1975年,Kohler和Milstein發(fā)現(xiàn)將小鼠骨髓瘤細胞和綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞進行融合,形成的雜交細胞既可產(chǎn)生抗體,又可無限增殖,從而創(chuàng)立了單克隆抗體雜交瘤技術(shù)。這一技術(shù)上的突破不僅為醫(yī)學(xué)與生物學(xué)基礎(chǔ)研究開創(chuàng)了新紀元,也為臨床疾病的診斷、預(yù)防和治療提供了新的方法。
1. 雜交瘤的基本原理:
雜交瘤技術(shù)又稱單克隆抗體技術(shù)(monoclonal antibody technique)。雜交瘤技術(shù)是使免疫動物的脾細胞在聚乙二醇(Polyethylene Glycol ,PEG)的誘導(dǎo)下與同系動物的骨髓瘤細胞融合。首先是細胞質(zhì)融合,然后通過有絲分裂細胞核合而為一,形成新的雜交細胞,簡稱為雜交瘤。細胞融合后移入HAT培養(yǎng)液中培養(yǎng)。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶(HGRPT),在HAT培養(yǎng)液中不能增殖而死亡。淋巴細胞培養(yǎng)中也不能長期在培養(yǎng)液中生長增殖。然而雜交瘤細胞由于從脾細胞獲得了HGPRT的基因產(chǎn)物,并從骨髓瘤細胞中獲得腫瘤細胞不斷生長繁殖(傳代)的特性,因此在HAT培養(yǎng)液中選擇性存活下來。細胞融合后既具有產(chǎn)生特異性抗體的能力。又保留了瘤細胞能體外長期培養(yǎng)的特性。
2. 雜交瘤細胞制備:
(1)骨髓瘤細胞的培養(yǎng):骨髓瘤細胞(NS-1或SP2/0)在含10~15的小牛血清完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)處于對數(shù)生長期時,此時細胞渾圓、透亮,大小均一,排列整齊,呈半致密分布。選擇處于旺盛生長,形態(tài)良好的對數(shù)生長期細胞供融合用。
(2)免疫小鼠:選用8~12周齡雌性BALC/C小鼠免疫。如抗原為可溶性(蛋白質(zhì)),可按每只鼠一次劑量為10~100μg/只免疫。蛋白質(zhì)抗原與等量弗氏完全佐劑充分混勻,分別注入鼠的頸背部多處或腹腔內(nèi),間隔2~4周同法重復(fù),經(jīng)1月后,再用10~100μg(0.1~0.2ml)抗原作靜脈或腹腔加強免疫。細胞與微生物表面抗原一般具有較高的免疫原性,可不加佐劑,直接經(jīng)腹腔或靜脈注入(1~2)×107細胞。一般采用融合前3~4d大劑量靜脈注入抗原,然后取脾做融合實驗。因此間脾臟B淋巴母細胞-漿細胞比例較高,融合率較高。
(3)脾細胞制備:①放血處死小鼠,浸泡在75%的酒精中消毒。②在無菌條件下取脾,至含培養(yǎng)液的小平皿內(nèi),去掉脂肪和結(jié)締組織,用5ml無血清培養(yǎng)液沖洗一次。③將脾細胞置細胞網(wǎng)上,加入5ml不完全培養(yǎng)液。用注射器內(nèi)芯研磨分散脾細胞,將脾細胞收集到離心管內(nèi)(50ml),加10~20ml培養(yǎng)液,離心(800~1000r/min,10min),棄上清后計數(shù)備用。
(4)飼養(yǎng)細胞制備:在體外培養(yǎng)時,單個或少數(shù)分散的細胞不容易存活與繁殖,必須在加入其他活細胞才易存活與繁殖。通常在融合的前一天或當天用取小鼠腹腔巨噬細胞制作飼養(yǎng)層細胞。(5)細胞融合(雜交)
3.雜交瘤細胞瘤細胞的選擇性培養(yǎng)
(1)培養(yǎng):將融合后的細胞懸浮于HAT培養(yǎng)液中,置于含5%~7% CO2,37℃飽和濕度培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。
(2)換液:每2~3天更換一半量的培養(yǎng)液一次,在融合兩周內(nèi)使用HAT培養(yǎng)液,在第12~13天用HT培養(yǎng)液,在第14天后根據(jù)細胞增殖情況改用15%~20%FCS完全培養(yǎng)液。
在停用A后,殘留于培養(yǎng)液或細胞內(nèi)的A仍起一定的阻抑作用,此時需繼續(xù)補加HT培養(yǎng)液,為雜交瘤細胞提供應(yīng)急的DNA合成途徑。
(3)觀察:經(jīng)融合劑PEG處理后的細胞,凝集成粗顆粒狀。當天用倒置顯微鏡觀察,可見2~5個粘連骨髓瘤細胞,常有融合的巨細胞或啞鈴狀的細胞。
4. 雜交瘤細胞的篩選:
融合后的細胞在HAT培養(yǎng)基培養(yǎng)后,即有部分培養(yǎng)孔出現(xiàn)雜交瘤細胞集落,而其中僅部分是分泌預(yù)定特異性抗體的雜交瘤細胞。因此在培養(yǎng)7~10
d后用倒置顯微鏡觀察到雜交瘤細胞長成約占1/3~1/2視野時,即可取培養(yǎng)上清液進行特異性抗體的檢測,確定有無分泌單克隆抗體(monoclonal
antibody,McAb)的能力,以便及時進行細胞克隆化。檢測McAb的方法可根據(jù)情況進行選擇。
5. 雜交瘤細胞的克隆化:
細胞融合成功后,并經(jīng)證實培養(yǎng)孔中存在預(yù)定抗原特異性抗體時,應(yīng)盡早將雜交瘤細胞克隆化,其目的是利用單個細胞培養(yǎng)技術(shù),從細胞群體中選育出遺傳穩(wěn)定而同源的細胞系,以獲得分泌單一抗體的雜交瘤細胞系,淘汰遺傳不穩(wěn)定的雜交瘤細胞。每個雜交瘤細胞含有來自兩種親本細胞全套染色體,但在雜交瘤增殖過程中,將逐漸丟失染色體,甚而導(dǎo)致McAb產(chǎn)生能力的消失。因此,在篩選抗體陽性的雜交瘤細胞時,須盡早進行克隆化,以保持雜交瘤細胞具有同源的子代??寺』嗖捎糜邢尴♂尫?。
(1)先制備小鼠飼養(yǎng)細胞層,將細胞懸浮與HT(融合后第一次克隆化時)或含10%FCS -1640培養(yǎng)液中。
(2)用滴管將抗體陽性待克隆化細胞孔輕輕吹吸,使細胞與孔底分離,用培養(yǎng)液將細胞懸液稀釋為每ml分別含5、10和50個細胞的懸液。
(3)將上述稀釋的細胞懸液分別加入已培養(yǎng)有飼養(yǎng)細胞的24孔培養(yǎng)板中,每孔0.1ml(2滴),使相應(yīng)每孔分別含0.5、1或5個細胞。
(4)將細胞培養(yǎng)板置于5%~7%CO2、37℃飽和濕度的溫箱中培養(yǎng),至第四天換培養(yǎng)液一次,第5~6天仔細觀察各孔內(nèi)細胞生長情況,并在相應(yīng)的孔蓋板上作標記,記錄克隆生長的情況。
(5)特異性抗體的檢測:在克隆后的7~9天,在低倍鏡下如見到細胞克隆布滿1/3~1/2視野時,即可吸取培養(yǎng)上清液,用免疫學(xué)方法檢測相應(yīng)的抗體。如測出細胞生長孔含有特異性抗體,可選擇抗體效價高、呈單個克隆生長、形態(tài)良好的細胞孔,繼續(xù)同法再克隆擴大培養(yǎng)重復(fù)3次。如果有單克隆生長的每個孔內(nèi)的上清都能檢出高滴度抗體,則表明已經(jīng)實現(xiàn)“克隆化”。
6. 單克隆抗體腹水的制備:
McAb因其具有高度特異性和能大量制備等特點,故生物試驗和醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。將雜交瘤細胞接種與同系小鼠或裸鼠腹腔內(nèi),可誘生腫瘤和含McAb的腹水,并可有效保存雜交瘤細胞株和分離已經(jīng)污染雜菌的雜交瘤細胞株。
(1)在接種瘤細胞1~2周前,先給小鼠腹腔注射液體石蠟油或降植烷0.5ml,同批小鼠預(yù)處理后可用2個月左右。
(2)1周后每只小鼠腹腔注射5×105~5×106雜交瘤細胞。先洗滌一次,以營養(yǎng)液調(diào)其濃度。
(3)注射雜交瘤8~10天后,小鼠腹部明顯脹大時,消毒小鼠腹部,用針頭刺入小鼠下腹部,并輕揉其腹部,慢慢抽出腹水。一次抽5~8ml,待2~3
d后,腹水積聚,用同法反復(fù)抽,一般可抽2~3次。腹腔內(nèi)產(chǎn)生腫瘤和腹水,抗體含量可達1 mg/ml。
培養(yǎng)上清液中抗體含量低且混有大量血清蛋白,而腹水中雖然抗體含量高,但也混有蛋白,需進行純化及鑒定其特性。
(本文轉(zhuǎn)載丁香園)