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1、20102010年省生物教学学会年会报告年省生物教学学会年会报告年省生物教学学会年会报告年省生物教学学会年会报告 基因工程基因工程和和细胞工程细胞工程 福建师范大学生命科学学院福建师范大学生命科学学院 肖义军肖义军省生物教学学会年会报告 生物材料生物材料DNAmRNA一定大小范围一定大小范围DNAPCRcDNA（互补（互补DNA）反转录基因组文库基因组文库 cDNA文库文库 基因文库基因文库包括人工合成人工合成限制酶切割获取目的基因获取目的基因构建表达载体构建表达载体导入受体细胞导入受体细胞得到转基因生物得到转基因生物目的基因检测与鉴定目的基因检测与鉴定第一步第一步第二步第二步第三步第三步第四
2、步第四步基因工程的基本操作程序省生物教学学会年会报告获取目的基因获取目的基因生物材料生物材料PCRcDNAmRNADNA基因组文库基因组文库cDNA文库文库一定大小范围一定大小范围DNA人工合成人工合成逆转录逆转录限制酶切割限制酶切割省生物教学学会年会报告获取目的基因获取目的基因构建表达载体构建表达载体导入受体细胞导入受体细胞得到转基因生物得到转基因生物目的基因检测与鉴定目的基因检测与鉴定第一步第一步第一步第一步第二步第二步第二步第二步第三步第三步第三步第三步第四步第四步第四步第四步省生物教学学会年会报告基因文库(gene library)概念uu又称又称DNA文库，是指某个生物的文库，是指某
3、个生物的基因组基因组DNA或或cDNA片段片段与与适当的载体适当的载体在体外重组后，转在体外重组后，转化化宿主细胞宿主细胞，通过筛选后得到大量的阳性菌，通过筛选后得到大量的阳性菌落落(或噬菌体或噬菌体)，所有菌落或噬菌体的集合即，所有菌落或噬菌体的集合即为该生物的基因文库。为该生物的基因文库。uu基因文库由外源基因文库由外源DNA片段片段、载体载体和和宿主细胞宿主细胞组成。组成。省生物教学学会年会报告 基因组文库基因组文库(Genomic library)(Genomic library)n n将某种生物体的将某种生物体的全部基因组全部基因组DNADNA用限制性内用限制性内切酶或机械力量切割成
4、一定长度范围的切酶或机械力量切割成一定长度范围的DNADNA片段，再与合适的片段，再与合适的载体载体在体外重组并转化相在体外重组并转化相应的应的宿主细胞宿主细胞获得的所有阳性菌落。获得的所有阳性菌落。该文库该文库以以DNA片段的形式贮存着该生物全部基因组片段的形式贮存着该生物全部基因组的信息，可用于的信息，可用于分离目的基因和保存某种生分离目的基因和保存某种生物的全部基因。物的全部基因。省生物教学学会年会报告基因组文库基因组文库省生物教学学会年会报告cDNA文库文库 (cDNA library) n n提取某生物组织或发育时期的总提取某生物组织或发育时期的总mRNAmRNA，经反转，经反转录产
5、生的录产生的cDNA cDNA (complementary DNA(complementary DNA，互补，互补DNA)DNA)片段分别与克隆片段分别与克隆载体载体重组，储存于重组，储存于受体菌受体菌中，该群体就称该生物基因组的中，该群体就称该生物基因组的cDNAcDNA文库。文库。省生物教学学会年会报告结构基因结构基因外显子外显子内含子内含子转录、加工修饰转录、加工修饰mRNAcDNA文库文库反转录酶反转录酶cDNA克隆、转化、培养、鉴定克隆、转化、培养、鉴定克隆、转化、培养、鉴定克隆、转化、培养、鉴定省生物教学学会年会报告 构建基因文库的基本程序1)1)提取研究对象基因组提取研究对象基
6、因组提取研究对象基因组提取研究对象基因组DNADNA，制备合适大小的，制备合适大小的，制备合适大小的，制备合适大小的DNADNA片段，片段，片段，片段，或提取组织或器官的或提取组织或器官的或提取组织或器官的或提取组织或器官的mRNAmRNA并反转录成并反转录成并反转录成并反转录成cDNAcDNA；2) DNA2) DNA片段或片段或片段或片段或cDNAcDNA片段与经特殊处理的片段与经特殊处理的片段与经特殊处理的片段与经特殊处理的载体载体载体载体连接形成连接形成连接形成连接形成重组重组重组重组DNADNA；3)3)重组重组重组重组DNADNA转化转化转化转化宿主细胞宿主细胞宿主细胞宿主细胞或体
7、外包装后侵染受体菌；或体外包装后侵染受体菌；或体外包装后侵染受体菌；或体外包装后侵染受体菌；4)4)阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。省生物教学学会年会报告基因组基因组DNADNA文库文库cDNAcDNA文库文库省生物教学学会年会报告基因组文库的类型 根据所选用的根据所选用的载体载体可以分为：可以分为： 质粒文库、噬菌体文库、人工染色体文库（细质粒文库、噬菌体文库、人工染色体文库（细菌人工染色体文库、酵母人工染色体文库）。菌人工染色体文库、酵母人工染色体文库）。省生物教学学会年会报告n n高等生物的基因组高等生物的基
8、因组DNADNA十分复杂十分复杂, ,单个基因在基因单个基因在基因组或某个特定发育阶段或特定组织中所占比例很组或某个特定发育阶段或特定组织中所占比例很小。因此，要想从庞大的基因组中分离某个特定小。因此，要想从庞大的基因组中分离某个特定的的未知基因未知基因非常困难，因此非常困难，因此先把材料先把材料DNA分成若分成若干易于处理的片段，然后确定目标序列在哪一片干易于处理的片段，然后确定目标序列在哪一片段，再进一步从该片段寻找目标序列，事情就变段，再进一步从该片段寻找目标序列，事情就变得容易了。得容易了。为什么要建为什么要建基因文库？基因文库？省生物教学学会年会报告 从基因文库中筛选目的基因从基因文
9、库中筛选目的基因1.1.通过克隆序列筛选：通过克隆序列筛选：核酸杂交核酸杂交和和PCRPCR2.2.通过表达产物筛选：通过表达产物筛选：免疫学检测免疫学检测（抗原抗体反（抗原抗体反应）应）省生物教学学会年会报告探针探针n n探针探针是一小段带标记的单链DNA或者RNA片段（大约是20到500bp）， 用于检测与其互补的核酸序列。 n n最初是使用带放射性的最初是使用带放射性的最初是使用带放射性的最初是使用带放射性的DNADNA探针，通过放射自显探针，通过放射自显探针，通过放射自显探针，通过放射自显影来显示位置。后来又发明了免疫探针法，将探影来显示位置。后来又发明了免疫探针法，将探影来显示位置。
10、后来又发明了免疫探针法，将探影来显示位置。后来又发明了免疫探针法，将探针核苷酸的侧链加以改造，探针杂交后，其侧链针核苷酸的侧链加以改造，探针杂交后，其侧链针核苷酸的侧链加以改造，探针杂交后，其侧链针核苷酸的侧链加以改造，探针杂交后，其侧链可被带有荧光标记的抗体所识别，从而显示出位可被带有荧光标记的抗体所识别，从而显示出位可被带有荧光标记的抗体所识别，从而显示出位可被带有荧光标记的抗体所识别，从而显示出位置。置。置。置。省生物教学学会年会报告核酸杂交（菌落原位杂交法）n n直接把菌落印迹转移到硝酸纤维素滤膜上直接把菌落印迹转移到硝酸纤维素滤膜上, ,经溶菌和变性处理后使经溶菌和变性处理后使DNA
11、DNA暴露出来并与滤暴露出来并与滤膜原位结合膜原位结合, ,再与特异性再与特异性DNADNA探针探针杂交杂交, ,筛选筛选出含有目的序列的菌落。出含有目的序列的菌落。省生物教学学会年会报告对应的菌斑或噬菌斑位置不变，对应的菌斑或噬菌斑位置不变，可以直接找出阳性菌落。可以直接找出阳性菌落。特点：特点：省生物教学学会年会报告免疫筛选法（一）免疫筛选法（一）放射性抗体检测法放射性抗体检测法滤膜（固定抗体）滤膜（固定抗体）+省生物教学学会年会报告免疫沉淀检测法免疫沉淀检测法菌落菌落沉淀素沉淀素免疫筛选法（二）免疫筛选法（二）省生物教学学会年会报告PCR法获取目的基因已知基因：已知基因：已知基因：已知基
12、因：n n设计合成一对引物，直接从基因组设计合成一对引物，直接从基因组DNADNA中扩增该中扩增该目的基因。目的基因。未知基因：未知基因：未知基因：未知基因：n n参照其他物种中该基因的两末端设计引物，从基参照其他物种中该基因的两末端设计引物，从基因组因组DNADNA（或文库）中扩增该目的基因；（或文库）中扩增该目的基因；n n依照其他物种中该基因的保守区段序列设计引物，依照其他物种中该基因的保守区段序列设计引物，扩增出一段扩增出一段DNADNA，标记为探针，从基因组文库、，标记为探针，从基因组文库、cDNAcDNA文库中钓出该基因。文库中钓出该基因。n nPCRPCR法获取目的基因的法获取目
13、的基因的前提是：前提是：要有足够制备要有足够制备要有足够制备要有足够制备合适引物的信息合适引物的信息合适引物的信息合适引物的信息省生物教学学会年会报告PCR法获取目的基因优点n n1.简便快速：在有足够引物信息的情况下，可直接从基因组DNA中克隆目的基因，大大减少了基因分离的工作量；n n2.灵敏度高：可从极微量的模板扩增出目的片段；n n3.对起始材料质量要求低：由于其灵敏度高和特异性强，极微量的材料或者混合的组织、部分已降解的DNA材料都可以作为起始材料；省生物教学学会年会报告化学合成制备目的基因化学合成制备目的基因n n 如果蛋白分子较小，可根据氨基酸序列推导出其基因如果蛋白分子较小，可
14、根据氨基酸序列推导出其基因如果蛋白分子较小，可根据氨基酸序列推导出其基因如果蛋白分子较小，可根据氨基酸序列推导出其基因序列，采用人工合成的方法制备目的基因。化学合成法通序列，采用人工合成的方法制备目的基因。化学合成法通序列，采用人工合成的方法制备目的基因。化学合成法通序列，采用人工合成的方法制备目的基因。化学合成法通常主要用于制备探针和引物。常主要用于制备探针和引物。常主要用于制备探针和引物。常主要用于制备探针和引物。n n磷酸二酯法n n亚磷酸三酯法省生物教学学会年会报告获取目的基因的方法获取目的基因的方法n一般来说：一般来说：n n 目的基因的获得通常采用PCR法；化学合成法由于合成的片段
15、较短，一般用于引物和探针的合成；基因文库一般用于保存基因资源。省生物教学学会年会报告目的基因检测与鉴定目的基因检测与鉴定n n通常采用通常采用分子杂交分子杂交的方法。的方法。n n分子杂交：采用已知标记的核酸分子或蛋白质分分子杂交：采用已知标记的核酸分子或蛋白质分子检测混合样品中未知核酸分子或蛋白质分子。子检测混合样品中未知核酸分子或蛋白质分子。n n根据其检测对象的不同可分为根据其检测对象的不同可分为 Southern 杂交杂交（DNA）、）、Northern 杂交杂交（RNA）和）和 Western 杂杂交交 （蛋白质）。 省生物教学学会年会报告分子杂交的方法 通常是采用各种方法将核酸（蛋
16、白质）通常是采用各种方法将核酸（蛋白质）分子固定在固相支持物上，然后用放射性分子固定在固相支持物上，然后用放射性元素等标记的探针（抗体）与被固定的分元素等标记的探针（抗体）与被固定的分子杂交，经显影（显色）后显示出目的核子杂交，经显影（显色）后显示出目的核酸（蛋白质）分子。酸（蛋白质）分子。 省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告SouthernSouthern杂交杂交( (检测目的基因是否插检测目的基因是否插入到受体细胞基因组中）入到受体细胞基因组中）n n(1)(1)提取提取提取提取 DNA DNA，酶切，凝胶电泳分离各酶切片段，然后，酶切，凝胶电泳分离各酶切片段，然后，酶切，凝胶电
17、泳分离各酶切片段，然后，酶切，凝胶电泳分离各酶切片段，然后使使使使DNADNA原位变性。原位变性。原位变性。原位变性。 n n(2) (2) 将将将将DNADNA片段转移到固体支持物片段转移到固体支持物片段转移到固体支持物片段转移到固体支持物( (硝酸纤维素滤膜或硝酸纤维素滤膜或硝酸纤维素滤膜或硝酸纤维素滤膜或尼龙膜尼龙膜尼龙膜尼龙膜) )上。上。上。上。 n n(3) (3) 预杂交滤膜，掩盖滤膜上非特异性位点。预杂交滤膜，掩盖滤膜上非特异性位点。预杂交滤膜，掩盖滤膜上非特异性位点。预杂交滤膜，掩盖滤膜上非特异性位点。n n(4) (4) 让探针与同源让探针与同源让探针与同源让探针与同源DN
18、ADNA片段杂交，然后漂洗除去非特异片段杂交，然后漂洗除去非特异片段杂交，然后漂洗除去非特异片段杂交，然后漂洗除去非特异性结合的探针。性结合的探针。性结合的探针。性结合的探针。 n n(5) (5) 通过显影检查目的通过显影检查目的通过显影检查目的通过显影检查目的DNADNA所在的位置。所在的位置。所在的位置。所在的位置。 省生物教学学会年会报告放射自显影放射自显影DNA印迹转移印迹转移探针杂交探针杂交省生物教学学会年会报告 提取分离受体细胞的提取分离受体细胞的mRNA,mRNA,将将mRNAmRNA分子分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维素滤膜或其他从电泳凝胶转移到硝酸纤维素滤膜或其他化学修饰的活性
19、滤纸上，进行核酸杂交的化学修饰的活性滤纸上，进行核酸杂交的一种实验方法。一种实验方法。 NorthernNorthern杂交杂交( (检测目的基因是检测目的基因是否转录出了否转录出了mRNAmRNA）省生物教学学会年会报告Northern杂交的过程 提取总提取总提取总提取总RNARNA 分离分离分离分离mRNAmRNA：利用亲和层析的原理纯化利用亲和层析的原理纯化利用亲和层析的原理纯化利用亲和层析的原理纯化mRNAmRNAmRNAmRNA。 制制制制备备备备目目目目标标标标RNARNA的的的的探探探探针针针针：根根根根据据据据mRNAmRNAmRNAmRNA序序序序列列列列合合合合成成成成同同
20、同同源源源源DNADNADNADNA探针，或以探针，或以探针，或以探针，或以cDNAcDNAcDNAcDNA为探针。为探针。为探针。为探针。 NorthernNorthern杂杂杂杂交交交交：通通通通过过过过显显显显影影影影检检检检查查查查目目目目的的的的DNADNA所所所所在在在在的的的的位位位位置。置。置。置。 省生物教学学会年会报告Southern杂交和杂交和Northern杂交过程示意图杂交过程示意图 省生物教学学会年会报告 Western Western杂交杂交（检测目的基因是否翻译成蛋白质）（检测目的基因是否翻译成蛋白质）n n中文一般称为蛋白质印迹技术。其基本原理是通过特异性抗体
21、特异性抗体对凝胶电泳分离的细胞或生物组织蛋白样品进行检测。n nWestern Blot与Southern杂交或Northern杂交方法类似，但Western Blot采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白质，“探针”是抗体，“显色”用标记的二抗。 省生物教学学会年会报告WesternWestern杂交过程杂交过程n n经过经过SDS-PAGESDS-PAGE分离的蛋白质样品，转移到固相载体分离的蛋白质样品，转移到固相载体（例如硝酸纤维素膜）上；（例如硝酸纤维素膜）上；n n以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反应；起免疫反
22、应；n n再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的目的蛋白。或放射自显影以检测电泳分离的目的蛋白。n n 根据检测结果，从而可得知被检细胞内目的蛋白表达根据检测结果，从而可得知被检细胞内目的蛋白表达与否、表达量及分子量等情况。与否、表达量及分子量等情况。 省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告WesternWestern杂交结果图杂交结果图省生物教学学会年会报告常见载体容量常见载体容量载体载体质粒质粒 噬菌体噬菌体黏粒黏粒细菌人工细菌人工染色体染色体（BACBAC）酵母人工酵母人工染色体染色体（YACYA
23、C）容量容量（kb)kb)10102323454535035010001000省生物教学学会年会报告（二）细胞工程（二）细胞工程动物细胞融合与单克隆抗体动物细胞融合与单克隆抗体省生物教学学会年会报告细胞融合（细胞融合（cell fusion)，又称体细胞杂交，是指两个或更多个相同或不同细胞通过膜融合，形成单个细胞的过程。省生物教学学会年会报告细胞融合的常用方法细胞融合的常用方法一、灭活病毒法：一、灭活病毒法：二、聚乙二醇（PEG）法：三、电融合法：三、电融合法：省生物教学学会年会报告一、灭活病毒法一、灭活病毒法1.两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼此靠近；2.通过病毒与细胞膜的作用使两个细胞
24、膜互相渗透，胞质互相渗透；3.两个细胞的细胞核互相融合，两个细胞融为一体；4.进入正常的细胞分裂途径，分裂成含有两种染色体的杂种细胞。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告二、聚乙二醇（二、聚乙二醇（PEG）法）法n nPEGPEG分子式：分子式：HOHHOH2 2C C（CHCH2020CHCH2 2）n nCHCH2 2OHOH，通常选用，通常选用平均相对分子质量为平均相对分子质量为1000100040004000、浓度在、浓度在30%30%50%50%的的PEGPEG进行动物细胞的诱导融合。进行动物细胞的诱导融合。n nPEGPEG分子具有轻微的负极性，故可以与具有正极性基分子具有
25、轻微的负极性，故可以与具有正极性基分子具有轻微的负极性，故可以与具有正极性基分子具有轻微的负极性，故可以与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成团的水、蛋白质和碳水化合物等形成团的水、蛋白质和碳水化合物等形成团的水、蛋白质和碳水化合物等形成HH键，从而在在键，从而在在键，从而在在键，从而在在质膜之间形成分子桥，其结果是使细胞质膜发生粘连质膜之间形成分子桥，其结果是使细胞质膜发生粘连质膜之间形成分子桥，其结果是使细胞质膜发生粘连质膜之间形成分子桥，其结果是使细胞质膜发生粘连进而促使质膜的融合进而促使质膜的融合进而促使质膜的融合进而促使质膜的融合. .省生物教学学会年会报告PEG诱导融合的特
26、点诱导融合的特点：其优点是融合成本低，其优点是融合成本低，不需特殊设备；融合子异核率较高；融合过程不不需特殊设备；融合子异核率较高；融合过程不受物种限制。其缺点是操作过程繁琐，受物种限制。其缺点是操作过程繁琐，PEG可能可能对细胞有毒害。对细胞有毒害。省生物教学学会年会报告三、电融合法三、电融合法 细胞首先在交流电场中极化并沿电力线排列成串，形成细胞间的紧密接触；然后在高强度的直流电脉冲作用下，相互连接的细胞质膜被击穿而导致细胞融合。电融合法的优点：电融合法的优点：u融合率高，重复性强，对细胞伤害小；u装置精巧，方法简单，可在显微镜下观察或录像观察融合过程；u免去PEG诱导后的洗涤过程，诱导过
27、程可控性强。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告融合细胞的筛选融合细胞的筛选 n n 细胞融合后，会形成由未融合的亲本细胞、同核体以及异核体组成的细胞混合群体。可根据不同细胞生理生化特性的差异，设计具体的筛选方案和选择体系，优先选择杂交细胞或只允许杂交细胞生长，以淘汰亲本细胞。最常用方法是应用合适的选择培养基，使亲本细胞死亡，而仅让杂交细胞存活下来。省生物教学学会年会报告u基于酶缺陷型细胞和药物抗性所建立的杂种筛选u基于营养缺陷型细胞所建立的杂种筛选u由温度敏感型细胞组成的杂种细胞的筛选u具有所需性状杂种细胞的筛选常用的杂种细胞筛选方法常用的杂种细胞筛选方法省生物教学学会年会报告 杂交
28、瘤技术与单克隆抗体杂交瘤技术与单克隆抗体省生物教学学会年会报告抗体抗体 由抗原刺激由抗原刺激B淋巴细胞产生的，并能与淋巴细胞产生的，并能与刺激其产生的抗原发生特异性结合的、具刺激其产生的抗原发生特异性结合的、具有免疫功能的糖蛋白。有免疫功能的糖蛋白。省生物教学学会年会报告抗体结构抗体结构 n n 抗体是具有4条多肽链的对称结构，其中2条较长、相对分子量较大的相同的重链(H链)；2条较短、相对分子量较小的相同的轻链(L链)。链间由二硫键和非共价键联结形成一个由4条多肽链构成的单体分子。整个抗体分子可分为恒定区和可变区两部分。省生物教学学会年会报告抗体的结构图抗体的结构图“Y”“Y”型，四肽链型，
29、四肽链型，四肽链型，四肽链重链重链重链重链 （5 5种种种种: : 、 、 、 、 ） 轻链轻链轻链轻链 （2 2种种种种: : 、 ）可变区可变区可变区可变区 （V V区）区）区）区） 超变区超变区 骨架区骨架区恒定区恒定区恒定区恒定区 （C C区）区）区）区）铰链区铰链区铰链区铰链区省生物教学学会年会报告抗体结构抗体结构n n 在给定的物种中，不同抗体分子的恒定区都具有相同的或几乎相同的氨基酸序列。可变区位于“Y”的两臂末端。在可变区内有一小部分氨基酸残基变化特别强烈，这些区域称高变区。高变区的氨基酸序列决定了该抗体结合抗原的特异性。一个抗体分子上的两个抗原结合部位是相同的，位于两臂末端，
30、称抗原结合片段(antigen-binding fragment, Fab)。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告抗体多样性的遗传学基础抗体多样性的遗传学基础 n n抗体的L链是由C、V、J三个基因簇编码的，H链由C、V、D、J四个基因簇编码的。V编码可变区，有300个种类；D编码高变区,有15 20个种类；J编码连接V、C的结合区，有45个种类；C编码恒定区，仅有一种。这些外显子通过多种多样的随机组合重排所合成出的肽链，还要再进一步进行L和H链的随机组合，这样最后生成的抗体种类就非常多了。省生物教学学会年会报告抗原决定簇n n抗原分子中存在的能与抗体抗原分子中存在的能与抗体Fab片段
31、特异性片段特异性结合的特殊化学基团，是免疫应答特异性结合的特殊化学基团，是免疫应答特异性的物质基础。的物质基础。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告单克隆抗体 定义：定义：由单一克隆B细胞杂交瘤产生的、只识别抗原分子某一特定抗原决定簇的高度特异性的抗体。每种单克隆抗体其分子结构完全相同。省生物教学学会年会报告多克隆抗体 定义定义：抗原分子通常具有多个抗原决定簇，动物免疫后可刺激多种具有相应抗原受体的B细胞发生免疫应答，因而可产生多种针对不同抗原决定簇的抗体。这些由不同B细胞克隆产生的抗体称为多克隆抗体（polycolonal antibody, PcAb）。 省生物教学学会年会报告 单
32、克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞与经特定单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞与经特定抗原免疫刺激的抗原免疫刺激的B淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，杂淋巴细胞融合得到杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能象骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，交瘤细胞既能象骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，又具有又具有B淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此，单淋巴细胞产生特异性抗体的能力。因此，单克隆抗体技术又称为杂交瘤技术。克隆抗体技术又称为杂交瘤技术。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告致敏致敏B淋巴细胞的准备淋巴细胞的准备 n n用目的抗原免疫小鼠时，应选用纯系、健康的8周龄BALBc小白鼠作为免疫动物，这样可以获得大量激活的淋
33、巴细胞。n n一般将各种病毒、细菌和癌细胞作为目的抗原接种动物制作抗原，其方法是将目的抗原进行腹腔或皮下注射，一般要进行初次免疫、二次免疫和加强免疫。加强免疫后45天，取脾脏分离B淋巴细胞备用。省生物教学学会年会报告骨髓瘤细胞选择骨髓瘤细胞选择n n骨髓瘤细胞本身不能分泌抗体骨髓瘤细胞本身不能分泌抗体n n选择次黄嘌呤选择次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷型（型（HGPRT-）或胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型）或胸腺嘧啶核苷激酶缺陷型（TK-）瘤细胞）瘤细胞省生物教学学会年会报告细胞内细胞内DNA的合成途径的合成途径n n从头合成途径：从头合成途径：以氨基酸和其他小分子起始合成
34、核苷酸，进而合成DNA 的过程；可被叶酸类似物氨基蝶呤（A）阻断；n n旁路合成途径旁路合成途径：胸腺嘧啶脱氧核苷激酶（TK）利用胸腺嘧啶核苷（T）合成DNA；次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）利用次黄嘌呤（H）合成DNA。省生物教学学会年会报告n n在旁路合成途径中，在旁路合成途径中，HGPRT负责催化磷酸负责催化磷酸核糖焦磷酸和嘌呤基形成嘌呤单磷酸核苷核糖焦磷酸和嘌呤基形成嘌呤单磷酸核苷酸，而酸，而TK可催化胸苷转化为可催化胸苷转化为5-单磷酸胸苷，单磷酸胸苷，作为胸苷脱氧核苷酸合成的材料。作为胸苷脱氧核苷酸合成的材料。省生物教学学会年会报告HAT选择培养基选择培养基n n含次黄嘌呤（H
35、）、氨基蝶呤（A）和胸腺嘧啶核苷（T）的培养基，是动物杂交细胞筛选中最常用的方法。在这种培养基中细胞只能利用旁路途径合成DNA，因而只有具有HGPRT+或/和TK+的细胞才能生长。省生物教学学会年会报告在在HAT选择培养基中选择培养基中骨髓瘤瘤细胞（骨髓瘤瘤细胞（骨髓瘤瘤细胞（骨髓瘤瘤细胞（HGPRTHGPRT- -或或或或TKTK- -）及其同核体：）及其同核体：）及其同核体：）及其同核体：不能不能不能不能增殖，增殖，增殖，增殖，死亡；死亡；死亡；死亡；B B淋巴细胞及其同核体：淋巴细胞及其同核体：淋巴细胞及其同核体：淋巴细胞及其同核体：体外培养条件下增殖次数体外培养条件下增殖次数体外培养条
36、件下增殖次数体外培养条件下增殖次数有限，有限，有限，有限， 死亡；死亡；死亡；死亡；杂交瘤细胞：杂交瘤细胞：杂交瘤细胞：杂交瘤细胞： 存活存活存活存活省生物教学学会年会报告阳性细胞的筛选阳性细胞的筛选n n将融合细胞充分稀释，进行克隆培养；然后再通过酶联免疫吸附测定( ELISA) ，筛选出能够分泌较高水平抗体的融合细胞，即阳性细胞，再进行克隆化培养。 省生物教学学会年会报告杂交瘤细胞的克隆培养杂交瘤细胞的克隆培养 n n有限稀释法：将稀释到一定密度的杂交瘤细胞接种到96孔培养板中，尽可能使每个孔中只有一个细胞生长； n n软琼脂培养法 ：软琼脂的半固态性质，使单个的杂交瘤细胞在相对固定的位置
37、上增殖形成细胞克隆。 省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告n n 一般情况下，杂交瘤细胞的染色体处于不稳定状态，因此当细胞分裂时，染色体分配不平衡，易造成杂交瘤细胞在分裂增殖过程中失去抗体分泌能力，所以克隆化培养35次后，才能获得稳定基因型和稳定分泌特异性抗体的细胞。省生物教学学会年会报告单克隆抗体的大量制备单克隆抗体的大量制备n n体内法：将稳定的单克隆细胞注入到小鼠腹体内法：将稳定的单克隆细胞注入到小鼠腹腔培养，然后从腹水中分离、提取单克隆抗腔培养，然后从腹水中分离、提取单克隆抗体。体。 n n细胞培养：体外克隆培养，再从培养液中回细胞培养：体外克隆培养，再从培养液中回收产生的抗体
38、。收产生的抗体。 省生物教学学会年会报告单克隆抗体的纯化单克隆抗体的纯化n n通过上述培养之后获得的培养液或腹水，其中除了单克隆抗体之外，还有无关的蛋白质等其他物质，因此必须对产品做分离纯化。目前，常用的方法有硫酸铵沉淀法、盐析法、离子交换、凝胶过滤或亲和层析等等。一般是综合采用几种方法分步进行纯化。省生物教学学会年会报告单克隆抗体的应用单克隆抗体的应用n n1. 1. 作为亲合层析的配体作为亲合层析的配体n n 单克隆抗体能与其相应的抗原特异性结合，单克隆抗体能与其相应的抗原特异性结合，因而能够从复杂系统中识别出单个成分。只要得因而能够从复杂系统中识别出单个成分。只要得到针对某一成分的单克隆
39、抗体，利用它作为配体，到针对某一成分的单克隆抗体，利用它作为配体，固定在层析柱上，通过亲合层析，即可从复杂的固定在层析柱上，通过亲合层析，即可从复杂的混和物中分离、纯化这一特定成分。如用抗人绒混和物中分离、纯化这一特定成分。如用抗人绒毛膜促性腺激素毛膜促性腺激素(hCG)(hCG)亲合层析柱，就可从孕妇尿亲合层析柱，就可从孕妇尿中提取到纯的中提取到纯的hCGhCG。与其它提取方法。与其它提取方法( (沉淀法、高沉淀法、高效疏水色谱法等效疏水色谱法等) )相比，具有简便、快速、经济、相比，具有简便、快速、经济、产品活性高等优点。产品活性高等优点。省生物教学学会年会报告2. 作为生物治疗的导向武器
40、作为生物治疗的导向武器n n将针对某一肿瘤抗原的单克隆抗体与化疗药物或放疗物质连接，利用单克隆抗体的导向作用，将化疗药物或放疗物质携带至靶器官，可直接杀伤靶细胞。 n n另外，将放射性标记物与单克隆抗体连接，注入患者体内可进行放射免疫显像，协助肿瘤的诊断。 省生物教学学会年会报告治疗用脂质体治疗用脂质体省生物教学学会年会报告3.检验医学诊断试剂检验医学诊断试剂 n n 单克隆抗体以其特异性强、纯度高、均一性好等优点，广泛应用于酶联免疫吸附试验、放射免疫分析、免疫组化和流式细胞仪等技术，目前，应用单克隆抗体制作的商品化试剂盒广泛应用于：病原微生物抗原、抗体的检测；肿瘤抗原的检测；免疫细胞及其亚群的检测；激素测定；细胞因子的测定。 省生物教学学会年会报告4. 作为研究抗原的探针作为研究抗原的探针n n例如前面讲的Western blotting。省生物教学学会年会报告5. 作为免疫抑制剂作为免疫抑制剂n n 抗人T淋巴细胞单抗(McAb)作为一种新型免疫抑制剂，已广泛应用于临床治疗自身免疫疾病和抗器官移植的排斥反应。注射抗小鼠Thy-1抗原的单抗，可以抑制小鼠同种皮肤移植的排斥反应。此外，对用于同种骨髓移植的供体骨髓，在体外经抗T细胞单抗加补体处理，能减轻移植物抗宿主病的发生。省生物教学学会年会报告省生物教学学会年会报告
