1975年,Kohler和Milstein發(fā)現將小鼠骨髓瘤細胞和綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞進(jìn)行融合,形成的雜交細胞既可產(chǎn)生抗體,又可無(wú)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)上的突破不僅為醫學(xué)與生物學(xué)基礎研究開(kāi)創(chuàng )了新紀元,也為臨床疾病的診斷、預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(chēng)單克隆抗體技術(shù)(monoclonal antibody technique)。雜交瘤技術(shù)是使免疫動(dòng)物的脾細胞在聚乙二醇(Polyethylene Glycol ,PEG)的誘導下與同系動(dòng)物的骨髓瘤細胞融合。首先是細胞質(zhì)融合,然后通過(guò)有絲分裂細胞核合而為一,形成新的雜交細胞,簡(jiǎn)稱(chēng)為雜交瘤。細胞融合后移入HAT培養液中培養。骨髓瘤細胞由于缺乏次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉化酶(HGRPT),在HAT培養液中不能增殖而死亡。淋巴細胞培養中也不能長(cháng)期在培養液中生長(cháng)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(cháng)繁殖(傳代)的特性,因此在HAT培養液中選擇性存活下來(lái)。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(cháng)期培養的特性。
2. 雜交瘤細胞制備:
(1)骨髓瘤細胞的培養:骨髓瘤細胞(NS-1或SP2/0)在含10~15的小牛血清完全培養液中培養處于對數生長(cháng)期時(shí),此時(shí)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(cháng),形態(tài)良好的對數生長(cháng)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,間隔2~4周同法重復,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(shí)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(wú)菌條件下取脾,至含培養液的小平皿內,去掉脂肪和結締組織,用5ml無(wú)血清培養液沖洗一次。③將脾細胞置細胞網(wǎng)上,加入5ml不完全培養液。用注射器內芯研磨分散脾細胞,將脾細胞收集到離心管內(50ml),加10~20ml培養液,離心(800~1000r/min,10min),棄上清后計數備用。
(4)飼養細胞制備:在體外培養時(shí),單個(gè)或少數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
(1)培養:將融合后的細胞懸浮于HAT培養液中,置于含5%~7% CO2,37℃飽和濕度培養箱中培養。
(2)換液:每2~3天更換一半量的培養液一次,在融合兩周內使用HAT培養液,在第12~13天用HT培養液,在第14天后根據細胞增殖情況改用15%~20%FCS完全培養液。
在停用A后,殘留于培養液或細胞內的A仍起一定的阻抑作用,此時(shí)需繼續補加HT培養液,為雜交瘤細胞提供應急的DNA合成途徑。
(3)觀(guān)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(guān)察,可見(jiàn)2~5個(gè)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培養基培養后,即有部分培養孔出現雜交瘤細胞集落,而其中僅部分是分泌預定特異性抗體的雜交瘤細胞。因此在培養7~10
d后用倒置顯微鏡觀(guān)察到雜交瘤細胞長(cháng)成約占1/3~1/2視野時(shí),即可取培養上清液進(jìn)行特異性抗體的檢測,確定有無(wú)分泌單克隆抗體(monoclonal
antibody,McAb)的能力,以便及時(shí)進(jìn)行細胞克隆化。檢測McAb的方法可根據情況進(jìn)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(shí)培養孔中存在預定抗原特異性抗體時(shí),應盡早將雜交瘤細胞克隆化,其目的是利用單個(gè)細胞培養技術(shù),從細胞群體中選育出遺傳穩定而同源的細胞系,以獲得分泌單一抗體的雜交瘤細胞系,淘汰遺傳不穩定的雜交瘤細胞。每個(gè)雜交瘤細胞含有來(lái)自?xún)煞N親本細胞全套染色體,但在雜交瘤增殖過(guò)程中,將逐漸丟失染色體,甚而導致McAb產(chǎn)生能力的消失。因此,在篩選抗體陽(yáng)性的雜交瘤細胞時(shí),須盡早進(jìn)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)先制備小鼠飼養細胞層,將細胞懸浮與HT(融合后第一次克隆化時(shí))或含10%FCS -1640培養液中。
(2)用滴管將抗體陽(yáng)性待克隆化細胞孔輕輕吹吸,使細胞與孔底分離,用培養液將細胞懸液稀釋為每ml分別含5、10和50個(gè)細胞的懸液。
(3)將上述稀釋的細胞懸液分別加入已培養有飼養細胞的24孔培養板中,每孔0.1ml(2滴),使相應每孔分別含0.5、1或5個(gè)細胞。
(4)將細胞培養板置于5%~7%CO2、37℃飽和濕度的溫箱中培養,至第四天換培養液一次,第5~6天仔細觀(guān)察各孔內細胞生長(cháng)情況,并在相應的孔蓋板上作標記,記錄克隆生長(cháng)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(jiàn)到細胞克隆布滿(mǎn)1/3~1/2視野時(shí),即可吸取培養上清液,用免疫學(xué)方法檢測相應的抗體。如測出細胞生長(cháng)孔含有特異性抗體,可選擇抗體效價(jià)高、呈單個(gè)克隆生長(cháng)、形態(tài)良好的細胞孔,繼續同法再克隆擴大培養重復3次。如果有單克隆生長(cháng)的每個(gè)孔內的上清都能檢出高滴度抗體,則表明已經(jīng)實(shí)現“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(diǎn),故生物試驗和醫藥等領(lǐng)域得到廣泛應用。將雜交瘤細胞接種與同系小鼠或裸鼠腹腔內,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,同批小鼠預處理后可用2個(gè)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(yíng)養液調其濃度。
(3)注射雜交瘤8~10天后,小鼠腹部明顯脹大時(shí),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,用同法反復抽,一般可抽2~3次。腹腔內產(chǎn)生腫瘤和腹水,抗體含量可達1 mg/ml。
培養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(jìn)行純化及鑒定其特性。
(本文轉載丁香園)