Transcript 动物细胞融合
第 二章 动物细胞融合 [email protected] 重点 概念 促融合剂与融合技术 应用与意义 一 定义： Cell fusion 细胞融合：(Cell fusion)又称 体细胞杂交 （somatic hybridization） 是指将不同来源的原生质体 (除去细胞壁的细胞)相融合， 将两个或多个细胞合并成 一个细胞的技术。 人心肌细胞 人肝脏细胞 种内杂交细胞 人细胞 鼠细胞 种间杂交细胞 在适当的条件下，细胞融合在一起，产生具有 原来两个细胞基因信息的单个核细胞，称为杂 交细胞（hybrid cell）。 种内杂交细胞（intraspecific hybrid cell）:同种细胞融合而成的细胞 种间杂交细胞（interspecific hybrid cell）: 不同种的细胞融合而成的细胞 非对称细胞融合（asymmetric 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： 1.物理方法，如X射线、r射线等，它们能使细胞核失活； 2.化学方法，核失活－碘乙酰胺（IOA）、碘乙酸 (Iodoacetate)；质失活－罗丹明（R－6－G，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 用。 动物克隆 上海第二医科大学 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 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 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 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 融合主要步骤。 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 形成细胞桥。 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 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（spontaneous cell fusion）是在未施加任何诱导条件的情况下所 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 有以下几种情况： 1. 精子和卵子受精 2. 肌管的形成 3. 胚胎着床 4. 巨细胞的形成 5. 破骨细胞的形成 6. 肿瘤细胞融合 （2）诱导细胞融合 人工诱导细胞融合是在人为条件下发生的 细胞融合现象 常用的诱导方法有三种： 1. 生物法（病毒诱导法等） 2. 化学法（PEG诱导法、Ca 2+诱导法、 溶血卵磷脂诱导法等） 3. 物理法（电诱导法等） 1.病毒诱导法 常用的病毒：仙台病毒（Sendal virus), 又称日本血凝病毒 （Hemagglutinating virus of Japan,HVJ） 属于副粘液病毒科，RNA病毒， 圆球形 1962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。 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化学法（聚乙二醇） PEG: 聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG） 分子式：HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH 性状：白色蜡状固体，具有强烈的凝集、 沉淀蛋白质的作用 分子量 〉1000-6000u，可作诱融剂。 20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 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。 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 普遍认为聚乙二醇分 子能改变各类细胞的 膜结构，使两细胞接 触点处质膜的脂 类分 子发生疏散和重组， 由于两细胞接口处双 分子层质膜的相互亲 和以及彼此的表面张 力作用， 从而使细胞 发生融合 聚乙二醇 基本原理 聚乙二醇(PEG)是一种多聚化合物，商 品名卡波蜡(Carbowax)。 聚乙二醇（PEG）介导的细胞融合 原理：PEG带有大量的负 电荷,和原生质体表面的 负电荷在钙离子的连接下， 形成静电键，促使异源的 原生质体间的粘着和结合， 在高pH,高钙离子的溶液 的作用下，将钙离子和与 质膜结合的PEG分子洗脱， 导致电荷平衡失调并重新 分配，使两种原生质体上 的正负电荷连接起来，进 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 1981年，Scheurich和Zimmermann发明了电诱导细胞融合。 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。 电融合槽 细胞电融合 • 原理： 悬于大小不同的两平行电 极间的低导电率溶液中的 细胞，在1—100MHz和 100—1000V/cm的交流电 场中，会向小电极移动， 并极化成偶极子，而沿电 场方向发生双向电泳，此 时再加上适当强度和持续 时间的高压电脉冲，即可 使相邻细胞膜的接触区产 生可逆电降解，从而触发 细胞融合。 电诱导法原理 偶极子 + + - + - - + + -- -- + - + -- 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30s 3)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： • 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（fusion index）: 反映细胞融合的效率 有两种计算方法： 1.FI=（对照组细胞数-试验组细胞数）/ 试验组细胞数 2.FI=多核细胞中的细胞核数/所有细胞 中的细胞核数 不同细胞融合的条件及其主要应用 • 来源 • 动物细胞 前处理 不需 • 植物细胞 脱壁 • 微生物细胞 脱壁 融合的方法 主要应用 仙台病毒, PEG ，电融合 生产单克隆抗体 PEG,电融合 创造植物新品种 PEG, 高产优质新菌种 加入融合剂 未融合 未融合 融合细胞的类型 同核体 同核体 异核体（杂交细胞） • 同核体：由同一亲本细胞融合而来 • 异核体： （heterokaryon）有不同亲本细 胞融合而来 • 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。 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 • ②细胞种类不同，融合效果也不同，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。 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，通常耗氧量较大，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有些细胞融合时需要Ca2+ ，否则不融合，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最适合的pH为7.4-7.8之间，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 1遗传互补筛选法： 2营养互补筛选： 3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。 亲本A：HGPRT- /TK+ 亲本B：HGPRT+ / TK 杂交细胞：HGPRT+ / TK+ 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。 亲本A：色氨酸缺陷型 亲本B：苏氨酸缺陷型 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。 亲本一：低温敏感突变型，可在低温下 生长，在高温下死亡。 亲本二：高温敏感突变型，可在高温下 生长，在低温下死亡。 杂种细胞能在高温和低温下生长。 细胞融合的应用 1.用于基因定位 2.用于生产树突状细胞抗肿瘤疫苗 2.用于动物育种 3.用于细胞治疗 4.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 细胞融合应用 单克隆抗体 1975年英国科学家 Milstein和Kohler将产生抗体 的淋巴细胞 同肿瘤细胞融合，成功建立了单克隆抗 体技术，而获得1984年诺贝尔医学和生理 学奖。 一. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984 "for the discovery of the principle for production of monoclonal antibodies" 科莱尔 Georges J.F. Koehler Federal Republic of Germany Basel Institute for Immunology Basel, Switzerland b. 1946 d. 1995 米尔斯坦 Car Milstein Argentina and United Kingdom MRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge, United Kingdom b. 1927(in Bahia Blanca, Argentina) d. 2002 单克隆抗体的概念 单: 单个细胞 克隆: 无性繁殖 抗体: 化学性质单一、特异性强 生 产 过 程 亲本细胞的准备 细胞融合 杂交瘤细胞的筛选 可分泌特异性单克隆抗体 的杂交瘤细胞的筛选 杂交瘤细胞的克隆化培养 单克隆抗体的生产和纯化 单克隆抗体的大量制备过程 一 细胞融合前准备 (一)动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备 在腹腔免疫1－2次后的2－4周，于融合前3—4天加强免疫 一次，这样可以使抗原最近激活的B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。可溶性抗 原的免疫量常为10-100ug，经皮下或腹腔注射免疫1-2次 （间隔2-3周），3周后50-500ug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。细胞 抗原常用2× 107用细胞腹腔注射，不需佐剂。 一般取最后一次加强免疫3天以后的脾脏，制备成细胞悬 液。 淋巴细胞：经过免疫处理的淋巴细胞，多用大鼠 或小鼠。 免疫方法：体内法或体外法。 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 混合乳化后，注入到动物体内。3－4天后，在无 菌条件下可以取出脾或淋巴结制成悬液，存活率 在95％以上的可以用于融合。 体外法：直接提取大、小鼠淋巴细胞，调整为107 个/ml，加适当浓度抗原，3－4天后，收集被刺激 的淋巴细胞。 小牛血清的选择 ①供血的新生小牛必须是健康牛的产仔，并在产后24小时 内抽血，此期间不得吸取母乳。 ②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36小时内完成。经滤菌的血清置－20℃保 存。③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。 ④每批小牛血清测定总蛋白含量并分别配成10％、20％、 25％于基础培养基和HAT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 胞毒性。 ⑤轻微溶血的血清，而无细胞毒性者仍可应用。 ⑥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 察的疏忽。 亲本细胞的准备 B 淋巴细胞的准备 红细胞 将红细胞注入小鼠皮下或腹腔 B淋巴细胞 取出脾脏 亲本细胞的准备 (二)骨髓瘤细胞的获得与培养 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 杂交瘤细胞在同一晶系小鼠腹腔内产生 大量McAB。 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10 ％—20％，细胞的最大密度不得超106个 ／ml，一般扩大培养以1：10稀释传代， 每3-5天传代一次。细胞的倍增时间为1620h。 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BALB/C 小鼠的骨 髓瘤细胞。 细胞融合 加入PEG作融合剂 1 3 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 2 4 杂交瘤细胞 二 细胞融合 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 析用PEG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 一样。用于融合的分子量一般在1000 －4000，一般作用浓度在35％－50％之 间，PEG作用1－2分钟，以PH8.0－8.2 时融合率最高。 小白鼠脾臟細胞 B 與 癌細胞 N 以 PEG 進行融合， 操作在 10 min 內完成 (如下圖)，隨即把細胞平均分 配在 96 槽細胞培養盤 中 细胞融合：1. 脾细胞的准备；拉颈处死小 鼠；无菌操作取出脾脏；清洗、研磨。2. 制备脾细胞悬液:收集细胞；离心洗涤；细 胞计数。3. 准备骨髓瘤细胞: 收集细胞；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。4. 细胞融合剂的选择： 病毒，PEG。5. 细胞 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。 将免疫脾细胞和小鼠骨髓细胞以2：1或10： 1的比例混匀于50ml锥形离心管内。 1200rpm离心7—10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 成薄层。 在室温条件下边轻轻振摇离心管边在60秒 钟内逐滴加入50%的PEG 0.5ml，随后静置 90秒。 再于5分钟内边振摇边逐滴加入5－10ml不 含血清的培液或盐水缓冲液，以终止PEG的 作用，再静置10分钟。 融合细胞的早期观察及其异常结果分 析： 1．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； 3．转种与扩大培养过程中杂交瘤细胞 生长； 4．不出现杂交瘤的原因分折。 三 杂交瘤细胞的筛选 将细胞转移到HAT培养基中培养 融 合 1 3 2 4 HAT HAT培养基筛选杂交瘤细胞 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 1ml。 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。 HAT选择系统 HAT是含一定浓度次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A） 及胸腺嘧啶核苷（T）的一种选择性培养基，其 中三种成分与细胞DNA合成有关。 DNA合成途径有两种。 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 （HPRT ）骨髓瘤细胞或 胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型（TK ）骨髓瘤 细胞为亲本之一。 HPRT 细胞的嘌呤只能由全合成途径产生； TK 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。 淋巴细胞具有合成DNA的两条途径。 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DNA。 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 可分泌特异性单克隆抗体 的杂交瘤细胞的筛选 融 合 HAT 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。 五 杂交瘤细胞的克隆化培养 HAT 融 合 1 2 3 4 5 6 杂交瘤细胞的克隆化培养 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。 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。 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。 克隆化的目的 1） 是细胞建株的必经过程，以得到遗传特征相 同的细胞； 2） 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。 3） 减少非分泌型无关细胞生长过快。 注意事项：①待克隆细胞生长处于对数增长期； ②小牛血清的质量和浓度；③细胞计数要准确； ④及时观察细胞生长情况。 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 供作为其饲养细胞： ①胸腺细胞,用量为106/0.2ml ②正常的脾细胞； ③传代培养中的大鼠胚胎成纤维细胞； ④腹腔细胞其用量为2×104/0.2ml，腹腔细胞是使 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 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。 饲养细胞的作用 ①提高培养细胞的密度，使待克隆细胞容 易生存与繁殖。 ②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。 ③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。 1.有限稀释法 稀释 1）有限稀释法 有限稀释法原理是从理论上将细胞稀释到10个 /ml，然后装成每小孔(96孔板) 0.1ml，使每孔理 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 。 有限稀释法举例： 1.取1.0 ml 5×104ml细胞+4ml培养基稀释， 得 1×104/ml. 2.取0.5ml 1×104ml细胞液+4.5ml培养基稀释， 得 1×103/ml. 3.取1.0ml 1×103ml细胞液+4.5ml培养基稀释， 得 1×102/ml. 2 .软琼脂培养法 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。 2）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 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 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 琼脂上挑出来(一般8—10天后)，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。 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。 3.显微镜操作法 3）显微镜操作法 在倒置(或解剖)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96 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。 普通显微镜操作法：于6cm平皿中，假如约103个 细胞；CO2培养基箱中静置1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 单个细胞移至预先加有饲养细胞的96孔板内直至 96孔均分装有细胞，加盖；于CO2培养箱内培养 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 受体，在—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 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。 4.荧光激活分离法 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。 5）盖片分离法 1.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； 3.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； 5.进行单个细胞培养。 大量生产单克隆抗体： (1)体外使用旋转培养管大量培养杂交瘤 细胞，从上清中获取单克隆抗体； （ 2）体nei杂交瘤细胞制备腹水或血清 1)实体瘤法：对数生长期的杂交瘤细 胞接种于小鼠背部皮下，每处注射 0.2ml.肿瘤达到一定大小后则可采血， 从血清获得单克隆抗体。 2）腹水的制备： 腹腔注射1x106杂交瘤细胞，按种细胞7-10天后可 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5-20mg/ml， 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。 避免夭折的方法可采用：①换液动作轻柔、换液量不超过 1/2；②避免反复取出CO2培养箱，不宜经常换液；③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 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96孔板孔1/3左右，24孔板1/5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 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。 无分泌特异性抗体杂交瘤原因分析：融合后经HAT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， 常见原因是：①抗体检测法不够敏感； ②HAT选择失败； ③染色体丢失和克隆竞争；④动物免疫不成功。 单杂 克交 隆瘤 抗细 体胞 示产 意生 图 单克隆抗体的应用 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 症、肝炎病毒、SARS病毒、细菌及血吸虫等数百种 疾病的诊断；在疾病治疗方面，单克隆抗体犹如人 体卫士，能识别“自己”与“异己”，一旦发现 致 病因素便与之结合将其杀死。 若在单抗上带上抗癌药物制成“生物导弹”，将药 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 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 思考与探究 1.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术 有什么不同？ 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。 2.制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细 胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？ 提示：哺乳动物感染抗原后，其体内会形成相应的B淋巴 细胞，B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B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 该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。 B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力，但不能在体外增殖 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。 因此，把一种B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──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。 3已成功的动物细胞融合实例还有哪些？ 生物种类 酵母菌—鸡 人—胡萝卜 人—小鼠 细胞来源 成功年代 原生质体— 血红细胞 1975年 腹水癌细胞—原生质体 1976年 纤维肉瘤细胞—畸胎瘤细胞1978年 4.为什么不用两个而用多个细胞 进行细胞融合？ 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100%。 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 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。 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B淋巴细胞只分泌一 种特异性抗体，如果仅取一个脾细胞（含B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 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。 5. 杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？ 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 是能分泌所需抗体的细胞，通常用“有限稀释法” 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，挑选阳性孔的细胞继 续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信 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。 这样的人畜细胞融合会造成什么后果？ 4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 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 被居心叵测者植人人类子宫，就可能产生一个人免杂交 种。“这完全是对人类尊严的亵读。” 精子和卵子受精 肌管 破骨细胞是由好几个细胞融合 巨细胞 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 附录：蟾蜍血红细胞\鸡血红细胞 [实验步骤] 1.试剂： (1)Alsver液：葡萄糖2.05 g，柠檬酸钠 0.8 g，氯 化钠0.42 g，加重蒸水至100 mL 即可。 (2)GKN液：氯化钠8 g，氯化钾0.4 g， 磷酸氢二钠 1.77g，磷酸二氢钠0.69g，葡萄糖2 g，酚红0.01 g， 溶于1000mL重蒸水中。 (3)Ringer溶液：二氯化钠0.25g，氯化钾 0.42g， 氯化钠6.5g(恒温动物9g)溶于1000 mL蒸馏水中。 (4)50％PEG混合液：称取少许PEG(Mw 4000)放人刻 度离心管内，在沸水浴中加热， 的等体积的GKN液， 混匀。 [实验步骤] 1.细胞悬液的制备： (1)蟾蜍血红细胞悬液制备：注射器吸1mLAlsver液后，从蟾蜍主 动脉弓取血1mL ，再加入2mLAlsver液放入刻度离心管内，按照3： 1(V／V)加入6mL Alsver液混匀，放入4℃冰箱内可保存3--4天。 (2)鸡血红细胞悬液的制备：用注射器吸入 1mLAlsver液后从鸡翼 下静脉取血2mL，注入刻度离心管内，按照3：1(V／V)加入6mL Alsver液混匀。 2.取细胞悬液1mL，移入10mL离心管， 加4mL0.85％生理盐水。 1500r／min离心5 min。 3.弃上清液，加0.85％生理 盐水至5mL，混匀后1500r／min离心 5min。重复再离心洗涤1次。 4.收集最后1次离心沉淀的血细胞，加适量的GKN液或Ringer溶液， 按压积红细胞体积配成10％的红细胞悬液。 5.取悬液1mL到1个试管中，加入0.5～0.8 mL预热的50％PEG混匀， 置于30℃水浴2min； 再加入Ringer或Hanks液5ml以终止PEG的作 用;取血细胞悬液1滴滴于载玻片上，再加入0.2%次甲基蓝溶液1滴, 盖上盖玻片。 6. 显微镜(高倍) 观察2个或3个靠近细胞融合过程。 7.进行多个视野的测定，统计平均融合