿不到McAb,怎么办? 筛选!筛出杂交瘤细胞。怎么筛? 又是一个思路问题。
McAb
免疫 经过免疫的 注射抗原 B淋巴细胞
骨髓瘤 细胞
单 克 隆 抗 体 的 制 备 过 程 :
诱导细胞融合
动物 细胞 融合 技术 动物 细胞 培养 技术 杂交细胞 筛选 杂交瘤细胞 筛选 特异性杂交瘤细胞 体外或体内 细胞培养 杂交瘤细胞系 提取 单克隆抗体
因为灭活的病毒能使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
⑶动物细胞融合的原理:细胞膜的流动性
正在融合的鸡 血细胞
正在融合的
淋巴细胞与骨髓瘤细胞
把两个不同的动物 细胞放在一起,用灭活 的病毒处理细胞,它们 先发生质融合,再出现 核融合,进而形成杂交 细胞。 融合后的杂交细胞 经过有丝分裂后仍能形
• 核移植与克隆动物:供体、受体、核移植方法、 克隆动物的方法、克隆动物的遗传特性、应用
• 动、植物细胞工程的比较:植物组培技术与动物 细胞培养技术、植物体细胞杂交技术与动物细胞 融合技术
1.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生 产破伤风杆菌的抗体实验方案 A ⑴该实验方案的
目是 制备单克隆抗体 ;
⑵A是从小鼠的脾脏中取 B细胞 得_______,该细胞能够 产生 专一抗体 ; 细胞融合 ⑶图中B为________过程,
骨髓瘤细胞 B 杂交瘤细胞
C 足够数量的细胞群
体外培养 注射到
灭活病毒 常用_________作为诱导剂 小鼠腹腔 双亲细胞 ,该细胞继承___________的遗传特性,既能 无限增殖 分泌专一抗体 __________,又能___________ 。
荣获1984年诺贝尔生理学或医学奖
科勒 米尔斯坦 如果把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的 骨髓瘤细胞进行融合,所得到的融合细胞既能大 量增殖,又能产生足够数量的特定抗体。
3.制备单克隆抗体的过程
⑴如何得到B淋巴细胞?
⑵如何诱导融合?
加入聚乙二醇(PEG)
⑶细胞两两融合后,有哪 些类型? B-B B-瘤(杂交瘤细胞) 瘤-瘤 ⑷如何筛选出杂交瘤细胞? 单克隆抗体制备过程中,总共有两次筛选,第 一次筛选出杂交瘤细胞,第二次筛选出能产生特 异性抗体的杂交瘤细胞,两次筛选的原理和方法 是不相同的。 ①首先用选择培养基筛选出杂交瘤细胞
5.培养动物细胞需要哪些条件?
液体、营养物质(血清)、 PH、温度、气体、无菌等 动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的 组织,将它分散成单个细胞,然后放在适 宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
动物组织块 幼龄动物的器官组织;动物胚胎
胰蛋白酶处理分散成单个细胞
加入培养液
细胞贴壁
接触抑制
细胞悬液
(2)克隆动物以表现早衰、生理缺 陷等健康问题
1970年,有两位科学家
做了一个著名的实验:
人—鼠细胞融合的实验, 以证明细胞膜上的蛋白 质分子是运动的。 人—鼠细胞是怎样实 现融合的?动物细胞融合 有什么实践意义呢?
三、动物细胞融合与单克隆抗体 1.细胞融合: 是指两个或两个以上的细胞融合为一个细胞 的过程。 ⑴自然发生: 受精卵 ⑵人工诱导: 利用诱导剂诱导动物细胞融合 诱导因素:聚乙二醇、灭活的病毒或电激等。
特点:既能产生专一 抗体又能大量繁殖
特点:特异性强灵敏 度高可大量制备
4、单抗隆抗体的应用
①作为诊断试剂
用于体外诊断人类和动植物疾病及病原鉴定,纯度高、 特异性强,具有准确、高效、简易、快速的优点。
②定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病
利用同位素标记单抗,在特定组织成像
③用于治疗疾病和运载药物
制成生物导弹,将药物定向带到癌细胞所在的位置, 在原位杀死癌细胞,疗效高、副作用小。
适宜条件 原代培养 用胰蛋白酶等 处理贴壁细胞 传代培养
原代培养 传代培养 不死性细胞
卵母细胞采集、培养
MⅡ期卵母细胞 去核 去核卵母细胞
体细胞核移植过程 (体细胞克隆动物)
供体细胞注入 去核卵母细胞 体细胞培养
电激处理使供 体核进入受体 移植 代孕母牛 卵母细胞构建 重组胚胎
胚胎
克隆牛
供体牛
体细胞核移植技术存在的问题 (1)成功率非常低
抗体与相应抗原特异性结合
抗体由何种细胞产生?主要分布在哪里?
抗原 抗原不纯
刺激
动物体内
效应B
抗体 抗体不纯
血清抗体(也称多克隆抗体) 由血清中提取的抗体是由不同淋巴细胞产生
的多种抗体的混合物,可达百万种以上,称为多
克隆抗体。
特点:
产量低、纯度低、特异性差、反应不够灵敏。
问题:
怎样获得化学性质单一、特异性强的抗体呢?
1.为什么要培养动物细胞? 实验材料,药性、毒性检测,提取细胞分泌物等 2.要培养动物细胞,对取材有何要求? 选择胚胎细胞或幼年动物组织,因为其分裂 增殖能力强。 3.培养基是用液体的还是固体的?培养基中的成 分有何特点? 培养基是液体的,成份与动物内环境相似。 动物血清 4.动物细胞培养条件有何特点? 体温和PH都应与动物体内环境相似。
小资料:
①细胞合成DNA有D和S两条途径,其中D途径能被
氨基嘌呤阻断。 ②人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径,但一般 不分裂增殖。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径,没有S途径,可是
能不断分裂增殖。
你想到筛选杂交瘤细胞的方案了么?
在培养液中加入氨基蝶呤,收集增殖细胞! 加入氨基嘌呤后,使 D 合成途径阻断,仅有
单克隆抗体的优点: 特异性强,灵敏度高,并可以大量制备。
⑵用于治疗疾病和运载药物 ①特异性强、灵敏度高
生物导弹——单克隆抗体+抗癌药物
②疗效高、毒副作用小
结合同位素的单抗 -----生物导弹
结合同位素的单抗
-----生物导弹
单抗
放射 性同 位素
项目 原理
动物细胞融合 细胞膜的流动性
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性和 植物细胞的全能性 去除细胞壁 聚乙二醇、离心、 振动、电激、 获得杂种植株 培育作物新品种 克服远缘杂交障碍
应答
抗原 刺激 B细胞 浆细胞 抗体
抗体的不纯性
一种抗原有多种不同的决定簇,刺激的是多种B细胞,作用于 不同的B细胞后,会产生多种抗体, 这是多克隆的, 故不纯!
怎么才能得到纯的抗体?
要想获单一的纯抗体,就必须从一个B细胞出发.
光纯还不行,还要大量.怎么办?
让B细胞大量繁殖(克隆)就可以产生大量抗体了.
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。
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)
②灭活病毒诱导细胞融合的原理 病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞 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。
诱导细胞融合
动物 细胞 融合 技术 动物 细胞 培养 技术 杂交细胞 筛选 杂交瘤细胞 筛选 特异性杂交瘤细胞 体外或体内 细胞培养 杂交瘤细胞系 提取 单克隆抗体
特点:既能产生专一 抗体又能大量繁殖
特点:特异性强灵敏 度高可大量制备
1975年Kohler和Milstein的单克隆抗体技术在生产和使用
(4)细胞融合是随机的过程,在HAT培养基中培养,要筛 选出 细胞。在细胞培养过程中,为了促进细胞 摄取葡萄糖,常向培养液中加入 (激素)。 (5)培养2周后,即测定培养细胞 的特征,筛选出 细 胞置于不同孔内(如图所示)培养。 此操作前要将培养细胞稀释到 7~10个细胞/ml,每孔滴入 0.1ml细胞稀释液,其目的是 。 (6)要获得大量的单克隆抗体, 可对获得的杂交瘤细胞进行 培养。
抗体方面开创了新纪元,图10示单克隆抗体制备流程阶段
示意图。请据图回答下列问题:图10
(1)该技术是在动物细胞培养技术和
础上发展起来的。 (2)图10中细胞A体外培养不具有 分裂能力,但能分泌 细胞B体外培养能够 , 。 。
图10
技术的基
(3)动物细胞融合常用的方
法是
(1)动物细胞融合(2)分泌特异性抗体 、无限增殖 (3)PEG(灭活的病毒、电刺激)
但,有问题: B细胞是不能无限繁殖的.怎么办? 找,什么细胞能无限繁殖呢? 癌! 只有癌细胞. 但它不能产生抗体. 思路就出来了:
癌细胞能无限繁殖,但不能产生抗体.B细胞能产生抗体,但不能大 量繁殖.融合呀!只要将两个细胞融合即可互补.
2.技术思路的重点
PEG诱导细胞融合
B
免 疫

矿物油

HAT筛选 杂交瘤细胞 大量培养
方法——抗原-抗体杂交法
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