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1、第八章 细胞融合,细胞融合的定义和意义基本原理细胞融合材料细胞融合技术细胞融合类型融合细胞的选择细胞融合技术的应用,5.1 细胞融合的定义和意义,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）相融合并使之分化再生、形成新物种或新品种的技术。,鸡红细胞与植物细胞之间的融合,返回,通过细胞融合可获得细胞核、叶绿体、线粒体基因组的重新组合，可应用于遗传性状改良、克服远缘杂交中的不亲和障碍、更加广泛地组合起各种生物的优良遗传性状，从而培育出理想的新品种。,意大利科学家制造的人造细胞膜,5.1 细胞融合的定义
2、和意义,5.2 基本原理,返回,基本原理：将不同来源的两个原生质体或体细胞通过细胞融合，得到一个含有两者遗传信息的新的杂交细胞，然后通过培养基筛选出这种杂合细胞，就有可能得到一个新生物。体细胞融合属于无性杂交，精卵结合不属于此范畴。细胞融合过程：两原生质体或细胞互相接近形成细胞桥胞质渗透细胞核融合。细胞桥的形成是细胞融合的最关键的一步。,5.3 细胞融合材料,返回,5.3.1 植物或微生物原生质体细胞融合前须除去植物或微生物外被的细胞壁，即得到原生质体，所以植物和微生物的细胞融合一般称为原生质体融合。5.3.2 动物单个细胞获得过程：组织的获得组织的消化,5.4 细胞融合技术,返回,技术类型生
3、物法仙台病毒法化学法PEG结合高Ca、pH诱导法物理法电诱导融合法细胞融合的影响因素,5.4 细胞融合技术,返回,5.4.1 生物法仙台病毒法,原理：很多病毒都具有凝集细胞的能力，其促进膜融合的部位在于它的被膜，可能与病毒被膜上的磷脂成分有关。促使细胞融合的主要步骤如下：两个原生质体或细胞在病毒的黏结作用下彼此靠近。通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜相互渗透，胞质互相渗透。两个原生质体的细胞核互相融合，融为一体。进入正常的细胞分裂途径，分裂成含有两种染色体的杂种子细胞。,返回,返回,5.4 细胞融合技术,5.4.2 化学法PEG结合高Ca、pH诱导法,基本原理：可能是由于PEG分子具
4、有轻微极性，可以与细胞膜上的同样具有极性的蛋白质、糖类形成氢键，在相邻的原生质体间起到分子桥的作用，使原生质体接触，同时也增加膜的流动性。当加入Ca2+溶液时，Ca2+与PEG结合可竞争PEG与细胞膜的结合位点，使电荷平衡失调，促使细胞融合。以植物原生质体为例，简介PEG法诱导原生体融合过程：做好两种原生质体的融合标记；两种原生质体等量混合；先加入PEG，之后缓慢加入高Ca2+和pH溶液，最后用清洗液清洗，离心收集原生质体。,返回,5.4 细胞融合技术,返回,5.4.3 物理法电融合诱导法,基本原理：细胞在1100MHz和1001000V/cm 的交流电场中，极化成偶极子，沿电场方向排列成串，
5、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击穿，从而触发细胞融合。以微电极型为例，简述操作过程：将制备好的原生质体均匀放入融合小室中，整个装置放在一个培养皿中。两个电极的端部同时与两个靠近的原生质体膜表面接触，微电极所产生的512mA的脉冲电流间断刺激15ms，原生质体在累计几秒到几十秒的时间内会产生暂时性的收缩，两层膜之间形成小孔，连接成桥，形成一个个泡囊，经点连接到面连接，最后形成融合体。,5.5 细胞融合技术,返回,5.5.4 细胞融合的影响因素,植物原生质体融合无种属特异性，融合效率仅与外界条件有关PEG的作用时间PEG的纯度与分子质量原生质体密度Ca
6、Cl2等预处理动物细胞融合细胞表面性质细胞种类温度和运动状态氧气Ca2+PH,返回,细胞融合的电融合过程,5.6 融合细胞的选择,返回,遗传互补筛选法抗性互补筛选法生长特性筛选法物理特性筛选法其他方法,5.7 细胞融合技术的应用,返回,5.7.1 动物细胞单克隆抗体生产,5.7.2 利用原生质体融合和培养技术培育新植物,5.7.3 微生物原生质体融合构建新菌株,5.7.4“牛人”的诞生,返回,5.5 细胞融合类型,同核体同源原生质体的融合体。其基因型和表现性和亲本相同。异核体非同源原生质体的融合体。一般是亲缘关系较近的细胞，这种亲核杂种细胞含有双亲全部细胞核和细胞质物质，其发育的个体也有可育的
7、。多核体含有双亲不同比例的核物质的融合体。亲缘关系较远的细胞间融合，融合体以一个细胞的核物质为主，只加入另外一个细胞少量的遗传物质。不对称融合用X射线或射线处理融合亲本之一的原生质体，杀死细胞核，然后再同另外一方亲本的原生质体融合，这种部分与全部染色体结合的细胞融合称之为不对称融合。胞质杂种胞质杂交是去掉核后的细胞质与另外一个完整的细胞融合形成的杂种。,原生质体融合类型,5.7 细胞融合技术的应用,返回,5.7.1 动物细胞单克隆抗体生产,单克隆抗体的制备流程单克隆抗体的大量生产流程单克隆抗体的特性及应用,5.7 细胞融合技术的应用举例,返回,5.7.2 利用原生质体融合和培养技术培育新植物,
8、植物原生质体的培养利用原生质体融合培育新植株,5.7 细胞融合技术的应用举例,返回,5.7.3 微生物原生质体融合构建新菌株,庆丰链霉菌和吸水链霉菌原生质体融合，融合菌株内产生新的活性物质，二者实现了基因的重组。乳酸发酵短杆菌和黄色短杆菌是两重要的氨基酸生产菌，融合菌株可同时具备两种菌的优点。酱油的酿制。杀虫新菌株。,2008年4月1日，英国纽卡斯尔大学科学家4月1日宣布，成功制造出了欧洲首批人兽混合胚胎。,诞生过程示意图,纽卡斯尔大学研究团队把从人类细胞中提取的细胞核植入剔除了细胞核的母牛卵子细胞中，由此培育出的“胞质杂合体”中有99.9%的遗传物质来源于人类，只有不到0.1%来自动物。这批
9、“胞质杂合体”存活了3天，其中发育最快的一个包含了32个细胞。,返回,返回,原生质体的获得与纯化沉降法漂浮法沉降与漂浮结合法原生质体的培养液体培养、固体平板法、双层培养法,返回,原生质体的发育过程：细胞壁再生细胞分裂愈伤组织植株再生,返回,单克隆抗体制备流程,返回,单克隆抗体的大量生产流程：细胞融合前准备动物免疫与免疫脾细胞悬液的制备骨髓瘤细胞的获得与培养 细胞融合与杂交瘤选择细胞融合流程 HAT选择杂交瘤 抗体的检测与杂交瘤选择ELISA、RIA、FACS、IFA 单克隆抗体的大量生产体外使用螺旋管大量培养杂交瘤细胞，从上清中获取单克隆抗体 体内接种杂交瘤细胞，制备腹水或血清 单克隆抗体的鉴
10、定影响因素分析污染融合后杂交瘤不生长 杂交瘤细胞不分泌抗体或停止分泌抗体 生物反应器培养杂交瘤细胞大规模生产单抗,细胞融合原理示意图,返回,有性杂交与原生质体融合,返回,植物原生质体融合过程,返回,交流电场使原生质体表面电荷偶极化，沿着电极排列，形成串珠，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击穿，从而触发细胞融合。,原生质体的电融合,返回,施加直流电场后，形成串珠的原生质体在质膜接触处发生穿孔，开始遗传物质的交流,返回,返回,返回,特性：高度纯一性：纯一性抗体。高度专一性：只对抗原分子上的某一抗原决定簇起反应。可大量生产、稳定性：杂交无性繁殖应用：生物导弹=单克隆抗体+药物诊断研究工具疾病治疗,磁抗体分选细胞,单克隆抗体用于疾病治疗,返回,作业：名词解释细胞融合、不对称融合、胞质杂种、同核体、异核体、多核体简答题：简述细胞融合的基本原理。简述细胞融合的过程。简述细胞融合的生物法的原理，并图示其过程。简述细胞融合的化学法的原理，并图示其过程。简述细胞融合的物理法的原理，并图示其过程。细胞融合的影响因素有哪些？融合细胞选择的方法有哪些？细胞融合的类型有哪些？各有何特点？,
