① 細胞工程制葯方面有什麼實際用處,要例子,具體些
動物細胞技術(animal cell technology),有時也稱細胞工程(Cytotechnology),是生物技術領域中重要的組成部分,它是利用動物細胞體外培養和擴增來生產生物產品,或者作為發現和測試新葯的工具。如今這一技術已廣泛應用於現代生物制葯的研究和生產中。它的應用大大減少了用於疾病預防、治療和診斷的實驗動物,為生產疫苗、細胞團子乃至人選組織等產品提供了強有力的工具。 1 動物細胞技術的歷史 動物細胞技術的開始:疫苗 在疫苗產業早期,往往利用動物來生產疫苗,如用家兔人工感染狂犬病毒生產狂犬疫苗,用奶牛來生產天花疫苗,用某些細菌接種到動物身上來生產抵抗該種細菌的疫苗。在1920年至1950年,已經開發了多種病毒或細菌疫苗,如傷寒疫苗、肺結核疫苗、破傷風疫苗、霍亂疫苗、百日咳疫苗、流感疫苗和黃熱病疫苗等。 早在1950年代,已經能夠利用動物細胞培養技術來生產病毒。先在反應器中大規模培養動物細胞,待細胞長到一定密度後,接種病毒,病毒利用培養的細胞進行復制,從而生產大量的病毒,這一突破是動物細胞技術或細胞工程的真正開始。基於動物細胞技術生產的病毒疫苗包括減毒的活病毒,或是滅活的病毒。在過去的30多年時間內,用動物細胞技術生產的疫苗挽救了幾百萬人和動物的生命。1950年至1985年期間,細胞工程及其他技術的進步,生產了多種人用疫苗來預防脊髓灰質炎、麻疹、腮腺炎、風疹、乙肝和帶狀瘡疹等,並用於生產多種獸用疫苗(表1)。 表1 動物細胞培養技術生產的疫苗---------------------------------------------------------------- 人用疫苗 獸用疫苗----------------------------------------------------------------狂犬病疫苗 風疹疫苗 乙肝疫苗 口蹄疫疫苗腮腺炎疫苗 脊髓灰質炎疫苗 帶狀炮疹疫苗 Marek`s病疫苗甲肝疫苗 黃熱病疫苗 腺病毒疫苗 假性狂犬病疫苗腦炎疫苗 麻疹疫苗 日本腦炎疫苗 犬細小病毒登革熱疫苗---------------------------------------------------------------- 在動物細胞技術早期,一般培養原代細胞,例如,生產脊髓灰質炎疫苗的細胞取自猴腎,細胞培養幾天後用病毒感染,擴增大量病毒用於制備疫苗。雖然動物細胞技術發展迅猛,大大降低了實驗動物的用量,提高了生產效率,但由於原代細胞增殖能力有限,一般只能通過簡單增加動物的數量來增加產量。而使用具有無限增殖潛力的細胞系,則使疫苗生產得到飛躍。某些來自人體或動物體內的細胞,在一定條件下的體外培養後,可以獲得無限增殖的潛力,用它們來生產疫苗可以大大降低實驗動物的用量。更為重要的是,用動物細胞體外大規模培養技術生產的疫苗可以保證質量,因為所用的細胞性質均一,經過嚴格的安全檢驗,克服了動物個體間的差異產生的疫苗質量不穩定的問題,並且大大降低了來自動物的病原體傳染給使用者的可能性。 用類似的細胞培養技術可生產酶、細胞因子、抗體等生物製品,而先決條件是能夠獲得可分泌目標蛋白的細胞系。但是,在基因工程技術出現之前,細胞表達蛋白的水平很低,因而用這種工藝生產蛋白製品產量低、成本高,因此早期的動物細胞技術只用於疫苗及少量的干擾素和尿激酶的生產。 新技術的出現和進步促進了動物細胞技術的應用 1970年代的兩項劃時代的科學發現——基因重組技術和雜交瘤技術大大促進了動物細胞技術的進步以及在工業領域的應用,使得動物細胞大規模培養技術在生產疫苗,尤其在生產天然的用於診斷和治療疾病的生物製品中具有舉足輕重的作用。表2列出了用細胞培養技術生產的產品,包括治療心肌梗塞的t-PA,治療囊性纖維化的DNases,治療貧血的EPO,治療血友病的凝血因子VⅢ和IX,治療癌症和病毒性疾病如乙肝的干擾素,以及治療身材矮小的人生長激素。動物細胞技術還用於生產許多診斷和治療疾病的單克隆抗體。用於生化檢測的單抗有幾千種,而單抗用於人體疾病治療是近幾年來生物制葯的一個重要領域,有幾十種單抗葯物正處於臨床試驗中。從1986年FDA批准第一種單抗治療葯物——用於器官移植治療、可以抑制排斥反應的抗CD3單克隆抗體OK-T3以來,已有9種治療用單抗葯物獲得FDA批准。另外,許多將病毒的抗原決定簇基因轉染到宿主細胞體內,用於生產安全性更高、療效更好的基因工程疫苗也正在開發之中。表3為正在開發中的產品。 表2 動物細胞培養技術生產的治療用生物製品---------------------------------------------------------------- 生物製品 適用症----------------------------------------------------------------組織型纖溶酶原激活劑(t-PA) 肺部栓塞和急性心肌梗塞干擾素-alpha 癌症和病毒性疾病如乙肝干擾素-gamma 肉芽腫性疾病、病毒性疾病加濕性丙肝、癌症凝血因子IX(factor IX) 血友病B促生長索 矮小病DNase 囊性纖維化單抗Orthoclone (OK-T3) 移植排斥單抗ReoProTM(Abciximab) 高危險血管成型術單抗Rcmicade (infliximab) 局限性回腸炎,瘺管單抗SynagisTM(palivizumab) RSV感染單抗Herceptin(trastuzumab) 乳腺癌組織工程軟骨CarticelTM 修復軟骨組織促紅細胞生成素(EPO) 與腎性疾病、腫瘤和艾滋病相關的貧血干擾素-beta 癌症、多發性硬化症凝血因子Ⅷ(factor Ⅷ) 血友病A人生長激素 兒童生長缺陷 粒細胞集落刺激因子(G-CSF) 嗜中性白血球減少症葡萄腦苷脂酶 I型Gaucher`s病單抗Panorex 結腸癌單抗RituxanTM(Rituximab) 非霍奇金淋巴瘤單抗Simulect(basiliximab) 移植排斥單抗Zenapax(Dalizumab) 移植排斥組織工程皮膚Apligraf 深度潰瘍、頑固性潰瘍抗體診斷試試 各種疾病的體內成像試劑, 例如結腸癌、前列腺癌、乳腺癌 的定 位,各種疾病的體外檢測,如早孕, 乙肝、艾滋病等檢測----------------------------------------------------------------表3 正在開發的用動物細胞培養技術生產的部分生物製品----------------------------------------------------------------產品 適用症----------------------------------------------------------------凝血因子Ⅶ,因子Ⅸ 血友病血小板生成素 血小板增殖各種白細胞介素 癌症、血液細胞疾病、炎症等疫苗 艾滋病疫苗,多價或單價疫苗等單克隆抗體,包括 治療和診斷癌症、膿毒症、風濕性關節炎、自身免疫基因工程單克隆抗體 性疾病、結腸炎、器官移植免疫排斥抑制劑等等基因治療載體 基因治療癌症、囊性纖維化疾病等的載體組織工程產品 生物人靠組織或器官生長因子和激素 癌症、傷口治療、傳染性疾病、骨髓移植、 生長紊亂、多囊性 卵巢疾病濾泡刺激激素 不孕症尿型纖溶酶原激活劑 溶解血栓( u-PA)CD4免疫粘附劑 艾滋病可溶性受體 癌症、傳染性疾病、炎症、膿毒症幹細胞或體細胞擴增、 幹細胞治療,如治療帕金森綜合症、細胞治療 糖尿症 、阿爾茨海默病等,免疫細胞治 療,如癌症、乙肝、艾滋病等的治療---------------------------------------------------------------- 為什麼選擇動物細胞來生產生物製品 有多種宿主系統可供DNA重組技術選擇,來表達目的蛋白。常見的宿主系統有:細菌、酵母、黴菌、絲狀真菌、植物細胞、哺乳動物細胞以及動、植物。各種表達系統各有利弊,主要應考慮產品的特性來選擇。細菌等原核表達系統繁殖快、易於培養,但表達的蛋白質缺乏轉錄後的修飾,如缺乏蛋白質限制性酶切位點、二硫鍵、特殊的糖基化、磷酸化、醯胺化作用於及形成天然蛋白質精確的三維結構的環境等。而許多蛋白的生物活性與轉錄後的修飾有關,並且原核系統表達的蛋白一般為胞內產物,需要破碎細胞才能提取產物,給產物的分高純化帶來困難,同時還容易受到外源毒素的污染。而真核表達系統表達的蛋白具有轉錄後的修飾作用,與人體自身分泌的天然蛋白無論在結構和功能上都非常近似(因而美國FDA傾向在21世紀都採用真核表達系統生產蛋白質葯物),幾乎所有用原核細胞表達的蛋白均可採用真核表達系統生產,反之則不盡然。並且,用動物細胞表達系統表達的蛋白都是胞外分泌的,產物的分離純化過程非常簡單,但是,由於細胞大規模培養技術比較復雜,目前仍處於發展完善階段,因而許多重組蛋白仍選用原校表達系統生產。 原核表達系統一般用於小分子、結構簡單的蛋白生產,蛋白轉錄後無需修飾,如胰島素。而真核表達系統主要用於生產大分子、結構復雜的蛋白,並且轉錄後的修飾對蛋白的生物活性具有重要影響,如組織型纖溶酶原激活劑(tPA)、促紅細胞生成素等(EPO)。 某些蛋白既可用原核表達系統,也可用真核表達系統來生產,如a-干擾素、人生長激素等,它們不需要轉錄後的修飾便具有生物活性。在這種情況下,應綜合考察生產的經濟成本和技術難易等因素來選擇表達系統。表4列出了各種表達系統的優缺點。 表4 生產量組蛋白的各種表達系統的一般特點------------------------------------------------------------------------- 酵母和絲狀真菌 細菌 大腸桿菌 動物細胞-------------------------------------------------------------------------蛋白結構的正確性(正確 不定 不定 不定 確定折疊、二硫鍵正確配對等)N未端甲硫氨酸的去除 確定 不定 不定 確定胞外分泌型產物 不定 不定 極少 確定蛋白轉錄後的修飾, 不定,但糖基化組 沒有 沒有 有 如糖基化 成和結構與哺乳動 物細胞表達的蛋白 不同 培養時間 幾天 幾十小時 幾十小時 幾周-幾月---------------------------------------------------------------------------- 今天動物細胞技術已經在生物制葯領域發揮了巨大作用,由動物細胞大規模培養技術生產的產品在生物高技術產品中的銷售額在1990年便已超過50 %。更為重要的是,許多細胞工程產品在以前不可能獲得足夠的數量用於治療,或者生產成本極其昂貴!
② 細胞工程在現代生物技術中處於什麼地位
概念
細胞工程(Cell engineering):(高中概念)是指應用細胞生物學和分子生物學的方法,通過某種工程學手段,在細胞水平或細胞器水平上,按照人們的意願來改變細胞內的遺傳物質,從而獲得新型生物或特種細胞產品、或產物的一門綜合性科學技術。細胞工程與基因工程一起代表著生物技術最新的發展前沿,伴隨著試管植物、試管動物、轉基因生物反應器等相繼問世,細胞工程在生命科學、農業、醫葯、食品、環境保護等領域發揮著越來越重要的作用。
(更具體概念)是指應用現代細胞生物學、發育生物學、遺傳學和分子生物學的理論與方法,按照人們的需要和設計,在細胞水平上的遺傳操作,重組細胞的結構和內含物,以改變生物的結構和功能,即通過細胞融合、核質移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法,快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術。
[編輯本段]種類
根據細胞類型的不同,可以把細胞工程分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大類。
植物細胞工程
常用技術手段:植物組織培養,植物體細胞雜交。
理論基礎:植物細胞的全能性。
植物組織培養
植物組織培養技術的應用范圍:快速繁殖、培育無病毒植物,通過大規模的植物細胞培養來生產葯物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等。
植物體細胞雜交
植物體細胞雜交是用兩個來自於不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,並且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。
動物細胞工程
常用的技術手段:動物細胞培養、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等(動物細胞培養技術是其他動物細胞工程技術的基礎)
動物細胞培養
動物細胞能夠分泌蛋白質,如抗體等。但是單個細胞分泌的蛋白質的量是很少的,要藉助於大規模的動物細胞培養獲得大量的分泌蛋白。
動物細胞培養技術的應用
生產許多有重要價值的蛋白質生物製品,如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等。
動物細胞融合
動物細胞融合技術最重要的用途,是制備單克隆抗體。
單克隆抗體
要想獲得大量的單一抗體,必須用單個B淋巴細胞進行無性繁殖,也就是通過克隆,形成細胞群,這樣的細胞群就有可能產生出化學性質單一、特異性強的抗體——單克隆抗體。
單克隆抗體的應用
「生物導彈」,將葯物定向帶到癌細胞所在部位,消滅了癌細胞不傷害健康細胞。
生物技術發展到今天,細胞則成了科學家們隨意發揮想像力的樂園,他們甚至可以把生命像積木那樣組裝起來,進行細胞水平上的生命組合游戲。生命組合的一個最具代表性的游戲是美國耶魯大學教授克萊白特·L·馬格特和羅伯特·M·彼德斯的傑作。他們在黑毛鼠、白毛鼠、黃毛鼠的受精卵分裂成8個細胞時用特製的吸管把8細胞胚吸出輸卵管,然後用一種酶將包裹在各個胚胎上的粘液溶解,再把這三種鼠的8細胞胚放在同一溶液中使之組裝成一個具有24個細胞的「組裝胚」。馬格特和彼德斯把「組裝胚」移植到一隻老鼠的子宮內,不久,一隻奇怪的組裝鼠問世了,這只組裝鼠全身披著黃、白、黑三種不同顏色的皮毛。迄今為止,除組裝鼠外,英國和美國還組裝成功了綿羊和山羊的嵌合體——綿山羊。據說,世界各國科研人員熱情高漲,正在組裝「五位一體」。「六位一體」的生物,實在想像不出那樣的生物會是什麼樣子。
[編輯本段]細胞工程的應用
細胞工程作為科學研究的一種手段,已經滲入到生物工程的各個方面,成為必不可少的配套技術。在農林、園藝和醫學等領域中,細胞工程正在為人類做出巨大的貢獻。
1.糧食與蔬菜生產
利用細胞工程技術進行作物育種,是迄今人類受益最多的一個方面。我國在這一領域已達到世界先進水平,以花葯單倍體育種途徑,培育出的水稻品種或品系有近百個,小麥有30個左右。其中河南省農科院培育的小麥新品種,具有抗倒伏、抗銹病、抗白粉病等優良性狀。
在常規的雜交育種中,育成一個新品種一般需要8~10年,而用細胞工程技術對雜種的花葯進行離體培養,可大大縮短育種周期,一般提前2~3年,而且有利優良性狀的篩選。前面已介紹過的微繁殖技術,在農業生產上也有廣泛的用途,其技術比較成熟,並已取得較大的經濟效益。例如,我國已解決了馬鈴薯的退化問題,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培養無病毒微型馬鈴薯塊莖作為種薯,實現種薯生產的自動化。通過植物體細胞的遺傳變異,篩選各種有經濟意義的突變體,為創造種質資源和新品種的選育發揮了作用。現已選育出優質的番茄、抗寒的亞麻、以及水稻、小麥、玉米等新品系。有希望通過這一技術改良作物的品質,使它更適合人類的營養需求。
蔬菜是人類膳食中不可缺少的成分,它為人體提供必需的維生素、礦物質等。蔬菜通常以種子、塊根、塊莖、插扦或分根等傳統方式進行繁殖,化費成本低。但是,在引種與繁育、品種的種性提純與復壯、育種過程的某些中間環節,植物細胞工程技術仍大有作為。例如,從國外引進蔬菜新品種,最初往往只有幾粒種子或很少量的塊根、塊莖等。要進行大規模的種植,必須先大量增殖,這就可應用微繁殖技術,在較短時間內迅速擴大群體。在常規育種過程中,也可應用原生質體或單倍體培養技術,快速繁殖後代,簡化制種程序。另外,還可結合植物基因工程技術,改良蔬菜品種。
2.園林花卉
在果樹、林木生產實踐中應用細胞工程技術主要是微繁殖和去病毒技術。幾乎所有的果樹都患有病毒病,而且多是通過營養體繁殖代代相傳的。用去病毒試管苗技術,可以有效地防止病毒病的侵害,恢復種性並加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龍眼、核桃等十餘種果樹的試管苗去病毒技術,已基本成熟。香蕉去病毒試管苗的微繁殖技術已成為產業化商品化的先例之一。因為香蕉是三倍體植物,必須通過無性繁殖延續後代,傳統方法一般採用芽繁殖,感病嚴重,繁殖率低;而採用去病毒的微繁殖技術不僅改進了品質,畝產量約提高30%~50%,很容易被蕉農接受。
近年來,對經濟林木組織培養技術的研究也受到很大的重視。採用這一技術可比常規方法提前數年進行大面積種植。特別是有些林木的種子休眠期很長,常規育種十分費時。據不完全統計,現已研究成功的林木植物試管苗已達百餘種,如松屬、桉樹屬、楊屬中的許多種,還有泡桐、槐樹、銀杏、茶、棕櫚、咖啡、椰子樹等。其中桉樹、楊樹和花旗松等大面積應用於生產,澳大利亞已實現桉樹試管苗造林,用幼芽培養每年可繁殖40萬株。
植物細胞工程技術使現代花卉生產發生了革命性的變化。1960年,科學家首次利用微繁殖技術將蘭花的愈傷組織培養成植株後,很快形成了以組織培養技術為基礎的工業化生產體系——蘭花工業。現在,世界蘭花市場上有150多種產品,其中大部分都是用快速微繁殖技術得到的試管苗。從此,市場供應擺脫了氣候、地理和自然災害等因素的限制。至今,已報道的花卉試管苗有360餘種。已投入商業化生產的有幾十種。我國對康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫羅蘭等品種的研究較為成熟,有的也已商品化,並有大量產品銷往港澳及東南亞地區。
3.臨床醫學與葯物
自1975年英國劍橋大學的科學家利用動物細胞融合技術首次獲得單克隆抗體以來,許多人類無能為力的病毒性疾病遇到了剋星。用單克隆抗體可以檢測出多種病毒中非常細微的株間差異,鑒定細菌的種型和亞種。這些都是傳統血清法或動物免疫法所做不到的,而且診斷異常准確,誤診率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的單克隆抗體,其靈敏度比當前最佳的抗血清還要高100倍,能檢測出抗血清的60%的假陰性。
近年來,應用單克隆抗體可以檢查出某些還尚無臨床表現的極小腫瘤病灶,檢測心肌梗死的部位和面積,這為有效的治療提供方便。單克隆抗體並已成功地應用於臨床治療,主要是針對一些還沒有特效葯的病毒性疾病,尤其適用於抵抗力差的兒童。人們正在研究「生物導彈」——單克隆抗體作載體攜帶葯物,使葯物准確地到達癌細胞,以避免化療或放射療法把正常細胞與癌細胞一同殺死的副作用。
單克隆抗體可以精確地檢測排卵期。新一代免疫避孕葯也在研製之中,其基本原理是用精子,卵透明帶或早期胚胎來制備單克隆抗體,將它們注入婦女體內,人體就會產生對精子的免疫反應,從而起到避孕作用。人類體外受精技術的日趨成熟,使人類對生育活動有了較大的選擇餘地,促進優生優育,提高人口素質,也為不孕症患者或不宜生育的人帶來福音。
生物葯品主要有各種疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物質,抗體等,是生物體內代謝的中間產物或分泌物。過去制備疫苗是從動物組織中提取,得到的產量低而且很費時。現在,通過培養、誘變等細胞工程或細胞融合途徑,不僅大大提高了效率,還能制備出多價菌苗,可以同時抵禦兩種以上的病原菌的侵害。用同樣的手段,也可培養出能在培養條件下長期生長、分裂並能分泌某種激素的細胞系。1982年美國科學家用誘變和細胞雜交手段,獲得了可以持續分泌干擾素的體外培養細胞系,現已走向應用。
4.繁育優良品種
目前,人工受精、胚胎移植等技術已廣泛應用於畜牧業生產。精液和胚胎的液氮超低溫(-196攝氏度)保存技術的綜合使用,使優良公畜、禽的交配數與交配范圍大為擴展,並且突破了動物交配的季節限制。另外,可以從優良母畜或公畜中分離出卵細胞與精子,在體外受精,然後再將人工控制的新型受精卵種植到種質較差的母畜子宮內,繁殖優良新個體。綜合利用各項技術,如胚胎分割技術、核移植細胞融合技術、顯微操作技術等,在細胞水平改造卵細胞,有可能創造出高產奶牛、瘦肉型豬等新品種。特別是幹細胞的建立,更展現了美好的前景。
③ 幹細胞是做什麼的啊有什麼作用呢
幹細胞(stem cells, SC)是一類具有自我復制能力的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能的細胞。根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞(ES細胞)和成體幹細胞。根據幹細胞的發育潛能分為三類:全能幹細胞、多能幹細胞和專能幹細胞。幹細胞是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫學界稱為「萬用細胞」。幹細胞移植是通過輸注特定的多種細胞(包括各種幹細胞和免疫細胞),激活人體自身的"自愈功能",幹細胞的作用對病變的細胞進行補充與調控,激活細胞功能,增加正常細胞的數量,提高細胞的活性,改善細胞的質量,幹細胞的作用防止和延緩細胞的病變,恢復細胞的正常生理功能,幹細胞的作用從而達到疾病康復、對抗衰老的目的。幹細胞本身沒有副作用
④ 舉例說明細胞工程的應用領域有哪些
細胞工程作為科學研究的一種手段,已經滲入到生物工程的各個方面,成為必不可少的配套技術。在農林、園藝和醫學等領域中,細胞工程正在為人類做出巨大的貢獻。
1、糧食與蔬菜生產
利用細胞工程技術進行作物育種,是迄今人類受益最多的一個方面。中國在這一領域已達到世界先進水平,以花葯單倍體育種途徑,培育出的水稻品種或品系有近百個,小麥有30個左右。其中河南省農科院培育的小麥新品種,具有抗倒伏、抗銹病、抗白粉病等優良性狀。
在常規的雜交育種中,育成一個新品種一般需要8~10年,而用細胞工程技術對雜種的花葯進行離體培養,可大大縮短育種周期,一般提前2~3年,而且有利優良性狀的篩選。前面已介紹過的微繁殖技術,在農業生產上也有廣泛的用途,其技術比較成熟,並已取得較大的經濟效益。例如,中國已解決了馬鈴薯的退化問題,日本麒麟公司已能在1000升容器中大量培養無病毒微型馬鈴薯塊莖作為種薯,實現種薯生產的自動化。通過植物體細胞的遺傳變異,篩選各種有經濟意義的突變體,為創造種質資源和新品種的選育發揮了作用。現已選育出優質的番茄、抗寒的亞麻、以及水稻、小麥、玉米等新品系。有希望通過這一技術改良作物的品質,使它更適合人類的營養需求。
蔬菜是人類膳食中不可缺少的成分,它為人體提供必需的維生素、礦物質等。蔬菜通常以種子、塊根、塊莖、插扦或分根等傳統方式進行繁殖,化費成本低。但是,在引種與繁育、品種的種性提純與復壯、育種過程的某些中間環節,植物細胞工程技術仍大有作為。例如,從國外引進蔬菜新品種,最初往往只有幾粒種子或很少量的塊根、塊莖等。要進行大規模的種植,必須先大量增殖,這就可應用微繁殖技術,在較短時間內迅速擴大群體。在常規育種過程中,也可應用原生質體或單倍體培養技術,快速繁殖後代,簡化制種程序。另外,還可結合植物基因工程技術,改良蔬菜品種。
2、園林花卉
在果樹、林木生產實踐中應用細胞工程技術主要是微繁殖和去病毒技術。幾乎所有的果樹都患有病毒病,而且多是通過營養體繁殖代代相傳的。用去病毒試管苗技術,可以有效地防止病毒病的侵害,恢復種性並加速繁殖速度。目前,香蕉、柑橘、山楂、葡萄、桃、梨、荔枝、龍眼、核桃等十餘種果樹的試管苗去病毒技術,已基本成熟。香蕉去病毒試管苗的微繁殖技術已成為產業化商品化的先例之一。因為香蕉是三倍體植物,必須通過無性繁殖延續後代,傳統方法一般採用芽繁殖,感病嚴重,繁殖率低;而採用去病毒的微繁殖技術不僅改進了品質,畝產量約提高30%~50%,很容易被蕉農接受。
近年來,對經濟林木組織培養技術的研究也受到很大的重視。採用這一技術可比常規方法提前數年進行大面積種植。特別是有些林木的種子休眠期很長,常規育種十分費時。據不完全統計,現已研究成功的林木植物試管苗已達百餘種,如松屬、桉樹屬、楊屬中的許多種,還有泡桐、槐樹、銀杏、茶、棕櫚、咖啡、椰子樹等。其中桉樹、楊樹和花旗松等大面積應用於生產,澳大利亞已實現桉樹試管苗造林,用幼芽培養每年可繁殖40萬株。
植物細胞工程技術使現代花卉生產發生了革命性的變化。1960年,科學家首次利用微繁殖技術將蘭花的愈傷組織培養成植株後,很快形成了以組織培養技術為基礎的工業化生產體系——蘭花工業。現在,世界蘭花市場上有150多種產品,其中大部分都是用快速微繁殖技術得到的試管苗。從此,市場供應擺脫了氣候、地理和自然災害等因素的限制。至今,已報道的花卉試管苗有360餘種。已投入商業化生產的有幾十種。中國對康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫羅蘭等品種的研究較為成熟,有的也已商品化,並有大量產品銷往港澳及東南亞地區。
3、臨床醫學與葯物
自1975年英國劍橋大學的科學家利用動物細胞融合技術首次獲得單克隆抗體以來,許多人類無能為力的病毒性疾病遇到了剋星。用單克隆抗體可以檢測出多種病毒中非常細微的株間差異,鑒定細菌的種型和亞種。這些都是傳統血清法或動物免疫法所做不到的,而且診斷異常准確,誤診率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的單克隆抗體,其靈敏度比當前最佳的抗血清還要高100倍,能檢測出抗血清的60%的假陰性。
近年來,應用單克隆抗體可以檢查出某些還尚無臨床表現的極小腫瘤病灶,檢測心肌梗死的部位和面積,這為有效的治療提供方便。單克隆抗體並已成功地應用於臨床治療,主要是針對一些還沒有特效葯的病毒性疾病,尤其適用於抵抗力差的兒童。人們正在研究「生物導彈」——單克隆抗體作載體攜帶葯物,使葯物准確地到達癌細胞,以避免化療或放射療法把正常細胞與癌細胞一同殺死的副作用。
單克隆抗體可以精確地檢測排卵期。新一代免疫避孕葯也在研製之中,其基本原理是用精子,卵透明帶或早期胚胎來制備單克隆抗體,將它們注入婦女體內,人體就會產生對精子的免疫反應,從而起到避孕作用。人類體外受精技術的日趨成熟,使人類對生育活動有了較大的選擇餘地,促進優生優育,提高人口素質,也為不孕症患者或不宜生育的人帶來福音。
生物葯品主要有各種疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物質,抗體等,是生物體內代謝的中間產物或分泌物。過去制備疫苗是從動物組織中提取,得到的產量低而且很費時。現在,通過培養、誘變等細胞工程或細胞融合途徑,不僅大大提高了效率,還能制備出多價菌苗,可以同時抵禦兩種以上的病原菌的侵害。用同樣的手段,也可培養出能在培養條件下長期生長、分裂並能分泌某種激素的細胞系。1982年美國科學家用誘變和細胞雜交手段,獲得了可以持續分泌干擾素的體外培養細胞系,現已走向應用。
4、繁育優良品種
目前,人工受精、胚胎移植等技術已廣泛應用於畜牧業生產。精液和胚胎的液氮超低溫(-196攝氏度)保存技術的綜合使用,使優良公畜、禽的交配數與交配范圍大為擴展,並且突破了動物交配的季節限制。另外,可以從優良母畜或公畜中分離出卵細胞與精子,在體外受精,然後再將人工控制的新型受精卵種植到種質較差的母畜子宮內,繁殖優良新個體。綜合利用各項技術,如胚胎分割技術、核移植細胞融合技術、顯微操作技術等,在細胞水平改造卵細胞,有可能創造出高產奶牛、瘦肉型豬等新品種。特別是幹細胞的建立,更展現了美好的前景。
⑤ 細胞有哪些作用
1細胞是構成生命的最基本單位。
2細胞是生命的開始
是生命的組成部分
3細胞分化產生組織
4人和動物的受精卵經過分裂,分化形成上皮組織,肌肉足資,結締組織,神經組織
5較小的細胞表面及較大有利於細胞與外界進行物質交換
6對於多細胞生物而言,細胞分化,可以形成特定的組織和器官,分工完成相應的生理活動,使整個生物體更好的協調活動,適應變化的環境
7細胞的生命活動需要能量
8細胞核你生命活動的控制中心
9植物細胞中有葉綠體,利用光將無機物轉化成儲存能量的有機物
10無論單細胞生物還是多細胞生物都有細胞構成
11細胞壁
保護細胞
支持細胞
12
大液泡
儲存糖分。色素的多種物質
12細胞膜
進行物質交換
⑥ 細胞的作用有什麼簡潔回答!
細胞是生物的基本功能單位
細胞是一個獨立有序的、能夠進行自我調控的結構與功能體系。每一個細胞都具有一整套完整的裝置以滿足自身代謝的需要。單細胞生物能夠獨立地進行全部的生命活動。在多細胞生物中,盡管每一個細胞的功能受到整體的協調與控制,但每一個細胞都是一個獨立的、自我控制的、高度有序的代謝系統,有相對獨立的生命活動,各種組織都是以細胞為基本單位來執行特定的功能,整個機體的新陳代謝活動都是以細胞為單位協調地進行的。
只要具備合適的生存條件,每一個分離的細胞都可以在體外生長繁殖,表現出生命的特徵。所以細胞是生命活動的基本功能單位。
細胞是有機體生長發育的基本單位
新的細胞必須經過已存在的細胞的分裂而產生,每一個生命體都是從一個細胞生長發育而來的,不論是簡單的單細胞生物還是復雜的多細胞生物,其生長和發育可以部分地通過細胞體積的增加來實現,但細胞體積不可能無限地增加,因此多細胞生物的生長主要是通過細胞分裂、增加細胞數量並伴隨細胞的分化來實現的。細胞是生物生長發育的基本實體。一個多細胞生物即使已經完成了組織的分化和個體的發育,即完全長大後,仍然需要細胞分裂的過程。這種分裂生成的新細胞可用來替代不斷衰老和死亡的細胞,維持細胞的新陳代謝,或用於生物組織損傷的修復。
對於像「胚胎是如何生長的」、「動物的器官是如何形成的」這樣一些生物體個體發育的問題,人類思考已久。有一種學說「預成論」,曾經統治人的思想一百多年。「預成論」認為動物的肢體和器官在胚胎發育的過程中是一個預成構造在機械地放大。在胡克觀察到細胞壁後不久,竟然有人宣布在顯微鏡下看到了精子里有預成的微型人。一切生物都是由胚種產生的,而這些胚種是宇宙中原來就存在的。「上帝創世說」給生物發育問題蒙上了一層神秘的面紗。
細胞學說的建立首次科學地觸及了生命運動的過程。細胞學說把細胞運動與生物發育和胚胎生長相聯系,把細胞的形成生物生長發育的普遍原則。細胞學與胚胎學的研究結合起來,證明了在發育過程中細胞本身可以復制,這就是細胞分裂。卵和精子原本也是簡單的細胞,胚胎發育過程就是細胞分裂分化的過程。病變細胞(比如癌細胞)是由正常細胞變化來的,所以「細胞來自細胞」。
細胞是生物體的完整遺傳單位
在多細胞生物體中,盡管數目眾多的各種細胞形態和功能各不相同,但它們又都是由同一個受精卵分裂和分化而來的,因而這個生命體中的每一個細胞都具有這個生命體的全部遺傳信息,因為在細胞的中心細胞核中「存在著生命的本質」——遺傳信息。
圖12、形狀大小各異的細胞
植物的生殖細胞和體細胞都具有遺傳的全能性,單個細胞都可以在合適的條件下誘導發育為完整的植物個體。在高等動物體內,卵細胞無疑具有遺傳的全能性,而體細胞也具有這一生命體的全部遺傳信息,經過一定的操作,例如運用細胞核移植的方法,也可以使單個的體細胞表現出遺傳上的全能性。所以細胞是遺傳的基本單位。
細胞是最小的生命單位
細胞結構完整性的任何破壞都會導致細胞生命特徵的喪失和細胞的死亡。比如從細胞分離出的任何結構,即使是保存完好的細胞核或是含有遺傳信息、具有相對獨立性的線粒體和葉綠體,都不能在細胞外作為生命活動的單位而獨立生存。細胞才是生命活動的最小單位,只有完整的細胞結構才能保證細胞具有生命的各種基本特徵,使其能獨立自主、協調有序地進行各種生命活動。
細胞學說不僅是生物體構成的學說,也是生物體繁殖和生長發育的學說以及生命活動的學說。一切生物都由細胞構成,這些細胞又按照同樣的規律形成和生長。面對多樣性的生命世界,細胞學說宣布:生命的共同基礎是細胞,就像原子是化學現象的共同基礎一樣。19世紀人們開始把構成細胞的物質叫原生質,人們為在多樣的自然物體和自然現象背後找到統一的、共同的東西而欣喜,因為每一次自然界本質和規律的發現都是一種統一的、共同的東西的發現,都是科學的進步,當然這也是科學的任務。為此曾有人自豪地說,「我能把我的祖先一直追溯到原生質的初始原子小球」。
細胞的類別
圖13、原核細胞
細胞的世界是一個多姿多彩的世界,細胞的形狀多種多樣,大小各不相同,結構的復雜性程度相差懸殊。支原體是最小最簡單的細胞,直徑只有100nm,鳥類的卵細胞最大,雞蛋的蛋黃就是一個卵細胞,因為其中存積大量的營養物卵黃,可以滿足胚胎發育的需要。一些植物纖維細胞可長達10cm,人的神經元細胞可長達1m。大多數細胞一般都很小,直徑在1μm~100μm范圍,只有通過顯微鏡才能看到它們。
按照結構的復雜程度及進化順序,全部細胞可歸並為兩類,一類是原核細胞,一類是真核細胞;按照細胞的營養類型,可分為自養與異養;還可將大部分真核細胞分為植物細胞和動物細胞。真菌類細胞也是真核細胞,它們既有植物細胞的某些特徵,如有細胞壁,又行異養生長。
原核生物細胞缺乏真正的細胞核,通常比真核生物細胞小。原核生物一般是單細胞的生物體,主要包括細菌和藍細菌(藍藻)等。在原核細胞中,遺傳物質DNA通常分布於一定的區域,該區域稱為核區或擬核,即核酸物質沒有特別的膜包被。原核細胞的遺傳信息量較少,內部結構較簡單,除了沒有細胞核外,也沒有以膜為基礎的具特定結構與功能的細胞器。原核細胞也是地球上起源最早、細胞結構最簡單的生命形式。
圖14、植物細胞
真核細胞具有真正的細胞核,其遺傳物質DNA包被在雙層膜的特殊結構中。真核細胞還具有許多由膜包被或組成的細胞器,它們包括線粒體、葉綠體、高爾基體和內質網等等。這些以膜為基礎分化的結構使得真核細胞比原核細胞復雜許多,導致了真核細胞功能的多樣性。
真核細胞種類繁多,一些單細胞的原生生物、多細胞的植物與動物,以及特殊的真菌等都含有各種真核細胞。植物細胞和動物細胞都屬於真核細胞,但二者在細胞的水平上仍然有明顯的差別:植物細胞的質膜被較堅硬的細胞壁所包圍,細胞壁主要起保持細胞形狀和位置的作用,其主要化學成份是纖維素。動物細胞沒有細胞壁;植物細胞含有質體,質體具有雙層膜結構,是植物細胞生產和貯存食物分子的場所。在質體中,最常見的是葉綠體。它是專門進行光合作用生產食物分子(葡萄糖)的細胞器。動物細胞不含有質體;大多數細胞都含有一個或幾個液泡,液泡中充滿了細胞液。液泡的主要作用是轉運和貯存養分、水分和代謝副產物或代謝廢物,即具有倉庫或中轉站的作用。動物細胞一般沒有大的中央液泡;植物細胞中含有動物細胞所沒有的乙醛酸循環體、胞間連絲、細胞分裂時的細胞板等等;而動物細胞則含有植物細胞所沒有的溶酶體、中心體、細胞分裂時的收縮環等等。
⑦ 什麼是幹細胞幹細胞有什麼應用
1、幹細胞重建「器官」
當機器的某些零件出問題時,我們習慣性拿一個新的零件去替換,當我們身體的某些器官出問題時,是不是也可以用一個新的器官將其替換呢?在很多年前,外科醫生就提出了「器官移植」的概念。
但是,新的器官又要來源於哪裡?
這時候,幹細胞就是一個比較理想的材料,它作為一種全能型的細胞,在某種特定的環境變成幹細胞、腎細胞、肺細胞、心臟細胞……再通過一些必要的條件,它就能變成器官。這個功能器官形成之後,那向我們器官的供應就不成問題,人類的健康也將得到更好的保證。
2、幹細胞抵抗衰老
古文獻記載,人類祖先的平均壽命只有10歲左右,40萬~50萬年前,「北京人」的平均壽命為15歲,到新石器時代6000年前的半坡人只能到30~40歲。原始人壽命短是由於食物簡陋,半飢半飽,加之自然災害,酷暑嚴寒,毒蛇猛獸的侵害,以及疾病、傳染病的肆虐,生命短促。隨著醫學的發展,人類的平均壽命也逐漸增長。
在疾病發生之前,預防疾病總是比治療疾病更加有效,這不僅可以預防人們的疾病和痛苦,同樣可以挽救生命,這樣的一個過程或許可以通過延緩衰老本身來得以實現。
隨著幹細胞技術的發展,研究人員發現幹細胞具有抵抗衰老的作用。長生不老或許真的是神話,但是我們可以擁有更健康更年輕的身體。
3、幹細胞治療「疑難雜症」
」扁鵲因治療不治之症而出名,幹細胞也因治療不治之症而得到關注。幹細胞作為新型的生物技術,開創多種「不治之症」的「可治」時代。
幹細胞是人體內具有復制和多向分化潛能的原始細胞,是我們機體的起源細胞,是可形成人體內各種細胞、器官的原始細胞。具有自我復制能力的多潛能細胞,是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能。通過細胞分裂的方式復制自身,從而補充受損或凋亡的組織細胞,在特定的生理或體外誘導條件之下,可以分化成具有不同功能的成熟細胞,醫學界成為「萬用細胞」。
糖尿病
糖尿病現在已經成為現代疾病中僅次於癌症的第二殺手,都知道糖尿病無法得到根治。研究人員發現,幹細胞可以從根源治療糖尿病,讓胰島β細胞能夠正常的工作,和它的小夥伴胰島α細胞一起維持身體的血糖平衡。
⑧ 細胞有什麼作用
一、植物細胞的作用:
植物細胞是植物生命活動的結構與功能的基本單位,由原生質體和細胞壁兩部分組成。
植物細胞一般很小,高等植物中,其直徑通常為10-100μm。 植物細胞的形態多種多樣,常見的有圓形、橢圓形、多面體、圓柱狀和紡錘狀。
二、植物細胞的構成:
植物細胞由原生質體和細胞壁組成。
植物細胞的細胞質可分為膜(質膜及液泡膜)、透明質和細胞器,細胞器又可分為內質網、質體、線粒體、高爾基氏體和核糖體等。透明質為細胞質的無定形可溶性部分,其中懸浮著細胞器及各種後含物。
植物細胞核多為球形,埋藏在細胞質中,外面有核膜包圍,核膜內充滿核液,核液中懸掛著染色質絲和核,染色質絲在細胞分裂時經多次纏繞和折疊,最後形成條狀或短棒狀的染色體,不同植物染色體數目不同,染色體功能主要是傳遞遺傳信息。液泡由細胞液和液泡膜構成,常作為葯物原料。
原生質是細胞中有生命部分,包括細胞核和細胞質。細胞核包括核膜、核仁、染色質和核基質4個部分,在傳遞遺傳性狀和控制細胞代謝起著重要作用。細胞質包括胞基質和細胞器,經常處於運動的狀態。細胞質的外表為質膜,緊貼於細胞壁。質膜有選擇透性,與控制細胞內外物質的交換,接受外界信號,調節細胞生命活動等有關。
細胞 (英文名:cell)並沒有統一的定義,比較普遍的提法是:細胞是生物體基本的結構和功能單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞所組成,但病毒生命活動也必須在細胞中才能體現。
一般來說,細菌等絕大部分微生物以及原生動物由一個細胞組成,即單細胞生物,高等植物與高等動物則是多細胞生物。細胞可分為原核細胞、真核細胞兩類,但也有人提出應分為三類,即把原屬於原核細胞的古核細胞獨立出來作為與之並列的一類。研究細胞的學科稱為細胞生物學。
細胞體形極微,在顯微鏡下始能窺見,形狀多種多樣。主要由細胞核與細胞質構成,表面有細胞膜。高等植物細胞膜外有細胞壁,細胞質中常有質體,體內有葉綠體和液泡,還有線粒體。動物細胞無細胞壁,細胞質中常有中心體,而高等植物細胞中則無。細胞有運動、營養和繁殖等機能。
⑨ 幹細胞的作用有哪些
幹細胞的作用:
一、美容領域
人體的衰老,皺紋的出現,究其根源實質上都是細胞的衰老和減少。而細胞的衰老和減少則是由幹細胞老化引起的。幹細胞是各種組織細胞更新換代的種子細胞,是人體細胞的生產廠。幹細胞族群的老化嚴重減弱了其增殖和分化的能力,新生的細胞補充不足,衰老細胞不能及時被替代,全身各系統功能下降,讓人一天天老去。而你的皮膚,也因為皮膚幹細胞的衰老而無法及時更新,衰老的皮膚得不到修復,所以,你有了皺紋,失去了青春容顏。幹細胞美容原理是通過輸注特定的多種細胞(包括各種幹細胞和免疫細胞),激活人體自身的「自愈功能」,對病變的細胞進行補充與調控,激活細胞功能,增加正常細胞的數量,提高細胞的活性,改善細胞的質量,防止和延緩細胞的病變,恢復細胞的正常生理功能,從而達到疾病康復、對抗衰老的目的。
分化後的細胞,往往由於高度分化而完全喪失了再分化的能力,這樣的細胞最終將衰老和死亡。然而,動物體在發育的過程中,體內卻始終保留了一部分未分化的細胞,這就是幹細胞,幹細胞的衰老是機體衰老或人類衰老的重要因素,因而,人體幹細胞移植(或注射)對阻止人類衰老意義重大。幹細胞又叫做起源細胞、萬用細胞,是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。可以這樣說,動物體就是通過幹細胞的分裂來實現細胞的更新,從而保證動物體持續生長發育的。
幹細胞根據其分化潛能的大小,可以分為兩類:全能幹細胞和組織幹細胞。前者可以分化、發育成完整的動物個體,後者則是一種或多種組織器官的起源細胞。人的胚胎幹細胞可以發育成完整的人,所以屬於全能幹細胞。
早在19世紀,發育生物學家就知道,卵細胞受精後很快就開始分裂,先是1個受精卵分裂成2個細胞,然後繼續分裂,直至分裂成有16至32個細胞的細胞團,叫做桑椹胚。這時如果將組成桑椹胚的細胞一一分開,並分別植入到母體的子宮內,則每個細胞都可以發育成一個完整的胚胎。這種細胞就是胚胎幹細胞,屬於全能幹細胞。骨髓、臍帶、胎盤和脂肪中則可以獲取組織幹細胞。每個人的體內都有一些終生與自己相伴的幹細胞。但是,人的年齡越大,幹細胞就越少。為了彌補幹細胞的不足,一些科學家建議從胚胎或胎兒以及其他動物身上獲取幹細胞。進行培養和研究。
二、器官移植
幹細胞的用途非常廣泛,涉及到醫學的多個領域。科學家已經能夠在體外鑒別、分離、純化、擴增和培養人體胚胎幹細胞,並以這樣的幹細胞為「種子」,培育出一些人的組織器官。幹細胞及其衍生組織器官的廣泛臨床應用,將產生一種全新的醫療技術,也就是再造人體正常的甚至年輕的組織器官,從而使人能夠用上自己的或他人的幹細胞或由幹細胞所衍生出的新的組織器官,來替換自身病變的或衰老的組織器官。假如某位老年人能夠使用上自己或他人嬰幼兒時期或者青年時期保存起來的幹細胞及其衍生組織器官,那麼,這位老年人的壽命就可以得到明顯的延長。美國《科學》雜志於1999年將幹細胞研究列為世界十大科學成就的第一,排在人類基因組測序和克隆技術之前。
新加坡國立大學醫院和中央醫院通過臍帶血幹細胞移植手術,根治了一名因家族遺傳而患上嚴重的地中海貧血症的男童,這是世界上第一例移植非親屬的臍帶血幹細胞而使患者痊癒的手術。醫生們認為,臍帶血幹細胞移植手術並不復雜,就像給患者輸血一樣。由於臍帶血自身固有的特性,使得用臍帶血幹細胞進行移植比用骨髓進行移植更加有效。利用造血幹細胞移植技術已經逐漸成為治療白血病、各種惡性腫瘤放化療後引起的造血系統和免疫系統功能障礙等疾病的一種重要手段。科學家預言,用神經幹細胞替代已被破壞的神經細胞,有望使因脊髓損傷而癱瘓的病人重新站立起來;不久的將來,失明、帕金森氏綜合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等絕大多數疾病的患者,都可望藉助幹細胞移植手術獲得康復。
同胚胎幹細胞相比,成人身體上的幹細胞只能發育成20多種組織器官,而胚胎幹細胞則能發育成幾乎所有的組織器官。但是,如果從胚胎中提取幹細胞,胚胎就會死亡。因此,倫理道理問題就成為當前胚胎幹細胞研究的最大問題之一。美國政府明確反對破壞新的胚胎以獲取胚胎幹細胞,美國眾議院甚至提出全面禁止胚胎幹細胞克隆研究的法案。美國的一些科學家則對此提出了尖銳的批評,他們認為,將幹細胞用於醫學研究,在減輕患者痛苦方面很有潛力。如果浪費這樣一個絕好的機會,結果將是悲劇性的。
生命科學是二十世紀發展最為迅猛的學科之一,已經成為自然科學中最引人注目的領域。1957 年,美國華盛頓大學多納爾·托瑪斯發現正常人的骨髓移植到病人體內,可以治療造血功能障礙。這一技術的發現,使多納爾·托瑪斯本人榮獲了諾貝爾獎。
骨髓中的肝前細胞可以用於肝衰竭的移植治療而不必考慮組織相容性抗原的配型問題,因為患者自身的骨髓細胞就可以用於移植。骨髓細胞具有以下優點:⑴可以制備富含幹細胞的骨髓細胞。⑵通過轉導促進基因能夠增加骨髓來源的肝細胞。⑶可用骨髓來源肝細胞用於生物人工肝;此外HGF也可以通過促進包括骨髓幹細胞的肝前細胞分化用於肝硬化治療。自體骨髓幹細胞移植治療肝損傷將為肝臟疾病的治療提供新的途徑。
三、疾病治療
幹細胞治療疾病的基本原理:對組織細胞損傷的修復、替代損傷細胞的功能、刺激機體自身細胞的再生功能。
1.呼吸道疾病
自體幹細胞免疫治療哮喘、氣管炎、肺氣腫、肺心病等
幹細胞免疫療法是通過調控細胞因子,修復受損的組織細胞,然後通過細胞間的相互作用及產生細胞因子抑制受損細胞的增殖及其免疫反應,從而發揮免疫重建的功能。從根本上消除哮喘病的發病基礎。這些治療方法在觀念上完全不同於傳統的治療方法,主要強調通過修復人體免疫細胞來治療哮喘病等呼吸道疾病。
幹細胞免疫療法對哮喘出現的咳嗽、多痰、胸悶等症狀有明顯的治療作用。具有療效快、療程短、不易復發等優點,突破了以往「治療見效——停葯復發」的弊端。其針對哮喘病特性經過細胞培養實驗室特殊培養的愈喘幹細胞,可以增強患者自身免疫力,舒張平滑肌,促進體內新陳代謝,修復呼吸系統損傷,激活肺部細胞再生,全面調理脾肺腎,激活肺部細胞再生修復肺通氣功能,增強肺功能,充足提供肺部供氧,徹底修復肺、氣道粘膜,恢復纖毛的排污能力。經過百餘例的臨床案例見證,其治癒率可到98%。後期配合中葯調理,可長效地控制病情,是目前治療哮喘病、氣管炎最理想、最規范的治療方法。
2.治療腎病
幹細胞移植治療腎病的原理:因幹細胞具有「無限」增殖,多向分化潛能,具有造血支持,免疫調控和自我復制等特點。可作為理想的「種子」細胞用於病變引起的組織器官損傷修復。基礎研究發現幹細胞可分化成腎固有細胞,腎實質細胞等,所以幹細胞移植後對腎臟功能具有良好的修復和重建作用。
幹細胞治療腎病的特性和優勢
具有強大的增殖能力和多向分化潛能,能夠增殖分化並產生大量後代。
低免疫原性。因細胞處於原始狀態,不易被識別,所以不存在免疫排斥的特性,沒有血型匹配問題。
長期傳代不改變生物學特性。可分化成腎固有細胞,肌細胞,肝細胞,成骨細胞,軟骨細胞等多種細胞的能力。
正是由於幹細胞所具備的這些免疫學特性和優勢,使其在腎病治療方面具有廣闊的臨床應用前景。
3.治療腦癱
幹細胞移植治療小兒腦癱逐漸被人們所熟知。幹細胞移植治療小兒腦癱是根據細胞具有自我更新及分化為神經元,星形膠質細胞,少突膠質細胞潛能的神經前體細胞,細胞移植後分化的神經元補充缺損的神經元,並促進小兒腦組織中的神經細胞分化發揮功能,恢復腦神經的正常生長發育,改善大腦的認知功能障礙,為腦性癱瘓小兒進一步康復提供了更多的機會,已為先進最有效的治療方法。並且年齡越小,再構成代償能力越強,治療的可能性就越大。盡早干預,治療是預防小兒腦癱致殘的唯一途徑。
(1)自我更新:幹細胞具有對稱分裂及不對稱分裂兩種分裂方式,從而保持幹細胞庫穩定。
(2)多向分化潛能:幹細胞可以向神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞分化。低免疫源性:幹細胞是未分化的原始細胞,不表達成熟的細胞抗原,不被免疫系統識別。
(3)組織融合性好:可以與宿主的神經組織良好融合,並在宿主體內長期存活。
4.治療自閉症
臍血幹細胞和臍帶間充質幹細胞具有免疫調節和改善腦內微循環的功能。幹細胞進入體內可調節機體免疫功能,並通過自身分化和分泌細胞因子和神經肽刺激新生血管形成,改善腦內缺血缺氧狀態,激活和修復腦內受損的神經細胞。通過聯合移植臍血單個核細胞和臍帶間充質幹細胞有助於改善患兒的語言交流能力、社會交往能力等。
四、生物修復
自身免疫性肝病是由自身免疫反應引起的一種特殊類型的慢性肝病,過去認為自身免疫性肝病比較罕見,由於對此類疾病認識不斷深入以及有關免疫學檢查方法和相關檢查方法的引進和提高,臨床上發現中國人群中自身免疫性肝病的患者不斷增多。臨床常見的自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎、原發性膽汁性肝硬化及原發性硬化性膽管炎,很多自身免疫性肝病患者還伴有其他自身免疫性疾病如乾燥綜合症、類風濕性關節炎等等。
⑩ 細胞的作用有哪些
細胞是生命的基本單位,細胞的特殊性決定了個體的特殊性,因此,對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關鍵。細胞生物學已經成為當代生物科學中發展最快的一門尖端學科,是生物、農學、醫學、畜牧、水產和許多生物相關專業的一門必修課程。50年代以來諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。
細胞簡介
英文名:CELL 在文章中簡稱C
細胞是由膜包圍著含有細胞核(或擬核)的原生質所組成, 是生物體的結構和功能的基本單位, 也是生命活動的基本單位。細胞能夠通過分裂而增殖,是生物體個體發育和系統發育的基礎。細胞或是獨立的作為生命單位, 或是多個細胞組成細胞群體或組織、或器官和機體;細胞還能夠進行分裂和繁殖;細胞是遺傳的基本單位,並具有遺傳的全能性。
除病毒外的所有生物,都由細胞構成。自然界中既有單細胞生物,也有多細胞生物。細胞是生物體基本的結構和功能單位。細胞是生物界中,不可缺的一部分。
細胞的結構
在光學顯微鏡下 觀察植物的細胞,可以看到它的結構分為下列四個部分
細胞壁
位於植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。
細胞膜
細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和脂類分子組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子和大分子物質則不能自由通過,因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地進入細胞。
細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察,可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側,有許多球形的蛋白質分子,它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中,或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,可以說,細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結構特點,對於它完成各種生理功能是非常重要的。
細胞質
細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器。例如,在綠色植物的葉肉細胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細胞器,叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質中,往往還能看到一個或幾個液泡,其中充滿著液體,叫做細胞液。在成熟的植物細胞中,液泡合並為一個中央液泡,其體積佔去整個細胞的大半。
細胞質不是凝固靜止的,而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內,細胞質往往圍繞液泡循環流動,這樣便促進了細胞內物質的轉運,也加強了細胞器之間的相互聯系。細胞質運動是一種消耗能量的生命現象。細胞的生命活動越旺盛,細胞質流動越快,反之,則越慢。細胞死亡後,其細胞質的流動也就停止了。
除葉綠體外,植物細胞中還有一些細胞器,它們具有不同的結構,執行著不同的功能,共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構。
線粒體
呈線狀、粒狀,故名。在線粒體上,有很多種與呼吸作用有關的顆粒,即多種呼吸酶。它是細胞進行呼吸作用的場所,通過呼吸作用,將有機物氧化分解,並釋放能量,供細胞的生命活動所需,所以有人稱線粒體為細胞的「發電站」或「動力工廠」。
葉綠體
葉綠體是綠色植物細胞中重要的細胞器,其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、類囊體和基質三部分構成。類囊體是一種扁平的小囊狀結構,在類囊體薄膜上,有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒。基粒之間充滿著基質,其中含有與光合作用有關的酶。基質中還含有DNA。
內質網
內質網是細胞質中由膜構成的網狀管道系統廣泛的分布在細胞質基質內。它與細胞膜相通連,對細胞內蛋白質等物質的合成和運輸起著重要作用。
內質網有兩種:一種是表面光滑的;另一種是上面附著許多小顆粒狀的。內質網增大了細胞內的膜面積,膜上附著這許多酶,為細胞內各種化學反應的正常進行提供了有利條件。
高爾基體
高爾基體普遍存在於植物細胞和動物細胞中。一般認為,細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關,高爾基體本身沒有合成蛋白質的功能,但可以對蛋白質進行加工和轉運。植物細胞分裂時,高爾基體與細胞壁的形成有關。
核糖體
核糖體是橢球形的粒狀小體,有些附著在內質網膜的外表面,有些游離在細胞質基質中,是合成蛋白質的重要基地。
中心體
中心體存在於動物細胞和某些低等植物細胞中,因為它的位置靠近細胞核,所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成。 動物細胞的中心體與絲分裂有密切關系。
液泡
液泡是植物細胞中的泡狀結構。成熟的植物細胞中的液泡很大,可占整個細胞體積的90%。
液泡的表面有液泡膜。液泡內有細胞液,其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質,可以達到很高的濃度。因此,它對細胞內的環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態。
溶酶體 溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器。其內含有很多種水解酶類,能夠分解很多物質。
細胞核 細胞質里含有一個近似球形的細胞核,是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央,成熟的植物細胞的細胞核,往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質,易被洋紅、蘇木精等鹼性染料染成深色,叫做染色質。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質,就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時,染色質就變化成染色體。
多數細胞只有一個細胞核,有些細胞含有兩個或多個細胞核,如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質、核液和核仁四部分。核膜與內質網相通連,染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和DNA組成。DNA是一種有機物大分子,又叫脫氧核糖核酸,是生物的遺傳物質。在有絲分裂時,染色體復制,DNA也隨之復制為兩份,平均分配到兩個子細胞中,使得後代細胞染色體數目恆定,從而保證了後代遺傳特性的穩定。
還有RNA,RNA是DNA在復制時的單鏈,它傳遞蛋白質,被稱為DNA的信使。
由膜包圍著含有細胞核(或擬核)的原生質所組成, 是生物體的結構和功能的基本單位, 也是生命活動的基本單位。細胞能夠通過分裂而增殖,是生物體個體發育和系統發育的基礎。細胞或是獨立的作為生命單位, 或是多個細胞組成細胞群體或組織、或器官和機體;細胞還能夠進行分裂和繁殖;細胞是遺傳的基本單位,並具有遺傳的全能性(植物)