細胞生物學概述精選(九篇)
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第1篇：細胞生物學概述范文
關鍵詞：生物科學；核心課程；邏輯關系
中圖分類號：G633.91
文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）21-0130-03
1 引言
生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業的核心課程，由于它們相互聯系，交叉滲透，因此存在邏輯關系不清，課程內容重疊較多等問題，例如原核生物和真核生物基因表達調控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹，基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹，導致教師教學內容難以起舍，課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關系，確定各課程教學內容和教學順序，必須把其定義，研究內容，發展歷史動態結合起來。
2 生物科學專業核心課程概述
2.1 生物化學
生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結構與功能、物質代謝及遺傳信息傳遞與調控規律的科學。
生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發展，各學科相互滲透。18世紀，一些從事化學研究的科學家轉向生物領域，為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末，生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內容與遺傳學部分內容結合為分子生物學，然后，分子生物學基因操作部分獨立出來，形成基因工程學。
1920年以前，生物化學研究內容以分析生物體的化學組成、性質和含量為主，稱為靜態生物化學時期。
1920年-1950年，隨著同位素示蹤技術、色譜技術等物理學手段的廣泛應用，生物化學從單純的組成分析深入到物質代謝、能量轉化，如：光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質代謝等領域。這是生物化學飛速發展的時期，稱為動態生物化學時期。
1950年以后，蛋白質化學和和核酸化學進展迅速，生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發展揭示了生命本質的高度有序性和一致性，是人類在認識的巨大飛躍。根據生物化學的定義和歷史，生物化學研究的內容包括以下幾個方面。
2.1.1 生物的物質組成
生物是由一定的物質按特定的方式組成的，直到今天，新物質仍不斷被發現。如陸續發現的干擾素、環核苷一磷酸、鈣調蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面，早已熟知的化合物也發現了新的功能，如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子，而到60年代又發現其是生物氧化的載體。
2.1.2 物質代謝
生物體內絕大部分物質代謝是在酶催化下進行的，具有高度自動調節能力。一個小小的細胞內，有近2000種酶，在同一時間內，催化各種不同的化學反應。這些化學反應互不干擾，有條不紊地進行。表明生物體內的物質代謝有精確的調節控制系統。
2.1.3 結構與功能
生物大分子的功能與其特定的結構有密切關系。如酶的活性中心的結構決定其催化活性及其特異性；變構酶的活性還與其催化的代謝終末產物的結構有關。
核酸中核苷酸排列順序的不同，其結構就不同，所含遺傳信息不同。這些不同的構象對基因的表達具有調控作用。
生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結構復雜，具有很大的信息容量，對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。
在生物化學中，有關結構與功能關系的研究才僅僅開始，尚待大力研究的問題很多，其中重大的有：亞細胞結構中生物大分子間的結合，細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經介質與其受體的相互作用等。
2.1.4 繁殖與遺傳
生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列，現在DNA分子的核苷酸序列已不難測得，不但能在分子水平上研究遺傳，而且還可能改變遺傳，從而派生出基因工程學。
2.2 細胞生物學
細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結構及其生命活動規律的科學。
過去，細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態結構和生活史進行研究，稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來，由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結構組分分離技術、細胞培養等技術的廣泛應用，特別是分子生物學的興起，使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發展，從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合；從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結構與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規律及其調控機制，細胞與細胞、細胞與環境之間的相互關系。使原來以形態結構研究為主的細胞學轉變成以生理功能研究為主、將結構與功能緊密結合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展，因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內容如下。
2.2.1 細胞社會學
細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領域。它是以系統論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關系、細胞群體的社會行為；細胞識別、通訊、相互作用；整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態發生和器官形成等活動的調控；細胞外環境對細胞的影響。
2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調控
研究細胞增殖、生長、分化及其調控機制，不僅是控制生物生長和發育的基礎，而且是研究細胞癌變和逆轉的重要途徑。
2.2.3 細胞遺傳學
細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結構和行為以及染色體與細胞器的關系，從而探討遺傳與變異的機制等。
2.2.4 細胞化學
細胞化學：用切片或分離細胞成分，對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析，研究細胞結構、化學成分的定位、分布及其生理功能。
2.2.5 分子細胞學
分子細胞學：從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質、核酸等大分子的組成、結構與功能及其遺傳性狀的表現和調控等，探討細胞生命活動的分子機理。
2.3 遺傳學
遺傳學是研究生物遺傳和變異規律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的，并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規律。1900年，孟德爾的成果得到廣泛重視，成為遺傳學的基石。
20世紀初，利用光學顯微鏡發現了細胞有絲分裂和減數分裂過程中染色體及其行為，奠定了遺傳的染色體理論基礎。1910年左右，美國遺傳學家摩爾根及其同事根據對普通果蠅的研究，提出了基因的連鎖交換規律，并結合當時的細胞學成就，創立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。
遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發明，人們已能夠直接觀察遺傳物質的結構及其在基因表達過程中的特征，使細胞遺傳學的研究進入分子水平。
1953年，沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結構模型，為進一步闡明DNA的結構、復制和遺傳物質如何保持世代連續的問題奠定了基礎，開創了分子遺傳學這一新的學科領域。
遺傳學研究的領域非常廣泛，可劃分成經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統遺傳學4個分支，各個分支領域相互聯系、相互重疊、相互印證，組成了一個不可分割的整體。
經典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性，包括遺傳的分離規律；獨立分配規律；連鎖和交換遺傳規律及機理；基因互作及其與環境的相互關系；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；數量性狀的特征及其多基因假說，近親繁殖和雜種優勢；細胞質遺傳等。
細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質進行研究。其內容包括細胞的結構和功能；染色體的形態結構；細胞的有絲分裂，減數分裂；配子的形成和受精。
分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質的結構及遺傳信息的傳遞。內容包括DNA復制、轉錄和翻譯，基因突變及修復，原核生物和真核基因表達與調控；基因、基因組及作圖，遺傳重組。
生統遺傳學是用數理統計學方法來研究生物遺傳變異規律的學科。根據研究的對象不同，又可分為數量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規律，后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結構和物種進化。
2.4 分子生物學
分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質的結構與功能、遺傳信息傳遞和調控，闡明生命本質的科學。
從19世紀后期到20世紀50年代初，確定了蛋白質是生命的主要物質基礎，DNA是生物遺傳的物質的載體，是現代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。
從20世紀50年代初到70年代初，是現代分子生物學的建立和發展階段，1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型為現代分子生物學誕生的里程碑，確立了核酸作為遺傳信息分子的結構基礎，提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式，為核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。
70年代后，基因工程技術出現，人類進入認識生命本質并開始改造生命的發展階段。
分子生物學原來是生物化學的一部分，因其太重要了，20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結合，獨立出來成為單獨的學科，是生物化學的發展和延續。涉及的部分內容比生物化學更細致深入，并從整體上考慮。
分子生物學從蛋白質、核酸、基因及基因組結構開始，以中心法則為主線，闡述生物大分子在信息傳導、基因表達調控中的相互作用和機理。主要內容包括蛋白質、核酸、基因和基因組的結構、DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。基因工程技術的原理和應用等。
2.5 基因工程學
20世紀70年代，隨著 DNA的內部結構和遺傳機制逐漸呈現在人們眼前，生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密，而是開始設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。這就像工程設計，按照人類的需要（設計）把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”，“組裝”成新的基因組合，創造出新的生物的工程技術被稱為“基因工程”。
基因工程包括如下幾個主要的內容：①目的基因的合成或提起分離。②載體的構建。③將載體轉移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上，導入寄主細胞，使之在新的遺傳背景下實現功能表達，產生出人類所需要的物質。
3 課程間的邏輯關系，教學內容選擇及課程順序安排
從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義，研究內容，發展歷史動態可知，各學科的邏輯關系是：理解細胞結構及功能需要一定的生物化學基礎，理解遺傳物質的結構和功能需要一定的細胞生物學基礎，而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產物，研究核酸和蛋白質分子結構和功能以及相互關系，而各個分子不能孤立發揮作用，必須依賴于一定的細胞結構，因此，生物化學是細胞生物學的基礎；細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎。基因工程是利用分子生物學的理論和實驗技術進行轉基因操作的部分獨立出來的，因此分子生物學是基因工程學的基礎。所以，高校應按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。
由以上可知，由于歷史的原因，生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯系，交叉滲透，研究內容重復較多。因此，本研究根據其定義、邏輯關系及發展歷史，同時為編寫教材和教學的方便，建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內容如下。
（1）生物化學主要教學內容主要有：蛋白質化學、核酸化學；酶學基礎；糖代謝與生物氧化；脂類代謝；蛋白質的分解代謝等內容。而將DNA復制、轉錄、翻譯、突變、修復及原核生物和真核生物基因表達調控留在分子生物學講授。
（2）細胞生物學的教學內容主要有：細胞的基本結構；細胞生物學研究方法；細胞膜的結構與功能及物質跨膜運輸；細胞質基質與細胞內膜系統；細胞通訊與信號傳遞；線粒體和葉綠體；細胞核與染色體；細胞骨架；細胞增殖及其調控；細胞分化、衰老與凋亡。
（3）遺傳學的教學內容主要有：遺傳的分離規律；獨立分配規律；連鎖和交換遺傳規律；基因互作及其與環境的關系；基因定位與連鎖遺傳圖；性別決定與伴性遺傳；基因及染色體變異；染色體畸變；數量性狀的特征及其多基因假說；近親繁殖和雜種優勢；細胞質遺傳；遺傳重組。
（4）分子生物學的教學內容主要有：DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。
（5）基因工程學的主要教學內容有：基因工程技術的原理和應用等。
以上各門課的教學內容相對前述和我國現行教材的教學內容作了較大調整，例如；核酸和蛋白質的組成及結構只在生物化學中講授，細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授，基因工程原理只在基因工程學中講授，避免了課程內容的重復。
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第2篇：細胞生物學概述范文
初中階段學生好奇心較強，且接受新事物的欲望強烈，初中生物則是針對該階段學生的特質而開設的課程，是學生接觸生物學知識、掌握生物科學方法的開始[1]。初中階段生物學科學習不僅為學生日后更深層次學習打下基礎，更將生物世界呈現于學生眼前，指引學生探索自然的奧秘。實驗教學是生物教學必不可少的內容與環節，這是因為單純的照本宣科式教學模式并不能達到使學生掌握基本知識的同時，培養自我思考、獨立學習能力的目的。因此，初中生物教學離不開實驗教學法的應用[2]。
一、實驗教學法概述
實驗教學法是根據實驗教學要求，利用特定實驗儀器、設備及藥品試劑等實驗必須用品，對生物教學內容進行探究及驗證的教學方法。實驗教學法包括課內實驗與課外實驗。課內實驗主要是在課堂上進行，教師親自演示實驗過程，過程結束后所得的實驗結果要與教授內容保持一致，實驗目的則是驗證課本理論知識點。課外實驗的根本目的在于培養學生動手能力和自主探究精神，從而提高學生獨立學習能力。教學過程中若應用實驗教學法，可以讓學生直接觀察實驗現象，幫助學生強化、鞏固所學知識，加深印象。當學生參與到實驗活動中時，能激發他們對學科的學習興趣，使他們迅速掌握新知識，并運用這些知識解決生物學習中遇到的問題[3]。
二、實驗教學法在初中生物教學的應用舉例
1.教師進行實驗演示，呈現直觀生物科學。
教授學生相關生物知識時，教師會針對某一知識點進行實驗講解。這種實驗內容較為簡單，步驟相對較少，且不需要正規的實驗室，只需要教師將前期準備工作做好，便能順利將整個實驗步驟展現給學生。此外，教師應用實驗教學法進行實驗演示時，要注意提醒學生注意觀察實驗現象，只有親眼見到了實驗前后物質發生的變化，學生才會印象深刻。例如，《人體對食物的消化和吸收》一課中，教師可為學生演示唾液淀粉酶對淀粉的消化作用實驗，直接通過課堂實驗現象的呈現解釋口腔內的化學性消化作用。試驗過程中，教師應善于引導學生發現當唾液過少，或震蕩不充分時，都會影響唾液與淀粉糊的反應程度。從而得出試驗結論：暴食暴飲會使食物不能與消化液充分混合，消化液有限，不能消化過多食物，從而引起消化不良。
2.教師做好實驗指導，把握學生認知方向。
教學初中生物實驗時，教師要鼓勵學生勇于提出自己的觀點，應用所學知識解釋實驗現象，不打擊學生積極性，當學生提出不同類型問題與假設后，教師應認可學生的想法，當學生思考方向錯誤時，應采用實驗方法為學生解除疑惑。例如，《生物體的基本結構》一課中，教師利用顯微鏡觀察植物細胞的結構時，學生會發現不同的植物細胞結構不相同、相同植物中不同部位細胞結構不相同等現象，此時教師應當肯定學生的觀點，鼓勵學生觀察多種植物的結構，指引他們尋找到植物細胞結構的共同特征，并思考細胞各個結構的功能，試驗結束后為學生總結與概括。通過實驗觀察，學生輕松掌握原本較為抽象的細胞生物學知識。
3.實驗聯系生活實際，激發學生學習興趣。
初中生物知識只是帶領學生進入自然探索世界的敲門磚，初中生物內容大多起到為學生解釋生活常識的作用，理論知識相對淺顯，并且與生活息息相關。例如，植物的“向光性”在生活中是很常見的，人們在野外迷路時常利用植物的生長方向辨別道路方向。生物知識和生活之間的聯系非常緊密，教學生物知識時，教師可以聯系實際生活進行一些實驗。如為學生講解《能量的釋放和利用》，關于植物呼吸作用這一部分課程時，教師可以提出問題：日常生活中，我們采用什么方法保持水果新鮮？讓學生分組討論并實驗，或鼓勵學生課后與家長討論，教師將學生的討論結果匯集，進行相應的水果保藏實驗，然后得出“低溫、少氧氣、適宜濕度條件下水果能保鮮”的最終結論。這種教學方式不僅使學生掌握生物學理論知識，更是對學生司空見慣的實際生活現象進行科學解釋，進一步激發學生學習生物的興趣。
第3篇：細胞生物學概述范文
1癌的組織發生學和發病機制
1.1 胃癌：胃粘膜上皮癌變是一個" 漸進的過程。組織發生癌變之前常表現為多年持續的癌前病變，一些學者認為從正常胃粘膜經萎縮性胃炎、腸上皮化生、異型增生到腸型胃癌，是胃粘膜多步驟的漸進發展過程，前兩者屬于癌前狀態，異型增生則屬于癌前病變。我國病理工作者提出隱窩型異型增生、再生型異型增生、球樣異型增生和異型腺體囊性擴張具有癌前病變性質。采用聚合酶鏈反應（pcr）和分子雜交技術發現，c-haras基因點突變與胃癌的發生有關。c-erbb-2基因的擴增主要見于高分化腺癌，而sam基因擴增則見于低分化腺癌和硬癌。癌旁腸化生的rasp21、fesp85癌基因產物含量明顯增加。表明腸化生與胃癌發生有密切關系。
1.2 食管癌：文獻報道1185例食管粘膜〔3h〕dthd標記的材料，平均標記指數依次為正常上皮3.6％，棘細胞增生為3.6％，慢性食管炎為4.6％，不典型增生為4.7％，癌為6.5％。從食管粘膜的核仁組成區嗜銀顆粒（agnors）特征來看：正常上皮為2.1％，輕度不典型增生為2.4％，中度不典型增生為2.7％，重度異型增生為3.0％，鱗癌為3.5％。這" 兩種現象是一致的，均代表細胞的dna活性。說明從形態學的正常不典型增生癌是一個譜系過程。從細胞生物學的角度也表明慢性食管炎與食管上皮的不典型增生密切相關。在100例進展期食管癌的連續切片中，發現底層細胞癌變與原位癌高達94％，提示食管癌是多中心發生的。通過系統的研究顯示，食管癌是來自多潛能的基底細胞。首先發生底層細胞癌變。慢性食管炎是食管粘膜癌變的基礎條件之一。在此基礎上，通過某些致癌物的作用，導致上皮細胞癌變。有關研究顯示，食管粘膜上皮的癌變是一個由量變到質變的過程是一個譜系過程。重度不典型增生，其dna合成非常旺盛，標記指數接近原位癌，已具備早期癌的某些生物學特征，在臨床上應作為早期癌處理。
1.3 大腸癌：用免疫組織化學技術，發現大腸正常組織含有短鏈lewisx抗原，而大腸癌及大腸腺瘤型息肉除有短鏈lewisx外還含有長鏈lewisx及涎腺化lewisx抗原，并在大腸腺癌中的出現隨癌前病變的加重而增多。
1.4 鼻咽癌：根據鼻咽癌癌旁病變的觀察說明，至少一部分鼻咽癌的發生是多中心的。但發生癌變的幾個中心灶之間十分靠近，常位于一個相對限定的小范圍內，故表現為單發性。又發現癌旁常可見上皮的異型增生和異型化生，并往往在此基礎上發生癌變。因此認為異型增生和異型化生，特別是中、重度者是一種" 癌前病變。
1.5 乳腺癌：相當例數的乳腺浸潤性導管癌、導管內癌有c-erbb-2的過度表達，其基因產物主要位于細胞膜。
上述例子已經證明，人體成癌過程是多階段、漸進的過程。現有資料表明，大多" 數腫瘤細胞有多種染色體的異常；癌基因存在于一切正常細胞的瘤性細胞中，如果能證實某一癌基因的過度表達是導致腫瘤發生的原因，那么癌基因的檢測對癌前病變、組織發生的研究是十分有意義的。
近年來，已發現多種抑癌基因，如p53、rb等。這些表明腫瘤的發生不僅僅和癌基因的激活有關，也受抑癌基因的缺失或失活的影響。這些發現為腫瘤的發生學展示了更" 廣闊的研究前景。
2癌的診斷、分類及有關預后因素
第4篇：細胞生物學概述范文
關鍵詞 動物生物技術；課程建設；教學改革
中圖分類號 G642；G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0326-02
21世紀是生命科學的世紀。生物技術是人類科學技術發展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學科之一。隨著分子生物學前沿學科的不斷進步，生物技術也得到了突飛猛進的發展。動物生物技術是一門現代生物科學理論和技術相結合的綜合性學科，主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領域，在諸多行業都得到了廣泛的應用，如農業、食品業、醫學行業等[1]。生物技術這門學科在各大高校中都占有很重要的地位，可見該門學科的重要性，因此學好生物技術這門學科對今后的就業至關重要。筆者在介紹生物技術的概念的基礎上，總結了動物生物技術課程的建設與改革措施，以期為學生的就業打下堅實的基礎[1]。
1 生物技術的概念
生物技術是指在現代生命科學的基礎上，利用各種先進的技術手段和其他類科學的原理和技術來對生物體或生物原料等進行加工或改造等，目的是生產出人類所需的產品。先進的工程技術包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程等新技術。對生物體的改造是指按照人類的需要，改造或加工生物包括植物、動物、微生物等，使其能夠生產出對人類有利的產品[1-2]。
2 教學現狀與分析
內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業自1996年開始招生，2006年成為品牌專業，經過了16年的專業建設，首先于2003級生物技術專業學生中開設36學時的動物胚胎工程課程（專業選修課），隨著現代生物技術的迅猛發展，36學時的理論講授明顯不足，于2005級學生中更改教學大綱，內容上增加了動物組織、細胞的培養技術、基因工程技術等，理論教學增加到54學時，并增加18學時實驗教學，課程性質首次轉為專業必修課，并創新性地更名為動物生物技術，當時整個生物領域還未出現命名為動物生物技術的課程，直到2009年5月1日，科學出版社出版了普通高等教育十一五規劃教材《動物生物技術》，至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調查了部分農林院校生物技術專業開設的主干課程，主要有11門（動物學，植物學，微生物學，生物化學，遺傳學，細胞生物學，分子生物學，基因工程，細胞工程，發酵工程和酶工程），在調查的農林院校中（安徽農業大學，西北農林科技大學，山東農業大學，湖南農業大學，吉林農業大學，東北林業大學，青島農業大學，江西農業大學，福建農業大學，華中農業大學，華南農業大學，云南農業大學），都開設《細胞工程》課程，目前只有內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業開設與《細胞工程》相近課程《動物生物技術》和《植物生物技術》課程。
3 動物生物技術課程建設與改革
3.1 教學思想與目標改革
落實科學發展觀，逐步樹立“以學生為中心”、“一切為了學生”的意識。教師要改變傳統的教學觀念[3]，正確處理傳授知識與提高學生學習能力之間的關系，使學生在學習一些課程基礎知識的情況下，掌握一種主動學習課程相關知識的能力，成為富有知識和具有學習知識能力的復合型人才。
3.2 師資隊伍建設
組建教學團隊，將教學內容分為不同的教學模塊，打破傳統的一人一課的教學模式，每一模塊由具有相應專業背景的教師承擔，業務上要精益求精，力爭緊跟各教學內容的學科前沿。定期開展教學研討，督導組專家聽課、評課，同時不定期開展自評和互評及學生評教，以促進整體教學水平的提高。
3.3 教材建設與改革
根據調研，筆者選用了科學出版社出版的普通高等教育十一五規劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術》作為教材，該書比較全面系統地介紹了動物生物技術的概況、基本原理、技術方法和最新發展。同時，由于課時的限制，在教學過程中，不可能做到面面俱到，且課程知識更新速度較快，一些最新熱點在教材中沒有體現的，自行編寫部分講義，以文本形式拷貝給學生，并推薦其閱讀中外文的優秀參考書。
3.4 課程內容改革
動物生物技術屬于多學科交叉課程，也是各國科研工作者研究的熱點領域，大量的研究成果層出不窮，也在不斷地更新和充實著這一新興學科的知識。無論是教師的教，還是學生的學都具有一定的難度，這就要求在授課內容的選擇上，既要注意授課內容的完整性，又要保證實用性和先進性，同時做好與其他課程交叉內容的增、減和銜接。在課程內容上，首先介紹緒論，動物胚胎工程技術概述，體外受精，胚胎移植，性別控制，胚胎分割，嵌合體；其次，介紹分子生物學及基因工程基礎；最后重點介紹細胞核移植技術、干細胞技術、轉基因技術、動物生物反應器、動物細胞培養技術，動物細胞融合技術，雜交瘤技術和單克隆抗體技術。通過精心的安排，使學生能在有限的時間內，全面系統地了解動物生物技術課程體系的基本內容。
3.5 教學方法改革
3.5.1 利用重大科研成果，激發學生學習的興趣，提高其學習的主動性。如美國科學家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學家馬丁?埃文斯，利用“基因靶向”技術讓小鼠體內的特定基因失去活性，培養出研究價值極高的“基因敲除”小鼠，為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后，人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法，徹底攻克遺傳病就為時不遠了，這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士，英國生理學家，生殖醫學的先驅者，因創建了“體外受精技術”，被授予2010年諾貝爾生理學或醫學獎。一門課程的講授，不但要使學生掌握和了解課程相關的一些基礎知識，更重要的是要教會學生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關知識，特別是對于像動物生物技術這樣一門新興的學科領域，許多知識都處于動態更新和完善的過程中[1]。
3.5.2 跟蹤學科科研動態，開拓學生視野，培養創新思維。本科生的課堂教學過程不僅僅是傳授書本知識，更重要的是啟發學生的開拓性思維能力和創新意識，培養和提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此，在應用范圍廣、知識更新快的動物生物技術教學過程中，介紹學科研究的新動態和新進展，有意識地拓寬學生視野，打開學生思路，培養學生創新性思維是十分必要的。例如誘導多能干細胞（Induced pluripotent stem cell，IPS cell），由日本的2位科學家于2006年發表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講，就是通過某種方法，把高度分化的成體細胞去分化，使之成為多能干細胞，重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破，它回避了歷來已久的倫理爭議，解決了干細胞移植醫學上的免疫排斥問題，使干細胞向臨床應用又邁進了一大步，該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。隨著IPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新，它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢也已日趨明顯[6]。
3.5.3 創新教學形式，提高教學效果。在課堂教學過程中，要認真傾聽學生意見，像朋友一樣對待學生，拉進教師與學生的距離，讓學生感受課堂文化，使其融入其中，積極思考，成為課堂的主體。同時可適當增加專題討論會，通過學生準備ppt演講等形式，一改以往整節課教師講、學生記，缺乏溝通的模式，使學生處于主動學習的狀態[7]。
3.5.4 優化多媒體教學，引入現代信息技術。利用有限的課時，著重講授課程的重點、難點、關鍵點、知識點間的聯系，引導學生自覺地去思考，對于容易掌握的部分課程內容可安排學生自學。利用計算機和Internet等手段，從國外引進和下載原版圖書和動感圖像，進行多媒體教學，可以有效提高教學組織效率，充實教學內容。不僅可以多層次、多角度地向學生提供豐富多彩的教學信息，還可以提供更加生動形象的人機交互界面，充分調動學生學習的積極性[8]。例如，細胞融合，精卵受精，細胞核移植等內容。在多媒體教學中，堅持適度運用原則和有機結合原則，留出足夠的時間給學生理解、思考，且結合使用板書、實物等各種教學媒體，取長補短，將教學內容化繁為簡，增強教學的生動性和創造性，使學生喜歡學習[2]。
3.6 考核方法改革
首先，改變以往的考核方法，將重視課本上的知識轉變成重視實踐、將重視成績轉變成重視課堂教學，今后不以單一的考試成績為總成績，而要加上一定比例的實踐考核成績，讓教師、學生都能重視實踐；其次，增減考核方式的多樣性，以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學生學習成績的考核體系，即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。
4 結語
隨著科學技術的快速發展，動物生物技術方面的研究也會更加深入，因此各個高校要建設好動物生物技術專業已迫在眉睫。課程組立足于內蒙古農業大學生命科學學院自身特色，通過分析生物工程、生物技術、制藥工程3個專業之間的內在聯系，準確把握動物生物技術課程的教學地位，注重該門課程特點，圍繞課程內容，加強教學建設，創新教學形式及考核體系，逐步完善優化動物生物技術多媒體教學，提高教學質量，達到人才培養的目的和要求[10]。
5 參考文獻
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第5篇：細胞生物學概述范文
關鍵詞：食品檢測 生物技術 應用
食品安全問題是由于食品中含有毒、有害物質，對人體健康產生危害而造成的公共衛生問題。近年來，食品安全問題已成為人們普遍關注的社會熱點問題，引起了政府和公眾的廣泛重視。目前，國內的食品安全問題的產生既有政府監管不嚴、制度體系不完全的原因，也有食品檢測技術不夠科學先進的原因。隨著食品工業的快速發展，對食品檢測技術提出了更高的要求，傳統分析方法難以滿足當前食品檢測的需要，靈敏度高、特異性強、簡便快捷的生物技術逐漸在食品檢測領域大放異彩，文章將對此進行詳細論述。
一、生物技術概述
生物技術是利用生物有機體及其組成部分，或是利用其組織、細胞、酶來合成、轉化、降解，從而實現生產產品等目的的技術。生物技術在食品領域的應用已經有幾百年的歷史，從最初的面包、醬油生產，如今已延伸到食品領域的各個方面，得到了長足的發展和不斷的完善。現代生物技術是建立在細胞生物學等學科基礎之上的高科技技術，包括細胞工程、酶工程、基因工程、發酵工程等諸多類技術。細胞工程是以動物、植物細胞及細胞融合技術為基礎的一類生物技術，主要用于食品生產；酶工程是通過特定細胞酶來控制食品生產過程中的物質轉化；基因工程是通過重組基因來改造食品生物特性，起到生產特殊產品的作用；食品發酵技術如今已發展為發酵工程學，用于預定食品及成分的生產。
二、生物技術在食品檢測中的應用
生物技術在食品檢測中的應用，表現在食品中微生物、轉基因成分等對人體有毒有害物質的檢測。例如借助細菌學、血清學方法可以檢測食品中是否含有致病菌，但是這些傳統生物技術方法操作繁瑣，耗時較長，目前應用更多的是操作簡便、快捷且精準的生物芯片、膠體金免疫層技術、PCR技術、酶聯免疫吸附法、基因探針等生物技術。
1.生物芯片的應用
生物芯片技術是建立在現代生物化學、物理化學、計算機科學等諸多學科交叉的基礎上的，檢測原理是利用生物分子間的抗原、抗體等親和反應或堿基對互補雜交，檢測、分析樣品中的成分。由于生物芯片技術可在小面積內對多種生物分子進行并行檢測分析，分析量很大，因而檢測效率較高，檢測結果具有很好的可比性。
生物芯片包括基因芯片和蛋白質芯片。基因芯片是將基因探針固化在檢測工具表面，利用軟件分析檢測工具與樣品間發生的基因雜交信息，從而檢測出遺傳信息。基因芯片可同時進行定性定量檢測，能夠快速檢測分析大量序列的雜交信息。蛋白質芯片的原理則是利用生物分子間的特異性結合來測定樣品成分，具體操作與基因芯片技術類似。基于基因芯片和蛋白質芯片的原理及特點，生物芯片技術通常用于轉基因食品、原料、病原微生物的檢測。
2.膠體金免疫層技術的應用
一直以來，膠體金免疫層技術在醫學領域得到了廣泛的應用，近年來逐漸應用于食品檢測領域。膠體金免疫層技術具有操作簡單、耗時較短等優勢，一般需要定性分析或半定量分析，主要用于有害微生物、藥物殘留、違禁藥物的檢測。該技術用于有害微生物的檢測較多，例如檢測食品中是否含有大腸桿菌、沙門氏菌、霍亂弧菌等致病菌，較為常見的檢測方法是雙抗體夾心法；用于藥物殘留的檢測是通過制得的抗體抗原與藥物殘留反應來分析食品中是否含有黃曲霉毒素、磺胺類藥物、氯霉素等殘留；用于違禁藥物的檢測一般是利用競爭免疫層析法來分析食品中是否含有罌粟堿、嗎啡等物質。目前國內應用膠體金免疫層技術仍處于初級階段，尚未投入廣泛的應用，還有待新型免疫層析產品的開發、研制。
3.PCR技術的應用
PCR技術是上世紀八十年代產生的一種技術，借助體外擴增DNA來實現轉基因食品以及病原微生物的檢測。傳統PCR技術早于1992年便用于病原菌的檢測，但直到近年來才得到廣泛應用，目前可用于檢測沙門氏菌、腸出血性大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等。但在實際應用中，傳統技術存在一些缺陷，無法定量檢測，而且存在死細菌的環境下檢測結果不準確，難以檢測微生物毒素，因此在傳統技術的基礎上經過一系列改進和技術融合產生了多種改進的PCR技術，包括實時定量的PCR技術、PCR―DGGE技術、巢式及半巢式PCR技術等。定時定量的PCR技術是在傳統技術中加熒光基團來實現實時檢測，能夠做定量分析，主要應用于檢測外源基因污染、病原微生物、摻假量等，例如檢測葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技術在傳統PCR技術基礎上結合變性梯度凝膠電泳技術，不僅特異性強，而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技術通過設計兩對或1對半引物來降低假陽性結果的產生，使檢測下限大幅度下降，檢測結果通常無需其他方法再驗證。
4.酶聯免疫吸附法的應用
酶聯免疫吸附法是利用免疫或酶促反應來進行食品檢測，具有操作簡便、特異性強、耗時短、靈活、可批量檢測的優勢。酶聯免疫吸附法用于有毒有害物質的檢測比常規培養法耗時少三至四天，而且無需特殊設備支持，結果易于觀察辨別，樣品易于保存，例如有研究用該法檢測牛奶中的沙門氏菌敏感性100%、特異性99.7%，檢測時間不超過3天，因而廣泛應用在黃曲霉毒素等毒素檢測、殘留藥物檢測、過敏原檢測、生理活性物質檢測、轉基因食品檢測等領域。
5.DNA探針技術的應用
DNA探針技術利用堿基對結合原理制成DNA探針，能夠檢測樣品中的堿基序列，從而判定樣品基因序列。由于該技術操作簡便，而且檢測結果精確度高，應用十分廣泛，通常用于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等檢測。DNA探針技術主要有異相雜交和同相雜交兩種技術，其關鍵在于針對檢測目標構建相應的DNA探針，只有DNA探針的基因序列具有針對性和特異性，方能取得理想的檢測結果。
三、結語
近年來，隨著生物技術的發展和進步，其在食品安全領域發揮了越來越重要的作用，在食品檢測的各個方面得到了廣泛的應用。然而雖然生物技術普遍具有成本低、操作簡便、效率高、特異性高等優勢，但是在實際應用中各種生物檢測技術均存在自身的局限性，需要結合實際需要靈活選擇、搭配。為了更好的提高食品檢測水平，解決食品安全問題，還需要開發新的生物檢測技術和方法，對現有技術方法不斷進行優化，這需要相關領域的專家學者持續不懈的努力
參考文獻
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第6篇：細胞生物學概述范文
關鍵詞：實驗教學；教學改革；資源整合
中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1674－0432(2011)－05－0333－2
吉林農業大學農業生物學與工程技術實驗教學中心始建于2006年，由隸屬于生命科學學院的生物化學，生物技術，生物工程和制藥工程等四個校一級本科實驗室組建而成。2009年7月，本中心被吉林省教育廳批準為吉林省實驗教學示范中心。目前中心面向全校開設生物化學、基礎生物學、細胞生物學、化工原理、細胞工程、基因工程、酶工程等30余門課程，涉及全校20多個專業，每年授課人數近7000人次。中心目前承擔的課程中，有國家精品課程1門，吉林省精品課程4門，公開出版實驗教材4部。回顧過去的五年，實驗教學中心的建設在全體人員的努力下取得了豐碩成果。
1 化零為整，整合實驗教學資源，發揮學院整體辦學優勢
生命科學學院自2000年建院以來，實驗室一直劃歸各教研室管理。實驗室面積狹小，實驗設備嚴重老化，部分關鍵儀器缺乏，各實驗室管理水平參差不齊，實驗設備、儀器、耗材的使用管理不到位。有鑒于此，在學校的支持下，學院對實驗室原有管理體系進行了調整，在四個一級實驗室的基礎上建立實驗中心，實行校、院、實驗中心、實驗室四級管理，實驗中心相對獨立運行。調整后，中心在實驗室經費使用，實驗人員管理，實驗資源調配方面擁有了自。實驗中心在2006－2009年期間相繼獲得了中央與地方共建生物化學實驗室、中央與地方共建農業生物技術與生物資源實驗室等建設資金的支持，購置了先進的實驗設備和儀器。同時，通過質量工程項目，對化工原理實驗室、基因工程實驗室進行了配套建設。在2010－2011年，中心利用中央財政支持地方高校發展資金，對生物制藥與發酵工程實驗室進行了建設。通過一系列資金的支持，中心的教學儀器設備已達到比較先進的水平，為順利開展本科教學創造了非常好的條件，此外，實驗中心積極改善實驗教學環境。2008－2009年期間，在理科樓設計、規劃、建設、分配以及后期裝修過程中，中心均積極參與并提出合理的建議，較好地實現了中心整體建設對實驗環境的規劃要求。目前，中心擁有16個本科實驗室，3個無菌室，1個動物細胞培養室，1個植物組織培養室，2個精密儀器室，1個制藥中試車間，1個人工氣候室和1個動物室，總面積達2350m2，從目前建設效果來看，中心的硬件條件已經能夠滿足整個實驗教學的需要，實習中心統一管理，充分發揮了學院整體資源優勢，達到了預期的建設目標。
2 規范實驗教學人員管理，凝聚實力，激發教職員工原動力
實驗教學的對象是學生，建設高水平的實驗教學隊伍對圓滿完成實驗教學任務，達到人才培養的目的至關重要，優秀的實驗教學群體有助于將實驗教學體系和教學模式改革的各項措施落到實處，保證實驗課教學的連續性和教學質量的穩步上升。因此，實驗中心成立伊始，就將實驗教學隊伍建設列為關鍵問題。通過制度努力調動教師的積極性，鼓勵承擔科研課題的高職稱教師承擔部分實驗課程教學，參與實驗室的建設和管理，同時吸引一批在科研前沿工作的中青年教師從事實驗課教學和管理。中心鼓勵實驗管理和技術人員深造、進修，不定期組織實驗室管理人員到國內各高校實驗中心交流學習。以上措施既保證了實驗教學隊伍的穩定和水平的提高，又為實驗教學注入了現代生命科學的研究方式和思維，有力地促進了實驗課內容和教學思想的更新及與學科發展的密切銜接。
經過多年的建設，實驗教學中心現擁有一支53人的教學隊伍，由專兼職教師和實驗技術人員組成。其中專，兼職教師42人，試驗管理人員11人。教授8人，副教授19人，高級實驗師1人。具有博士學位25人，碩士學位23人，已經形成一支年齡結構，學歷結構，職稱結構合理的高水平師資隊伍。
3 創新實驗教學模式，打造實驗、實習、科技創新一體化實驗教學平臺
作為農業院校中的農業生物學與工程技術實驗教學中心，在具體教學工作中根據農科院校生物學實驗教學特點，注重培養學生理論聯系實際的工作能力；同時針對地方本科院校與當地經濟建設緊密聯系的特點，立足于應用型人才的培養，在實驗教學過程中著重對學生的基礎操作能力進行訓練和培養。五年來中心始終以先進的教學理念為指導，結合本校實際特點和學科建設規劃，構建了科學、高效的實驗教學平臺。中心一直堅持“突出農業優勢和特色，立足生命科學前沿，強化學生動手能力和創新精神培養”的方針，將學生的實驗教學訓練與工作能力訓練相結合，建立了規范的本科實驗教學平臺、科學研究輔助平臺和就業創業實訓平臺，使實驗教學中心的實驗體系和實驗內容與生命學科和農業技術的高速發展同步。中心以加強對學生動手能力和創新能力培養為核心，建立了“層進式”的本科生實驗教學體系，即驗證實驗、綜合實驗、創新實驗、就業實訓層層遞進，由基礎到應用，由理論到實踐。中心統一制訂了各門實驗課程的教學大綱，注意使實驗教學內容與理論教學合理銜接，內容融會貫通。學生在實驗教學中心除完成基本實驗教學內容外，還可參與大學生“挑戰杯”科技競賽、大學生科技創新基金以及教師承擔的國家課題和省部級課題等科研工作，從而擴大了視野，提高自主創新意識。中心秉承“明德崇智，厚樸篤行”的校訓精神不斷吸取國內外先進的辦學經驗和辦學理念，努力培養農業領域高素質的應用型人才。五年來，中心先后參與校大學生創新基金項目10余項，所支持的項目分別獲吉林省挑戰杯大學生創業大賽銀獎、銅獎及吉林省首屆生命科學科技創新大賽特等獎。畢業生的動手能力得到就業單位的一致好評。
4 更新思路，立志改革，為學校長遠發展提供動力
生命科學是二十一世紀自然科學領域發展最為迅速的學科之一，該學科發展成就與農業緊密結合，促進了農業生產的發展。在未來很長一段時間內，生物科技人才的培養對于農業領域的發展仍具有舉足輕重的作用。因此，中心在現有建設成果的基礎上，不斷更新思路，根據人才培養的實際需求和市場需求，對現有實驗大綱和實綱進行了認真的修訂，調整和整合了部分實驗課程，同時陸續開設了一系列與農業高科技人才培養緊密結合的實驗課程。在實驗教學改革中確立了“突出基礎，強化技能，著力創新，服務地方”的指導思想，本著“以人為本，授人以漁”的生命科學教學理念，堅持“共享資源，合理分配，科學管理”的原則，繼續加強實驗教學隊伍建設，管理體制改革，力求逐漸形成有利于培養學生實踐能力、創新能力的實驗教學體系和中心管理體系。
實驗中心五年建設歷程充分表明，只有堅持以教學為中心，豐富人才培養內涵，創新實驗教學體制，改革實驗教學方法，拓展實驗教學思路，才能為學生創造優良的實驗教學環境。展望未來，中心全體人員將繼續以提高實驗教學質量為目標，以學生為本，堅持科學發展觀，繼續加大實驗教學改革力度，為創建一流實驗教學環境而努力。
參考文獻
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第7篇：細胞生物學概述范文
糖尿病腎病（DN）是糖尿病(DM)重要微血管并發癥之一，患病人數逐年上升，成為終末期腎病和DM患者死亡的重要原因。美國腎臟病資料系統（United States Renal Data System，USRDS）的統計顯示〔1〕，超過30%的終末期腎衰竭（ESRF）為DN所致，預計到2030年，DM患者將達到3.6億左右，近40%的患者發展為DN。DN的防治已成為亟待解決的問題。近年來，隨著細胞生物學和分子生物學技術的深入研究，學者們開始廣泛關注和研究細胞因子在DN中的作用。色素上皮衍生因子（pigment epitheliumderived factor，PEDF）是近年來發現的一種強有力的新生血管抑制因子，具有神經營養保護、調節血管通透性和高效抑制血管生成等作用。以往研究較多的是PEDF與糖尿病視網膜病變（diabetic retinopathy，DR）之間的關系。近年來關于PEDF與DN關系的研究證實PEDF同樣在DN中發揮了有益的作用〔2〕。本文就PEDF在DN中作用的研究進展做一綜述。
1 PEDF概述與生物學作用
1.1 PEDF概述
PEDF是1989年TombranTink等首次在培養人胎兒視網膜色素上皮細胞的介質中發現的一種神經活性因子，可以誘導視網膜母細胞瘤細胞Y79向成熟的神經元分化。它屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超基因家族，但無抑制蛋白水解酶活性的作用〔3〕。PEDF含418個氨基酸，是相對分子量約為50 kD的糖蛋白。由單基因編碼，位于染色體17p13，基因全長16 kb，由8個外顯子和7個內含子組成。在人胚胎17周時視網膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）就開始分化PEDF，可能與早期神經元的發育有關〔4〕。發育中胎兒的RPE顆粒，發育中的錐細胞以及許多神經節細胞層的細胞均有PEDF的表達，網膜細胞和錐細胞胞漿、脈絡膜和角膜的上皮及內皮細胞，睫狀體的細胞亦有PEDF的表達。PEDF由RPE旁分泌至視網膜感光細胞間基質，對視網膜的分化起重要作用。胎兒和年輕人的RPE有較高水平的PEDF基因表達，而衰老的RPE細胞PEDF基因表達下調。PEDF廣泛存在于中樞神經系統、眼、肝臟、、卵巢、胎盤、胰腺、前列腺等組織。Abramson等〔5〕發現鼠類腎臟也有PEDF表達，且主要表達于腎小管上皮細胞。最近Joshua等〔6〕首次發現PEDF在腎臟的表達水平明顯高于視網膜的表達水平，在腎臟主要分布于腎小球系膜和基底膜。
1.2 PEDF的生物學作用
1.2.1 神經營養作用
主要體現在PEDF有保護神經元免受谷氨酸鹽的毒性和氧化應激損害的作用。研究表明PEDF可保護鼠的視神經細胞，有對抗過氧化氫導致的凋亡作用。PEDF不僅對中樞神經系統有保護作用，對周圍神經細胞也有保護及營養作用。PEDF可明顯抑制星形膠質細胞的生長，完全阻斷粒細胞巨噬細胞集落刺激因子（GMCSF）刺激的小膠質細胞的分化，增加神經細胞的存活數量，這對神經系統的疾病是有益的。
1.2.2 調節血管通透性
PEDF可調節血管通透性〔7〕。它可以有效地緩解血管內皮細胞生長因子（VEGF）所導致的血管滲透性增高。目前認為PEDF與VEGF之間存在一種動態平衡〔8〕。PEDF的44個氨基酸結構域可起到有效的抗血管滲透的作用，特別是其中的4個氨基酸(谷氨酸101、異亮氨酸103、亮氨酸112、絲氨酸115)對此活性極其關鍵。
1.2.3 抑制血管生成
Dawson等〔9，10〕首次發現PEDF具有很強的抑制血管生成的作用。正常人的房水、玻璃體腔中有較高水平的PEDF，可能是維持角膜玻璃體等眼內組織無血管結構的主要原因。在體外PEDF抑制血管內皮細胞移行的活性較血管抑素、內皮抑素、血小板反應蛋白1更強，故PEDF被認為是最有效的天然血管抑制劑。在PEDF的作用下，新生血管內皮細胞通過權衡由PEDF啟動的FasFasL介導的凋亡作用和由誘導劑所產生的生存信號之間的強弱關系來決定其是增殖還是發生凋亡。除了上述的直接抑制血管內皮細胞移行的作用外，PEDF還可抑制內皮細胞分泌各種血管生成刺激因子(如血管內皮生長因子)。研究表明PEDF抑制新生血管的形成是通過凋亡的機制實現的。
1.2.4 抑制纖維生成
發生DM后2 w PEDF的水平就已急劇下降，提示PEDF的表達在DN早期就已存在〔6〕。Wang等〔2〕應用腺病毒介導的PEDF（adenovirus expressing PEDF，AdPEDF）轉染大鼠的方法證實在DN中PEDF顯著抑制了轉化生長因子（TGFβ1）和結締組織生長因子（CTGF）的過表達，而這兩種因子是目前認為致腎臟纖維化的兩種最重要的因子；并且上調基質金屬蛋白酶（MMP）2的水平，促進基質的降解、抑制細胞外基質（ECM）的產生，對抗腎臟纖維化，在DM早期階段顯著降低了蛋白尿。
1.2.5 抑制炎癥反應
炎癥反應是內皮細胞損傷及血視網膜屏障（bloodretinal barrier，BRB）破壞的關鍵因素。在DR、氧誘導的視網膜疾病（oxygeninduced retinopathy，OIR）及內毒素誘導的眼葡萄膜炎模型（endotoxininduced uveitis，EIU）中，炎癥因子包括細胞間黏附分子（ICAM1）、腫瘤壞死因子α(TNFα）和單核細胞趨化蛋白1（MCP1）等的表達均上調。生理條件下，高水平的PEDF可抑制視網膜炎癥反應，阻止BRB的破壞。Zhang等〔11〕研究表明在DR及OIR模型中，玻璃體內注射低劑量的PEDF可顯著降低視網膜血管通透性，上調聯系內皮之間結合的主要結構蛋白的表達，與對照組相比，視網膜炎癥因子VEGF、血管內皮生長因子受體2（VEGFR2）、MCP1、TNFα、ICAM1等表達顯著下降。由此可見，PEDF抗炎作用與其調節血管通透性的作用密切相關。
1.2.6 抑制腫瘤生長及轉移
腫瘤的生長、浸潤與轉移都依賴于腫瘤血管的生成。抑制血管生長就可能有效地控制腫瘤的生長與轉移。PEDF這種天然的、高效的新生血管抑制劑與腫瘤的關系及其用于腫瘤治療的潛在可能性也引起了人們的注意。Guan等〔12〕發現人腦膠質瘤細胞分化越差，其表達的PEDF就越少。Cai等〔13〕研究表明乳腺癌組織中PEDF表達水平越低，患者預后越差。馮智英等〔14〕發現PEDF低表達的胃癌組織分化差，易發生淋巴結和遠處轉移，易于漿膜浸潤。因此，PEDF在胃癌組織中的表達情況對判斷預后可能有重要的參考價值。PEDF的免疫活性與肝臟的轉移呈負相關。PEDF表達呈陽性的患者的生存時間明顯長于PEDF陰性表達的患者，說明PEDF對抑制腫瘤的生長及轉移有積極的作用。
2 PEDF與DN
2.1 PEDF與DN的關系
隨著對DN發病機制的深入研究，PEDF在DN中的作用引起了研究者極大的重視。PEDF在正常大鼠的腎臟有高水平的表達，與肝臟的表達水平無明顯差異，甚至較視網膜中PEDF的表達水平高。腎皮質中的表達水平明顯高于腎髓質，主要在腎小球中表達，沿腎小球囊壁和腎小球基底膜分布。鏈脲佐菌素誘導的DM大鼠腎臟PEDF的表達在蛋白質及mRNA水平上明顯下降，而TGFβ1和纖維結合素（fibronectin，FN）的水平明顯升高。高糖條件下培養人腎小球系膜細胞（human mesangial cells，HMCs）的培養液中PEDF的水平明顯降低，而40～160 nmol/L水平的PEDF可抑制高糖條件下人系膜細胞TGFβ1的表達，并呈現劑量依賴性。鐘海花等〔15〕研究結果提示，在高糖作用下，大鼠腎系膜細胞PEDF mRNA的表達明顯受到抑制，且呈濃度依賴性。崔靜等〔16〕應用免疫組織化學方法檢測DM大鼠腎臟PEDF的表達，也證明DM大鼠腎臟PEDF的表達較正常大鼠明顯減少，并且腎臟PEDF的表達與尿白蛋白排泄率（UAER）呈明顯負相關，提示DM大鼠腎臟PEDF表達的減少可能參與了DN的發病，PEDF可能在DN中發揮了有益的作用。
2.2 PEDF在DN中的保護作用機制
PEDF在DN的發生發展中發揮了有益的作用。可能是通過以下機制：
2.2.1 抗纖維化作用
DN主要病理特征為腎小球硬化，基底膜增厚和ECM沉積等。目前其發病機制尚未完全明確，大量研究表明TGFβ1和CTGF在其中發揮了重要作用。在正常大鼠的腎臟，PEDF通過旁分泌和自分泌形式來抑制TGFβ1的表達，起到了內源性TGFβ1抑制劑的作用 。在基質代謝中CTGF是一個位于TGFβ1下游區域調節纖維形成的因子〔17〕。Wang等〔10〕研究表明DM大鼠的PEDF mRNA及蛋白表達水平均顯著下降，TGFβ1、CTGF及FN的水平明顯升高，給予外源性PEDF治療后3 w，CTGF、TGFβ1和FN的表達明顯下降。高糖條件下培養的HMCs，培養液中PEDF的含量明顯減少，甘露醇高滲對照組對PEDF的分泌沒有影響，說明PEDF表達的變化歸因于高糖的直接作用；而TGFβ1和FN的表達明顯上調，給予AdPEDF干預后二者的表達量相應減少，有些甚至恢復到了與非DM的對照組一致的水平。以上研究結果提示PEDF治療可以降低CTGF、TGFβ1和FN的過量表達，從而緩解這些病理因子導致的纖維化。此外，PEDF上調了DM大鼠腎組織MMP2的水平，抑制ECM的產生、促進基質的降解，也起到了抗纖維化的作用。
2.2.2 抑制血管增生和調節血管滲透性
在機體正常組織中，血管生成因子和血管生成抑制因子形成相互協調的動態平衡以維持內環境穩態。VEGF是一種有效的血管形成誘導因子，并且可以增強血管通透性〔18〕，PEDF是血管生成最有效的天然抑制劑。DM狀態下，血管生成和抑制的平衡被打破，導致內皮細胞結構和功能異常，促進DN的發生發展。體外實驗發現，外源性給予PEDF可顯著上調內源性PEDF的表達，下調VEGF的表達，通過直接抑制血管內皮細胞的移行和降低血管通透性，發揮了抑制新生血管的生成、改善了血管滲透性，、維持腎臟內環境穩定的作用。研究表明，缺氧可誘導VEGF啟動子活性增加，誘導缺氧誘導因子（HIF）核轉位及促分裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）磷酸化，而以上過程可被PEDF抑制。這說明PEDF 對VEGF的抑制作用發生在轉錄水平。體外實驗證明〔6〕，PEDF的另一作用機制是可與VEGF競爭VEGFR2。
2.2.3 抑制氧化應激及炎癥反應
PEDF具有抑制氧化應激（OS）及對抗多種炎癥介質的表達等作用。PEDF可以通過抑制糖基化終末產物（AGEs）〔19〕及血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）〔20〕誘導的還原型輔酶Ⅱ（nicotinamideadenine dinucleotide phosphate，NADPH）氧化介導的OS，以減少活性氧簇（ROS）〔21〕的生成及后續的VEGF的表達增加，起到了保護內皮細胞的作用。在DN的發生發展中，炎癥反應起著十分重要的作用〔11〕。AdPEDF轉染大鼠的干預研究證實PEDF抑制了促炎性因子如ICAM1、MCP1、TNFα和VEGF在腎臟組織的過表達，并且抑制了高糖條件下NFκB和HIF1的激活。NFκB是介導炎癥反應的一個關鍵性的因子，而HIF1是刺激人系膜細胞VEGF表達的激動因子。PEDF對腎臟的保護作用很可能部分是通過阻斷NFκB和HIF1通路而發揮其抗炎的特性。
2.2.4 抑制ECM產生和增加ECM降解
DN主要病理改變是腎小球毛細血管基底膜增厚和系膜區ECM積聚，Ⅳ型膠原和FN是基底膜和ECM的主要成分。MMPs在基質降解中起主要作用，其中MMP2是降解Ⅳ型膠原的主要MMPs。高糖條件下，MMP2在腎小球系膜細胞和上皮細胞的表達和活性明顯降低，從而引起ECM降解減少和腎小球系膜增厚。PEDF通過抑制腎臟中過分表達的TGFβ1起到抗纖維化作用，降低ECM產生。給予AdPEDF治療后〔2〕，FN的表達減少，MMP2恢復到正常水平，提示PEDF是一種有效的ECM產生的抑制劑。
3 展 望
總之，DN的發生是一個很復雜的病理過程，它是多因素作用、多階段演變的結果。PEDF通過其抗纖維化、調節血管通透性、抑制血管增生、抗炎等作用對腎臟發揮了保護作用。給予外源性或重組PEDF來補充DN時內源性PEDF的不足成了DN新的治療方向。因此，PEDF及其誘導劑在治療DN方面具有非常廣闊的應用前景。
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第8篇：細胞生物學概述范文
關鍵詞：流式細胞術；臨床醫學；應用
近年來，隨著單克隆抗體的應用及流式細胞術的快速發展，流式細胞術（FCM）已成為許多疾病診斷和分性的重要依據。流式細胞術是20世紀70年展起來的一項高新技術，它作為一門生物檢測技術集計算機技術、測量技術、激光技術、流體動力學、細胞化學、細胞免疫學于一體，是對快速直線運動狀態中的細胞、生物顆粒或液體中的大分子物質進行多參數的、快速的定量分析和分選的一種技術［1］。1973年美國BD公司推出全國第一臺流式細胞儀，通過對流動液體中排列成單列細胞或顆粒進行逐個檢測得到該細胞或顆粒的光散射和熒光指標，分析它們的體積、內部結構、DNA、RNA、蛋白質、抗原等物理及化學性質，還能對所需要的細胞進行分選等。具有檢測速度快、測量指標多、采集數量大，對所需的細胞或生物顆粒進行分析或分選等特點［2］，其在生物學、臨床醫學、遺傳免疫學、腫瘤學等眾多研究領域得到廣泛應用。
1流式細胞儀的結構及工作原理
1．1流式細胞儀的結構
主要由五部分組成：（1）流動室及液流驅動系統；（2）激光光源及光束形成系統；（3）光學系統；（4）信號檢測與儲存、顯示、分析系統；（5）細胞分選系統。
1．2流式細胞儀的工作原理
將待測細胞染色后制成單細胞懸液，用一定壓力將待測樣品壓入流動室，不含細胞的硫酸緩沖液在高壓下從鞘液管噴出，鞘液管入口方向與待測樣品流成一定角度，這樣鞘液就能夠包繞樣品高速流動，組成一個圓形的流束，待測細胞在鞘液的包繞下單行排列，依次通過檢測區域。流式細胞儀通常以激光作為光源，經過聚焦整形后的光束，垂直照射在樣品流上，被熒光染色的細胞在激光束的照射下，產生散射光和激發熒光，這兩種信號同時被前向光電二極管和90°方向的光電倍增管接收，光散射信號在前向小角度進行檢測，這種信號基本上反映了細胞體積的大小；熒光信號的接受方向與激光束垂直，經過一系列雙色性反射鏡和帶通濾光片的分離，形成多個不同波長的熒光信號，這些熒光信號的強度代表了所測細胞膜表面抗原的強度或核內物質的濃度，經光電倍增管接收后可轉換為電信號，再通過模／數轉換器將連續的電信號轉換為可被計算機識別的數字信號，計算機系統將這些數字信號收集、儲存，以一維直方圖或二維點陣圖及數據表或三維圖形顯示出來，可以用不同的標記物進行雙參數、三參數甚至多參數的分析［3，4］。
2流式細胞儀的技術指標
包括：（1）分析速度：很高可以達到5000個／s左右，大型的流式細胞儀的分析速度可達10000個／s；（2）熒光檢測靈敏度：單個細胞上的熒光分子＜600個，或兩個細胞之間的熒光差＞5％就能區分；（3）前向角散射光檢測靈敏度：一般的可以檢測到的最小顆粒直徑在0．2～0．5μm；（4）分辨率（CV）：一般流式細胞儀能夠達到＜2．0％；（5）分選速度：一般流式細胞儀分選速度＞100個／s，分選細胞純度可達99％［5］。
3流式細胞術在臨床中的應用
3．1在血液學中的應用
流式細胞術通過對外周血細胞和骨髓細胞表面抗原和DNA的檢測分析對各種血液病如白血病、淋巴瘤等血液系統疾病的分型、診斷、治療及預后判斷均有重要作用。血細胞在白細胞系、紅細胞系、巨核細胞系、血小板及非造血細胞均有不同的分化抗原表達，分布在細胞質、細胞膜中。血液腫瘤細胞的特征是喪失了正常細胞的系類專一性和分化階段的規律性，運用流式細胞術將具有系列特異性并涵蓋不同分化階段的單克隆體作為分子探針來檢測血液腫瘤細胞的內外抗原，可以反映其本質上與正常造血細胞的差異［6］。流式細胞術采用各種抗血細胞表面分化抗原的單克隆抗體，借助于各種熒光染料（異硫氰基熒光素FITC，藻紅蛋白PE等）測定一個細胞的多種參數，以正確判斷出該細胞的屬性。流式細胞術還可以應用在白血病免疫分型方面，目前國內外均主張采用FCMCD45／SSC雙參數散點圖設計方法進行白血病免疫分析。采用此法可將骨髓細胞清晰地分成淋巴細胞、單核細胞、成熟粒細胞、幼稚細胞和有核紅細胞群，這樣可以排除正常細胞對免疫分型的干擾，從而提高免疫分析的準確性，而且測量細胞一般在1～5萬個細胞，快速特異、準確性好，并且能夠提供正常細胞在演變成惡性腫瘤過程細胞基因及抗原標志發生變化的信息。而這種細胞的變化是常規FAB法所不能分辨的。這種分型對于治療方案的正確選擇與預后有著重要的意義同時也提供了可靠的依據［7］。近年研究發現，在臨床血液病檢測和診斷中診斷準確率高達90％以上，與普通檢測法相比準確率提高達20％［8］。流式細胞術可以通過某些熒光染料與紅細胞中的RNA結合，定量地測定網織紅細胞中的RNA，得到網織紅細胞占成熟紅細胞的百分比，從而準確地反映骨髓造血功能。有作者報道FCM方法比目測法結果精確度更高［9］。此外FCM還可以測出網織紅細胞的成熟度，對紅細胞增值能力的判斷很有意義，為干細胞移植術后恢復的判斷、貧血的治療監測、腫瘤患者放化療對骨髓的抑制狀況等提供依據。
3．2在腫瘤學中的應用
流式細胞術在腫瘤學中的應用主要是對腫瘤細胞DNA含量進行測定，包括癌前病變及早期癌變的檢出，輔助腫瘤的早期診斷和鑒別診斷。不僅如此，還可以根據化療過程中腫瘤DNA分布直方圖的變化評估療效，了解細胞動力學的變化。臨床醫生可根據各細胞周期各時相的分布情況，結合化療藥物對細胞動力學的干擾理論，設計最佳治療方案，再依照DNA直方圖直接地看到腫瘤細胞的殺傷變化，及時調整治療方案，選取有效藥物以使對腫瘤細胞達到最大的殺傷效果［10］。
3．3在免疫學中的應用
利用抗原抗體特異性反應的原理將流式細胞儀與單克隆抗體結合，對細胞表面和細胞內抗原、癌基因蛋白及膜受體進行定量檢測，廣泛應用于臨床，對人體細胞免疫功能的評估具有重要的意義。流式細胞術可進行T、B和NK淋巴細胞水平的分析，還可以進行淋巴細胞亞群的分析，區分不同的淋巴細胞亞群，計算其相互間的比例，進而了解淋巴細胞的分化功能。更重要的是，通過研究大多數疾病的特異性淋巴細胞亞群，對一些疾病如免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤等的診斷、治療、免疫功能的重建具有重要的指導意義。例如CD4是輔淋巴細胞，它是遲發性超敏反應的啟動者，是促使B淋巴細胞產生抗體的輔細胞，也是抑制性T細胞的誘導細胞，而CD8是抑制性T細胞，是細胞毒性T細胞介導反應的效應細胞，是抑制B細胞產生抗體的抑制性細胞［11］。在許多免疫性疾病中，淋巴細胞亞群的增多與減少對疾病的發展具有重要的作用。如在先天性發育不良綜合征中FCM分析顯示外周血CD3TCD4＋和CD8＋T細胞均減少，在殘余T細胞中T細胞受體（TCR）αβ分子表達減少，γδ分子表達正常，CD4＋／CD8＋T細胞比例升高，隨著受累者年齡的增加CD8＋細胞數增多，而有些患者T細胞數量增加，最終可達正常［12］。流式細胞術還可以進行HLA群體分析，在強直性脊柱炎患者中用流式細胞術檢測HLA－B27抗原陽性率高達92．6％，而且可以排除交叉反應，提高檢測的靈敏度和準確性［13］。
3．4在中醫藥研究方面的應用
流式細胞術可用于單味中藥有效成分的作用效果測定分析。如研究復方苦參方劑對大腸癌LoVo細胞體外增值凋亡的影響中，分析DNA含量及細胞周期，結果顯示Lo－Vo細胞可檢測亞G1峰，凋亡率于對照組相對比例增高，細胞周期分析發現S期阻滯現象，表明復方苦參方劑具有一定的抑制腫瘤細胞增殖和誘導凋亡的作用［14］。在慢性阻塞性肺疾病的肺氣虛證、肺陰虛證患者中CD4＋、CD4＋／CD8＋均降低，CD8＋升高，說明肺氣虛證與肺陰虛證患者均存在細胞免疫功能低下［15］。
3．5在細菌學中的應用
流式細胞術具有快速、靈敏、精確并能進行多參數分析的特點，可廣泛應用于細菌的診斷和藥敏實驗，是研究細菌異質性、細菌抗生素后效應、多種病原菌混合感染等的有效方法。常用的為流式細胞術藥敏試驗：檢測不同細菌時，根據藥物對細菌的作用機理選擇合適的熒光染料，通過細菌總體平均熒光強度束反映抗生素對細菌的抗菌活性，3h左右即可得出檢測結果，尤其適用于急需藥敏報告的重癥感染病菌的檢測。
3．6在血小板疾病診斷中的作用
血小板是止血機制中一個重要因素，其表面含有多種糖蛋白及各種受體，這些受體與相應的配體相結合后，血小板被激活，并發生形態變化，血小板聚集和顆粒釋放等一系列反應。利用流式細胞術檢測血小板標志物在許多血小板相關疾病的診斷上具有重要的臨床價值［16］。如GPⅠb／Ⅸ復合物先天缺陷導致巨大血小板綜合征；GPⅡb／Ⅲa復合物先天缺陷導致血小板無力癥［17］。在免疫性血小板減少性紫癜的患者中，FCM可以測定患者血液中的PAIgG、PAIgM、PAIgA，熒光陽性百分率的診斷效率為45．8％，平均熒光強度的診斷效率為72．5％，兩項指標聯合的診斷效率為74．2％［18］；因此FCM檢測血小板抗體可用于免疫性血小板減少性紫癜的診斷及治療監測。用FCM內參定位法定量分析血小板微粒在血栓性疾病和血栓前狀態的發生發展中的作用，有利于血栓性疾病的診斷和治療。
3．7在相關疾病檢測中的應用
質量檢測是診斷男性不育癥的重要手段，由于檢測數低及主觀因素的影響，常規的檢查只能反映的形態特征和有限的功能，不能為生育能力提供準確評估的依據，用FCM檢查可把定性的描述變成定量的研究，提高了實驗結果的準確性，可對進行高通量、多參數分析，得到不同時期的細胞數據及形態指標，對臨床診斷發生障礙的性質、原因和程度提高了客觀依據，可對少、弱和無癥的判斷、治療及療效的觀察作出正確的評價，為客觀評價男性生育能力提供了有力的依據。用FCM檢測生精細胞凋亡情況是迅速、準確、客觀、可靠地評估功能和男性生育力的新方法［19］。
3．8在器官移植中的作用
可用流式細胞術判斷供者與受者之間的配型是否合適。檢測受者血清中抗供者的抗HLA抗體，如果受者血清中存在針對供者的循環抗體，就會同供者的淋巴細胞結合，在加入熒光素的二抗來顯示這種結合，就可在移植前后發現高風險抗體，以判斷供者與受者之間是否合適。移植后的免疫表型監測也很重要，移植后的CD4／CD8比值低下的患者排斥反應發生較多，受者血清中產生抗供體細胞抗體預后較差，應及時監測以便進行抗排斥的預防和治療［4］。綜上所述，流式細胞術是一種在醫學基礎、臨床及科學研究中具有廣泛應用前景的細胞分析技術。它具有分辨率高、分辨細胞數量大、參數多、準確性高、速度快等優點。隨著流式細胞分析技術與方法的迅速發展，流式細胞術在臨床的應用范圍也不斷拓展，并將成為推動臨床醫學發展的重要手段。
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第9篇：細胞生物學概述范文
【中圖分類號】R622.1【文獻標識碼】B【文章編號】1008-6455（2011）08-0081-02
自體脂肪作為一種軟組織填充材料，在整形外科的應用已有100多年的歷史。自從1889年vande meulen 報道了首例游離脂肪移植的臨床應用后，人們發現脂肪移植有很多的并發癥，如液化、壞死、吸收，其吸收率從5%～100%相差甚遠。其主要原因是由于血供不足，導致移植后的脂肪缺氧，出現壞死硬結［1-2］。鑒于此，自體游離脂肪移植的臨床應用曾一度發展很緩慢。2001年zuk［3］等首次從脂肪組織中分離獲得一群具有多向分化潛能的細胞――脂肪源性干細胞（adipose-derived stem cells,ASCs）。這種類型的細胞能自我更新、不斷增殖，而且經定向誘導可分化形成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、骨骼肌細胞、血管內皮細胞、心肌細胞及神經細胞等多種類型的細胞，為脂肪細胞的應用提供了新的思路［4］。因此ASCs已在基礎醫學、臨床醫學等各個領域成為研究的熱點。筆者僅就脂肪源性干細胞在整形美容外科的臨床應用進行綜述。
1 脂肪源性干細胞的概述
脂肪源性干細胞是一個新生的概念，它與大家熟知的骨髓間充質干細胞形態相似，具有同樣強大的體外增殖能力和多向分化潛能。2001年Zook等［3］首次從抽脂術中獲得的脂肪組織懸液中分離獲得了此種細胞。由于脂肪組織在體內儲量豐富，脂肪抽吸技術又是安全和可接受的措施，且創傷小，又沒有倫理學爭議等優點，來自脂肪抽吸的ASCs，是臨床應用中安全的自體脂肪來源。自此許多國家的學者開始致力于ASCs的研究，并取得了重大進展。各研究團體不同時期有許多不同的命名，如脂肪來源基質細胞（adipose-derived stromal cells,ADSCs）,脂肪間充質干細胞（adipose mesenchymal stem cells,ADMSCs）,脂肪祖細胞（adipose progenitor cells）,脂肪前體細胞（adipose precursor cells,APCs）,脂肪基質細胞（adipose stromal/stem cells,ASCs），脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cell,ASCs）等等。因為命名很混亂，后來國際脂肪應用技術協會（International Fat Applied Technology Society）,將從脂肪組織中分離提取的貼壁生長、具有可塑黏附性和多向分化能力的細胞群，稱為脂肪來源干細胞（adipose-derived stem cells,ASCs）［5-7］。
2 脂肪源性干細胞在整形美容外科的臨床應用
2.1 脂肪源性干細胞的獲取有關脂肪源性干細胞的提取，國內外有各種不同的報道［3，7-9］。基本步驟就是：首先提取脂肪組織，取材部位以腹部或大腿為多，認為脂肪干細胞最多［10］，亦有學者報道與腹部、大腿和來源的脂肪組織相比，人前臂的脂肪組織中含有更多的ASCs來源［11］。脂肪源性干細胞一般均為在全麻下行脂肪抽吸術獲得；細胞經過分離培養，用膠原酶消化，然后在DMEM培養液下培養。膠原酶的濃度有0.075%、0.05%等，各個文獻報道不一［12-14］。對于培養的基本條件也有一些差別，陶凱等［15］為了了解不同膠原酶濃度、膠原酶消化時間和血清濃度對于人脂肪來源干細胞體外培養的不同效果，采用0.5，1.0，1.5，2.0mg/ml四種不同膠原酶濃度進行消化，最后結果是在消化1h時，2.0mg/ml組消化細胞總數最多，提示消化過程中有濃度依賴性。通過這些操作后，移除上層液體后就得到了脂肪源性干細胞。最后如果要進一步提取更純的脂肪干細胞需繼續進行分離、培養、傳代等步驟。整形美容外科的臨床應用主要是得到脂肪源性干細胞，進行填充、各種凹陷填充及各部位的年輕化治療。
2.2 脂肪源性干細胞的注射：對普通脂肪的移植，有coleman”s技術［16-17］和謝蕓等［18-19］提出的在低位供區，低壓抽取（手抽針筒預留空氣法），低速離心（轉速
圖1
A.注射針先進入預定的層次位置，然后邊退變推注脂肪；B注射點及輻射方向
2.3 脂肪源性干細胞在整形美容外科的應用現狀：脂肪源性干細胞在整形美容外科臨床的應用時間很短暫，其最早的就是自體細胞輔助脂肪移植技術（CAL）的應用。在2009年，Yoshimura等是首先將ASCs的臨床應用公布的作者［21］。Yoshimura等應用ASCs復合脂肪組織，即CAL技術，對6例Romberg綜合癥的嚴重患者進行軟組織增大技術［22］，具體方法是：建議用2.5mm內徑的注射器抽取腹部脂肪，因為這種抽吸方法脂肪細胞破壞少。將抽取的脂肪分兩部分。一部分用來提取脂肪源性干細胞，提取方法是：將抽吸的脂肪組織以800轉/分的速度離心10分鐘，離心后的脂肪，用0.075%膠原酶在37°C溫度下震蕩消化30分鐘，再反復沖洗三次后同速離心8分鐘，最后獲取底層的有形部分。這種有形部分就是SVF，將其與另一部分只離心的脂肪細胞混合后注射到受區。Yoshimura認為通過這種離心分離后，抽吸的脂肪體積減少30%，脂細胞減少12%，而ASCs卻沒有減少，這樣就致使濃縮后每體積ASCs的量和脂肪細胞的量分別增加了43%和25%［9］。用此方法為面部脂肪萎縮或者脂肪缺少的病人注射后脂肪成活率提高到80%以上，壞死及吸收率明顯下降。他還采用此種技術，進行了60例增大成形術［9］，其中單純隆胸手術40例，其它的有乳癌術后的胸部整形等。同樣的分離提取方法［22］，只是注射時采用18G針頭，150mm長注射針于四點，并呈放射狀的分層注入乳腺脂肪層、腺體層、胸大肌層等（見圖1）［9］。對這40例增大術的患者隨訪6個月到42個月不等，填充體積變化在前兩個月最明顯，因為填充后的脂肪經歷了一個缺血再灌注的損傷，之后填充的ASCs分泌許多因子包括血管內皮細胞、毛細血管再生因子、紅細胞和白細胞等，降低了脂肪吸收率，使填充物趨于穩定。Clauser［23］等對不同性別、不同年齡的患者，抽取腹部、大腿前側或者后側不同部位的脂肪，離心提純后，分別行前額、顳、頰、鼻根等部位抗老化治療，額紋、顳部凹陷、頰部凹陷、瞼頰溝、鼻根川字紋、鼻唇溝等部位填充之后，獲得了面部的年輕化。Lendeckel［24］等2004年報道了1例ASCs修復顱骨缺損的患者，應用髂骨松質骨15ml復合ASCs（10ml）修復缺損，移植后3個月，影像學檢查即證實有骨化現象。Park［25］等將ASCs液注射行面部皺紋修復，于魚尾紋區真皮內注射，發現皺紋變淺，皮膚質地變得細膩。這是因為在分離培養及研究ASCs時發現，ASCs可分泌促血管生長因子，造血細胞因子，抗凋亡因子等，促進血管合成及內皮細胞增殖［26-28］。
3 脂肪源性干細胞存在的問題
3.1 在整形美容外科，有關脂肪源性干細胞的應用，目前多集中在自體細胞輔助脂肪移植技術（CAL）方面.CAL提取平均要花費90-100分鐘的時間，與傳統的單純脂肪注射相比，明顯地延長了手術時間，同時注射費用也很高［29］，從經濟上加重了患者的負擔。其次，在CAL技術方面，脂肪源性干細胞和脂肪細胞以什么樣的一個比例注射，能做到既不浪費ASCS又不影響注射效果，仍然沒有文獻報道。有文獻報道［9,30］，對填充的脂肪可以通過影像學方法做術前、術后的對比，按此方法或許做相關的實驗，能找到合適的注射比例。
3.2 盡管對ASCs的抽取、分離、培養都有很多文獻報道，但一直都缺乏一個標準化的方法。迄今為止，對脂肪干細胞沒有發現明確的標志物，目前只能通過功能性分析或是分化后的回顧分析而鑒別確定［31］。由于倫理學的限制，所有關于ASCs的臨床研究，都沒有辦法從組織學方面去比較，單純脂肪細胞填充與脂肪細胞和ASCs混合填充的療效差別，今后應當研究填充后的ASCs的作用。
4 展望
現在整形美容手術的最突出特征就是追求最小的侵入性手術操作，沿著最自然的技術方向發展。脂肪組織來源干細胞技術的應用已經在整形美容外科占有重要的地位，并且未來更將如此［32］。盡管ASCs有一些存在問題和不足，但基于它在基因治療、細胞和細胞因子治療、組織工程等方面有巨大的應用前景，相信隨著細胞生物學和分子生物學的快速發展，對ASCs的更多特性和功能將有更深入的研究，從而在未來，脂肪干細胞將可能成為修復重建外科及整形美容外科中的一顆奇葩！
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