杂交瘤细胞技术定义、原理详解

发布时间:2023/7/11 16:16:00

杂交瘤细胞(hybridoma)是一种在制备单克隆抗体过程中,用骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合而成的细胞。杂交瘤细胞一般通过瘤细胞培养来制备。

杂交瘤技术是指两个或两个以上细胞合并形成一个细胞的现象。他可使两个不同来源的细胞核在同一细胞中表达功能。

 

杂交瘤抗体技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。这两种细胞分别是经抗原免疫的小鼠细胞与小鼠骨髓瘤细胞。脾淋巴细胞的主要特征是它的抗体分泌功能和能够在选择培养基中生长,小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖,即所谓永生性。在选择培养基的作用下,只有b细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交细胞才具有持续增殖的能力,形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞,这种杂种细胞叫做杂交瘤细胞。

 

杂交瘤技术(hybridoma technique)

即淋巴细胞杂交瘤技术,又称单克隆抗体技术。它是在体细胞融合技术基础上发展起来的。克勒(Kohler)和米尔斯坦(Milstein)(1975)证明,骨髓瘤细胞与免疫的动物脾细胞融合,形成能分泌针对该抗原的均质的高特异性的抗体——单克隆抗体,这种技术通称为杂交瘤技术。这一技术的基础是细胞融合技术。骨髓瘤细胞在体外可以连续传代,而脾细胞是终末细胞,不能在体外繁殖。如将小鼠的骨髓瘤细胞与分泌某种抗体或因子的淋巴细胞融合,则融合细胞既具有肿瘤细胞无限繁殖的特性,又具有淋巴细胞能分泌特异性抗体或因子的能力,同时也克服了免疫淋巴细胞不能在体外繁殖的缺点,融合的细胞称为淋巴细胞杂交瘤。

 

杂交瘤技术基于三种关键技术。

一、动物免疫

 

将特定的抗原注射到哺乳动物(如小鼠)体内,在外来抗原刺激下,被免疫动物脾脏内的B淋巴细胞大量增殖并且分泌针对于该抗原的特异性抗体。动物免疫的作用就是用特定外来抗原对动物进行免疫,以刺激能分泌特异性抗体的B淋巴细胞大量增殖。

 

二、细胞融合

 

B淋巴细胞受外来抗原刺激后可以分泌抗体,但B淋巴细胞本身是一种终末分化细胞,通常不再进行细胞分裂,存活一段时间(两周)便死亡-短命细胞;而骨髓瘤细胞不分泌抗体,却能在体外无限增殖存活。如果能将这两种细胞的特性结合起来,就能得到既能分泌抗体又能在体外长期存活的细胞,细胞融合杂交瘤细胞中非常关键的一个步骤。

 

三、杂交瘤细胞筛选

筛选杂交瘤细胞一般使用HAT培养基。

 

HAT培养基筛选方法基本原理:

 

HAT培养基成分:含有次黄嘌呤(H)、氨基喋呤(A)和胸腺嘧啶(T)三种成分。

 

细胞DNA合成途径:主要合成和补救合成途径两种方式。主要合成就是利用糖和氨基酸在二氢叶酸还原酶的催化下来合成DNA;而补救合成途径则是通过次嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(Hypoxanthine guznine phosphoribosyl transferase, HGPRT)和胸腺嘧啶激酶(thymidine kinase,TK)将核苷酸前体合成核苷酸以供DNA合成原料。

 

HAT培养基中氯基喋呤是二氢叶酸还原酶的抑制剂,能有效地阻断DNA合成的内源性途径。融合前的骨髓瘤细胞不能产生抗体,并且缺乏次黄嘌呤  – 鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(HGPRT)基因,使得它们对HAT培养基敏感,阻断了DNA补救合成途径。

 

将融合的细胞在HAT培养基中孵育大约10至14天,未融合的以及自身融合的骨髓瘤细胞死亡。这是因为HAT培养基阻断了骨髓瘤细胞两大DNA合成途径。未融合的以及自身融合的B淋巴细胞虽然能够合成HGPRT酶,但其是正常细胞,存活一段时间(两周)也死亡。因此,在HAT养基中,只有B细胞-骨髓瘤杂合体存活,因为杂交瘤细胞继承了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特性,能够合成HGPRT酶和TK酶。这些杂交瘤细胞能够分泌抗体(B细胞特性)并且无限增殖(骨髓瘤细胞特性)。

 

然后将培养基稀释到多孔板中,使得每个孔仅含有一个杂交瘤细胞。再由这些单细胞克隆生长,最终选出分泌预定特异抗体的杂交细胞株。由于孔中的抗体由相同的B细胞产生,针对相同的抗原表位,所以产生的抗体又被称之为单克隆抗体。

 

接下来采用体内或者体外方式对筛选的能分泌特异性抗体的杂交瘤细胞进行扩大培养,最后收集提纯获取单抗。

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