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HAT培养基

目录

一、定义与组成编辑本段

  1. 基本成分
    HAT是次黄嘌呤Hypoxanthine)、氨基蝶呤Aminopterin)和胸腺嘧啶核苷Thymidine)的缩写,由Littlefield于1964年首次发明159

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  2. 添加剂形式
    商业化产品多为50×浓缩液,含次黄嘌呤(5mM)、氨基蝶呤(20μM)、胸腺嘧啶核苷(0.8mM),使用时稀释至终浓度:次黄嘌呤100μM、氨基蝶呤0.4μM、胸腺嘧啶核苷16μM7

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二、作用机制:双途径阻断与补救编辑本段

细胞合成DNA依赖两条通路:

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  • 从头合成途径:利用小分子前体(如氨基酸)合成核苷酸,但被氨基蝶呤(叶酸拮抗剂完全阻断139

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  • 补救途径:依赖预合成的碱基(次黄嘌呤、胸苷),需关键酶:

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    • HGPRT(次黄嘌呤磷酸核糖转移酶):催化次黄嘌呤→次黄嘌呤核苷酸(IMP)。
    • TK(胸苷激酶):催化胸苷→脱氧胸苷酸(dTMP)19

筛选逻辑

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  • HGPRT⁻/TK⁻细胞(如骨髓瘤细胞):因缺乏补救途径酶类,在氨基蝶呤存在时无法合成DNA,最终死亡
  • 杂交瘤细胞:由骨髓瘤细胞(HGPRT⁻)与正常B细胞(含HGPRT⁺)融合形成,可通过补救途径利用培养基中的次黄嘌呤和胸苷合成DNA,得以存活17
细胞类型HAT培养基中的命运原因
未融合骨髓瘤细胞死亡缺乏HGPRT/TK,无法利用补救途径;从头途径被氨基蝶呤阻断17
未融合B淋巴细胞自然死亡(<2周)体外无法长期增殖1
杂交瘤细胞存活并增殖继承B细胞的HGPRT酶,可利用补救途径合成DNA17

三、核心应用:单克隆抗体制备编辑本段

在杂交瘤技术中,HAT培养基用于筛选抗体分泌型融合细胞ADFASDFAF23RQ23R

  1. 融合操作:HGPRT⁻骨髓瘤细胞(如Sp2/0)与免疫后的小鼠脾B细胞融合
  2. 筛选过程
    • 未融合骨髓瘤细胞:缺乏补救酶,死亡。
    • B细胞:无法体外增殖,死亡。
    • 杂交瘤细胞:依赖B细胞提供的HGPRT酶存活,形成克隆
  3. 效率保障:优化后的HAT添加剂可使杂交瘤细胞存活率>83%,非杂交瘤细胞存活率<12%,显著提高筛选效率7

? 单克隆抗体的优势:单一特异性、无限供应、批次一致性高1

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四、实验操作要点编辑本段

  1. 配制与保存
    • 浓缩液需-20℃避光保存,解冻后若有沉淀,37℃水浴溶解并混匀7
    • 常规培养基灭菌采用高压蒸汽灭菌法(121℃, 15–30分钟)28
  2. 关键注意事项
    • 细胞密度控制:融合后细胞需稀释至合适密度(如10⁵/mL),避免过度生长干扰筛选。
    • 时间窗:筛选需持续10–14天,确保未融合细胞完全死亡17
    • 污染防控:操作全程无菌,避免杂菌消耗培养基成分或释放毒性物质。

五、生物学与技术创新意义编辑本段

  1. 理论价值:揭示细胞代谢途径的可塑性,证明遗传互补在杂交细胞存活中的核心作用9
  2. 技术革新:推动单克隆抗体技术的工业化(如药物开发、诊断试剂),成为现代生物医学的基石17
  3. 延伸应用:除杂交瘤筛选外,亦用于基因敲除细胞系验证(如检测HGPRT基因功能缺失3

总结编辑本段

HAT培养基通过精准代谢阻断与补救途径依赖,实现杂交瘤细胞的高效筛选,其设计体现了“缺陷互补”的生物学智慧。在单抗生产中,它解决了融合细胞比例极低的难题,为生物医药领域提供了不可替代的工具平台。 ADSFAEQWER353423413434

参考资料编辑本段

  • 1. Littlefield JW. Selection of hybrids from matings of fibroblasts in vitro and their presumed recombinants. Science. 1964;145(3633):709-710. doi:10.1126/science.145.3633.709
  • 2. Freshney RI. Culture of Animal Cells: A Manual of Basic Technique and Specialized Applications. 7th ed. Wiley-Blackwell; 2016.
  • 3. Davis JM. Basic Cell Culture: A Practical Approach. 2nd ed. Oxford University Press; 2002.
  • 5. Köhler G, Milstein C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature. 1975;256(5517):495-497. doi:10.1038/256495a0
  • 7. Sigma-Aldrich. HAT Media Supplement (50×) Product Information. Merck; 2023.
  • 8. Phelan MC. Basic Techniques in Mammalian Cell Tissue Culture. Curr Protoc Cell Biol. 2007;36:1.1.1-1.1.18. doi:10.1002/0471143030.cb0101s36
  • 9. Littlefield JW. The use of drug-resistant markers to study the hybridization of mouse fibroblasts. Exp Cell Res. 1966;41(1):190-196. doi:10.1016/0014-4827(66)90563-1
  • 10. 王重庆, 周德庆. 细胞生物学. 第4版. 高等教育出版社; 2015.
  • 11. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 6th ed. Garland Science; 2014.
  • 12. 陈志南, 刘民培. 抗体工程药物. 科学出版社; 2004.

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