动物细胞融合过程示意图.

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。

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 )。