醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)緒論

1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué),medical cell biology,2024/3/25,medical cell biology,2,教學(xué)用書,第一章 緒 論,Chapter 1introduction,2024/3/25,medical cell biology,4,[教學(xué)內(nèi)容],概述細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展史上的重要進(jìn)展我國細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略生命科學(xué)研究的動(dòng)態(tài)和趨勢,2024/3/25,medical cell bi

2、ology,5,[本章要求],1.掌握醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的概念2.掌握醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)3.了解醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系4.了解醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史5.了解醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的研究動(dòng)態(tài),2024/3/25,medical cell biology,6,一切生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的有機(jī)整體,The Earth,,,,,4?106余種生物,,,,2024/3/25,medical cell biology,7,一個(gè)受精卵（1個(gè)細(xì)

3、胞）,各種組織和器官執(zhí)行各種復(fù)雜生命活動(dòng),各種組織和器官,?,?,?,人的個(gè)體發(fā)育過程,?,2024/3/25,medical cell biology,8,一切生命現(xiàn)象的奧秘都要從細(xì)胞中尋求答案Answers to All Secrets of Life Phenomena Must Be Sought from cell,2024/3/25,medical cell biology,9,一.細(xì)胞生物學(xué)的概念二.細(xì)胞生物學(xué)研究

4、的目的和任務(wù)三.細(xì)胞生物學(xué)研究的對(duì)象和范圍四.細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容,第一節(jié) 概述,2024/3/25,medical cell biology,10,一.細(xì)胞生物學(xué)的概念,細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞學(xué)比較細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞學(xué)區(qū)別醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)概念,2024/3/25,medical cell biology,11,細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成,2024/3/25,medical cell biology,12,細(xì)胞生物學(xué)（C

5、ell Biology）,細(xì)胞學(xué)（Cytology）+ 分子生物學(xué)（Molecular Biology）的新學(xué)科。亦可稱為細(xì)胞分子生物學(xué)（Cell and molecular Biology）。,2024/3/25,medical cell biology,13,細(xì)胞生物學(xué)（cell biology）,是從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子三個(gè)水平研究細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律（細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系）的科學(xué)。,2024/3/25,medical cell

6、 biology,14,細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞學(xué)比較,2024/3/25,medical cell biology,15,細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞學(xué)區(qū)別,深刻性：從細(xì)胞的三個(gè)層次對(duì)細(xì)胞進(jìn)行剖析，并把細(xì)胞的生命活動(dòng)同分子水平和超分子水平的結(jié)構(gòu)變化聯(lián)系起來。綜合性：研究的內(nèi)容極其廣泛，涉及到許多領(lǐng)域，并同生理學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和生物化學(xué)相互融匯在一起。,2024/3/25,medical cell biology,16,,醫(yī)學(xué)是以人體為研究對(duì)象，主

7、要研究人體生老病死的機(jī)制，研究疾病的發(fā)生，發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸的規(guī)律，從而對(duì)疾病進(jìn)行診斷，治療和預(yù)防，以達(dá)到增強(qiáng)人體健康，使人延年益壽的目的。,2024/3/25,medical cell biology,17,醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)（medical cell biology）,是研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能與疾病發(fā)生的關(guān)系的學(xué)科。,2024/3/25,medical cell biology,18,二、研究的目的和任務(wù),目的：闡明各種生命活動(dòng)的現(xiàn)象和本質(zhì)，

8、在細(xì)胞和亞細(xì)胞及分子水平探索疾病發(fā)生的機(jī)制及防治措施。任務(wù)：對(duì)生命活動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)展規(guī)律加以控制和利用，為防病治病提供細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子水平上的依據(jù)，為人類健康服務(wù)。,2024/3/25,medical cell biology,19,三、細(xì)胞生物學(xué)研究的對(duì)象和范圍,研究的對(duì)象研究的范圍,2024/3/25,medical cell biology,20,研究的對(duì)象,細(xì)胞生物學(xué)研究的對(duì)象是細(xì)胞。細(xì)胞是一切生物的基本結(jié)構(gòu)單位，是由膜圍成

9、的能獨(dú)立進(jìn)行生長繁殖的原生質(zhì)團(tuán)。,2024/3/25,medical cell biology,21,研究的范圍,極其廣泛：研究細(xì)胞各種組成成分（細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器）的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系；研究細(xì)胞總體的和動(dòng)態(tài)的功能活動(dòng)；研究這些相互關(guān)系和功能活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。,2024/3/25,medical cell biology,22,四.細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容,研究的內(nèi)容研究的熱點(diǎn),2024/3/25,medical cell b

10、iology,23,研究的內(nèi)容,2024/3/25,medical cell biology,24,研究的熱點(diǎn),細(xì)胞周期調(diào)控（cell cycle control）；細(xì)胞凋亡（ cell apoptosis）；細(xì)胞衰老（cellular senescence）；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）；DNA的損傷與修復(fù)（DNA damage and repair）,2024/3/25,medical cell bio

11、logy,25,第二節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系,細(xì)胞生物學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ) 例：家族性高膽固醇血癥(familial hypercholesterolemia)臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)踐為細(xì)胞生物學(xué)的研究提出新課題 細(xì)胞生物學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐中占有重要的地位,2024/3/25,medical cell biology,26,第三節(jié)細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展史上的重要進(jìn)展,2024/3/25,

12、medical cell biology,28,,細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)的興起,2024/3/25,medical cell biology,29,第一階段 細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立,1665年，英國胡克（Hooke）首先發(fā)現(xiàn)“細(xì)胞”，并將其命名為“Cell”。1675年，列文虎克（Leeuwenhoek)首次發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞。1809年，Lamark認(rèn)為只有具有細(xì)胞的機(jī)體，才有生命1802年，Ｍilbel

13、 認(rèn)為植物的每一部分都有細(xì)胞存在1824年，Dutrochet 進(jìn)一步描述了細(xì)胞的原理 1831年，布朗（Brown)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核。1835年，迪雅爾丹（Dujardin)首次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)透明的膠狀內(nèi)含物——“肉樣質(zhì)”（sarcode)。1836年，Valentin發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核中的核仁。,,2024/3/25,medical cell biology,30,1665-R.Hooke,主要貢獻(xiàn)著有《顯微圖譜》一書，首次發(fā)現(xiàn)木栓中有許多

14、蜂窩狀小孔，并將小孔命名為“cell”,2024/3/25,medical cell biology,31,《顯微圖集》其中收集的就有著名的軟木切片細(xì)胞圖。,,2024/3/25,medical cell biology,32,1667-A.van Leeuwenhoek,主要貢獻(xiàn)首先發(fā)現(xiàn) 細(xì)菌、原生動(dòng)物、紅細(xì)胞、精子等活細(xì)胞，初次觀察到某些細(xì)胞中的核。,2024/3/25,medical cell biology,33,183

15、8-M.Schleiden,主要貢獻(xiàn)證實(shí)植物體是由細(xì)胞所組成,施萊登著作中的插圖,2024/3/25,medical cell biology,34,1839-T.Schwann,主要貢獻(xiàn)證明動(dòng)物體是由細(xì)胞所組成，并總結(jié)出了一切生物是由細(xì)胞所組成的“細(xì)胞學(xué)說”。,2024/3/25,medical cell biology,35,細(xì)胞學(xué)說的基本內(nèi)容,認(rèn)為細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì) 胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；

16、每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有 它“自己的”生命,又對(duì)與其它細(xì)胞共同組 成的整體的生命有所助益；新的細(xì)胞可以通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生,2024/3/25,medical cell biology,36,1840-J.Purkinje,主要貢獻(xiàn)提出組成細(xì)胞的原生質(zhì)概念,2024/3/25,medical cell biology,37,1855-R.Virchow,主要貢獻(xiàn)1855年，德國Virchow提出“細(xì)胞病

17、理學(xué)說”——“一切細(xì)胞來自細(xì)胞，細(xì)胞是人體生命活動(dòng)的基本單位 。機(jī)體是細(xì)胞的總和，機(jī)體的病理就是細(xì)胞的病理。疾病是由于細(xì)胞的變化引起的” 。動(dòng)物只能來自動(dòng)物，植物只能來自植物一樣”，“細(xì)胞只能來自細(xì)胞”。他的觀點(diǎn)支持并豐富了施萊登和施旺的細(xì)胞學(xué)說。,2024/3/25,medical cell biology,38,,細(xì)胞學(xué)說的提出是細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的起點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展具有重大意義。恩格斯把細(xì)胞學(xué)說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律和進(jìn)化論并列

18、為19世紀(jì)自然科學(xué)的“三大發(fā)現(xiàn)”。,2024/3/25,medical cell biology,39,,細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)的興起,2024/3/25,medical cell biology,40,第二階段 細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期,時(shí)間：19世紀(jì)中期~20世紀(jì)初研究方法：顯微鏡 形態(tài)描述研究特點(diǎn)：應(yīng)用固定和染色技術(shù)（制片技術(shù)）在光鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞分裂活動(dòng)。,2024/3/25,

19、medical cell biology,41,,1841年，Remak發(fā)現(xiàn)雞胚血細(xì)胞的直接分裂（無絲分裂）。其后，F(xiàn)lemming和Strasburger分別在動(dòng)物、植物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)間接分裂（有絲分裂）。1883年和1886年，Van Beneden和Strasburger分別在動(dòng)物與植物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂。,2024/3/25,medical cell biology,42,1873-A.Schneider,主要貢獻(xiàn)首先提出植物

20、有絲分裂,,2024/3/25,medical cell biology,43,,Flemming—主要貢獻(xiàn) 動(dòng)物有絲分裂,2024/3/25,medical cell biology,44,1879-W.Flemming,主要貢獻(xiàn)表明在核分裂過程中染色體縱裂為二，分別移入兩個(gè)細(xì)胞核中。,2024/3/25,medical cell biology,45,1887-A.Weismann,主要貢獻(xiàn)主張行有性生殖的生物，染色體數(shù)要有周

21、期性的減半與復(fù)原變化,2024/3/25,medical cell biology,46,第二階段 細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期,一些細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)末，在光鏡下陸續(xù)觀察到幾種重要的細(xì)胞器 1831年, Brown發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核1871年，Ｍiescher 從膿細(xì)胞中分離出了核酸 1883年，Van Beneden和Boveri發(fā)現(xiàn)中心體。 1897年，Banda發(fā)現(xiàn)線粒體。 1898年，Golgi發(fā)現(xiàn)高爾基體。,2024/3/25,

22、medical cell biology,47,1888-T.Boveri,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)中心粒,2024/3/25,medical cell biology,48,1894年R. Altaman,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)線粒體,2024/3/25,medical cell biology,49,1898-C.Golgi,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀體，即高爾基體,2024/3/25,medical cell biology,50,細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史,細(xì)胞

23、學(xué)說的創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)的興起,2024/3/25,medical cell biology,51,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué),時(shí)間：20世紀(jì)初~中葉研究特點(diǎn)：從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生化、遺傳發(fā)育機(jī)理的研究。研究方法：使用了現(xiàn)代物理、化學(xué)的新技術(shù)、新方法。,2024/3/25,medical cell biology,52,,1887年～1900年 1887年，O.Hertwig和

24、R. Hertwig用實(shí)驗(yàn)方法研究海膽卵的受精作用和蛔蟲卵發(fā)育中的核質(zhì)關(guān)系，從而把細(xì)胞學(xué)和實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)結(jié)合起來，發(fā)展了實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué),2024/3/25,medical cell biology,53,,1900年～1926年 細(xì)胞學(xué)與遺傳學(xué)相結(jié)合 1. 1900年,孟德爾遺傳法則（1865年）被重新發(fā)現(xiàn)。 2. 1902年,Boveri和Sutton提出染色體遺傳理論。 3. 1910年,Morgan研究果蠅的遺傳和變異

25、，提出——基因位于染色體上,呈直線排列,并成為連鎖群。 4. 1926年,Morgan的《基因論》出版。,2024/3/25,medical cell biology,54,實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)階段,孟德爾（Mendel，1822～1884）: 現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基者.,2024/3/25,medical cell biology,55,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué),1926年～50年代 細(xì)胞生化，細(xì)胞生理等全面發(fā)展⒈ 細(xì)胞生化方面：⑴

26、 1924年，孚爾根（Feulgen）染色顯示DNA。⑵ 1940年，Brachet用昂納（Unna）染色液測定RNA。,2024/3/25,medical cell biology,56,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué),⒉ 細(xì)胞生理方面： 1943年，Cloude用快速離心機(jī)分離出線粒體，從而促進(jìn)了對(duì)細(xì)胞器的作用和化學(xué)組成的研究?！　?943年Cloud分離出細(xì)胞核和細(xì)胞器,2024/3/25,medical cell bio

27、logy,57,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué),⒊ 其它方面： ①1932年，荷蘭籍德國人F. Zernike成功設(shè)計(jì)了相差顯微鏡，并因此獲1953年諾貝爾物理獎(jiǎng)。 ②1933年，德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明了第一臺(tái)電子顯微鏡，1940年，美、德制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。④ 1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)中心發(fā)明了掃描隧道顯微鏡,而與電鏡發(fā)明者Ruska同獲1986年度

28、的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,58,1932-F.Zernicke,主要貢獻(xiàn)發(fā)明相差顯微鏡，1953年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,59,1933-M.Knoll E.Ruska,主要貢獻(xiàn)發(fā)明電子顯微鏡,,Transmission electron microscope,2024/3/25,medical cell biology,60,(

29、 掃描電鏡）,分辨率：2nm,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué) ⑸,2024/3/25,medical cell biology,61,(透射電鏡）分辨率：２nm,第三階段 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué) ⑸,,2024/3/25,medical cell biology,62,,細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期細(xì)胞生物學(xué)的興起,2024/3/25,medical cell biology,63,第四階段 細(xì)胞生物學(xué)的興起,1941年，Be

30、adle 和Tatum提出了“一個(gè)基因一個(gè)酶”的理論。1944年，Avery在微生物的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中證明了DNA是遺傳物質(zhì)。1953年，Watson和Crick提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1958年，Crick創(chuàng)立了“中心法則”——DNA→RNA→蛋白質(zhì)。1961年，Jacob和Monod提出了乳糖操縱子學(xué)說。,2024/3/25,medical cell biology,64,1953-J.D.Watson F.H.C.Cri

31、ck,M.H.F.Wilkins,主要貢獻(xiàn)提出DNA雙螺旋模型，1962年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,65,2024/3/25,medical cell biology,66,,2024/3/25,medical cell biology,67,1958-F.H.C.Crick,主要貢獻(xiàn)提出DNA——RNA——蛋白質(zhì)遺傳信息單向傳遞的“中心法則”,2024/3/25,medical ce

32、ll biology,68,1960-E.Jacob J.Monod,主要貢獻(xiàn)提出操縱子學(xué)說，1965年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,69,1961-P.Mitchell,主要貢獻(xiàn)提出線粒體氧化磷酸化耦聯(lián)機(jī)制化學(xué)滲透學(xué)說，1978年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,70,1968-M.W.Nirenberg,主要貢獻(xiàn)闡明遺傳密碼在蛋白質(zhì)合成中的作用

33、，1968年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,71,1969-T.C.Hsu,主要貢獻(xiàn)發(fā)明染色體分帶技術(shù),2024/3/25,medical cell biology,72,1969-R.Huebner G.Todaro,主要貢獻(xiàn)創(chuàng)立癌基因?qū)W說,2024/3/25,medical cell biology,73,1970-D.Baltimore,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶，1975年獲諾貝爾獎(jiǎng),2

34、024/3/25,medical cell biology,74,1971-Sutherland,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)了cAMP，并提出了第二信使學(xué)說，1971年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,75,1972-S.J.Singer G.L.Nicolson,主要貢獻(xiàn)創(chuàng)立生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型,2024/3/25,medical cell biology,76,1972-S.B.Prusiner,主要貢

35、獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)性質(zhì)的感染因子prion，1997年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,77,1975-G.Milstein G.Kohler,主要貢獻(xiàn)發(fā)明利用雜交瘤技術(shù)制作單克隆抗體，1984年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,78,1976-E.Neher B.Sakmann,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)膜上的離子通道，1991年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,

36、medical cell biology,79,1978-1988-B.Nusslein-VolhardE.Wieschaus,主要貢獻(xiàn)闡明同源異構(gòu)型基因在控制生物個(gè)體發(fā)育中的作用，1996年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,80,1994-A.G.Gilman M.Rodbell,主要貢獻(xiàn)在G蛋白發(fā)現(xiàn)過程中的貢獻(xiàn)，1994年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biolo

37、gy,81,1997-I.Wilmut et al,主要貢獻(xiàn)用乳腺細(xì)胞同去染色質(zhì)的卵細(xì)胞融合成功克隆羊,2024/3/25,medical cell biology,82,1997-K.Luger et al,主要貢獻(xiàn)利用高分辨率X射線晶體分析技術(shù)顯示核小體核心組蛋白八聚體的原子水平結(jié)構(gòu)。,2024/3/25,medical cell biology,83,1998-R.Furchgott et al,由于在NO方面的研究獲得199

38、8年度諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,84,1999-G.Blobel,主要貢獻(xiàn)創(chuàng)立了細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)男盘?hào)學(xué)說，闡明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)制，1999年獲諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,85,2000-美、英、日、法、德、中國,主要貢獻(xiàn)人類基因組草圖繪制完成,2024/3/25,medical cell biology,86,2001-L.H.Har

39、twell,P.M.Nurse R.T.Hunt,主要貢獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)了“細(xì)胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)分子”而獲得2001年的諾貝爾獎(jiǎng)。,2024/3/25,medical cell biology,87,2002-S.Brenner,H.R.Horvitz,J.E.Sulston,主要貢獻(xiàn)在細(xì)胞凋亡研究方面的杰出貢獻(xiàn)而獲得2002年的諾貝爾獎(jiǎng),2024/3/25,medical cell biology,88,細(xì)胞膜通道研究的突破,,瑞典皇家科學(xué)院

40、８日宣布，將２００３年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，以表彰他們在細(xì)胞膜通道方面做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。,2024/3/25,medical cell biology,89,,2007 涉及胚胎干細(xì)胞和哺乳動(dòng)物DNA重組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn),馬里奧-卡佩奇,馬丁-埃文斯,奧利弗-史密斯,2024/3/25,medical cell biology,90,2009年在細(xì)胞分裂時(shí)染色體如何完

41、整地自我復(fù)制以及染色體如何受到保護(hù)以免于退化---解決辦法存在于染色體末端—端粒，以及形成端粒的酶—端粒酶,,伊麗莎白·布萊克本,,卡蘿爾·格雷德,,杰克·紹斯塔克,2024/3/25,medical cell biology,91,第四節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略,2024/3/25,medical cell biology,92,細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與機(jī)能染色體的結(jié)構(gòu)及其基因表達(dá)調(diào)控細(xì)胞

42、骨架及核骨架系統(tǒng)胞外基質(zhì)細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞分化、衰老、死亡及相關(guān)基因的研究細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),2024/3/25,medical cell biology,93,細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略,細(xì)胞社會(huì)學(xué)細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝生殖有關(guān)的細(xì)胞生物學(xué)問題腫瘤的細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)化細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞工程,2024/3/25,medical cell biology,94,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與機(jī)能,2024/3/25,medical cell biology,95,

43、染色體的結(jié)構(gòu)及其基因表達(dá)調(diào)控,2024/3/25,medical cell biology,96,2024/3/25,medical cell biology,97,細(xì)胞骨架及核骨架系統(tǒng),2024/3/25,medical cell biology,98,胞外基質(zhì),2024/3/25,medical cell biology,99,細(xì)胞周期調(diào)控,2024/3/25,medical cell biology,100,細(xì)胞分化、衰老、死亡及

44、相關(guān)基因研究,2024/3/25,medical cell biology,101,2024/3/25,medical cell biology,102,細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),2024/3/25,medical cell biology,103,細(xì)胞社會(huì)學(xué)(cell sociology),在體外研究細(xì)胞的社會(huì)行為，用人工的細(xì)胞組合研究不同發(fā)育時(shí)期的相同細(xì)胞或不同細(xì)胞的行為; 研究細(xì)胞之間的識(shí)別、粘連、通訊以及由此產(chǎn)生的相互作用、作用本質(zhì)、以及對(duì)

45、形態(tài)發(fā)生的影響等。,2024/3/25,medical cell biology,104,細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝,2024/3/25,medical cell biology,105,生殖有關(guān)的細(xì)胞生物學(xué)問題,2024/3/25,medical cell biology,106,腫瘤的細(xì)胞生物學(xué),Signaling Pathways and Cancer,2024/3/25,medical cell biology,107,2024/3/2

46、5,medical cell biology,108,2024/3/25,medical cell biology,109,2024/3/25,medical cell biology,110,進(jìn)化細(xì)胞生物學(xué),2024/3/25,medical cell biology,111,細(xì)胞工程,生命科學(xué)研究的動(dòng)態(tài)和趨勢,第五節(jié),2024/3/25,medical cell biology,113,生命科學(xué)研究的動(dòng)態(tài)和趨勢,人類基因組計(jì)劃蛋

47、白質(zhì)組基因診斷和治療生物導(dǎo)彈轉(zhuǎn)基因技術(shù)克隆技術(shù) 基因芯片納米技術(shù)干細(xì)胞,2024/3/25,medical cell biology,114,人類基因組計(jì)劃Human Genome Project,2024/3/25,medical cell biology,115,人類基因組學(xué) human genomics,人的所有遺傳信息的總和。,2024/3/25,medical cell biology,116,2024/3

48、/25,medical cell biology,117,人類基因組計(jì)劃概況,啟動(dòng)時(shí)間：1990年（美國）計(jì)劃耗時(shí)：約15年（1990——2005）經(jīng)費(fèi)：30億美元（1個(gè)堿基=1美元）實(shí)施者：NIH和DOE(54%)領(lǐng)導(dǎo)者：Watson J、Collins F等主要參加國：英國(33%)、法國(2.8%)、德國(2.2%)、日本(7%)、中國(1%),2024/3/25,medical cell biology,118,202

49、4/3/25,medical cell biology,119,2024/3/25,medical cell biology,120,2024/3/25,medical cell biology,121,2024/3/25,medical cell biology,122,1999年12月1日，英、美、日等國首次破譯了人類第22號(hào)染色體中所有與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因序列，發(fā)現(xiàn)了至少545個(gè)基因。,HGP,2024/3/25,medical

50、 cell biology,123,我國在1993年和1997年啟動(dòng)了“中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究”和 “重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究”項(xiàng)目，在上海和北京相繼成立了國家人類基因組南、北兩個(gè)中心。,HGP,2024/3/25,medical cell biology,124,1999年7月中國科學(xué)院遺傳所人類基因組中心在國際人類基因組HGSI注冊，承擔(dān)了其中1%，即3號(hào)染色體上3000萬個(gè)堿基的測序任務(wù)。,第三

51、號(hào)染色體,HGP（1%工程）,2024/3/25,medical cell biology,125,1%的測序結(jié)果,1%的序列：識(shí)別出122個(gè)基因目前已知的86個(gè)基因有55個(gè)基因功能明確8個(gè)是與腎細(xì)胞癌、肌肉萎縮、貧血等疾病直接相關(guān)的基因36個(gè)為首次發(fā)現(xiàn)的新基因,2024/3/25,medical cell biology,126,“人類基因組計(jì)劃”已經(jīng)圓滿完成,2024/3/25,medical cell biology,12

52、7,HGP研究新發(fā)現(xiàn)(2001.2.15),堿基組成：31.647億個(gè)堿基對(duì)基因數(shù)：3萬—3.5萬與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的基因比例：約2%人與人之間堿基的相同率：99.99%已發(fā)現(xiàn)疾病基因：1778個(gè)（為未知疾病基因的40%）重復(fù)序列：35.3%的基因組包含重復(fù)序列.,2024/3/25,medical cell biology,128,人類的基因圖譜,2024/3/25,medical cell biology,129,2024/

53、3/25,medical cell biology,130,HGP的意義及對(duì)人類生活的影響基礎(chǔ)研究：人類種族的起源；人的生、老、病、死；細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育、人類思維、人類記憶的高級(jí)生命活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。 應(yīng)用研究：將建立疾病診斷、疾病治療、遺傳保健及優(yōu)生優(yōu)育等全新的人類醫(yī)學(xué)。 不利影響：對(duì)社會(huì)、倫理道德、法律等方面的影響。,2024/3/25,medical cell biology,131,克隆技術(shù)Clone techniqu

54、es,2024/3/25,medical cell biology,132,Dolly(多利),克隆羊,,,多莉羊與寄母,多莉羊與生母,1997年，Wilmut等,2024/3/25,medical cell biology,133,1997年2月27日，《Nature》封面，“多莉”(Dolly)克隆羊,克隆羊,多利和邦妮,2024/3/25,medical cell biology,134,首只克隆羊多利被執(zhí)行“安樂死”,2024

55、/3/25,medical cell biology,135,克隆猴,——1998年,2024/3/25,medical cell biology,136,克隆猴,2024/3/25,medical cell biology,137,90年代后，我國科學(xué)家利用胚胎細(xì)胞相繼克隆成了兔、羊、豬、牛、小鼠等幾種動(dòng)物。,2024/3/25,medical cell biology,138,2000年，他們從成年羊的耳朵取下皮膚細(xì)胞，培養(yǎng)出了體細(xì)

56、胞克隆羊“元元”和“陽陽”。這些工作奠定了他們在國內(nèi)外同行中的地位。,中國的克隆羊,2024/3/25,medical cell biology,139,2002年初，我國首批成年體細(xì)胞克隆牛群體誕生,2024/3/25,medical cell biology,140,成活的5頭克隆牛已懷孕,2024/3/25,medical cell biology,141,轉(zhuǎn)基因技術(shù)transgenic techniques,2024/3/2

57、5,medical cell biology,142,transgenic techniques,利用分子生物學(xué)技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其它物種中，改造生物的遺傳物質(zhì)，使遺傳物質(zhì)得到改造的生物向人類需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變。,2024/3/25,medical cell biology,143,2024/3/25,medical cell biology,144,,,超級(jí)小鼠,,超級(jí)小鼠,2024/3/25,medical cell biol

58、ogy,145,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物transgenic animal,體內(nèi)基因組中穩(wěn)定地整合有外源基因的動(dòng)物。,2024/3/25,medical cell biology,146,2024/3/25,medical cell biology,147,研究工具基因的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，細(xì)胞發(fā)育的潛能性，細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相互關(guān)系，胚胎發(fā)育調(diào)控，腫瘤，神經(jīng)與發(fā)育等。,transgenic animal,2024/3/25,medical cell

59、 biology,148,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,生物制藥主要目標(biāo)是比較經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)能夠從容易獲取的流體(如培養(yǎng)發(fā)酵液、乳汁、尿或血液)中提取的貴重人用(或獸用)治療蛋白。首選動(dòng)物一般是牛、山羊、綿羊、豬和家兔。,2024/3/25,medical cell biology,149,乳汁中分泌人凝血因子IX的轉(zhuǎn)基因山羊,轉(zhuǎn)基因山羊的實(shí)驗(yàn),2024/3/25,medical cell biology,150,在人類遺傳病分析治療中的應(yīng)

60、用,遺傳病的動(dòng)物模型——研究人類遺傳疾病疾病的模型動(dòng)物： 動(dòng)脈粥樣硬化 鐮刀形紅細(xì)胞貧血 初老期癡呆癥 自身免疫病 淋巴組織生成 真皮炎 前列腺癌小鼠等,2024/3/25,medical cell biology,151,人類的器官移植,現(xiàn)已生產(chǎn)出為人類提供器官的轉(zhuǎn)基因豬。目前轉(zhuǎn)基因豬的肝臟可用于虛弱的無法接受肝臟移植手術(shù)的急性病人進(jìn)行離體灌注。這些豬經(jīng)過遺傳工程改造，可表達(dá)能封閉補(bǔ)體介導(dǎo)的高敏排斥反應(yīng)

61、的蛋白質(zhì)，從而減少排異反應(yīng)。,2024/3/25,medical cell biology,152,2024/3/25,medical cell biology,153,干細(xì)胞 Stem cell,是一類具有自我更新能力（Self-renewing）和分化潛能的細(xì)胞，能夠產(chǎn)生高度分化的功能細(xì)胞。,骨髓干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟X細(xì)胞,2024/3/25,medical cell biology,154,2024/3/25,medical cell b

62、iology,155,2024/3/25,medical cell biology,156,2024/3/25,medical cell biology,157,造血干細(xì)胞（hemopoietic stem cell, HSC）,2024/3/25,medical cell biology,158,干細(xì)胞治療的優(yōu)點(diǎn)：* 低毒性（或無毒性），一次藥有效；* 不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機(jī)理；* 還可能應(yīng)用自身干細(xì)胞移植，避免產(chǎn)生

63、 免疫排斥反應(yīng)。,Stem cell,2024/3/25,medical cell biology,159,基因芯片（gene chip）,,是DNA雜交探針與半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物?？捎糜诖笠?guī)模篩查由基因突變引起的疾病。,2024/3/25,medical cell biology,160,2024/3/25,medical cell biology,161,,,DNA microarrays on glass slides,

64、2024/3/25,medical cell biology,162,常用的生物芯片,基因芯片（Gene chip,DNA chip,DNA microarray）、蛋白質(zhì)芯片（Potein chip）芯片實(shí)驗(yàn)室（Lab-on-a-chip）細(xì)胞芯片Cell chip組織芯片 tissue chip,2024/3/25,medical cell biology,163,生物芯片應(yīng)用前景,疾病診斷和治療藥物篩選 藥物基因組圖

65、譜中藥物種鑒定農(nóng)作物的優(yōu)育選食品衛(wèi)生監(jiān)督環(huán)境檢測國防等許多領(lǐng)域,2024/3/25,medical cell biology,164,1981-2000年發(fā)現(xiàn)的疾病基因統(tǒng)計(jì),2024/3/25,medical cell biology,165,2l世紀(jì)人類將面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，細(xì)胞生物學(xué)作為生命科學(xué)中的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是連接整體與分子的重要一環(huán)，將會(huì)在新的生命科學(xué)世紀(jì)中發(fā)揮其重要的作用。展望未來， 細(xì)胞生物學(xué)的前景無限廣闊。,20

66、24/3/25,medical cell biology,166,Key terms,,Cell biologyMedical cell biologyMolecular biologyBiotechnologyGenomeGene chipStem cell,2024/3/25,medical cell biology,167,思考題,細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞學(xué)有何不同？細(xì)胞生物學(xué)研究的主要內(nèi)容有哪些？細(xì)胞生物學(xué)研究的熱點(diǎn)有哪

67、些方面？細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史包括哪幾個(gè)階段？,2024/3/25,medical cell biology,168,參考文獻(xiàn),Wilson EB. The Cell in Development and Heredity. 3rd ed. New York: The Macmillan Company, 1925, 1~18Gerald Karp. Cell and Molecular Biology: concepts and ex

68、periments. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons Inc., 1999Alberts B et al. Essential Cell Biology. New York and London: Garland Publishing Inc., 1998Alberts B, Bray D, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell.