1、第三节 动物细胞工程及其应用（第2课时）第二章 细胞工程新课引入 植物体细胞融合的原理是什么？ 细胞质膜的流动性。 诱导植物原生质体融合的方法有哪些？ 物理：电刺激，化学：PEG。 细胞融合技术是研究细胞间遗传信息转移等的有效途径之一。动物细胞是否可以像植物细胞一样进行细胞融合呢？一、动物细胞融合技术及其应用 （一）动物细胞融合技术 1概念 动物细胞融合技术是指在一定的条件下将两个或多个动物细胞，通过物理、化学或生物方法，结合形成一个细胞的技术。 2动物细胞融合的原理和结果 （1）诱导原理：细胞质膜的流动性。 （2）诱导结果：形成杂种细胞。一、动物细胞融合技术及其应用（一）动物细胞融合技术 3
2、诱导融合的方法 阅读教材6667页动物细胞融合的内容，根据表格提示思考：各种诱导融合方法的优缺点和具体实例。学生活动一、动物细胞融合技术及其应用类型实例优点缺点生物方法化学方法物理方法（一）动物细胞融合技术 3诱导融合的方法仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒聚乙二醇电场诱导仙台病毒在细胞融合中应用广泛使用方便，诱导细胞融合成功率高对细胞伤害小，易操作、控制和观察病毒引入细胞，可能会对细胞的生命活动产生一定的干扰有一定毒性，对某些细胞（如卵细胞）不适用无（已被广泛应用，细胞融合的重要技术手段）一、动物细胞融合技术及其应用 （一）动物细胞融合技术 4融合过程 在各种方法的促融合作用下，细胞质膜出现黏连
3、、破裂和融合，进而发生细胞质融合和细胞核融合，最终形成杂种细胞。 为什么未灭活的病毒不能作为诱导剂？ 未灭活的病毒会感染细胞，因而不能诱导细胞融合。一、动物细胞融合技术及其应用灭活的病毒诱导细胞融合的原理 病毒表面含有的糖被，和一些酶能够与细胞膜上的糖被，发生作用，使细胞相互凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生相互融合。这一过程既反映了糖被在细胞识别中的重要作用，又反映了细胞质膜的流动性的结构特点。拓展一、动物细胞融合技术及其应用 （一）动物细胞融合技术 5融合结果 人工诱导细胞融合后，可能产生多种类型的细胞，因此需要筛选，挑选所需的细胞。 6意义 通过人工诱导细
4、胞融合，不仅能使同物种细胞发生融合，也能使不同物种的细胞融合。动物细胞融合技术是动物细胞工程的核心技术。一、动物细胞融合技术及其应用 （二）动物细胞融合技术的应用 1单克隆抗体的制备 （1）浆细胞 哺乳动物的浆细胞是体液免疫中的重要效应细胞，浆细胞在体液免疫的作用是什么呢？ 一种浆细胞能分泌一种特异性抗体，对抗侵入体内的细菌和病毒等病原体，保护身体健康。一、动物细胞融合技术及其应用 （1）浆细胞 为了增强人体免疫力，临床上常常需要大量的特定的抗体，传统方法如何制备抗体呢？ 向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。 传统生产抗体的方法有什么缺点？ 传统方法制备的
5、是含有多种抗体的混合抗体，纯度低，不能专一性地对付某一类病原体，因而治疗效果不佳。一、动物细胞融合技术及其应用 若采用单个浆细胞进行无性繁殖形成细胞群，这样的细胞群就能产生化学性质单一、特异性强的抗体，即单克隆抗体。 如何让浆细胞在体外培养条件下无限增殖呢？ （2）骨髓瘤细胞 能在体外大量增殖，但不能产生抗体。 浆细胞与骨髓瘤细胞融合得到的杂交瘤细胞，既能无限增殖又能产生大量特定抗体。设想一、动物细胞融合技术及其应用（3）制备过程 第1次筛选：筛选出杂交瘤细胞 第2次筛选：筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞一、动物细胞融合技术及其应用第一次筛选和第二次筛选的原因、方法和目的分别是什么？项目第一次
6、筛选第二次筛选筛选原因筛选方法筛选目的诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，所以经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筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞一、动物细胞融合技术及其应用单克隆抗体制备过程中融合细胞的类型 B、B+B、B+瘤、瘤+瘤、瘤B+瘤 已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻
7、断。人淋巴细胞中有这两条DNA合成途径，但一般不分裂，鼠骨髓瘤细胞中没有S途径，但能不断分裂，将这两种细胞在试管中混合，加PEG促融，在筛选培养基（含氨基嘌呤）上筛选可以分裂的细胞，即获得杂种细胞。拓展 筛选出杂交瘤细胞一、动物细胞融合技术及其应用 根据杂交瘤细胞的流程，对比两种培养杂交瘤细胞的方法。学生活动项目腹腔培养体外培养优点缺点易于控制培养条件可大规模培养、大量生产规模小，产量少需要人为控制培养基，成本相对较高 单克隆抗体的特点：杂交瘤细胞分泌，特异性强，灵敏度高，能大量制备。小结一、动物细胞融合技术及其应用（二）动物细胞融合技术的应用 2单克隆抗体的应用 以小组为单位选择单克隆抗体在
8、临床上实际应用的一个具体方面，如疾病的诊断或疾病的治疗，搜集资料并进行分析。 讨论：单克隆抗体在临床上可能有哪些实际应用？与单克隆抗体的特性有什么关系？学生活动一、动物细胞融合技术及其应用 2单克隆抗体的应用 （1）制备单克隆抗体靶向制剂。这些单克隆抗体靶向制剂对肿瘤细胞有较好的选择性杀伤作用。抗体药物偶联物（ADC）1）组成：ADC=抗体+连接物+药物（如细胞毒素）2）原理：单克隆抗体与肿瘤细胞表面的特定抗原专一性结合，使药物定向作用于肿瘤细胞。3）优点：用药量小、疗效高、毒副作用小。拓展一、动物细胞融合技术及其应用 2单克隆抗体的应用 （2）单克隆抗体可以高度特异性地识别抗原，它在疾病诊断
9、上也有一定的临床价值。 实例一：肿瘤可能在血清等体液中表达某些抗原，单克隆抗体可以用来检测这些相关抗体是否表达及其表达水平，辅助肿瘤诊断。 实例二：用同位素标记某种单克隆抗体，可以诊断结肠癌肿瘤病灶是否已经转移等。一、动物细胞融合技术及其应用 2单克隆抗体的应用 （3）尝试利用同位素标记的单克隆抗体在体内显示肿瘤位置，用以指导手术范围。这样既可以彻底地切除肿瘤，又可以避免切除过多的健康组织，以提高患者手术后的生活质量。二、干细胞技术及其应用（一）干细胞 阅读教材69页的内容，思考：什么是干细胞？干细胞有什么形态特点？干细胞的种类和特点？学生活动二、干细胞技术及其应用 1概念 干细胞是指动物（包
10、括人）胚胎及某些器官中同时具有自我更新和分化能力的细胞。 2干细胞的形态特点 干细胞在形态上具有共性，通常呈圆球形或椭圆球形，细胞体积小，核相对较大。 （一）干细胞二、干细胞技术及其应用 3干细胞的种类和特点依据发育阶段分类胚胎干细胞成体干细胞依据分化潜能分类全能干细胞多能干细胞单能干细胞特点来源或举例具有形成完整个体的分化潜能，可以分化成机体所有的组织器官具有分化出多种细胞组织的能力，不具有发育成完整个体的能力是一些持续停留在某种组织中的干细胞，只能分化成某一种类型或密切相关类型的细胞早期胚胎内细胞团分离出来的一种高度未分化的细胞系骨髓多能造血干细胞上皮组织基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞、神
11、经干细胞二、干细胞技术及其应用 （二）干细胞技术应用于疾病治疗 1自身干细胞的移植可避免产生排斥反应，例如，利用培植皮肤干细胞的技术可以治疗大面积烧伤的患者。 如果确定某人因为其胰岛B细胞功能丧失，不能分泌胰岛素而患糖尿病，能否利用干细胞技术治疗这种糖尿病？情境二、干细胞技术及其应用 （二）干细胞技术应用于疾病治疗 2利用干细胞具有多分化潜能的特性，人们在体外培养环境中给干细胞一定的诱导条件，就可以将其定向分化为特定类型的细胞。将这些特定的细胞进一步培养，可以移植至机体相应的病变区域如胰岛B细胞处，使其代替原本失去功能的病变组织细胞，从而达到治疗相应疾病的目的，如心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤等
12、。二、干细胞技术及其应用 （二）干细胞技术应用于疾病治疗 3干细胞移植技术能再造出全新的、正常的甚至更年轻的细胞、组织或器官，通过采集外周血、骨髓或脐带血，利用专用的干细胞分离液，提取、纯化后得到的干细胞可应用于临床治疗。 2001年，我国成立了中华骨髓库。它是中国造血干细胞捐献者资料库，能为患者检索与其配型匹配的捐献者。二、干细胞技术及其应用 （1）诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？ 诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。 （2）诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？ 通过干细胞体外诱导分化
13、，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。另一方面，因为是自身细胞经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。二、干细胞技术及其应用 （三）干细胞技术应用于新药研制和开发 1胚胎干细胞可分化出任何组织类型的正常细胞，这为开发新药提供大量的标本，大大减少了新药研究所需的动物数量，降低了研究成本，也改进了研发药品及其安全性检验的方法。 2利用人类干细胞或用干细胞培养出来的组织、器官测试各种药物的药效、毒理特性，会比用其他动物（如小鼠）更能反映人体的状况，这可能发展成为一种新的药物筛选模式。 3对人胚胎干细胞的研究，可以帮助人们理解复杂的人体发育过程，并促进对人胚胎发育的基础研究，揭示人的发育机制
14、及影响其发育的因素。课堂小结1单克隆抗体制备流程获得、培养注射抗原并获得相应的浆细胞、培养骨髓瘤细胞诱导融合并用选择培养基筛选出杂交瘤细胞融合、筛选克隆化培养和抗体检测获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞并进行体内或体外培养 克隆、检测课堂小结2干细胞1个关键干细胞应用的关键是诱导干细胞分化，形成所需细胞并移植体外诱导细胞分化1个本质诱导分化1个流程干细胞多种所需细胞移植到患者体内干细胞用于治疗人类疾病流程如下课堂检测 1关于动物细胞融合的说法不正确的是（ ） A动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 B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单核细胞称为杂交细胞
15、 C常用于诱导动物细胞融合的手段有：聚乙二醇诱导融合法、灭活病毒诱导法、紫外线照射 D细胞融合技术突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能C 2在利用细胞融合技术生产单克隆抗体的过程中，不需要考虑（ ） A多次注射特定抗原蛋白，对实验小鼠进行免疫 BB淋巴细胞和骨髓瘤细胞之间的免疫排斥 C向细胞培养液中加入促融剂的种类和处理时间 D选择特定试剂筛选能产生特定抗体的杂交瘤细胞课堂检测B 3干细胞被医学界称为“万用细胞”。下列有关干细胞的叙述，错误的是（ ） A干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞等 B单能干细胞只能分化成一种类型或密切相关细胞类型 C胚胎干细胞和成体干细胞均具有发育成完整个体的能力 D用正常人（异体）的造血干细胞治疗白血病，白血病患者体内会发生排斥反应课堂检测C 敬请各位老师提出宝贵意见！
