细胞生物学实验细胞融合.ppt
106页细胞融合实验细胞融合实验liuzhe5@概念概念概念概念促融合剂与融合技术促融合剂与融合技术促融合剂与融合技术促融合剂与融合技术应用与意义应用与意义应用与意义应用与意义 重点重点一一 定义:定义: Cell fusionl细胞融合细胞融合::(Cell fusion)又称又称l体细胞杂交体细胞杂交((somatic hybridization))是指将不同来源的原生质体是指将不同来源的原生质体(除去细胞壁的细胞除去细胞壁的细胞)相融合,相融合,将两个或多个细胞合并成将两个或多个细胞合并成一个细胞的技术一个细胞的技术人心肌细胞人心肌细胞人肝脏细胞人肝脏细胞种内杂交细胞种内杂交细胞人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞种间杂交细胞种间杂交细胞在适当的条件下,细胞融合在一起,产生具有在适当的条件下,细胞融合在一起,产生具有原来两个细胞基因信息的单个核细胞,称为杂原来两个细胞基因信息的单个核细胞,称为杂交细胞(交细胞(hybrid cell)种内杂交细胞种内杂交细胞((intraspecific hybrid intraspecific hybrid cellcell)): :同种细胞融合而成的细胞同种细胞融合而成的细胞种间杂交细胞(种间杂交细胞(interspecific hybrid interspecific hybrid cellcell)): : 不同种的细胞融合而成的细胞不同种的细胞融合而成的细胞非对称细胞融合(非对称细胞融合(asymmetric fusionasymmetric fusion):):利用物理或化学方法使某亲本细胞的核或细胞质失活后再进行融合。
细胞核或细胞质失活的有物理和化学方法:细胞核或细胞质失活的有物理和化学方法:1.1.物理方法,如物理方法,如X X射线、射线、r r射线等,它们能使细胞核失活;射线等,它们能使细胞核失活;2.2.化学方法,核失活-碘乙酰胺(化学方法,核失活-碘乙酰胺(IOAIOA)、碘乙酸)、碘乙酸(Iodoacetate)(Iodoacetate);质失活-罗丹明(;质失活-罗丹明(R R--6 6--G G,它是一种亲,它是一种亲脂染料,能够抑制线粒体的氧化磷酸化过程而达到失活作脂染料,能够抑制线粒体的氧化磷酸化过程而达到失活作用动物克隆动物克隆上海第二医科大学上海第二医科大学 陈莹博士陈莹博士2003年,她将一5岁男孩的包皮细胞与一只已去除细胞核的新西兰兔卵母细胞融合,获得了人类早期胚胎二细胞融合的原理二细胞融合的原理n n荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验将小鼠的抗体与发绿色荧光的荧光素(fluorescin)结合, 人的抗体与发红色荧光的罗丹明(rhodamine)结合;显微镜下的细胞融合过程显微镜下的细胞融合过程细胞融合的过程细胞融合的过程细胞互相靠近细胞膜融合细胞桥形成细胞质融合细胞核融合n n细胞融合主要经过了两原生质体或细胞互细胞融合主要经过了两原生质体或细胞互相靠近、细胞桥形成、胞质渗透、细胞核相靠近、细胞桥形成、胞质渗透、细胞核融合主要步骤。
融合主要步骤细胞桥的形成是细胞融合最关键的一步细胞桥的形成是细胞融合最关键的一步,,融合过程中两个细胞膜从彼此接触到破裂融合过程中两个细胞膜从彼此接触到破裂形成细胞桥形成细胞桥 细胞融合过程中两个细胞膜的变化细胞融合过程中两个细胞膜的变化形成细胞桥的具体变化形成细胞桥的具体变化形成细胞桥的具体变化形成细胞桥的具体变化细胞融合分为两种:细胞融合分为两种:1.自发细胞融合2.人工诱导细胞融合((1)自发细胞融合)自发细胞融合 自发细胞融合(自发细胞融合(spontaneous cell spontaneous cell fusionfusion)是在)是在未施加任何诱导条件未施加任何诱导条件的情况下所的情况下所发生的细胞融合现象发生的细胞融合现象 自发细胞融合现象在自然界中并不多见,常见的主要自发细胞融合现象在自然界中并不多见,常见的主要有以下几种情况:有以下几种情况: 1. 精子和卵子受精精子和卵子受精 2. 肌管的形成肌管的形成 3. 胚胎着床胚胎着床 4. 巨细胞的形成巨细胞的形成 5. 破骨细胞的形成破骨细胞的形成 6. 肿瘤细胞融合肿瘤细胞融合((2)诱导细胞融合)诱导细胞融合人工诱导细胞融合是在人为条件下人为条件下发生的细胞融合现象常用的诱导方法有三种:常用的诱导方法有三种: 1. 生物法(病毒诱导法等)生物法(病毒诱导法等) 2. 化学法(化学法(PEG诱导法、诱导法、Ca 2+诱导法、诱导法、 溶血卵磷脂诱导法等)溶血卵磷脂诱导法等) 3. 物理法(电诱导法等)物理法(电诱导法等)1.病毒诱导法病毒诱导法常用的病毒:仙台病毒(常用的病毒:仙台病毒(Sendal virus),又称日本血凝病毒又称日本血凝病毒n((Hemagglutinating virus of Japan,HVJ))n属于副粘液病毒科,属于副粘液病毒科,RNA病毒,圆球形病毒,圆球形n 19621962年,日本仙台东北大学学者冈田发现仙年,日本仙台东北大学学者冈田发现仙台病毒可诱导细胞融合。
台病毒可诱导细胞融合病毒促使细胞融合病毒促使细胞融合 两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼此靠近,使两个细胞膜、胞质间互相渗透 -------- 细胞核互相融合 ,进入正常的细胞分裂途径,杂种子细胞 2 2化学法(聚乙二醇)化学法(聚乙二醇)nPEG: 聚乙二醇(聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG))n分子式:分子式:HOCH2(CH2OCH2)nCH2OHn性状:白色蜡状固体,具有强烈的凝集、性状:白色蜡状固体,具有强烈的凝集、沉淀蛋白质的作用沉淀蛋白质的作用n 分子量分子量 〉〉1000-6000u,可作诱融剂可作诱融剂20世纪世纪70年代,华裔科学家高国南发现聚乙二醇能诱导细胞融合年代,华裔科学家高国南发现聚乙二醇能诱导细胞融合n n分子量小的PEG,融合效应差,又有毒性,分子量过大,则粘性太大,不易操作pH偏碱时融合效应最高n n用作细胞融合剂的聚乙二醇一般选用分子量 为 4000者 , 常 用 浓 度 为 50% ,pH8.0~pH8.2 聚乙二醇聚乙二醇普遍认为聚乙二醇分普遍认为聚乙二醇分子能改变各类细胞的子能改变各类细胞的膜结构,使两细胞接膜结构,使两细胞接触点处质膜的脂触点处质膜的脂 类分类分子发生疏散和重组,子发生疏散和重组,由于两细胞接口处双由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张和以及彼此的表面张力作用,力作用, 从而使细胞从而使细胞发生融合发生融合 基本原理基本原理n n聚乙二醇聚乙二醇(PEG)是一种多聚化合物,商是一种多聚化合物,商品名卡波蜡品名卡波蜡(Carbowax)。
聚乙二醇(聚乙二醇(PEGPEG)介导的细胞融合)介导的细胞融合 原理:原理:PEGPEG带有大量的负带有大量的负电荷电荷, ,和原生质体表面的和原生质体表面的负电荷在钙离子的连接下,负电荷在钙离子的连接下,形成静电键,促使异源的形成静电键,促使异源的原生质体间的粘着和结合,原生质体间的粘着和结合,在高在高pH,pH,高钙离子的溶液高钙离子的溶液的作用下,将钙离子和与的作用下,将钙离子和与质膜结合的质膜结合的PEGPEG分子洗脱,分子洗脱,导致电荷平衡失调并重新导致电荷平衡失调并重新分配,使两种原生质体上分配,使两种原生质体上的正负电荷连接起来,进的正负电荷连接起来,进而形成具有共同质膜的融而形成具有共同质膜的融合体 •融合过程中应注意•①事先要做好两种原生质体的识别标记,如色素、缺陷型、抗性标记等•②原生质体的密度应在105个/mL左右,两种原生质体按1:1等量混合•③常用PEG的分子量通常为4000~6000,加热熔化与Eagle溶液配成50%(W/V)浓度(小分子质量的PEG配 成 55% 浓 度 ) 加 入 PEG后 , 24℃培 育10~20min•注意时间宜短不宜长,过长,使原生质体周围包裹一层膜形成凝集体,会降低融合率),缓缓加入高pH、高钙离子溶液15min后用冲洗液清洗,离心收集原生质体。
3.物理法一电融合诱导法物理法一电融合诱导法1981年,Scheurich和Zimmermann发明了电诱导细胞融合电融合槽电融合槽在直流电脉冲的诱导下,原生质体质膜表面的电荷和氧化还原电位发生改变,使异种原生质体黏合并发生质膜瞬间破裂,进而质膜开始连接,直到闭和成完整的膜形成融合体 细胞电融合细胞电融合•原理:原理: 悬于大小不同的两平行电悬于大小不同的两平行电极间的低导电率溶液中的极间的低导电率溶液中的细胞,在细胞,在1 1—100MHz100MHz和和100100—1000V/cm1000V/cm的交流电场的交流电场中,会向小电极移动,并中,会向小电极移动,并极化成偶极子,而沿电场极化成偶极子,而沿电场方向发生方向发生双向电泳双向电泳,此时,此时再加上适当强度和持续时再加上适当强度和持续时间的高压电脉冲,即可使间的高压电脉冲,即可使相邻细胞膜的接触区产生相邻细胞膜的接触区产生可逆电降解可逆电降解,从而触发细,从而触发细胞融合+--+-+-+---+偶极子偶极子电诱导法原理电诱导法原理+---+双向电泳:在交流电场的作用下(1MHz,150V/cm)细胞膜上正负电荷分离,产生偶极,两个极化的细胞会发生相互的紧密接触。
原生质体电融合过程1)在高频电流电场下的相互接触2)脉冲刺激后30s3)50秒后4)1.5分钟后5)6分钟后6)15分钟后,原生质体融合完成注意事项•1)对介质要求高,一般用高纯度的蒸馏水并选用适当的非电介质溶液,如甘露醇等配制等渗性介质•2)注意控制高频交流电压和直流脉冲电压的强度和时间,以防止细胞连接成串或发生可逆性降解优点:优点:•融合率高,达70%-80%,甚至100%•可在显微镜下定向诱导细胞融合•可直接挑选杂种细胞•重复性强、对原生质体伤害小;装置精巧、方便简单;免去PEG诱导后的洗涤过程、诱导过程可控制性强等融合指数融合指数((fusion indexfusion index)): :反映细胞融合的效率反映细胞融合的效率有两种计算方法:有两种计算方法:1.FI=1.FI=(对照组细胞数(对照组细胞数- -试验组细胞数)试验组细胞数)/ /试验组细胞数试验组细胞数2.2.FI=多核细胞中的细胞核数多核细胞中的细胞核数/ /所有细胞所有细胞中的细胞核数中的细胞核数不同细胞融合的条件及其主要应用•来源来源 前处理前处理 融合的方法融合的方法 主要应用主要应用•动物细胞动物细胞 不需不需 仙台病毒仙台病毒, PEG ,电融合,电融合 生产单克隆抗体生产单克隆抗体•植物细胞植物细胞 脱壁脱壁 PEG,电融合电融合 创造植物新品种创造植物新品种•微生物细胞微生物细胞 脱壁脱壁 PEG, 高产优质新菌种高产优质新菌种同核体同核体同核体同核体异核体(杂交细胞)异核体(杂交细胞)未融合未融合未融合未融合加入融合剂加入融合剂融合细胞的类型融合细胞的类型•同核体:同核体:由同一亲本细胞融合而来由同一亲本细胞融合而来•异核体:异核体: ((heterokaryon))有不同亲本细有不同亲本细胞融合而来胞融合而来•异核体其细胞膜融合在一起,而融合的细异核体其细胞膜融合在一起,而融合的细胞含有两个不同的细胞核。
胞含有两个不同的细胞核动物细胞融合影响因素 动物细胞融合中,除促融剂外,其他如细胞性质、温度、pH、离子强度及离子种类等均全影响细胞融合效率 •①亲本细胞表面性质影响较大亲本细胞表面性质影响较大•②细细胞胞种种类类不不同同,,融融合合效效果果也也不不同同,如腹水癌及株化细胞较易融合,而淋巴细胞或血球细胞几乎不融合•③细胞融合时需要适宜温度和运动状态细胞融合时需要适宜温度和运动状态 如仙台病毒诱导-腹水癌细胞融合时,于37℃ 振摇时易于融合,且融合效率与病毒量呈正比但在34℃振摇则融合率下降在37℃时不振摇则-不融合•④细胞融合过程中,通通常常耗耗氧氧量量较较大大,缺氧时经常不融合空气中含氧量大于20%时有一定融合率,但有些细胞在无氧条件也可融合•⑤有有些些细细胞胞融融合合时时需需要要CaCa2+2+,,否否则则不不融融合合,细胞蛋白质亦发生变化 实验表明Sr2+、Ba2+、Mg2+、Mn2+等离子可代替Ca2+,但有效浓度较Ca2+大的多融合时最适合的离子强度一般为0.1mol/L•⑥最最适适合合的的pHpH为为7.4-7.87.4-7.8之之间间,在此范围之外,融合率均较低。
比较常用的杂种细胞筛选方法比较常用的杂种细胞筛选方法n n1遗传互补筛选法:遗传互补筛选法:n n2营养互补筛选:n n3温度敏感筛选法温度敏感筛选法1)遗传互补筛选法:利用每一亲本贡献一个功能正常等位基因,纠正另一亲本的缺陷,令杂种细胞表现正常n n亲本A:HGPRT- /TK+n n亲本B:HGPRT+ / TK-n n杂交细胞:HGPRT+ / TK+n n在HAT培养基中杂交细胞存活,A、B死亡2)营养互补筛选系统:细胞在缺乏一 种或几种营养成分时,不能生长繁殖 即营养缺陷型细胞利用两种亲本细 胞营养互补作用原理可以筛选杂种细胞n n亲本A:色氨酸缺陷型n n亲本B:苏氨酸缺陷型n n杂种细胞可以在不含色氨酸和苏氨酸的培养基上培养,而亲本细胞均会死亡3)温度敏感突变型杂种细胞的筛选:一般的培养细胞能在32度到40度的范围内生长,但温度敏感突变型的细胞能在高温或低温下生长由此筛选杂种细胞n n亲本一:低温敏感突变型,可在低温下生长,在高温下死亡n n亲本二:高温敏感突变型,可在高温下生长,在低温下死亡n n杂种细胞能在高温和低温下生长细胞融合的应用细胞融合的应用1.用于基因定位用于基因定位2.用于生产树突状细胞抗肿瘤疫苗用于生产树突状细胞抗肿瘤疫苗2.用于动物育种用于动物育种3.用于细胞治疗用于细胞治疗4.用于生产单克隆抗体用于生产单克隆抗体5.用于研究核质关系和肿瘤发生机制用于研究核质关系和肿瘤发生机制细胞融合应用细胞融合应用n n一一. 单克隆抗体克隆抗体 19751975年英国科学家年英国科学家Milstein和和Kohler将将产生抗体生抗体 的淋巴的淋巴细胞同胞同肿瘤瘤细胞融合,成功建立了胞融合,成功建立了单克隆克隆抗抗 体技体技术,而,而获得得1984年年诺贝尔医学和医学和生理学生理学奖。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984"for the discovery of the principle for production of monoclonal antibodies"Georges J.F. Koehler Federal Republic of Germany Basel Institute for Immunology Basel, Switzerland b. 1946 d. 1995 Car Milstein Argentina and United Kingdom MRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge, United Kingdom b. 1927(in Bahia Blanca, Argentina)d. 2002 科莱尔米尔斯坦单克隆抗体的概念单克隆抗体的概念n n单: 单个细胞n n克隆: 无性繁殖n n抗体: 化学性质单一、特异性强亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备 细胞融合细胞融合杂交瘤细胞的筛选杂交瘤细胞的筛选可分泌特异性单克隆抗体可分泌特异性单克隆抗体 的杂交瘤细胞的筛选的杂交瘤细胞的筛选杂交瘤细胞的克隆化培养杂交瘤细胞的克隆化培养单克隆抗体的生产和纯化单克隆抗体的生产和纯化生生 产产 过过 程程单克隆抗体的大量制备过程n n一一一一细胞融合前准备细胞融合前准备细胞融合前准备细胞融合前准备n n( (一一一一) )动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备n n在腹腔免疫在腹腔免疫在腹腔免疫在腹腔免疫1 1----2 2次后的次后的次后的次后的2 2----4 4周,于融合前周,于融合前周,于融合前周,于融合前3 3——4 4天加强免天加强免天加强免天加强免疫一次,这样可以使抗原最近激活的疫一次,这样可以使抗原最近激活的疫一次,这样可以使抗原最近激活的疫一次,这样可以使抗原最近激活的B B淋巴细胞定位于脾淋巴细胞定位于脾淋巴细胞定位于脾淋巴细胞定位于脾脏,也使记忆细胞处在激活与分裂状态。
许多资料结果表脏,也使记忆细胞处在激活与分裂状态许多资料结果表脏,也使记忆细胞处在激活与分裂状态许多资料结果表脏,也使记忆细胞处在激活与分裂状态许多资料结果表明,脾细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤的最佳时间,明,脾细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤的最佳时间,明,脾细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤的最佳时间,明,脾细胞与骨髓瘤细胞融合,形成杂交瘤的最佳时间,是在抗体形成高峰之前,而不是在抗体形成高峰期可溶是在抗体形成高峰之前,而不是在抗体形成高峰期可溶是在抗体形成高峰之前,而不是在抗体形成高峰期可溶是在抗体形成高峰之前,而不是在抗体形成高峰期可溶性抗原的免疫量常为性抗原的免疫量常为性抗原的免疫量常为性抗原的免疫量常为10-100ug10-100ug,经皮下或腹腔注射免疫,经皮下或腹腔注射免疫,经皮下或腹腔注射免疫,经皮下或腹腔注射免疫1-1-2 2次(间隔次(间隔次(间隔次(间隔2-32-3周),周),周),周),3 3周后周后周后周后50-500ug50-500ug抗原加强免疫,加强抗原加强免疫,加强抗原加强免疫,加强抗原加强免疫,加强免疫一定要静脉注射或腹腔内注射,确保抗原到达脾脏免疫一定要静脉注射或腹腔内注射,确保抗原到达脾脏。
免疫一定要静脉注射或腹腔内注射,确保抗原到达脾脏免疫一定要静脉注射或腹腔内注射,确保抗原到达脾脏细胞抗原常用细胞抗原常用细胞抗原常用细胞抗原常用2× 102× 107 7用细胞腹腔注射,不需佐剂用细胞腹腔注射,不需佐剂用细胞腹腔注射,不需佐剂用细胞腹腔注射,不需佐剂 n n一般取最后一次加强免疫一般取最后一次加强免疫一般取最后一次加强免疫一般取最后一次加强免疫3 3天以后的天以后的天以后的天以后的脾脏脾脏脾脏脾脏,制备成细胞悬,制备成细胞悬,制备成细胞悬,制备成细胞悬液n n淋巴细胞:经过免疫处理的淋巴细胞,多用大鼠淋巴细胞:经过免疫处理的淋巴细胞,多用大鼠淋巴细胞:经过免疫处理的淋巴细胞,多用大鼠淋巴细胞:经过免疫处理的淋巴细胞,多用大鼠或小鼠n n免疫方法:体内法或体外法免疫方法:体内法或体外法免疫方法:体内法或体外法免疫方法:体内法或体外法n n体内法:对细胞或微生物抗原可直接注射如小鼠体内法:对细胞或微生物抗原可直接注射如小鼠体内法:对细胞或微生物抗原可直接注射如小鼠体内法:对细胞或微生物抗原可直接注射如小鼠体内,可溶性蛋白抗原可与等量的福氏完全佐剂体内,可溶性蛋白抗原可与等量的福氏完全佐剂体内,可溶性蛋白抗原可与等量的福氏完全佐剂体内,可溶性蛋白抗原可与等量的福氏完全佐剂混合乳化后,注入到动物体内。
混合乳化后,注入到动物体内混合乳化后,注入到动物体内混合乳化后,注入到动物体内3 3 3 3----4 4 4 4天后,在无天后,在无天后,在无天后,在无菌条件下可以取出脾或淋巴结制成悬液,存活率菌条件下可以取出脾或淋巴结制成悬液,存活率菌条件下可以取出脾或淋巴结制成悬液,存活率菌条件下可以取出脾或淋巴结制成悬液,存活率在在在在95959595%以上的可以用于融合%以上的可以用于融合%以上的可以用于融合%以上的可以用于融合n n体外法:直接提取大、小鼠淋巴细胞,调整为体外法:直接提取大、小鼠淋巴细胞,调整为体外法:直接提取大、小鼠淋巴细胞,调整为体外法:直接提取大、小鼠淋巴细胞,调整为101010107 7 7 7个个个个/ml/ml/ml/ml,加适当浓度抗原,,加适当浓度抗原,,加适当浓度抗原,,加适当浓度抗原,3 3 3 3----4 4 4 4天后,收集被刺激天后,收集被刺激天后,收集被刺激天后,收集被刺激的淋巴细胞的淋巴细胞的淋巴细胞的淋巴细胞n n小牛血清的选择小牛血清的选择小牛血清的选择小牛血清的选择n n①①①①供血的新生小牛必须是健康牛的产仔,并在产后供血的新生小牛必须是健康牛的产仔,并在产后供血的新生小牛必须是健康牛的产仔,并在产后供血的新生小牛必须是健康牛的产仔,并在产后2424小时小时小时小时内抽血,此期间不得吸取母乳。
内抽血,此期间不得吸取母乳内抽血,此期间不得吸取母乳内抽血,此期间不得吸取母乳n n②②②②以无菌操作自颈动脉放血,并在无菌条件下分离血清及以无菌操作自颈动脉放血,并在无菌条件下分离血清及以无菌操作自颈动脉放血,并在无菌条件下分离血清及以无菌操作自颈动脉放血,并在无菌条件下分离血清及滤菌,全过程在滤菌,全过程在滤菌,全过程在滤菌,全过程在3636小时内完成经滤菌的血清置-小时内完成经滤菌的血清置-小时内完成经滤菌的血清置-小时内完成经滤菌的血清置-2020℃℃℃℃保保保保存③③③③血清使用前需做细菌、支原体培养及内毒素测定,血清使用前需做细菌、支原体培养及内毒素测定,血清使用前需做细菌、支原体培养及内毒素测定,血清使用前需做细菌、支原体培养及内毒素测定,在确实无污染的情况下方可使用在确实无污染的情况下方可使用在确实无污染的情况下方可使用在确实无污染的情况下方可使用n n④④④④每批小牛血清测定总蛋白含量并分别配成每批小牛血清测定总蛋白含量并分别配成每批小牛血清测定总蛋白含量并分别配成每批小牛血清测定总蛋白含量并分别配成1010%、%、%、%、2020%、%、%、%、2525%于基础培养基和%于基础培养基和%于基础培养基和%于基础培养基和HATHAT培养基中,对骨髓瘤细胞和杂交培养基中,对骨髓瘤细胞和杂交培养基中,对骨髓瘤细胞和杂交培养基中,对骨髓瘤细胞和杂交瘤细胞进行培养,观察小牛血清对瘤细胞和融合细胞的细瘤细胞进行培养,观察小牛血清对瘤细胞和融合细胞的细瘤细胞进行培养,观察小牛血清对瘤细胞和融合细胞的细瘤细胞进行培养,观察小牛血清对瘤细胞和融合细胞的细胞毒性。
胞毒性n n⑤⑤⑤⑤轻微溶血的血清,而无细胞毒性者仍可应用轻微溶血的血清,而无细胞毒性者仍可应用轻微溶血的血清,而无细胞毒性者仍可应用轻微溶血的血清,而无细胞毒性者仍可应用n n⑥⑥⑥⑥在用血清做细菌培养时,应置于细胞培养瓶内进行,培在用血清做细菌培养时,应置于细胞培养瓶内进行,培在用血清做细菌培养时,应置于细胞培养瓶内进行,培在用血清做细菌培养时,应置于细胞培养瓶内进行,培养期间随时可放于倒置显微镜下观察,可避免由于肉眼观养期间随时可放于倒置显微镜下观察,可避免由于肉眼观养期间随时可放于倒置显微镜下观察,可避免由于肉眼观养期间随时可放于倒置显微镜下观察,可避免由于肉眼观察的疏忽察的疏忽察的疏忽察的疏忽B 淋巴细胞的准备淋巴细胞的准备红细胞将红细胞注入小鼠皮下或腹腔取出脾脏B淋巴细胞 亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备( (二二) )骨髓瘤细胞的获得与培养骨髓瘤细胞的获得与培养n n 骨髓瘤细胞系应和免疫动物属于同一骨髓瘤细胞系应和免疫动物属于同一品系,这样杂交融合率高,也便于接种品系,这样杂交融合率高,也便于接种杂交瘤细胞在同一晶系小鼠腹腔内产生杂交瘤细胞在同一晶系小鼠腹腔内产生大量大量McAB。
n n骨髓瘤细胞的培养可利用一般的动物细骨髓瘤细胞的培养可利用一般的动物细胞培养液小牛血清的浓度一般在胞培养液小牛血清的浓度一般在10%%—20%,细胞的最大密度不得超%,细胞的最大密度不得超106个/个/ml,一般扩大培养以,一般扩大培养以1::10稀释传代,每稀释传代,每3-5天传代一次细胞的倍增时间为天传代一次细胞的倍增时间为16-20h亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备亲本细胞的准备骨髓瘤细胞的准备骨髓瘤细胞的准备 骨髓瘤细胞:是癌变的浆细胞,可以分泌免疫球蛋白,所以必须选择 不分泌免疫球蛋白的缺陷型 骨髓瘤细胞,多用多用BALB/C BALB/C 小鼠的骨小鼠的骨髓瘤细胞髓瘤细胞 细胞融合细胞融合加入PEG作融合剂B淋巴细胞骨髓瘤细胞杂交瘤细胞1234二二 细胞融合细胞融合n n融合条件除了融合剂以外,还包括温融合条件除了融合剂以外,还包括温度、培养基和培养板等我们首先分度、培养基和培养板等我们首先分析用析用PEG作融合剂时的条件选择由作融合剂时的条件选择。
由于作用时间不一样对细胞的毒性也不于作用时间不一样对细胞的毒性也不一样用于融合的分子量一般在一样用于融合的分子量一般在1000--4000,一般作用浓度在,一般作用浓度在35%-%-50%%之间,之间,PEG作用作用1--2分钟,以分钟,以PH8.0--8.2时融合率最高时融合率最高小白鼠脾臟細胞小白鼠脾臟細胞小白鼠脾臟細胞小白鼠脾臟細胞 B B 與與與與 癌細胞癌細胞癌細胞癌細胞 N N 以以以以 PEG PEG 進行融合,進行融合,進行融合,進行融合,操作在操作在操作在操作在 10 min 10 min 內完成內完成內完成內完成 ( (如下圖如下圖如下圖如下圖) ),隨即把細胞平均分,隨即把細胞平均分,隨即把細胞平均分,隨即把細胞平均分配在配在配在配在 96 96 槽細胞培養盤槽細胞培養盤槽細胞培養盤槽細胞培養盤 中中中中 n n细胞融合:细胞融合:1. 脾细胞的准备;拉颈处死小脾细胞的准备;拉颈处死小鼠;无菌操作取出脾脏;清洗、研磨鼠;无菌操作取出脾脏;清洗、研磨2. 制备脾细胞悬液制备脾细胞悬液:收集细胞;离心洗涤;细收集细胞;离心洗涤;细胞计数3. 准备骨髓瘤细胞准备骨髓瘤细胞: 收集细胞;收集细胞;离心洗涤;活细胞计数;调整细胞浓度,离心洗涤;活细胞计数;调整细胞浓度,骨髓瘤细胞与小鼠脾胞按一定比例混合。
骨髓瘤细胞与小鼠脾胞按一定比例混合4. 细胞融合剂的选择:细胞融合剂的选择: 病毒,病毒,PEG5. 细胞细胞融合:在聚乙二醇作用下各种淋巴细胞可融合:在聚乙二醇作用下各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合,形成杂交瘤细胞与骨髓瘤细胞发生融合,形成杂交瘤细胞n n将免疫脾细胞和小鼠骨髓细胞以将免疫脾细胞和小鼠骨髓细胞以2 2::1 1或或1010::1 1的比例混匀于的比例混匀于50ml50ml锥形离心管内锥形离心管内n n1200rpm1200rpm离心离心7 7—1010分钟,尽量吸净上清液,分钟,尽量吸净上清液,用手指轻击管壁,使管底沉淀的细胞铺展用手指轻击管壁,使管底沉淀的细胞铺展成薄层n n在室温条件下边轻轻振摇离心管边在在室温条件下边轻轻振摇离心管边在6060秒秒钟内逐滴加入钟内逐滴加入50%50%的的PEG 0.5mlPEG 0.5ml,随后静置,随后静置9090秒n n再于再于5 5分钟内边振摇边逐滴加入分钟内边振摇边逐滴加入5 5--10ml10ml不不含血清的培液或盐水缓冲液,以终止含血清的培液或盐水缓冲液,以终止PEGPEG的的作用,再静置作用,再静置1010分钟。
分钟n n融合细胞的早期观察及其异常结果分融合细胞的早期观察及其异常结果分析:析:n n1.融合后的细胞早期观察与管理;.融合后的细胞早期观察与管理;2.无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析;.无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析;n n3.转种与扩大培养过程中杂交瘤细胞.转种与扩大培养过程中杂交瘤细胞生长;生长;n n4.不出现杂交瘤的原因分折.不出现杂交瘤的原因分折三三 杂交瘤细胞的筛选杂交瘤细胞的筛选融 合将细胞转移到HAT培养基中培养HAT1234HATHAT培养基筛选杂交瘤细胞培养基筛选杂交瘤细胞n n细胞团块分散后,加HAT溶液,稀释至骨髓瘤细胞不超过2×105 ml,即可加入有饲养细胞的96孔塑料培养板内每孔0.1ml,如是24孔板,每孔0.5ml;总量分别为0.2ml和1mln n用HAT选择性培养时每隔2-3天半量换液,7天后可以选择出杂交瘤细胞HATHAT选择系统选择系统n nHATHAT是含一定浓度是含一定浓度次黄嘌呤(次黄嘌呤(H H))、、氨基喋呤氨基喋呤((A A))及及胸腺嘧啶核苷(胸腺嘧啶核苷(T T))的一种的一种选择性培养选择性培养基基,其中三种成分与细胞,其中三种成分与细胞DNADNA合成有关。
合成有关n nDNADNA合成途径有两种合成途径有两种n n杂交瘤技术中,常选用 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷((HPRTHPRT- -))骨髓瘤细胞或 胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型(胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型(TKTK- -))骨髓瘤细胞为亲本之一n nHPRT-细胞的嘌呤只能由全合成途径产生;n nTK- 细胞的嘧啶只能由全合成途径合成 含氨基喋呤培养基抑制了细胞内嘌呤和嘧啶的全合成途径n n淋巴细胞具有合成DNA的两条途径n n杂种细胞通过互补作用获得HRPT或TK基因,可应用培养基中次黄嘌呤及胸腺嘧啶核苷,通过补救合成途径合成DNAn n在HAT培养基中,HPRT- 或TK- 亲本细胞死亡,淋巴细胞亦逐渐死亡,只有杂种细胞存活四四 可分泌特异性单克隆抗体可分泌特异性单克隆抗体 的杂交瘤细胞的筛选的杂交瘤细胞的筛选HAT将培养皿孔内的上清液取出,检测抗体常用的方法将培养皿孔内的上清液取出,检测抗体常用的方法有:放射免疫测定、酶联免疫吸附试验和免疫荧光测定有:放射免疫测定、酶联免疫吸附试验和免疫荧光测定融 合五五 杂交瘤细胞的克隆化培养杂交瘤细胞的克隆化培养1 2 3 4 5 6融 合HAT杂交瘤细胞的克隆化培养杂交瘤细胞的克隆化培养n n利用单个细胞培养技术选育出遗传稳定的分泌特异抗体的细胞系。
n n在培养过程中,一般要加能释放某些生长因子促进杂交瘤生长的饲养细胞,如小鼠的腹腔巨噬细胞、脾细胞或胸腺细胞等n n方法有有限稀释法、软琼脂培养法、显微操作法、应用荧光激活分选仪等n n克隆化的目的克隆化的目的克隆化的目的克隆化的目的1 1)))) 是细胞建株的必经过程,以得到遗传特征相是细胞建株的必经过程,以得到遗传特征相是细胞建株的必经过程,以得到遗传特征相是细胞建株的必经过程,以得到遗传特征相同的细胞;同的细胞;同的细胞;同的细胞;2 2)))) 就杂交瘤而言,可从中筛选出稳定而同源的就杂交瘤而言,可从中筛选出稳定而同源的就杂交瘤而言,可从中筛选出稳定而同源的就杂交瘤而言,可从中筛选出稳定而同源的杂种细胞系,淘汰遗传不稳定的杂交瘤细跑杂种细胞系,淘汰遗传不稳定的杂交瘤细跑杂种细胞系,淘汰遗传不稳定的杂交瘤细跑杂种细胞系,淘汰遗传不稳定的杂交瘤细跑3 3)))) 减少非分泌型无关细胞生长过快减少非分泌型无关细胞生长过快减少非分泌型无关细胞生长过快减少非分泌型无关细胞生长过快n n注意事项:注意事项:注意事项:注意事项:①①①①待克隆细胞生长处于对数增长期;待克隆细胞生长处于对数增长期;待克隆细胞生长处于对数增长期;待克隆细胞生长处于对数增长期;②②②②小牛血清的质量和浓度;小牛血清的质量和浓度;小牛血清的质量和浓度;小牛血清的质量和浓度;③③③③细胞计数要准确;细胞计数要准确;细胞计数要准确;细胞计数要准确;④④④④及时观察细胞生长情况。
及时观察细胞生长情况及时观察细胞生长情况及时观察细胞生长情况n n饲养细胞的种类和作用饲养细胞的种类和作用对于培养小鼠细胞来说,主要有下列各种细胞可对于培养小鼠细胞来说,主要有下列各种细胞可供作为其饲养细胞:供作为其饲养细胞:①①胸腺细胞胸腺细胞, ,用量为用量为106/0.2ml106/0.2ml②②正常的脾细胞;正常的脾细胞;③③传代培养中的大鼠胚胎成纤维细胞;传代培养中的大鼠胚胎成纤维细胞;④④腹腔细胞其用量为腹腔细胞其用量为2×104/0.2ml2×104/0.2ml,腹腔细胞是使,腹腔细胞是使用得最普遍的饲养细胞用得最普遍的饲养细胞 胚胎成纤维细胞因在细胞培养条件下有分裂增殖胚胎成纤维细胞因在细胞培养条件下有分裂增殖的能力,故只适应于软琼脂平板法培养中,该细的能力,故只适应于软琼脂平板法培养中,该细胞铺于平板的底层胞铺于平板的底层 n n饲养细胞的作用饲养细胞的作用①①提高培养细胞的密度,使待克隆细胞容提高培养细胞的密度,使待克隆细胞容易生存与繁殖易生存与繁殖②②腹腔细胞能清除培养中的死亡细胞,从腹腔细胞能清除培养中的死亡细胞,从而促进单个细胞克隆的生长而促进单个细胞克隆的生长。
③③饲养细胞能释放诸如细胞生长因子类物饲养细胞能释放诸如细胞生长因子类物质,起到促进细胞分裂、增殖的作用质,起到促进细胞分裂、增殖的作用 n n1.1.有限稀释法有限稀释法稀释稀释n n1 1)有限稀释法)有限稀释法)有限稀释法)有限稀释法 有限稀释法原理是从理论上将细胞稀释到有限稀释法原理是从理论上将细胞稀释到有限稀释法原理是从理论上将细胞稀释到有限稀释法原理是从理论上将细胞稀释到1010个个个个/ml/ml,然后装成每小孔,然后装成每小孔,然后装成每小孔,然后装成每小孔(96(96孔板孔板孔板孔板) 0.1ml) 0.1ml,使每孔理,使每孔理,使每孔理,使每孔理论上含有单个细胞,经过培养后即可获得单个细论上含有单个细胞,经过培养后即可获得单个细论上含有单个细胞,经过培养后即可获得单个细论上含有单个细胞,经过培养后即可获得单个细胞形成集落胞形成集落胞形成集落胞形成集落 有限稀释法举例:有限稀释法举例:有限稀释法举例:有限稀释法举例:1.1.取取取取1.0 ml 5×104ml1.0 ml 5×104ml细胞细胞细胞细胞+4ml+4ml培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释, 得得得得1×104/ml.1×104/ml.2.2.取取取取0.5ml 1×104ml0.5ml 1×104ml细胞液细胞液细胞液细胞液+4.5ml+4.5ml培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释, 得得得得1×103/ml.1×103/ml.3.3.取取取取1.0ml 1×103ml1.0ml 1×103ml细胞液细胞液细胞液细胞液+4.5ml+4.5ml培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释,培养基稀释, 得得得得1×102/ml.1×102/ml.2 . .软琼脂培养法软琼脂培养法n n在加入饲养细胞的无菌平皿内铺上一层0.5%的琼脂,待凝固后再铺上一层混有杂交瘤细胞的0.25%的软琼脂。
待细胞长成集落后,用毛细管吸出移种于含饲养细胞的96孔板内n2)软琼脂培养法:)软琼脂培养法: 本法对于某些抗原,可以把克隆化培养与特异本法对于某些抗原,可以把克隆化培养与特异性筛选测定结合起来进行,所以它的特点是效率性筛选测定结合起来进行,所以它的特点是效率较高,速度较快但缺点是克隆率不高基本原较高,速度较快但缺点是克隆率不高基本原理是利用单个细胞在软琼脂培养基上的局限化生理是利用单个细胞在软琼脂培养基上的局限化生长,待细胞集落长到肉眼可见后,用巴氏吸管从长,待细胞集落长到肉眼可见后,用巴氏吸管从琼脂上挑出来琼脂上挑出来(一般一般8—10天后天后),再移到液体培养,再移到液体培养基中,进行生长繁殖,并检测培养上清液的活性基中,进行生长繁殖,并检测培养上清液的活性也可以用溶血空斑技术或围绕集落形成免疫沉淀也可以用溶血空斑技术或围绕集落形成免疫沉淀的方法来直接测它的活性的方法来直接测它的活性3.3.显微镜操作法显微镜操作法n3)显微镜操作法)显微镜操作法 在倒置在倒置(或解剖或解剖)显微镜下,借助于毛细吸管将显微镜下,借助于毛细吸管将单个细胞个别吸出,分别放入已加饲养细胞的单个细胞个别吸出,分别放入已加饲养细胞的96孔培养孔内,根据原理不同,又分为普通法和玫孔培养孔内,根据原理不同,又分为普通法和玫瑰花结两种方法。
瑰花结两种方法普通显微镜操作法:于普通显微镜操作法:于6cm平皿中,假如约平皿中,假如约103个个细胞;细胞;CO2培养基箱中静置培养基箱中静置1小时左右无菌条件;小时左右无菌条件;在倒置显微镜下去平皿盖用直角转头滴管,吸出在倒置显微镜下去平皿盖用直角转头滴管,吸出单个细胞移至预先加有饲养细胞的单个细胞移至预先加有饲养细胞的96孔板内直至孔板内直至96孔均分装有细胞,加盖;于孔均分装有细胞,加盖;于CO2培养箱内培养培养箱内培养观察与更换培养方法同有限稀释法观察与更换培养方法同有限稀释法玫瑰花结原理:分泌抗体细胞在其表面含有抗原玫瑰花结原理:分泌抗体细胞在其表面含有抗原受体,在受体,在—定的条件下常可与特异性抗原致敏的定的条件下常可与特异性抗原致敏的羊红细胞形成玫瑰花结如果从免疫动物的脾细羊红细胞形成玫瑰花结如果从免疫动物的脾细胞中除去能形成特异性玫瑰花结的细胞则失去对胞中除去能形成特异性玫瑰花结的细胞则失去对特异性抗原的反应性特异性抗原的反应性4.4.荧光激活分离法荧光激活分离法n n荧光激活细胞分离器法(Fluoresemu activated Cell Sortu,FACS) 用本仪器分离单细胞的原理是将悬液中的细胞引入一种液流的中央,使其一个接一个地通过聚焦的高能激光束,根据荧光和光放射的性质快速分析和分离细胞。
n n5)盖片分离法)盖片分离法 1.用钉锤于洁净的橡胶上砸干净盖片;用钉锤于洁净的橡胶上砸干净盖片;2.选择碎块、大小形态适用的选出;选择碎块、大小形态适用的选出;3.加培养液及进行细胞培养;加培养液及进行细胞培养;4.倒置镜下选细胞,挑出单细胞玻片;倒置镜下选细胞,挑出单细胞玻片;5.进行单个细胞培养进行单个细胞培养 大量生产单克隆抗体:大量生产单克隆抗体:n n(1)(1)体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤细胞,从细胞,从细胞,从细胞,从上清上清上清上清中获取单克隆抗体;中获取单克隆抗体;中获取单克隆抗体;中获取单克隆抗体;n n(((( 2 2)体)体)体)体neinei杂交瘤细胞制备杂交瘤细胞制备杂交瘤细胞制备杂交瘤细胞制备腹水或血清腹水或血清腹水或血清腹水或血清n n1)1)实体瘤法:实体瘤法:实体瘤法:实体瘤法:对数生长期的杂交瘤细对数生长期的杂交瘤细对数生长期的杂交瘤细对数生长期的杂交瘤细胞接种于小鼠背部皮下,每处注射胞接种于小鼠背部皮下,每处注射胞接种于小鼠背部皮下,每处注射胞接种于小鼠背部皮下,每处注射0.2ml.0.2ml.肿瘤达到一定大小后则可采血,肿瘤达到一定大小后则可采血,肿瘤达到一定大小后则可采血,肿瘤达到一定大小后则可采血,从血清获得单从血清获得单从血清获得单从血清获得单克克隆抗体。
隆抗体2))腹水的制备:腹水的制备:n n腹腔注射腹腔注射腹腔注射腹腔注射1x101x106 6杂交瘤细胞,按种细胞杂交瘤细胞,按种细胞杂交瘤细胞,按种细胞杂交瘤细胞,按种细胞7-107-10天后可天后可天后可天后可产生腹水也可用注射器抽取腹水,可反复收集产生腹水也可用注射器抽取腹水,可反复收集产生腹水也可用注射器抽取腹水,可反复收集产生腹水也可用注射器抽取腹水,可反复收集数次腹水中单克隆抗体含量可达数次腹水中单克隆抗体含量可达数次腹水中单克隆抗体含量可达数次腹水中单克隆抗体含量可达5-20mg/ml5-20mg/ml,,,,可以将腹水中细胞冻存起来,复苏后转种小鼠腹可以将腹水中细胞冻存起来,复苏后转种小鼠腹可以将腹水中细胞冻存起来,复苏后转种小鼠腹可以将腹水中细胞冻存起来,复苏后转种小鼠腹腔则产生腹水快、量多腔则产生腹水快、量多腔则产生腹水快、量多腔则产生腹水快、量多n n避免夭折的方法可采用:避免夭折的方法可采用:避免夭折的方法可采用:避免夭折的方法可采用:①①①①换液动作轻柔、换液量不超过换液动作轻柔、换液量不超过换液动作轻柔、换液量不超过换液动作轻柔、换液量不超过1/21/2;;;;②②②②避免反复取出避免反复取出避免反复取出避免反复取出CO2CO2培养箱,不宜经常换液;培养箱,不宜经常换液;培养箱,不宜经常换液;培养箱,不宜经常换液;③③③③不不不不轻易更换新批号小牛血清。
及时判断阳性孔也是一项重要轻易更换新批号小牛血清及时判断阳性孔也是一项重要轻易更换新批号小牛血清及时判断阳性孔也是一项重要轻易更换新批号小牛血清及时判断阳性孔也是一项重要的工作,可起减少工作量和保证重点杂交细胞双重作用,的工作,可起减少工作量和保证重点杂交细胞双重作用,的工作,可起减少工作量和保证重点杂交细胞双重作用,的工作,可起减少工作量和保证重点杂交细胞双重作用,待集落生长到待集落生长到待集落生长到待集落生长到9696孔板孔孔板孔孔板孔孔板孔1/31/3左右,左右,左右,左右,2424孔板孔板孔板孔板1/51/5左右,就要及左右,就要及左右,就要及左右,就要及时测定各孔上清中是否会有特异性抗体,一旦发现抗体阳时测定各孔上清中是否会有特异性抗体,一旦发现抗体阳时测定各孔上清中是否会有特异性抗体,一旦发现抗体阳时测定各孔上清中是否会有特异性抗体,一旦发现抗体阳性孔,就应立即扩大培养,再冻存和克隆化,以免被其他性孔,就应立即扩大培养,再冻存和克隆化,以免被其他性孔,就应立即扩大培养,再冻存和克隆化,以免被其他性孔,就应立即扩大培养,再冻存和克隆化,以免被其他细胞生长所压抑或意外丢失细胞生长所压抑或意外丢失。
细胞生长所压抑或意外丢失细胞生长所压抑或意外丢失n n无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析:融合后经无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析:融合后经无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析:融合后经无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析:融合后经HATHAT选择有选择有选择有选择有细胞克隆出现,但不能筛选出产生特异抗体的杂交瘤,常细胞克隆出现,但不能筛选出产生特异抗体的杂交瘤,常细胞克隆出现,但不能筛选出产生特异抗体的杂交瘤,常细胞克隆出现,但不能筛选出产生特异抗体的杂交瘤,常见原因是:见原因是:见原因是:见原因是:①①①①抗体检测法不够敏感;抗体检测法不够敏感;抗体检测法不够敏感;抗体检测法不够敏感;②②②②HATHAT选择失败;选择失败;选择失败;选择失败;③③③③染色体丢失和克隆竞争;染色体丢失和克隆竞争;染色体丢失和克隆竞争;染色体丢失和克隆竞争;④④④④动物免疫不成功动物免疫不成功动物免疫不成功动物免疫不成功杂交交瘤瘤细胞胞产生生 单克克隆隆抗抗体体示示意意图单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用n n主要用于疾病的诊断、治疗和预防与常规抗体相主要用于疾病的诊断、治疗和预防与常规抗体相主要用于疾病的诊断、治疗和预防。
与常规抗体相主要用于疾病的诊断、治疗和预防与常规抗体相比,具有特异性强、灵敏度高的优点如;各种癌比,具有特异性强、灵敏度高的优点如;各种癌比,具有特异性强、灵敏度高的优点如;各种癌比,具有特异性强、灵敏度高的优点如;各种癌症、肝炎病毒、症、肝炎病毒、症、肝炎病毒、症、肝炎病毒、SARSSARS病毒、细菌及血吸虫等数百病毒、细菌及血吸虫等数百病毒、细菌及血吸虫等数百病毒、细菌及血吸虫等数百种疾病的诊断;在疾病治疗方面,单克隆抗体犹如种疾病的诊断;在疾病治疗方面,单克隆抗体犹如种疾病的诊断;在疾病治疗方面,单克隆抗体犹如种疾病的诊断;在疾病治疗方面,单克隆抗体犹如人体卫士,能识别人体卫士,能识别人体卫士,能识别人体卫士,能识别“ “自己自己自己自己” ”与与与与“ “异己异己异己异己” ”,一旦发现,一旦发现,一旦发现,一旦发现 致病因素便与之结合将其杀死致病因素便与之结合将其杀死致病因素便与之结合将其杀死致病因素便与之结合将其杀死n n若在单抗上带上抗癌药物制成若在单抗上带上抗癌药物制成若在单抗上带上抗癌药物制成若在单抗上带上抗癌药物制成“ “生物导弹生物导弹生物导弹生物导弹” ”,将药,将药,将药,将药物定向带到癌细胞所在部位,既消灭了癌细胞又不物定向带到癌细胞所在部位,既消灭了癌细胞又不物定向带到癌细胞所在部位,既消灭了癌细胞又不物定向带到癌细胞所在部位,既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞会伤害健康细胞会伤害健康细胞会伤害健康细胞n n美国科学家采用细胞融合技术将番茄和马铃薯的细胞融合在一起,培育出称之为“番茄薯”或“薯番茄”的新型植物。
植株地上部结番茄,地下部生长根茎,产量高,品质好动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体思考与探究思考与探究n n1.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同?有什么不同?提示:植物体细胞杂交技术与动物细胞融提示:植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同,不同的是植物体细胞融合技术基本相同,不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁,然后再融合;动物细合前需去掉细胞壁,然后再融合;动物细胞融合是两个体细胞直接融合胞融合是两个体细胞直接融合2.制备单克隆抗体时,为什么要选用制备单克隆抗体时,为什么要选用B淋巴细淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞?胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞?n n提示:哺乳动物感染抗原后,其体内会形成相应的提示:哺乳动物感染抗原后,其体内会形成相应的提示:哺乳动物感染抗原后,其体内会形成相应的提示:哺乳动物感染抗原后,其体内会形成相应的B B淋巴淋巴淋巴淋巴细胞,细胞,细胞,细胞,B B淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。
淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原动物在免疫反应的过程中,每一种动物在免疫反应的过程中,每一种动物在免疫反应的过程中,每一种动物在免疫反应的过程中,每一种B B淋巴细胞能分泌一种淋巴细胞能分泌一种淋巴细胞能分泌一种淋巴细胞能分泌一种特异性抗体,要想获得大量的特异性抗体,必须使能分泌特异性抗体,要想获得大量的特异性抗体,必须使能分泌特异性抗体,要想获得大量的特异性抗体,必须使能分泌特异性抗体,要想获得大量的特异性抗体,必须使能分泌该单一抗体的该单一抗体的该单一抗体的该单一抗体的B B淋巴细胞大量增殖淋巴细胞大量增殖淋巴细胞大量增殖淋巴细胞大量增殖n nB B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力,但不能在体外增殖淋巴细胞具有产生单一抗体的能力,但不能在体外增殖淋巴细胞具有产生单一抗体的能力,但不能在体外增殖淋巴细胞具有产生单一抗体的能力,但不能在体外增殖n n骨髓瘤细胞是一种癌细胞,它能在体外培养条件下无限增骨髓瘤细胞是一种癌细胞,它能在体外培养条件下无限增骨髓瘤细胞是一种癌细胞,它能在体外培养条件下无限增骨髓瘤细胞是一种癌细胞,它能在体外培养条件下无限增殖,但不能产生抗体殖,但不能产生抗体。
殖,但不能产生抗体殖,但不能产生抗体n n因此,把一种因此,把一种因此,把一种因此,把一种B B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性────────在体外在体外在体外在体外培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体n n3已成功的动物细胞融合实例还有哪些?已成功的动物细胞融合实例还有哪些?n n生物种类生物种类生物种类生物种类细胞来源细胞来源细胞来源细胞来源成功年代成功年代成功年代成功年代n n酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌——鸡鸡鸡鸡原生质体原生质体原生质体原生质体—— 血红细胞血红细胞血红细胞血红细胞19751975年年年年n n人人人人——胡萝卜胡萝卜胡萝卜胡萝卜腹水癌细胞腹水癌细胞腹水癌细胞腹水癌细胞——原生质体原生质体原生质体原生质体19761976年年年年n n人人人人——小鼠小鼠小鼠小鼠纤维肉瘤细胞纤维肉瘤细胞纤维肉瘤细胞纤维肉瘤细胞——畸胎瘤细胞畸胎瘤细胞畸胎瘤细胞畸胎瘤细胞19781978年年年年4.为什么不用两个而用多个细胞为什么不用两个而用多个细胞进行细胞融合?进行细胞融合?n n就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理的、化学的方法,还就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理的、化学的方法,还就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理的、化学的方法,还就目前常用的细胞融合方法来看,不管是用物理的、化学的方法,还是生物的方法,其融合率都不可能是是生物的方法,其融合率都不可能是是生物的方法,其融合率都不可能是是生物的方法,其融合率都不可能是100%100%。
n n仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细胞更重要的仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细胞更重要的仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细胞更重要的仅用两个细胞融合,其效率太低,不一定能得到融合细胞更重要的是,即使两个细胞已发生融合,但并不一定是研究者期望得到的细胞是,即使两个细胞已发生融合,但并不一定是研究者期望得到的细胞是,即使两个细胞已发生融合,但并不一定是研究者期望得到的细胞是,即使两个细胞已发生融合,但并不一定是研究者期望得到的细胞类型目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备目前动物细胞融合技术最有价值的应用就是单克隆抗体的制备我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题我们知道,体内产生的我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题我们知道,体内产生的我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题我们知道,体内产生的我们以制备单克隆抗体为例来说明这一问题我们知道,体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上,但是每一个特异性抗体种类可多达百万种以上,但是每一个特异性抗体种类可多达百万种以上,但是每一个特异性抗体种类可多达百万种以上,但是每一个B B淋巴细胞只分泌一淋巴细胞只分泌一淋巴细胞只分泌一淋巴细胞只分泌一种特异性抗体,如果仅取一个脾细胞(含种特异性抗体,如果仅取一个脾细胞(含种特异性抗体,如果仅取一个脾细胞(含种特异性抗体,如果仅取一个脾细胞(含B B淋巴细胞)和一个瘤细胞淋巴细胞)和一个瘤细胞淋巴细胞)和一个瘤细胞淋巴细胞)和一个瘤细胞杂交,我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的;若杂交,我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的;若杂交,我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的;若杂交,我们不能确定该脾细胞分泌的抗体是否正是我们所需要的;若用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合,就可以从融合细胞中筛选出能分用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合,就可以从融合细胞中筛选出能分用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合,就可以从融合细胞中筛选出能分用大量的脾细胞和瘤细胞进行融合,就可以从融合细胞中筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
泌所需抗体的杂交瘤细胞泌所需抗体的杂交瘤细胞泌所需抗体的杂交瘤细胞5. 杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养?杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养?n n融合后的细胞经选择性培养基培养后,能存活的融合后的细胞经选择性培养基培养后,能存活的融合后的细胞经选择性培养基培养后,能存活的融合后的细胞经选择性培养基培养后,能存活的细胞就是杂交瘤细胞但这些杂交瘤细胞并非都细胞就是杂交瘤细胞但这些杂交瘤细胞并非都细胞就是杂交瘤细胞但这些杂交瘤细胞并非都细胞就是杂交瘤细胞但这些杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞,通常用是能分泌所需抗体的细胞,通常用是能分泌所需抗体的细胞,通常用是能分泌所需抗体的细胞,通常用“ “有限稀释法有限稀释法有限稀释法有限稀释法” ”来选择将杂交瘤细胞稀释,用多孔细胞培养来选择将杂交瘤细胞稀释,用多孔细胞培养来选择将杂交瘤细胞稀释,用多孔细胞培养来选择将杂交瘤细胞稀释,用多孔细胞培养板培养,使每孔细胞不超过一个,通过培养让其板培养,使每孔细胞不超过一个,通过培养让其板培养,使每孔细胞不超过一个,通过培养让其板培养,使每孔细胞不超过一个,通过培养让其增殖然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体增殖。
然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体增殖然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体增殖然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体(常用酶联免疫吸附试验法),那些上清液可与(常用酶联免疫吸附试验法),那些上清液可与(常用酶联免疫吸附试验法),那些上清液可与(常用酶联免疫吸附试验法),那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔阳性孔中的细特定抗原结合的培养孔为阳性孔阳性孔中的细特定抗原结合的培养孔为阳性孔阳性孔中的细特定抗原结合的培养孔为阳性孔阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞还不能保证是来自单个细胞,挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释,一般需进行胞继续进行有限稀释,一般需进行胞继续进行有限稀释,一般需进行胞继续进行有限稀释,一般需进行3 3~~~~4 4次,直至次,直至次,直至次,直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞该过程确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞该过程确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞该过程确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养即为杂交瘤细胞的克隆化培养即为杂交瘤细胞的克隆化培养。
即为杂交瘤细胞的克隆化培养这样的人畜细胞融合会造成什么后果?这样的人畜细胞融合会造成什么后果? 4位专家分析指出:位专家分析指出:首先,某些目前未知的兔子疾病将传染给人类,就像艾首先,某些目前未知的兔子疾病将传染给人类,就像艾滋病病毒可能是从非洲猩猩而来滋病病毒可能是从非洲猩猩而来尽管中山医科大学把胚胎用于治疗性克隆研究,但万一尽管中山医科大学把胚胎用于治疗性克隆研究,但万一被居心叵测者植人人类子宫,就可能产生一个人兔杂交被居心叵测者植人人类子宫,就可能产生一个人兔杂交种这完全是对人类尊严的亵读这完全是对人类尊严的亵读精子和卵子受精精子和卵子受精肌管肌管 破骨破骨细胞胞是由好几个是由好几个细胞胞融合融合 巨巨 细细 胞胞骨巨细胞瘤骨巨细胞瘤骨巨细胞瘤骨巨细胞瘤绿色箭头所指为正在融合的间质细胞绿色箭头所指为正在融合的间质细胞绿色箭头所指为正在融合的间质细胞绿色箭头所指为正在融合的间质细胞 附录:附录:附录:附录:蟾蜍血红细胞蟾蜍血红细胞\ \鸡血红细胞鸡血红细胞n[ [实验步骤实验步骤] ]n1.1.试剂:试剂: n(1)Alsver(1)Alsver液:葡萄糖液:葡萄糖2.05 g2.05 g,柠檬酸钠,柠檬酸钠 0.8 g0.8 g,氯,氯化钠化钠0.42 g0.42 g,加重蒸水至,加重蒸水至100 mL 100 mL 即可。
即可 n(2)GKN(2)GKN液:氯化钠液:氯化钠8 g8 g,氯化钾,氯化钾0.4 g0.4 g,, 磷酸氢二钠磷酸氢二钠1.77g1.77g,磷酸二氢钠,磷酸二氢钠0.69g0.69g,葡萄糖,葡萄糖2 g2 g,酚红,酚红0.01 g0.01 g,溶于,溶于1000mL1000mL重蒸水中重蒸水中 n(3)Ringer(3)Ringer溶液:二氯化钠溶液:二氯化钠0.25g0.25g,氯化钾,氯化钾 0.42g0.42g,,氯化钠氯化钠6.5g(6.5g(恒温动物恒温动物9g)9g)溶于溶于1000 mL1000 mL蒸馏水中蒸馏水中 (4)50(4)50%%PEGPEG混合液:称取少许混合液:称取少许PEG(Mw 4000)PEG(Mw 4000)放人刻放人刻度离心管内,在沸水浴中加热,度离心管内,在沸水浴中加热, 的等体积的的等体积的GKNGKN液,液,混匀 [实验步骤] n1.1.细胞悬液的制备:细胞悬液的制备: n(1)(1)蟾蜍血红细胞悬液制备:注射器吸蟾蜍血红细胞悬液制备:注射器吸1mLAlsver1mLAlsver液后,从蟾蜍主动液后,从蟾蜍主动脉弓取血脉弓取血1mL 1mL ,再加入,再加入2mLAlsver2mLAlsver液放入刻度离心管内,按照液放入刻度离心管内,按照3 3::1 1(V(V//V)V)加入加入6mL Alsver6mL Alsver液混匀,放入液混匀,放入4℃4℃冰箱内可保存冰箱内可保存3--43--4天。
天 (2)(2)鸡血红细胞悬液的制备:用注射器吸入鸡血红细胞悬液的制备:用注射器吸入 1mLAlsver1mLAlsver液后从鸡翼液后从鸡翼下静脉取血下静脉取血2mL2mL,注入刻度离心管内,按照,注入刻度离心管内,按照3 3::1(V1(V//V)V)加入加入6mL 6mL AlsverAlsver液混匀n2.2.取细胞悬液取细胞悬液1mL1mL,移入,移入10mL10mL离心管,离心管, 加加4mL0.854mL0.85%生理盐水%生理盐水1500r1500r//minmin离心离心5 min5 minn3.3.弃上清液,加弃上清液,加0.850.85%生理%生理 盐水至盐水至5mL5mL,混匀后,混匀后1500r1500r//minmin离心离心5min5min重复再离心洗涤重复再离心洗涤1 1次n4.4.收集最后收集最后1 1次离心沉淀的血细胞,加适量的次离心沉淀的血细胞,加适量的GKNGKN液或液或RingerRinger溶液,溶液,按压积红细胞体积配成按压积红细胞体积配成1010%的红细胞悬液%的红细胞悬液n5.5.取悬液取悬液1mL1mL到到1 1个试管中,加入个试管中,加入0.50.5~~0.8 mL0.8 mL预热的预热的5050%%PEGPEG混匀,混匀,置于置于30℃30℃水浴水浴2min2min;; 再加入再加入RingerRinger或或HanksHanks液液5ml5ml以终止以终止PEGPEG的作用的作用; ;取血细胞悬液取血细胞悬液1 1滴滴于载玻片上,再加入滴滴于载玻片上,再加入0.2%0.2%次甲基蓝溶液次甲基蓝溶液1 1滴滴, ,盖盖上盖玻片。
上盖玻片n6. 6. 显微镜显微镜( (高倍高倍) ) 观察观察2 2个或个或3 3个靠近细胞融合过程个靠近细胞融合过程n7.7.进行多个视野的测定,统计平均融合进行多个视野的测定,统计平均融合 。





