【附录Ⅺ】 单克隆抗体的制备
一、原理
利用杂交瘤技术制备McAb的基本原理是:①淋巴细胞产生抗体的克隆选择学说,即一种淋巴细胞克隆只产生一种抗体;②细胞融合技术所产生的杂交瘤细胞可以保持亲代细胞双方的特性;③利用代谢缺陷补救机理筛选出杂交瘤细胞,并进行克隆化,然后大量培养增殖,制备所需的McAb。
应用能够长期生长的骨髓瘤细胞(纯系小鼠腹水瘤型浆细胞,如X63、SP2/0等)和经抗原致敏,且能分泌某种抗体的淋巴细胞(免疫动物脾细胞)进行融合。该种融合的杂种细胞一方面具有骨髓瘤细胞在体外连续传代的能力,另一方面又继承了免疫细胞能大量合成、分泌特异性抗体的功能。这种融合的杂种细胞称为淋巴细胞杂交瘤。
二、材料
1.试剂:优质小牛(或胎牛)血清、DMEM培养液、HT适应性培养基、HAT选择性培养基、50%PEG。
2.实验动物: 6~8周龄雌性BALB/c小鼠。
3.细胞:小鼠骨髓瘤细胞——Sp2/0细胞。
4.抗原:病毒、细胞或可溶性抗原。
5.仪器: CO2细胞培养箱、超净工作台(或无菌间)、倒置显微镜、24孔塑料细胞培养板、50ml塑料离心管等。
三、方法
1.杂交瘤细胞株的建立
(1)免疫BALB/c小鼠:病毒抗原: 50ug抗原(蛋白)与等量佐剂乳化后,腹腔或皮下多点注射,间隔4~5周注射第二次,1周后注射第三次。最后以同样剂量的抗原,经尾静脉加强免疫。3d后取脾。
可溶性抗原: 100ug与2×108灭活的百日咳杆菌混合,腹腔注射4~6周后,用100~200μg抗原再免疫一次,3d后取脾。
细胞抗原: 2×107细胞抗原鼠腹腔注射,2~3周后重复,共注射3次,3d喉后取脾。
(2)饲养细胞的制备(融合前一天):在体外细胞培养中,单个或少数分散的细胞不易存活与繁殖,必须加入其他活细胞才易存活与繁殖,这种加入的其他细胞称为饲养细胞。通常多用小鼠腹腔巨噬细胞作饲养细胞。
取正常BALB/c小鼠1~2只,拉颈处死,消毒后用小剪刀在小鼠腹部腹中线剪一横口,将皮肤向两边撕开,暴露出腹部。然后将5ml DMEM液注入腹腔诱聚腹腔细胞,用原来的注射器将注入的液体吸回,放入50ml离心管中,1000r/min离心10min,弃上清液,加完全DMEM液(约5×106/ml细胞数),按每孔0.1ml分装到96孔培养板。置37℃含5%CO2培养箱过夜使用。
(3)骨髓瘤细胞悬液的制备:常用的骨髓瘤细胞系有2个,即NS-1和SP2/0。Sp2/0细胞本身不分泌任何免疫球蛋白或其组分,为应用最多的骨髓瘤细胞系。
用含20%牛血清的DMEM扩大培养Sp2/0细胞。融合的当天在倒置显微镜下挑选大小均匀、透亮、轮廓清楚、规则的瘤细胞,轻轻吹下,收集于50ml离心管中,1000r/min离心10min,用DMEM液悬浮细胞沉淀。台盼蓝染色检查活细胞数应大于95%,置37℃备用。
(4)免疫小鼠脾细胞悬液的制备(融合当天):取加强免疫3d后的BALB/c小鼠1只,拉颈处死,消毒后无菌取出脾脏,放入平皿内的200目钢网上,加入10ml DMEM液,用注射器芯将脾细胞轻轻挤压过网,即得脾细胞悬液,然后1000r/min离心10min,弃上清液,用DMEM液悬浮沉淀。细胞计数后冰浴备用。
(5)细胞融合:选分子量为4000U的PEG作融合剂,浓度为50%,过高浓度的PEG对细胞有毒性。在PEG的作用下,先引起细胞膜的融合,然后是核的融合。按细胞匹配法(2∶1~10∶1),取1×108脾细胞与1×107骨髓瘤细胞混合于50ml离心管中,1000r/min离心10min,倾去上清液,轻弹管壁,使沉淀物混匀如糊状;在37℃水浴中加入0.7ml 50%PEG促进融合,边加边旋转,使细胞保持均匀状态,1min内加完;静置90s,立即在3~4min内缓慢加入20ml DMEM液以终止反应。室温800~1000r/min离心10min,弃上清液,于融合细胞沉淀管内加入含HAT的完全DMEM培养液20m l;按每孔0.1ml分装入备有饲养细胞的96孔细胞培养板内。置37℃,5%CO2培养箱培养。
(6)融合细胞培养及观察:融合后,每3~5d用HAT选择培养液换液一次,连续2周;同时观察并记录杂交瘤细胞是否出现。2周后,改用HT适应性培养液。待杂交瘤克隆长至1/4~1/5视野时,进行阳性克隆的筛选。
2.杂交瘤细胞的筛选及鉴定
(1)阳性杂交瘤细胞株初选:杂交瘤细胞培养物的测定方法,可根据抗原的性质和需要的灵敏度来选择。如免疫荧光、酶标记免疫实验、放免测定、血凝试验、溶血空斑试验、抗体结合细胞制动试验等。
(2)阳性杂交瘤细胞克隆化:克隆化就是指通过适当的方法将所需单个细胞分离出来进行培养。获得单个细胞培养的方法,通常称为克隆化。细胞通过克隆化可获得单克隆细胞系,也可防止竞争淘汰和防止外来干扰。
现在已建立起来的克隆化方法有多种:显微挑选法、琼脂空斑法、琼脂分散法、有限稀释法等。有限稀释法的最大优点是克隆率特别高,几乎达100%。操作方法如下:①制备饲养细胞(方法同前);②杂交瘤细胞计数;③连续稀释:将杂交瘤细胞稀释到5~10个细胞/ml,再分别装入备有饲养细胞的96孔板,每孔0.1ml(约1个杂种细胞)。培养和观察同上。
(3)单克隆抗体Ig亚类鉴定:以分泌抗体的杂交瘤细胞培养上清液为抗原,与羊抗鼠Ig及Ig亚类分别作琼脂双扩散,观察有无沉淀线出现。
3.单克隆抗体的大量制备及纯化
杂交瘤细胞体外培养可得到的抗体效率有限,不能超过特定的细胞浓度,每天还要调换培养液,用体内杂交瘤细胞繁殖可消除这些限制。
(1)单克隆抗体的制备:将0.5ml降植烷(或液体石蜡)注射每只BALB/c系小鼠(腹腔注射),7~10d后腹腔注射107分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。经2~3周小鼠可产生实体瘤或腹水瘤,腹水增多。这时抽出腹水,置4℃3000r/min离心10min,取上清液检测抗体效价,分装,低温保存。

附图Ⅺ-1 单克隆抗体制备的技术流程
(2)单克隆抗体的纯化:虽然单克隆细胞培养物或腹水中具有高滴度抗体,对某些研究工作亦足够纯,但其中仍有许多无关蛋白,它们来自培养基、宿主或克隆化细胞本身。因此有必要进一步分离和纯化。常用的方法有硫酸铵沉淀法和免疫亲和层析法。
四、注意事项
1.整个实验过程均应严格无菌操作。
2.制备饲养细胞时,注入和抽取腹腔液时,避开网膜,动作要轻,以免损伤肝、脾。
3.PEG的量为0.7ml,加终止剂的速度要均匀。
4.McAb筛选前,应提前选择稳定的方法,固定检测系统及试剂。5.换液时避免细胞克隆打散。
【思考题】
1.McAb制备的原理是什么? McAb有何特点?
2.如何大量制备和纯化McAb?