动物细胞融合过程示意图.

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第四章细胞融合

第四章细胞融合

2、细胞融合的基本过程
(1)细胞在促融剂或正弦电场 作用下凝集,彼此靠近; (2)两个相邻细胞之间的质膜 相互融合,随后两个亲本细 胞质膜上的受体、糖蛋白、 糖脂等质膜成分也在融合后 的质膜上重新分布; (3)细胞质发生融合; (4)细胞核融合,形成单核融 合细胞。
动植物细胞的融合过程
植物细胞融合过程
生物种类细胞来源成功年代烟草两个种间苷蓝青菜大豆马唐草矮牵牛龙面花大麦花生大麦大豆小麦矮牵牛油菜大豆油菜大豆玉米大豆大豆野豌豆大麦蚕豆大豆草香木犀酵母菌鸡大豆烟草大豆秋水仙人胡萝卜番茄马铃薯人小鼠叶叶叶根愈伤组织叶叶花瓣种子种子叶悬浮细胞叶花瓣叶悬浮细胞叶悬浮细胞叶悬浮细胞悬浮细胞悬浮细胞叶根悬浮细胞叶原生质体血红细胞悬浮细胞叶悬浮细胞叶腹水癌细胞原生质体叶根尖纤维肉瘤细胞畸胎瘤细胞1972197219721972197219721972197219721972197219721972197219721972197219721972几种细胞融合成功的例子植物融合细胞成长状态对比右瓶为地面融合的细胞左瓶中为太空微重力环境下融合的细胞动物细胞融合实验使用的小白鼠白化豚鼠hartley豚鼠?4意义和应用?1可以避开生殖细胞的受精过程在亲缘关系较远甚至毫无亲缘关系的物种间实现基因转移创造出自然界中没有的新物种
(1)将两种不同亲本细胞各5×l06混匀; (2)离心沉淀,吸去上清液; (3)加1ml 50%PEG溶液,用吸管吹打,使之与细胞接触1分钟;
(4)加9ml 培养液,离心沉淀,吸去上清液;
(5)加5ml 培养液,分别接种5个直径60mm平皿,每个平皿加培养 液至 5ml,37℃的CO2培养箱中培养。
叶——叶 叶——根 愈伤组织——叶 叶——花瓣 种子——种子 叶——悬浮细胞 叶——花瓣 叶——悬浮细胞 叶——悬浮细胞 悬浮细胞——悬浮细胞 叶——根 悬浮细胞——叶 原生质体——血红细胞 悬浮细胞——叶 悬浮细胞——叶 腹水癌细胞——原生质体 叶——根尖 纤维肉瘤细胞——畸胎瘤细胞

细胞融合的方法、过程和影响因素PPT课件

细胞融合的方法、过程和影响因素PPT课件
第四章-1
细胞融合
Cell Fusion
1
细胞融合
细胞融合概念 融合方法 融合过程 融合的影响因素
2
一、 细胞融合的概念
细胞融合(cell fusion):又称somatic hybridization or cell hybridization ,指在自然 条件下或人工方法使两个或两个以上的细胞通过无性 方式融合形成一个杂合细胞的过程。 它能重新组合两个亲本细胞的优良遗传信息,是研究 细胞间遗传信息传递、基因在染色体定位、改良动物 遗传特性及创造新的符合人类需要的新的细胞系极为 有效的手段。
34
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。
35
第四节 杂种细胞在细胞生物学研究中的应用
1)基因定位
不同种属的细胞融合时,常会出现一个亲本细胞 的染色体被优先排除,而另一个亲本的染色体被 选择性留下,即染色体分离的现象。由此,可根 据表型和与表型特征相对应的基因在特定染色体 上。 例如 :HGPRT-人细胞与TK-的小鼠细胞融合后, 可用HAT培养基分离得到一种仅含一条人E组染色 体的杂种细胞,具有TK活性,由此得到人的TK基 因是在E组染色体上的。
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。
21
融合参数:主要包括交流电压、交变电场的振幅频率、交变电 场的处理时间;直流高频电压、脉冲宽度、脉冲次数等。
22
优点:
融合率高,达70%-80%,甚至100% 融合率=(融合组多核细胞的核数-对 照组多核细胞的核数/对照组的全部细 胞数)×100% 可在显微镜下定向诱导细胞融合 可直接挑选杂种细胞

新教材高中生物第2章细胞工程 动物细胞融合技术与干细胞技术教师用书苏教版选择性必修3

新教材高中生物第2章细胞工程 动物细胞融合技术与干细胞技术教师用书苏教版选择性必修3

第2课时动物细胞融合技术与干细胞技术课标内容要求核心素养对接1.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物方法,使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。

2.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术。

3.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。

生命观念:以细胞结构与功能为基础,理解动物细胞融合的过程及原理。

科学思维:结合具体实例,以流程图的形式表示单克隆抗体的制备过程。

社会责任:说明干细胞在疾病治疗、新药的研制和开发等领域的应用及发展潜力。

一、动物细胞融合技术及其应用1.动物细胞融合技术(1)概念:在一定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)诱导方法①生物方法:仙台病毒、疱疹病毒、腮腺炎病毒。

利用仙台病毒诱导动物细胞融合的过程示意图如下:②化学方法:聚乙二醇诱导融合法成功率高,但有一定毒性。

③物理方法:采用电场诱导融合法。

对细胞伤害小,易操作、控制和观察。

成为细胞融合的重要技术手段。

(3)融合过程细胞质膜出现粘连、破裂和融合→进而细胞质和细胞核的融合→形成杂种细胞→挑选所需要细胞(4)诱导对象:同物种细胞和不同物种的细胞。

2.单克隆抗体(1)概念:单个细胞进行无性繁殖形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体。

(2)传统抗体的不足含有多种抗体的混合抗体,不能专一性地对付某一类病原体,治疗效果不佳。

(3)单克隆抗体的制备流程(4)应用①制备单克隆抗体靶向制剂:化疗药物与单克隆抗体结合,对肿瘤细胞有较好的选择性杀伤作用。

②疾病诊断:单克隆抗体检测相关抗原是否表达及其表达水平,作为肿瘤诊断的辅助方法;用同位素标记某种单克隆抗体,诊断结肠癌肿瘤病灶是否已经转移。

③导向手术: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。

二、干细胞技术及其应用1.干细胞的概念:动物(包括人)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:通常呈圆球形或椭圆球形,细胞体积小,核相对较大。

细胞生物学实验报告——动物细胞融合

细胞生物学实验报告——动物细胞融合

山东大学细胞生物学实验报告聚乙二醇(PEG )法诱导的动物细胞融合实验2012/9/11实验目的:了解细胞融合技术的发展过程和主要方法的基本原理,用聚乙二醇(PEG)化学诱导法进行鸡血红细胞的融合实验,掌握实验的基本操作,观察鸡血红细胞融合的不同时期。

实验原理:1. 细胞融合的概念两个或两个以上的细胞或原生质体在自然或人为诱导的情况下细胞质膜相互融合,细胞质相互混合成为一个整体杂合细胞的现象被称为细胞融合。

细胞融合可以发生在同种细胞之间也可以在不同物种间实现。

2. 细胞人工融合的主要方法及基本原理细胞体外融合的主要方法分为病毒诱导,化学诱导和物理诱导。

1953年,M. Kuroya 在临床中第一次分离到仙台病毒(HVJ )[1]。

1958年,日本学者Okada 发现仙台病毒(HVJ )能诱导动物细胞融合[2],其基本原理是仙台病毒的衣壳上有细胞表面受体的结合位点,可以诱导不同细胞凝集,最终使不同细胞的细胞膜相互融合。

1974年,加拿大学者高国楠发明了细胞的聚乙二醇(Polyethyleneglycol ,PEG )化学融合法,由于该方法对实验条件要求极低,试剂易得,操作简单,成为应用最广泛的细胞融合方法。

化学诱导细胞融合的基本原理是PEG 等化学物质能够诱导细胞膜磷脂分子的极性基团发生结构重排,相互接触的细胞在细胞膜恢复过程中借助磷脂分子的亲和作用和表面张力实现融合。

比之于仙台病毒诱导法,PEG 诱导法的效率提高了几百倍。

80年代,科学家发明了细胞电融合法[4, 5],电融合法将细胞融合的产率提高到了50%-80%。

电融合法的建立是基于细胞膜表面带电荷的性质。

当在细胞悬液周围加入特定方向的电场时,细胞表面会发生极化现象,相邻的细胞将吸附在一起。

这时突然提高电场强度,细胞间彼此接触的细胞膜会被击穿,细胞膜修复时受到磷脂分子间的亲和作用和细胞膜表面张力的作用将会发生融合。

图2. 以电融合方法得到的3T3-C2融合细胞 (引自J. Teissie 等,1982 )。

动物细胞融合过程示意图

动物细胞融合过程示意图

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 小鼠腹腔
原代 (5).C过程指细胞培养,该过程包括________培养和 传代 50 __________培养两个阶段,其中_____代以内的的细胞属于 细胞株。
1. 单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞 诱导融合后,要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞, 在这种培养基上不能存活增殖的细胞是 ( C ) ①淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞 A.②④ B.①③⑤ C.①②③④ D.②③
酶解法,如纤维素酶和果胶酶
2.动物细胞融合时需要进行去壁处理吗?为什么?
无需,因为动物细胞无细胞壁
3.植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些?
离心、电激等物理方法;PEG等化学方法
4.动物细胞融合能利用上述两类方法吗?还有其他方法吗?
能 还可以利用灭活的病毒进行诱导
5.植物体细胞杂交应先进行原生质体的融合再进行组织培养形 成完整的杂种个体,动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗?
不能
二、单克隆抗体
1.抗体是由何种细胞产生的?
效应B细胞(浆细胞)
提 问
2.一个B淋巴细胞(浆细胞)能分泌多种抗体吗?
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
3. 引起机体免疫反应产生的抗体只有一种吗? 4. 简述获得抗体的传统途径?
动物在免疫反应过程中,体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上

抗原
B

C.电刺激
4.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破 伤风杆菌的实验方案
A
制备单克隆抗体 (1).该实验方案的目的是:________________ (2).该方案能达到预期效果吗?为什么? 不能,没有将抗原注入小鼠体内,无法获得产 生单一抗体的B淋巴细胞。 (3).A是从小鼠的脾脏中取得__________ 该细胞能 B淋巴细胞 抗体 够产生______ 。 细胞融合 (4).图中B为________________过程,常用 灭活的病毒 _________________作为诱导剂,该细胞继承 ___________的遗传特性,既能__________,又能 双亲细胞 分泌抗体 无限增殖 ___________。

实验八动物细胞融合

实验八动物细胞融合

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
人工诱导细胞融合
病毒诱导融合 化学诱导融合 细胞融合,如疱疹病毒、 牛痘病毒、新城鸡瘟病毒、仙台病毒等。
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。
本实验材料为鸡红细胞,其核结构紧密,易于观察。
PEG 融合实验步骤
鸡红血球的洗涤: 每人取用0.9%生理盐水稀释100倍的鸡血1ml于1支 Ep管中,以1000r/min离心3min,去上清;再依 次用1ml生理盐水和1ml GKN溶液各洗一遍(洗涤 离心)加0.5mlGKN悬浮细胞(10-12滴)。37 ℃ 水浴锅中温育5min。
具有融合频率高、无毒性、作用机制明 确、可重复性好等优点。难控制一对细 胞间的融合。
4、激光诱导融合
利用激光俘虏法或者低浓度的融合剂PEG (5% ) 发使细胞聚集,然后利用激光微束可 以对相邻细胞的接触区细胞进行破坏, 从而 诱导许多细胞中所需的两个相邻细胞融合。
具有控制性好、融合频率高、无毒性、作 用机制明确、可重复性好等优点。
聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)法的原 理:PEG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合以及彼 此的表面张力作用,使细胞发生融合。

2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体

因此可以利用小鼠骨髓瘤细胞与之融合, 就可获得既能无限增殖又能产生单一抗 体的细胞。
单克隆抗体的制备
• 单克隆抗体:单个细胞克隆产生的化学性质
单一特异性强的抗体
设计方案思路:
利用效应B细胞产生抗体的功能 利用肿瘤细胞无限增殖的特性 利用细胞融合的技术将两种细胞融合获得杂
交瘤细胞 利用动物细胞培养技术大量培养杂交瘤细胞
6、动物细胞融合有什么意义?
一、动物细胞融合
1.概念:
动物细胞融合(cell fusion)也成细胞杂 交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细 胞的过程。 融合和形成的具有原来两个或多个细胞遗传 物质的单核细胞,称为杂交细胞。
2、原理:细胞膜的流动性
有些细胞的融合是正常的生命活动。如 精子与卵细胞的结合。
保留融合活性(诱导细胞融合)
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
病毒的使用?
病毒在免疫调节中是抗原,在基因工程中可为
载体,在细胞工程中可为诱导剂。 灭活病毒是动物细胞融合的诱导剂,一般不用 植物体细胞融合过程。
两个核的融 合是在杂种 细胞第一次 有丝分裂时 进行的
受精作用
两个细胞正在融合
离心、振动、 物理方法: 电激等 3.诱导方法: 化学法: 聚乙二醇(PEG)
生物法: 灭活的病毒
4.融合过程:
为什么灭活的 病毒能作诱导剂?
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)
单克隆抗体的制备
那么,如何大量获得化学性质单一、特异 性强的抗体?(即单克隆抗体)

动物细胞融合

动物细胞融合

异核体(heterokaryon):来自不同基 因型的细胞所融合形成的杂交细胞。
第二节 诱导细胞融合的方法
1.生物方法(病毒) 病毒是最早采用的融合剂。某些病毒被膜中有 融合蛋白(fusion protein),可介导病毒同宿 主细胞融合,也可介导细胞与细胞的融合。
常用于诱导动物细胞融合的病毒有仙台病毒、 新城鸡瘟病毒、疱疹病毒等。用作融合剂的病 毒必须事先灭活(紫外线或β-丙内酯),使病毒 的感染活性丧失而保留病毒的融合活性。
1957年,日本科学家岗田善雄在培养动 物细胞时加入失去活性的仙台病毒,发 现了细胞融合、产生具有两个核的细胞。 后来人们用此方法又成功地诱导了不同 种动物的体细胞融合,并且能将杂种细 胞培养成活,动物细胞融合技术随之诞 生。现在这项技术已经广泛应用于细胞 学、遗传学、免疫学、病毒学等多种学 科的研究工作中。
最常用的是电融合法
细胞在电场中排列成串、聚集成串珠状, 然后施加高压电脉冲,促使细胞在相互接触的 细胞膜处产生穿孔,导致细胞之间的细胞质连 通,进而发生细胞融合。 细胞电融合技术有许多优点,如诱导细胞
融合的频率高,对细胞无毒害作用,操作简便, 可重复性好。
第三节 杂种细胞的筛选
两种亲本细胞融合的混合物中可能有多种 类型细胞,如: 1) 亲本细胞 2) 同核体:同源细胞的融合体 3) 异核体:非同源的细胞的融合体 4) 多核体:含有双亲不同比例核物质 的融合体 筛选的目的是为了获得优良的杂种细胞
1.半固体培养法=平板培养
单细胞在软琼脂(或者琼脂糖)培养 基上增殖后不能移动,形成集落。待细 胞集落长到肉眼可见后,用吸管从琼脂 上挑出来(一般8-10天后),再移到液体 培养基中,进行繁殖。
2. 有限稀释法
将细胞稀释到100个/ml,理论上每0.01ml(10μl) 含有1个细胞。取0.01ml细胞液在培养板(如96孔板) 的小孔中培养,则可获得单个细胞形成的集落。 1) 取1.0 ml 5×104/ml细胞+4ml培养基稀释,得 1×104/ml. 2) 取0.5ml 1×104/ml细胞液+4.5ml培养基稀释, 得1×103/ml. 3) 取0.5ml1×103/ml细胞液+4.5ml培养基稀释,得 100 cells/ml. 4) 取0.01ml的 100 cells/ml细胞液于培养板小孔, 加0.1 ml培养基,培养后得杂种细胞系。
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(
2.动物细胞融合和植物原生质融合决定于 A.细胞膜的流动性 C.细胞质的流动性 B.细胞膜的选择透过性 D.细胞质酶的活性
A
)
3.“生物导弹”是指 A.单克隆抗体 C.产生特定抗体的B淋巴细胞 上连接抗癌药物
( D ) B.杂交瘤细胞 D.在单克隆抗体
4.只能使动物细胞融合的常用诱导方法是( A.P巴细胞,提取分泌的抗体
7.体外培养淋巴细胞能无限增殖吗?怎样解决这个问题? 与骨髓瘤细胞融合
单克隆抗体的制备
抗原 小鼠 效应B细胞 细胞培养
骨髓瘤细胞 细胞融合, 杂交瘤细胞 筛选
筛选 特定的杂交瘤
体外培养 体内培养
单克隆抗体
拓展:聚乙二醇处 理后,培养液中存 在哪几种细胞?
B-B B-瘤 瘤 -瘤
未融合的B细胞
未融合的瘤细胞
补救练习
1.动物细胞融合技术最重要的用途是 ( B A.克服远源杂交不亲和 B.制备单克隆抗体 C.培育新物种 D.生产杂种细胞 2.单克隆抗体是由下列哪种细胞产生的 ( D ) A.B淋巴细胞 B.T淋巴细胞 C.骨髓瘤细胞 D.杂交瘤细胞 3.(多选)1975年米尔斯坦和柯勒成功地获得了单克隆抗体。下 列细胞中与单克隆抗体的制备有关的是 ) A B( CD A.效应B细胞 C.骨髓瘤细胞 B.T淋巴细胞 D.杂交瘤细胞 )
提 问
2.一个B淋巴细胞(浆细胞)能分泌多种抗体吗?
每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
3. 引起机体免疫反应产生的抗体只有一种吗? 4. 简述获得抗体的传统途径?
动物在免疫反应过程中,体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上

抗原
抗原不纯
刺激
动物体
浆细胞
抗体
抗体不纯
5.这种方法获得的抗体有什么缺陷? 产量低,纯度低,特异性差 6.如何获得化学性质单一、特异性强的抗体?
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 小鼠腹腔
原代 (5).C过程指细胞培养,该过程包括________ 培养和 传代 50 代以内的的细胞属于 __________ 培养两个阶段,其中_____ 细胞株。
1. 单克隆抗体制备过程中,骨髓瘤细胞和B淋巴细胞 诱导融合后,要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞, 在这种培养基上不能存活增殖的细胞是 ( C ) ①淋巴细胞 ②小鼠骨髓瘤细胞 ③B淋巴细胞自身融合细胞 ④小鼠骨髓瘤细胞自身融合细胞 ⑤杂交瘤细胞 A.②④ B.①③⑤ C.①②③④ D.②③
B

C.电刺激
动 物 细 胞 融 合 过 程 示 意 图
不同DNA的 两个细胞
灭活的病毒
有丝分裂
两个完整的 杂交细胞
思考题
1.植物体细胞杂交时首先应用什么方法去掉细胞壁?
酶解法,如纤维素酶和果胶酶
2.动物细胞融合时需要进行去壁处理吗?为什么?
无需,因为动物细胞无细胞壁
3.植物体细胞杂交诱导原生质体融合常用的方法有哪些?
4.下图为某同学根据杂交瘤技术的方法,设计的生产破 伤风杆菌的实验方案
A
制备单克隆抗体 (1).该实验方案的目的是: ________________ (2).该方案能达到预期效果吗?为什么? 不能,没有将抗原注入小鼠体内,无法获得产 生单一抗体的B淋巴细胞。 (3).A是从小鼠的脾脏中取得__________ B淋巴细胞 该细胞能 抗体 。 够产生______ 细胞融合 (4).图中B为________________ 过程,常用 灭活的病毒 _________________ 作为诱导剂,该细胞继承 ___________ 双亲细胞 的遗传特性,既能__________, 分泌抗体 又能 无限增殖 。 ___________
离心、电激等物理方法;PEG等化学方法
4.动物细胞融合能利用上述两类方法吗?还有其他方法吗?
能 还可以利用灭活的病毒进行诱导
5.植物体细胞杂交应先进行原生质体的融合再进行组织培养形 成完整的杂种个体,动物细胞融合后能形成杂种动物个体吗?
不能
二、单克隆抗体
1.抗体是由何种细胞产生的?
效应B细胞(浆细胞)
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