细胞生物学的研究领域范文篇1
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物
的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的?一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动
物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一?趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
细胞生物学的研究领域范文篇2
大奖揭晓：英日科学家折桂诺贝尔生理学或医学奖
斯德哥尔摩时间2012年10月8日11时30分（北京时间10月8日17时30分），举世瞩目的2012年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典首都斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院揭晓。因在细胞核重编程研究领域作出重大贡献，英国科学家约翰·格登和日本科学家山中伸弥（ShinyaYamanaka），共同分享了这一奖项。
格登就职于英国剑桥大学以他的姓氏命名的研究所——格登研究所，山中伸弥则在日本京都大学和美国加州大学旧金山分校两地工作。两人可能获奖的预测早已广为传播。但也有推断诺贝尔奖可能先授予戈登，然后是从事克隆羊“多莉”研究的英国科学家伊恩·维尔穆特和基思·坎贝尔，再后来才会轮到山中伸弥。如今，坎贝尔已经作古，为维尔穆特鸣不平的呼声空前。
格登在一项被诺贝尔奖评审委员会称之为“经典”的实验中，发现细胞的特化是可以逆转的。这一实验首次证实了已分化细胞可通过核移植技术，将其重新转化为具有多能性的干细胞。1962年，格登的研究成果在英国《胚胎学与实验形态学杂志》上发表。
山中伸弥利用基因技术，通过对小鼠的成熟细胞重编程，诱导成功具有分化能力的诱导多能干细胞（InducedPluripotentStemCells，简称iPS细胞）。2006年，著名的美国《细胞》杂志发表了这一具有里程碑意义的研究成果。
诺贝尔奖评选委员会在当天的一份新闻稿中称，两位获奖者的成果具有奠基性意义。他们的发现，彻底改变了人类对生物发育和细胞特化的认识，改写了教科书，建立了新的研究领域。这不仅为再生医疗开创了新天地，也为整个医学研究的发展和疾病的诊断、治疗，带来了新的契机。
对于自己的获奖，格登在一份声明中说：“我非常感谢得到了这样的认同，并且很荣幸与山中伸弥一同获奖，我特别高兴地看到纯粹的基础研究已经被证明确实对人类健康福祉具有重要意义。”而山中伸弥则表示：“我感到非常高兴，同时也体会到巨大的责任。我毕生的目标便是将这种干细胞技术带到病床边，带到病患前，带到诊所中……”他这番话也说出了所有细胞核重编程技术研究者的心声。人们研究细胞核重编程的最终目的，就是让这项技术能够为人类的健康服务。
约翰.格登：用“细胞核重编程”克隆出新动物
所谓“细胞核重编程”，就是将已经分化了的成年体细胞进行诱导，让其重新回到发育早期多能性干细胞状态，重新获得发育成各种类型细胞的能力。通俗一点讲，就是在细胞层面实现“返老还童”。
1962年，约翰·格登做了一个划时代实验：将美洲爪蟾卵细胞内不成熟的细胞核移除，然后把美洲爪蟾的成熟肠细胞的细胞核注入其中。结果发现，一部分卵依然可以发育成蝌蚪；其中的一部分蝌蚪，可以继续发育成为爪蟾。
格登的实验说明：处于高度分化状态的体细胞可以通过重编程手段发生逆向的转变，回到早期胚胎的未分化状态，且具有发育为整个成体动物个体的潜能。这一发现对当时科学界关于细胞命运不能逆转的传统认知产生了挑战，是细胞重编程领域的里程碑成果。格登的发现，也开创了一项重要克隆技术的先河——体细胞核转移技术（Somaticnucleartransfer，简称SNT）。科学家可以用这一技术，将体细胞核转入卵细胞，使得该细胞具有重新转化为具有多能性细胞的潜能。
这一领域的突破来自于多莉羊的实验，这个实验将从成体羊身上分离出来的，并且在体外培养的乳腺细胞的细胞核，移植到去除了细胞核的羊卵内，从而产生出正常成体羊。多莉羊以及后来的探索研究表明，可以利用成体哺乳动物的细胞核来完全逆转细胞分化过程；并且暗示，这一个机制可能也适用于人类。
细胞核重编程对任何医生来说都是一个巨大的诱惑。想象一下，他们只需要一个细胞经过一段时间的培养，就可获得大量各种身体组织。这些组织又可以任意用在损伤的器官的修复上面。更妙的是，这些细胞都可以是患者本人的。医生再也不需要考虑来自其他人的细胞或者器官所带来的可能致命的免疫排斥反应了。
可惜实际操作并没有那么简单，早在上个世纪30年代，1935年诺贝尔医学生理学奖获得者汉斯·斯佩曼就发现，一种细胞要转化为另外一种细胞，需要的是周围细胞的诱导。斯佩曼发现，如果想把一个胚胎细胞培养成眼睛的晶状体，那只有在周围存在视杯细胞的情况才能发育出来。而如果你想获得视杯细胞，必须在周围有神经外胚层细胞才可以发育出来。如果你想获得一个有功能的肾脏，那么肾脏周围的各种器官组织一个也不能少。这可太邪恶了。也就是说，你得让一个完整的胎儿各种器官都发育出来了，才能够得到这个肾脏。但从一个发育完整的胎儿身上取下一个肾脏，则无异于杀人。幸运的是，日本科学家山中伸弥发现，我们也许不需要一个完整的胎儿就能够获得想要的各种细胞。
山中伸弥：用基因技术制造出“诱导多能干细胞”
在格登42年后的2006年，山中伸弥利用逆转录病毒作为载体，将外源的4种转录因子（它们分别是：Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4）导入小鼠成纤维细胞，诱导小鼠成纤维细胞“重编程”，逆转至多能干细胞状态。这就是第一批的诱导多能干细胞——iPS细胞。
2006年6月，山中在京都出席国际生物化学与分子生物学大会时宣布，首次发现将4种基因植入小鼠的皮肤细胞可制成多能干细胞。同年8月，他在美国科学杂志《细胞》上发表了论文。为医学及生物学带来革命的诱导多能干细胞至此登场。当时正是韩国首尔大学教授黄禹锡胚胎干细胞论文造假问题败露后不久、再生医疗研究的前景陷入迷茫之际。诱导多能干细胞的出现犹如一颗星辰划破夜空，相关研究的竞争一触而发。
2007年，山中伸弥又对人的成体细胞进行了研究，获得了同样的结果。他们采用的成体细胞分别来自一位36岁女性的表皮细胞和一位69岁男性的结缔组织细胞。也在2007年同一年，美国威斯康星大学的詹姆斯·汤姆森（JamesThomson）团队的研究验证了山中伸弥等人的成体干细胞可以逆转的结果。汤姆森等人采用的是胎儿的皮肤细胞以及一个新生儿的包皮细胞，这些细胞也是成体细胞。不过，汤姆森等人采用的诱导基因并不完全等同于山中伸弥等人采用的基因。这两个团队都采用了Oct4和Sox2基因，而汤姆森等人采用的另两个基因是Nanog和Lin28，山中伸弥等人采用另两个基因是Klf4和c-Myc。
山中伸弥和詹姆斯·汤姆森的壮举，标志着我们可以将人的体细胞转变成类似胚胎干细胞的多能性干细胞。这项研究预示着，我们将可能利用诱导多能干细胞技术进行人类疾病研究和再生医学研究。至此，人类在将体细胞转变为干细胞的道路上实现了第一次突破。
随后的研究中，其他多个物种包括大鼠、猪和猴子等的诱导多能干细胞陆续被建立起来。这些物种的诱导多能干细胞的建立，对于转基因动物还有多能性维持机制的研究，都具有重要意义。同时，科学家成功诱导了多种遗传疾病的诱导多能干细胞。
这种通过将完全分化的细胞核重编程，不经胚胎阶段而直接逆转至多能干细胞状态的诱导多能干细胞，拥有明显的优势：一是制备方法简单，只需要将几个关键的与细胞多潜能状态有关的转录因子转入体细胞并使其表达就可以了；二是它们可使用成人的细胞制成，不需要人类的胚胎，避免利用人类胚胎制造多功能干细胞引发争议；三是诱导多能干细胞可用从罹患某种疾病的患者身上提取的组织或细胞制成，这样，科学家们就可以根据该病人的基因，“量体裁衣”地为其设计治疗方案。
科学家们认为，这种利用基因技术将完全分化的细胞核重编程，不经胚胎阶段而直接逆转至多功能干细胞状态的诱导多能干细胞，在再生医学领域拥有重要的应用潜力，在建立疾病模型、药物筛选方面也将“大展拳脚”。心肌梗死，肝硬化，甚至断了手脚，都能用干细胞造出“备份零件”重新修补上，这一诱人前景早已被无数媒体或商家所描绘。比如从人的皮肤上取一点细胞，然后还原到干细胞，再对干细胞进行重新编码，就可以让这个皮肤细胞变为心脏细胞，重新植入到心脏内。这样就可以替代心脏坏死细胞，不会有排斥反应，还可以应用到帕金森综合征、脊髓损伤等疾病上。
细胞核重编程研究很像一部鸿篇巨制，过去数十年的研究帮我们翻开了这本巨著，但是对于重编程的机制我们依然感觉非常茫然。我们到现在为止还不能够完全明晰哪些因子在重编程中发挥了作用，它们之间又是如何相互作用的。因此，重编程的机制研究在很长一段时间内都会是重编程领域内的重要问题，想要完全揭示重编程的机制可能还有很长的路要走。
潜能巨大：诱导多能干细胞研究如火如荼
近年来，诱导多能干细胞的研究热潮持续高涨，并取得了令人瞩目的进展。
哈佛大学乔治·戴利实验室利用诱导细胞核重编程技术，把采自10种不同遗传病患者的皮肤细胞转变为诱导多能干细胞，这些细胞将会在建立疾病模型、药物筛选等方面发挥重要作用。哈佛大学另一家实验室则发现，利用病毒将3种在细胞发育过程中起重要作用的转录因子引入小鼠胰腺外分泌细胞，可以直接使其转变成与干细胞极为相似的细胞，并且可以分泌胰岛素，有效降低血糖。
2012年4月，来自宾夕凡尼亚大学医学院的科学家们，开发了一种创新的细胞核重编程技术——微RNA介导（microRNA）。利用这一新技术，研究人员首次绕开4个转录因子生成了诱导多能干细胞，并将重编程效率提高了100倍。已证实，利用这一新技术生成的诱导多能干细胞，能够分化出小鼠的大部分组织，包括生殖细胞、卵子和。在采用微RNA替代四个关键的转录因子基因之前，研究人员每重组10万个成体细胞只能获得不到20个的极少数诱导多能干细胞。而最新研究中，研究人员利用微RNA介导新技术诱导10万个人类成体细胞，生成了大约1万个诱导多能干细胞。
不过，现阶段诱导多能干细胞离医疗临床应用还有一定距离，更不能让人“返老还童”、“长生不老”。不断有科学家指出，诱导多能干细胞的发展遇到了几只“拦路虎”。首先是细胞重组的效率低，其次是基因的致癌性以及介导这些基因的病毒载体的应用。已经发现，山中伸弥和其他研究小组利用生成诱导多能干细胞的一个叫c-Myc的基因，本身就是一种致癌基因。部分原因可能就是，c-Myc不仅能促使生成干细胞，也能促成癌生长。最早的iPS细胞诱导过程中使用了病毒，而病毒插入可导致诱导多能干细胞的基因组不稳定，因此带来致癌等风险。
临床上较为迫切的需求是，能够从罹患遗传性疾病或其他疾病患者体内提取诱导多能干细胞细胞，并将其在体外重新分化，以了解疾病发展进程，或建立以细胞为基础的研究平台，进行毒性检测或药品研发。目前，已取得包括肌萎缩侧索硬化、脊髓性肌萎缩、α1-抗胰蛋白酶缺乏症等疾病在内的相应人体诱导多能干细胞，并已建立长QT间期延长综合征等心血管疾病的诱导多能干细胞获取模型。此外，体外分化诱导多能干细胞模型，还可模拟一些晚发性疾病进程，如阿尔茨海默病、脊髓小脑共济失调及亨廷顿病等。然而，对于某些疾病，尤其是造血系统疾病，目前仍缺乏明确的体外诱导多能干细胞分化方案，从而限制了诱导多能干细胞在这些领域的研究。
细胞生物学的研究领域范文篇3
鉴于上述因素，本刊记者带着对癌症的种种疑问，采访了供职于中国医学科学院肿瘤医院、分子肿瘤学国家重点实验室的钱海利研究员。
癌情迅猛，不容乐观
钱海利研究员介绍说，癌症是起源于上皮组织的恶性肿瘤，是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，继而导致异常增生与分化而形成的新生物。恶性肿瘤是严重威胁人类生命的重大疾病，伴随着人口老龄化加剧、生态环境遭受破坏、不健康生活方式及食品安全问题的日益凸现，我国恶性肿瘤发病率多年持续上升，而且发病呈现年轻化趋势。2012年全球癌症发病患者中，中国人占五分之一，约为306.5万人；而中国癌症死亡人数也已占到全球的四分之一，约为220.5万人。
为什么恶性肿瘤的死亡率那么高呢？针对这一问题钱海利研究员诠释说：肿瘤患者死亡的最主要原因，是肿瘤发生了转移。一般而言，恶性肿瘤如果没有发生转移，经过正确治疗，一般预后很好；如果肿瘤一旦出现转移症状，也就意味着彻底治愈患者肿瘤的机会已经很小了。全国恶性肿瘤患者平均5年存活率目前仅为25%左右。临床统计有80%以上的肿瘤病人死于肿瘤侵袭和远处转移。因此，肿瘤转移的机制研究，是当前是的研究热点之一，肿瘤临床治疗过程中也迫切需要解决肿瘤转移问题。研究肿瘤侵袭转移的分子机理，可为发展新的诊断方法和治疗靶点提供理论和应用基础。
瘤细胞和间质是肿瘤的重要组成部分。瘤细胞、尤其是恶性肿瘤细胞有许多特征与正常细胞不同，如形态、结构、细胞代谢、生理功能、生长分化、基因调节及其微环境等。血管和纤维结缔组织构成了间质，起支持瘤细胞、为瘤细胞提供营养成分并清除代谢产物等作用。恶性肿瘤细胞具有以下显著的生物学特征：生长信号自给自足，抗生长信号不敏感，逃避凋亡，复制潜能无限，血管生成能力持续存在，组织浸润和转移，逃避免疫摧毁，促肿瘤性的炎症多发，细胞能量异常，基因组不稳定和突变。
在恶性肿瘤细胞的生物学特征中，侵袭性和转移性非常关键，如良性肿瘤虽然生长比较快，但并不发生转移，即使它长到十几公斤以上，手术切除肿瘤后病人就可以完全康复。什么是肿瘤的侵袭转移呢？钱海利研究员解释说：“侵袭和转移一般被认为是同一个过程的两个不同阶段，也有人认为二者是肿瘤转移复发过程中密切相关的两个环节，前者是后者的前奏，后者是前者的延续与发展。肿瘤转移是一个非常复杂的生物学过程，它是多基因参与、多步骤发展、多阶段进行的。在这个过程中，肿瘤细胞的生物学状态会发生改变，而且许多细胞外微环境以及机体大环境的因素也参与其中，从而形成了一个阳性筛选、自我促进的交互信号网络。由此可以看出，肿瘤复发转移是医务工作者面对不同种类癌症时遇到的共同难题，也是战胜癌症过程中最为重要、非常关键的战役。研究转移瘤的治疗方法以及肿瘤转移机制，是当前业内急切需要加快推进的工作。”
肿瘤转移发生的机制研究
据记者了解，肿瘤微环境中的间质成分对肿瘤细胞的生长、肿瘤的侵袭和转移产生显著影响，所以肿瘤的恶不仅涉及到肿瘤细胞自身的生物学特性方面的变化，还包括被肿瘤细胞侵犯后的宿主细胞、细胞外基质所产生的反应性变化。有人认为，肿瘤侵袭转移在分子水平上可分为黏附、降解、运动这三个步骤。首先，肿瘤细胞表面的受体可以介导肿瘤细胞与细胞外基质中的黏附蛋白发生特异性结合；其次，肿瘤细胞被激活，或者细胞外基质中的蛋白水解酶被活化，导致位于肿瘤细胞表面的局部区域内的基质降解；最后，肿瘤细胞被趋化因子诱导，进入被降解的基质区，并可以向纵深方向移动，但是，肿瘤细胞为什么会发生侵袭转移呢？钱海利研究员解释说，现在有诸多关于肿瘤转移的不同理论，比如种子与土壤学说、肿瘤干细胞学说、上皮间质转化学说和肿瘤休眠学说。
钱海利研究员深入介绍说，有一种肿瘤转移的“种子与土壤”学说，是StevenPaget在1889年提出来的。这一假说充分体现了肿瘤微环境促进肿瘤进展和转移的重要作用。该学说认为肿瘤细胞是“种子”，器官微环境是“土壤”，肿瘤转移之所以对器官有倾向性是因为“种子”和“土壤”之间产生了有利于彼此发展的交互作用的结果；“种子与土壤”学说提示肿瘤学专家们在治疗肿瘤时要从抑制肿瘤细胞本身（如化疗）和控制肿瘤微环境（如抗血管生成治疗）两个角度来考虑肿瘤治疗策略，而且，这个观点也正是当前被广泛接受的肿瘤治疗的宏观出发点。
此外还有肿瘤干细胞学说，也是近些年来发展起来的理论。这一理论认为，肿瘤中存在着数量很少、可以自我更新、具有增殖和分化潜能的一小部分细胞，这部分细胞就是肿瘤干细胞。它们是导致肿瘤发生、发展、复发和转移的根本原因。在这一理论基础上，在发展肿瘤转移的治疗策略时，只有以具有干细胞特性的肿瘤细胞为治疗靶点，才有可能最终治愈肿瘤，但是，肿瘤干细胞相对处于未分化状态，而且特异抗原很少，这使得以肿瘤干细胞为靶点发展肿瘤治疗策略，比去发展传统的肿瘤治疗方案更为困难，因而目前尚无在此理论指导下的肿瘤临床治疗策略，但相关工作一直在探索与开发。
钱海利研究员进一步解析说，上皮间质转化（EMT）是指具有上皮表型的细胞通过特定程序向具有间质表型的细胞转化的生物学过程，这一过程是细胞去分化的过程，过程使发生了EMT的肿瘤细胞在某些方面具有跟干细胞相似的性质。EMT是来源于上皮细胞的恶性肿瘤增强其侵袭和迁移能力的重要途径。在某种程度上，这一理论也提示肿瘤干细胞有可能来源于已分化的细胞。针对EMT理论，如果发展一个可以切断上皮向间皮转化进程的肿瘤治疗策略，肿瘤转移的机会就有可能大大降低或消除。
而“肿瘤休眠学说”认为，新的肿瘤灶是由离开原发灶到达转移靶器官定居的肿瘤细胞继续生长形成的，但并不是所有到达靶器官的具有形成转移能力的肿瘤细胞都立即进入细胞增殖周期，其中一部分定居细胞处于稳定状态的静止期，相当长的时间内都不会形成新的转移灶，这种现象就是肿瘤细胞休眠。但这部分休眠的肿瘤细胞是具有转移能力的，这意味着患者虽然可带瘤长期生存，但一旦休眠的肿瘤细胞被激活，它就有可能快速形成新的肿瘤灶。这样患者的预后会很差。因此，针对肿瘤休眠状态调控进行的研究，也可能产生肿瘤治疗的新策略。
钱海利研究员继续解释说，事实上，上述几种理论并非彼此孤立的、排他的，而是从不同角度阐明具有转移能力的肿瘤细胞的特性或阐述肿瘤转移的过程的。它们是相互联系、相互衔接、甚至是共存的现象与机制。针对这些理论之间的内在联系进行的深入探索，将有助于阐释许多重要的生物学问题，进一步推动肿瘤转移的机制研究以及形成新的理论体系。
瞄准促进肿瘤侵袭转移的“祸首”
钱海利研究员自攻读博士学位开始，就始终十分关注肿瘤的侵袭和转移机制的研究，他一直在围绕肿瘤侵袭转移相关基因MTA1进行着深入系统的研究工作。
钱海利介绍说，MTA（metastasisassociated）是一类与肿瘤进展有关的基因家族，现有研究发现，它的成员有来自3个不同基因的6种不同的基因产物（MTA1、MTAls、MTA1-ZG29p、MTA2、MTA3、MTA3L）。MTA1是这个家族中最早被发现的一员，在家族中占据着重要位置。MTA1在包括乳腺癌、胃肠癌、胰腺癌和肺癌在内的许多人类恶性肿瘤中表达上调，与肿瘤的转移能力呈正相关。1994年，Toh等人在高转移大鼠乳腺腺癌细胞系中采用差异cDNA文库扫描技术发现了该基因，利用同源方法，他们在1995年又发现了人的MTAl基因。MTA1基因表达产物的分子量为82kD，由715个氨基酸组成，具有多个酪氨酸激酶、蛋白激酶C和酪氨酸激酶磷酸化位点。MTA1含有核定位序列，它的表达主要定位在细胞核，但有研究发现MTA1在细胞浆中也有表达。尽管种种迹象表明MTA1是一个重要分子，但它的分子功能一直是个谜团，直到1998年质谱分析表明MTA1是NuRD复合体的一个必须的组分，提示MTA1在染色质重塑中可能具有功能。然而，它在染色质重塑中的直接作用仍待揭示，直到2001年雌激素受体α成为第一个鉴定出来的MTA1的直接靶点，由此建立了MTA1-NuRD复合体与转录抑制的直接联系。这也第一次提出了MTA1过表达可能通过阻断雌激素受体α的转录激活，从而有助于他莫昔芬耐药的和进展的人乳腺癌表型的分子机制。这些早期的发现开启了阐明MTA1在肿瘤进展中的作用机制以及生理功能研究的新纪元。然而，越来越多的迹象表明，MTA1的功能并不局限于MTA1/NuRD复合体和/或转录功能。它以环境依赖模式参与抑制或激活转录因子、通过影响蛋白泛素化控制蛋白的稳态，参与肿瘤发生、上皮间质化、炎症反应、DNA损伤修复，在各种人类上皮和血液肿瘤中过量表达，与多种人类恶性肿瘤的侵袭转移过程紧密相关。
与此同时，MTA1的新的分子功能也正逐渐被人们发现；而且从发现至今，MTA1已被研究了20多年，但是学界对于MTA1的作用机制依然不甚了解。钱海利研究员表示：“我们把围绕MTA1的研究工作作为主要方向，期望能进一步阐明MTA1所调控的基本生物学行为的分子机制，为肿瘤转移的早期诊断和治疗提供理论基础。”
领跑全国肿瘤学科领域
据了解，钱海利研究员所在的中国医学科学院肿瘤医院，创建于1958年，它的原名是日坛医院。1983年该院所搬迁至北京市二环东南方向的龙潭湖畔，并更名为中国医学科学院肿瘤医院肿瘤研究所。该院所拥有的肿瘤防治研究中心在亚洲地区是最大的，该医院也是最早的一个肿瘤专科医院，1996年即通过三级甲等医院的评审。这家医院所具有的治疗手段包括肿瘤外科、肿瘤内科、放射治疗及介入治疗、生物治疗等。该医院在食管癌、肺癌、乳腺癌、大肠癌、恶性淋巴瘤等多种肿瘤的多学科规范化综合治疗方面位居国内前列，部分达到国际先进水平。在肿瘤基础研究领域已经达到国际先进水平，还是国家药品监督管理总局国家药品临床研究基地，集肿瘤医疗、科研、教学为一体，主要进行肿瘤预防研究、开展肿瘤诊断及肿瘤治疗工作；现拥有包括3名中国科学院院士、4名中国工程院院士在内的国内顶级专家团队，多名专家在50余个全国性专业学术组织中担任主任委员或副主任委员职务。
分子肿瘤学国家重点实验室是国内肿瘤基础研究领域的“领头羊”。该实验室的研究以肿瘤的细胞生物学行为和分子机制为主要着眼点，采用细胞生物学、分子生物学等研究手段，坚持密切结合基础研究和临床应用的研究方式，始终围绕国家战略目标，开展原创性、前沿性和系统性研究，研究过程中注重相互协作、共享资源，在肿瘤预防、早期诊断、个体化治疗和肿瘤的转归等方面的研究，力争实现重大突破，为未来攻克癌症而努力奋斗。分子肿瘤学国家重点实验室目前由詹启敏院士任实验室主任，程书钧院士任学术委员会主任。目前实验室设有16个课题组，科研和技术人员共有100余人。钱海利研究员就是一个在这样高水平的研究平台上默默耕耘着的学者，他说他希望自己能在肿瘤转移机制及肿瘤治疗的基础研究领域获得更多、更新的发现。
采访结束之际，钱海利研究员补充道：“总的来说，得了癌症并不等于死亡。如果患者处于癌症早期，通过采取以外科手术为主的综合治疗手段，肿瘤患者是可以做到临床治愈的，目前提倡的‘带瘤生存’和国外已经广泛开展的‘姑息疗法’也十分流行。癌症目前已经被归类到像糖尿病、高血压等慢性病里面。在治疗癌症时，能根治的就根治，不能治愈的，就应当以控制癌症病情，改善患者生活质量为主。病人在积极配合治疗的同时，应该保持良好的心态。随着医疗科技手段的进步，癌症患者的生活质量是可以逐渐改善的，生存期也会逐渐延长的……”
细胞生物学的研究领域范文篇4
【关键词】黄芪；缺血性脑血管病；作用机制；研究
脑血管病是当前我国医学领域当中危害性较大的疾病，发病率较高，致残或致死几率较高。当前医学领域中，尚无特效药物来对其进行治疗，缺血性脑血管病的防治是当前医学领域研究中所面临的一项重要课题。黄芪药用经历了一段较长的发展历史，在利水止痛、行滞通便等方面具有良好的应用效果。本文主要就黄芪防治缺血性脑血管病的作用机制进行研究和分析，从而为医学领域的发展贡献力量。
1黄芪简介
黄芪也称作绵芪，属于多年生草本植物，木质，灰白色，大多产于内蒙古、山西、黑龙江以及甘肃等地。黄芪在医学领域有着两千多年的药用史，在提高机体免疫机能、保肝利尿、抗衰老以及降压等方面有着很好的疗效。相关统计研究资料显示，黄芪含有124种化学成分，其中主要包括多糖类、黄酮类以及皂苷类，并含有多种氨基酸、微量元素以及维生素等，具有良好的药用价值。
2黄芪防治缺血性脑血管病的作用机制
2.1抗神经元凋亡
相关临床研究资料表明，黄芪能够对各凋亡路径中的关键环节进行作用和影响，来降低神经元的凋亡频率。就线粒体途径来看，黄芪能够减少凋亡活化因子的含量，并对分子活化进行适度抑制，从而有效的减少神经元凋亡。以芒柄花素对神经细胞进行科学化处理后，细胞质中的Bax含量逐渐减少，Bcl-2的含量有所提升，此种情况下，黄芪甲苷可以适度上调，从而实现抗神经元凋亡的目的。
以B细胞淋巴瘤/白血病-2的基因蛋白家族为例进行分析，将其主要分为抗凋亡基因和促凋亡基因，分别以Bcl-2基因和Bax基因为主要代表。相关研究资料显示，Bax主要分布于细胞质和线粒体外膜上，若CytC进入到细胞质中，就不免会引起神经元凋亡。而Bcl-2主要分布于线粒体外膜外部以及核周膜，能够将Bax所形成的孔道进行适度封闭，及时对小分子物质自由通过线粒体外膜的行为进行有效的阻止，从而切实实现了促凋亡作用。就宏观层面来看，线粒体膜上Bcl-2/Bax的比例调节具有良好的通透性和完整性，通过其自身比值的升高来减少物质的释放，真正实现抗神经元凋亡。
2.2抑制钙超载
相关研究资料表明，黄芪中的芒柄花素能够与多糖相互作用，其提取液能够有效的抑制细胞质内的钙超载问题。具体来讲，芒柄花素通过抑制电压依赖性钙离子通道，阻碍细胞内的钙离子向细胞质内释放，从而有效的抑制钙超载问题。脑缺血后，细胞质内钙超载主要发生并集中于再灌注期，ATP合成较少，受体依赖性钙离子通道开放，细胞内所储存的钙离子释放以及离子转运功能不良等多元化因素，都会在一定程度撒谎能够导致钙超载情况出现。相关医学研究表明，钙超载极易导致患者缺血问题加剧，甚至导致细胞结构受到不同程度的破坏，DNA出现降解，最终导致凋亡小体形成。
2.3抗自由基
黄芪黄酮类中含有多种化学成分和黄芪甲苷，其中均含有比较明显的抗自由基作用。比如染料黄酮能够有效的降低ROS和MDA的含量，并在一定程度上增强酶的抗氧化活性。除此之外，还能够有效的逆转葡萄糖低代谢问题，最大程度上降低一氧化氮含量，从而有效的对一氧化氮合酶的活性进行抑制。相关研究资料表明，过量的自由基作用于质膜时，其内部不饱和脂肪酸和蛋白质等对会机体内部DNA结构造成不同程度的破坏，最终导致钙超载情况出现。
2.4抑制炎症反应
黄芪甲苷具有抗炎作用。在大鼠I/R后24h，黄芪甲苷注射液抑制脑组织α-肿瘤坏死因子和白细胞介素一1β（IL一1β）的生成，减少CDllb/CD18*中性粒细胞百分比，减少细胞间黏附蛋白-1的表达、髓过氧化物酶的浓度，降低NF-KB的水平。I/R可激活血管内皮细胞、血小板和免疫细胞释放大量的细胞因子，如N0、IL一1β、IL一8、TNF-α等，炎细胞趋化到缺血部位，小胶质细胞、星形胶质细胞和T细胞活化及分泌RANTES/CCL5蛋白，质膜通透性增加，导致CytC释放入胞浆、NF一KBp65易位胞核等。
2.5损伤后修复
黄芪促进受损血管和神经元的修复再生。黄芪甲苷预处理改善脑缺血大鼠的神经学行为，CAl区血管内皮生长因子（VEGF）含量增加。脑I/R后的修复过程包括血管、神经、突触和轴突的生长和再生。局灶性脑I/R后血管内皮生长因子受体2（VEGFR-2）、脑源性神经营养因子（BDNF）在缺血半暗带和对侧侧脑室、海马、纹状体等部位的神经元、胶质细胞及血管内皮细胞均有表达。VEGF结合VEGFR-2后刺激内皮细胞增生、入侵、迁移、存活等。
黄芪甲苷抑制脑I/R后半暗带胶质细胞线膜上苯二氮卓类受体，抑制缺血半暗带的重塑。黄芪甲苷改善乙酰胆碱酯酶（AchE）含量，促进神经元发育和神经再生。神经元、星形胶质细胞、小角质细胞、血管内皮细胞、血管周细胞、基底膜和细胞外基质组成神经血管单儿，它强调细胞与细胞之间、细胞与基质之间的相互作用和动态平衡，为缺血性脑血管病的修复治疗提供新思路。
3结束语
从宏观层面来看，黄芪防治缺血性脑血管病的机制主要涉及到抗神经元凋亡、抑制钙超载、抗自由基等病理生理过程，通过调控因子减少细胞凋亡，抑制钙离子通道降低细胞质钙超载以及调控活性抗氧化损伤等方面，在I/R坏死期和恢复期发挥着重要的防治作用，一定程度上促进了黄芪天然药用价值的有效发挥。在进一步研究的基础上，黄芪能够为高效防治缺血性脑血管病的临床治疗以及黄芪新药开发奠定坚实的基础，促进医学行业的现代化发展。
【参考文献】
[1]李聪聪，陈春富，王爱武，冯亚波，程红霞，张汶汶，辛玮.大鼠脑缺血半暗带区外周型苯二氮卓受体的变化及黄芪甲苷的影响[J].中国药理学通报.2013（06）
细胞生物学的研究领域范文1篇5
在生物所能降解的纤维内植入人体干细胞，并分化出脂肪细胞是一个了不起的成功案例。利用同种方法，他们打算用人体干细胞植入立体纺织纤维网，让人的干细胞在三维纤维织物内生长并将其分化成脂肪细胞。
在重构人体手术过程中，替换坏死的软组织、治愈病体是一个巨大的挑战。例如，当人体出现大面积伤口、溃疡或坏死组织时，用生物纤维化组织做替换手术就成为可能。
由于组织坏死，皮肤和脂肪组织所受影响长达数周。因此，外科移植手术要让患者承受低体温、心血管疾病和伤口感染等疾病风险。而现行医疗技术中，还无法找到合适的能轻易移植替代坏死的脂肪组织，更无法提供长期的软组织坏死治疗解决方案。
IHB德尔克博士带领他的团队针对这样的问题进行了深入细致的研究，他们发觉，生物化的纤维织物实际上可以通过植入人体干细胞完成这一任务，并且利用塑化技术和重构外科手术达到完全复原的地步。可用于医学领域的纤维还包括一般可降解的天然纤维、网状纤维、无纺纤维、生化聚酯纤维。而且，这种纤维可利用血管再生术形成新的血管。在不长的时间内，移植手术后的新血管可形成生物化的纺织化组织，形成功能化的毛细血管网状机能。
对此，也有专家提出异议。IHB科学家针对脂肪组织替代品的开发，继续深入的研究，他们的目标是研究基于生物聚酯纤维的软组织替代物，而这个替代物可被医学领域广泛采用。但是，他们目前面临如下结果的挑战：
细胞生物学的研究领域范文1篇6
关键词分子肿瘤学；研究型教学；教学改革
中图分类号：G642.0文献标识码：B文章编号：1671-489X（2013）12-0081-02
近年来，恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内，每年新发癌症患者约1000多万，死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升，如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入，积极探索新技术、新方法，使肿瘤学研究得到飞速发展。
分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科，是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中，进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质，为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向，但随着现代生物技术发展的日新月异，原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势，有力地推动生物技术向多专业渗透，促进边缘交叉学科领域的发展，学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程，主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展，并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求，对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。
1以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容
随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移，肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分，不论是肿瘤发生发展的分子机制，还是临床肿瘤诊断治疗，都取得长足进步[1]。
北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向，与医学肿瘤专业相比，在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景，掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识，在基础研究方面具有优势，但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此，分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程，而是着重以肿瘤基础研究为背景，拓宽研究领域，深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域，以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域，从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上，进一步发现新的肿瘤标志物，用于肿瘤的早期预测与防治。
2以研究型教学为主导确立课程教学方法
研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期，是研究生培养过程中的一个基础环节。因此，这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续，而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主，师生交流与互动少，只适于简单的传授知识，不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。
2.1转变观念意识，优化课程设置
为了更好地增强教学效果，培养学生的综合能力，在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念，以研究型教学为主导，结合课程的基础性与前沿性，优化课程设置，确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标，制定出一套适应研究生教育的教学大纲，既满足研究生的知识需求，又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中，以学生为中心，教师发挥组织和引导作用，根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素，充分激发学生的主动性与积极性。
在课程设置中，没有采用固定的教材形式，而是根据学生背景知识的差异，结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势，采用启发式、讲座研讨式的教学方式，有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分：
第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识，包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识，既照顾了那些基础薄弱的学生，同时给基础好的学生进行了复习；
第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制；
第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。
在授课中，从激发学生的创新思维目的出发，鼓励研究生参与课堂讨论，并结合学院一些学术前沿讲座，通过学术报告和学术交流，使学生更广泛拓宽学术视野，提高综合科研水平。
2.2研究型教学在课堂中的实践
研究型教学是在教师的启发指导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容，通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流，使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。
分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科，知识更新快，教材不能涵盖最新的研究内容，因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习，从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献，不断更新知识，在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法，既丰富了教学内容，又调动了学生的科研兴趣。
分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础，教学内容涵盖的知识点多、涉及面广，新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时，课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题，让学生课后分组查阅相关文献，准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路，查阅该通路包括的知识点，如蛋白种类、特点及调控功能，思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制？是否有其他小分子如miRNA的参与等？学生课后准备充分，结合自己今后的研究方向，积极探索与发现问题，在课堂交流中活跃，既丰富了课堂教学内容，又促进了对新知识的学习。
此外，还注重将本学院的研究成果融入教学过程中，如在介绍病毒与肿瘤这章内容时，为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果；在讲细胞生物学时，结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展，为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势，为今后进实验室开展研究工作奠定基础。
3完善课程考核方式
课程考核是课程质量的重要内容，以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中，主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中，文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节，学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识，并与相关知识融会贯通，运用各种知识解决实际问题。因此，撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写，考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。
专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度，包括能否把握文献的核心内容，能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时，学生学术交流水平也纳入成绩考核部分，包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力，同时可以锻炼撰写论文的能力。
4结束语
肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点，尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展，生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段，使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制，掌握癌基因特异性的分布规律，揭示基因信号内在的生物学意义，有力地促进肿瘤学的发展，为肿瘤的临床治疗奠定基础。
北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程，旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念，引入研究型教学模式，把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中，强调对知识学习的自主性与探究性，注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点，创造性地进行教学设计，激发学生的科研兴趣，有利于全面培养研究生的综合创新能力。
参考文献
[1]陈正堂，等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志，2011，36（4）：315-318.
[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索：“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报：社会科学版，2012（1）：
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细胞生物学的研究领域范文篇7
[摘要]本文回顾了福建省眼科学学科发展历程，重点介绍晶状体病、眼底病、青光眼、视光学和眼表疾病等领域在临床和基础研究方面的工作成果，展望福建省眼科学学科的发展方向。
[关键词]眼科学发展历程现状发展趋势
1福建省眼科学科发展历程
1.1辉煌的历史
在福建省眼科事业发展的历史上曾有过一段辉煌的时期。早在十八世纪中叶我省著名的中医眼科专家黄庭镜集前人的成就并结合自己的临床经验著成我国古代眼科学的总结性著作《目经大成》，在眼科手术学和方剂学上的成就为后世带来深远的影响。他对白内障针拨术提出“审机”、“点睛”、“射复”、“探骊”、“扰海”、“卷帘”、“圆镜”和“完璧”等八法，使操作过程规范化，促进了针拨术的发展。二十世纪初，现代眼科技术即在我省开展，发展速度与水平居国内先进地位。1904年长汀福音医院已能开展白内障摘除术，50年代改囊外摘除术为囊内手术，60年代开展角膜移植术、巩膜缩短术治疗视网膜脱离和巩膜咬切术治疗青光眼，70年代开始虹膜夹型人工晶体和后房型人工晶体植入术。1972年我省承办卫生部“全国白内障针拨术、套出术学习班”，对该手术在全国范围内的推广起到一定的推动作用。然而，就在我省眼科事业蒸蒸日上之时，十年阻挡了前进的步伐。
1.2艰苦的再创业阶段
1978年，福州地区眼科学组历经十年浩劫后首次恢复学术活动，高春顺任名誉组长，林仕桂任组长，每月举办1次学术活动，内容涉及人工晶状体手术进展、青光眼滤帘切除术和白内障摘除术等当时学科发展的前沿。翌年8月，中华医学会福建眼科学分会召开第一届全体委员会议，选举高春顺担任首届主任委员，这是我省眼科事业发展的里程碑，从此我省广大眼科工作者以一个集体的形象出现在全国同道面前。上世纪八、九十年代是我国眼科事业迅猛发展的20年，乘着“改革开放、科教兴国”的东风，我国眼科事业得到了迅速的发展。该时期我省也涌现出了一些在全国享有盛誉的眼科专家，如第三届主任委员童绎教授，在神经眼科学领域尤其Leber病的基础和临床研究方面达国内领先水平。1982年全国眼外伤与职业性眼病学组在漳州市召开工作会议，并举办第二届全国眼外伤与职业性眼病学习班，1984年中华医学会第三届全国眼科学术会议在南平市召开，1989年全国中医眼科学会第二次学术年会在漳州市召开。这些全国性会议的召开在一定程度上促进我省眼科事业的发展。
跨入21世纪，我省眼科事业迎来了发展的春天。2001年在福鼎市召开的第七次福建省眼科学术会议上，眼科学分会第四届委员会打破论资排辈的传统观念，通过充分酝酿和民主选举的方式推选出新一届常委会,徐国兴教授任第四届主任委员。新一届委员会以“开放、创新、求实、进取”为指导思想，带领全省眼科同道面对全国眼科事业高速发展带来的挑战和机遇，开始了再创业历程，大力发展我省眼科事业。该阶段，会员数量逐年增加，福州市、龙岩市、南平市和宁德市等地市相继成立市级眼科分会，学术交流空前活跃，各单位获得科研资助的项目数和经费总数以及在国家核心期刊上发表的文章数较前期都有显著的增加。由于出色的组织管理工作和学会团队成就，福建省医学会眼科学分会被评为省医学会的先进学会。
1.3全面发展阶段
学科的可持续发展，人才梯队的培养是决定性因素。在初步建立自身的硕士研究生和博士研究生培养体系、为我省眼科事业输送高级临床和科研人才的同时，2003年我省眼科事业在发展历程中又迈出了历史性的一步，成立福建医科大学眼科学与视光学系。该系的创办不仅解决了我省眼科事业发展缺乏专业人才的现状，更重要的是，作为全国高等医学院校中仅有的八个眼视光学本科专业之一，该系的创立提升了福建省眼科界在全国眼科同道中的影响，同时也为国家培养大批眼视光学人才。该阶段，我省眼科事业在医疗、教学、科研各方面都取得了标志性成果。教学方面，除了创立眼科学与视光学系，在部级规划教材编写、博士生培养等方面都有了突破性进展；科研方面，福建医科大学承担或以跨学科合作方式获得多项包括国家自然科学基金和“十一五”重大支撑计划在内的多项部级科研项目，填补我省空白；临床方面，由于大量引进新设备和新技术，我省眼科临床水平进步很快，眼底荧光血管造影、多焦视觉电生理、光学相干断层扫描(OCT)、计算机自动定量视野计和活体超声生物显微镜（UBM）等诊断技术以及白内障超声乳化联合人工晶体植入术、玻璃体切割术、准分子激光屈光手术、Nd-YAG激光和氩离子激光等治疗技术都能达到国内先进水平。
2福建省眼科学科发展现状
2.1白内障专业
白内障是眼科的常见病，目前仍是我国最常见的致盲眼病之一。根据上世纪八十年代初我国进行的流行病学调查显示白内障致盲者占盲人总数的46.07%，远远高于居第二位的角膜病的11.44%。根据2006年福建医科大学附属第一医院和福建省眼科研究所在我省邵武市进行的眼病流行病学调查显示，白内障致盲者占全部致盲眼病的66.5%，因此，白内障复明手术在未来相当长的时间里仍是工作重点之一。
目前，白内障的基础研究主要集中在发病机制、后发性白内障防治和药物干预防治白内障三个方面。在白内障的发病机制方面，国内外的研究方向主要有热休克转录因子4（HSF4）基因突变、晶状体的生化和蛋白质异常以及与晶状体上皮细胞凋亡的关系等。我省在该领域的研究也取得一定的成果，福建医科大学的“糖性白内障免疫组化和超微结构研究”较系统地研究了人类糖性白内障晶状体上皮细胞中MMP-2、TIMP-2、TGF-β1、HSP70的表达及上皮细胞增殖和凋亡在糖性白内障发生发展中的作用，获2005年福建省科学技术三等奖。
后发性白内障是白内障术后视力下降的主要原因，尤其是先天性白内障术后，其发生率高达100%，因此后发障发病机制和防治方法是目前国内外研究的一个热点。在后囊膜混浊机制方面目前比较一致的观点是残留晶状体上皮细胞的移行和增殖是主要原因，因此后发障防治方法的研究思路可归纳为三类：改进人工晶状体的设计、完善手术技巧和应用干扰素、表皮生长因子、胰岛素样生长因子和转化生长因子等细胞因子体外干预晶状体上皮细胞的增殖。
在药物干预防治白内障的基础研究方面，福建中医学院充分发挥我省在中医眼科领域的传统优势，其“中西医结合防治白内障的基础和临床系列研究”获2006年中国中西医结合学会科学技术二等奖。由于白内障的发病机理至今未明，药物防治白内障的基础研究未获突破性进展，因此白内障摘除及人工晶体植入术仍是白内障患者复明的惟一有效方法。我省在白内障手术水平上能紧跟国内外的先进技术，早在1904年，我省即能开展白内障摘除术。从早期的白内障囊外摘除联合人工晶体植入术到上世纪九十年代初引进国内的白内障超声乳化联合折叠式人工晶体植入术再到本世纪初出现的双手微创冷超乳技术，我省都能在较短时间内引进推广。目前，我省许多县级医院眼科都已引进白内障超声乳化仪，而非公立眼科医院利用其资金的优势能在最短的时间内引进国内外最新的超乳设备并在临床推广，为患者提供更多的选择。然而，超声乳化手术医师在利用最新设备为患者服务的同时存在一个手术技术的转型期，而我省白内障手术积存量最大的西北部地区患者经济条件较差，且硬核性白内障居多，因此不宜过分强调超声乳化术在白内障手术中所占的比例，尤其是在复明手术中，应当以安全、经济、实用为基本原则。
2.2眼底病专业
眼底病是眼科最常见的不可逆性致盲眼病之一，也是眼科临床和基础诊断、治疗和研究难度最大的一类眼病。我省眼底病临床工作起步较晚，但发展迅速。近10年来，我省引进一系列先进的眼底检查和治疗设备，如眼底视网膜/脉络膜荧光血管造影、眼底相干断层扫描仪（OCT）、多焦视觉电生理仪、三维眼科B型超声波、多功能玻璃体切割系统和眼底激光治疗仪等，大大提高我省眼底病的诊治水平，为许多以往无法治疗的玻璃体视网膜疾病提供了有效的治疗手段。目前，我省在常规玻璃体切割、玻璃体腔内非磁性异物取出、玻璃体切割联合重水硅油治疗复杂性视网膜脱离等方面已接近国内先进水平。临床研究方面，福建医科大学在国内率先开展色素上皮移植治疗视网膜色素上皮变性疾病的研究，福建中医学院采用经瞳孔温热疗法（TTT）配合归芍地黄汤、君子汤治疗渗出型年龄相关性黄斑变性（ARMD），均取得一定的疗效。ARMD是目前西方社会居首位的致盲眼病，随着我国进入老龄化社会以及生活水平的提高，该病成为严重影响我国老年人生活质量的突出问题。ARMD临床上可分为两型：萎缩型和渗出型，前者发展缓慢，预后较好；渗出型由于黄斑区有新生血管形成，因此病变发展快，视力预后差。福建师范大学的2005年国家自然科学基金项目“脉络膜新生血管的负载树枝状光敏剂的聚合物纳米粒子的合成与构效关系”开发的新型光敏剂具有自主知识产权，在国内居领先水平。目前该研究动物实验部分已基本完成，研究成果在SCI源期刊《JournalofOcularPharmacologyandTherapeutics》和《光谱学与光谱分析》上发表。TTT是近年来用于治疗CNV的新方法，采用810nm波长的激光照射病变区，使局部温度升高以封闭CNV。TTT治疗方法简单，价格较低，国内有较多医院开展了此项临床研究，结果显示有一定疗效，但由于临床应用时间较短，尚需多中心、大样本和更长期的临床随机对照研究结果以证实疗效。目前我省在眼底病基础研究领域中的工作主要集中在常见病多发病的发病机制和防治研究上，如视网膜色素上皮变性（RP）、年龄相关性黄斑变性（ARMD）、糖尿病视网膜病变（DR）和外伤性增殖性玻璃体视网膜病变（PVR）等。
2.2.1视网膜色素上皮细胞系列研究
视网膜色素上皮(retinalpigmentepithalium,RPE)细胞位于视网膜和脉络膜之间，具有吞噬光感受器外节膜盘、运送营养物质和代谢产物、构成视网膜外屏障、吸收紫外线、分泌多种细胞因子和参与VitA的代谢等重要的生理功能，对维持视网膜光感受器细胞的新陈代谢和正常生理功能具有重要的意义。RPE细胞异常与RP、ARMD等疾病密切相关，在PVR的病理过程中RPE细胞也发挥重要的作用。因此，RPE细胞的相关研究是近十年来国内外眼科界的热点之一。目前，福建省眼科研究所已完成兔、猪、猴和人等多物种RPE细胞的细胞系的建立，RPE细胞超微结构和生物学特性研究，LPA和TGF-β等因子对RPE细胞的增殖影响，IL-10等因子对RPE细胞免疫学特性的影响以及恒河猴RPE细胞视网膜下腔移植等研究，达国内先进水平。
2.2.2增生性玻璃体视网膜病变的发病机制研究
增生性玻璃体视网膜病变（proliferativevitreoretinopathy，PVR）是孔源性视网膜脱离和眼外伤后RPE细胞和神经胶质细胞等增生所产生的玻璃体视网膜增生性病变，是视网膜脱离术后复发的最主要原因之一，严重影响视力预后。国内外对其病因、病理及防治等进行了多方面的临床和基础研究。我省在该领域的研究尚处于起步阶段，已成功地制作了PVR的外伤模型，并进行基质金属蛋白酶及其抑制剂与外伤性PVR的关系研究，初步揭示了MMP-2、MMP-9、TIMP-2和TIMP-1参与了外伤性PVR发生发展的病理过程，而人工合成的基质金属蛋白酶抑制剂GM6001可促进MMP-2/TIMP-2、MMP-9/TIMP-1动态平衡的重新建立，在外伤性PVR的防治中显示出广阔的应用前景。临床病理研究资料表明，RPE细胞在视网膜增生性疾病中起重要作用，如在PVR患者的玻璃体切除物中发现有RPE细胞，视网膜脱离患者视网膜下液对培养的人眼RPE细胞有促增生作用等。因此研究抑制RPE细胞增生的药物对防治PVR有重要意义。由于我省在RPE细胞的基础研究领域有一定的优势，因此有望在PVR发病机制和防治措施方面取得突破。
2.2.3视网膜移植
视网膜移植指将视网膜移植片、细胞悬液或电子芯片移植到视网膜的相应部位以治疗视网膜变性疾病或遗传性疾病的方法。视网膜移植是目前国内外眼科界研究的一个前沿课题，需要眼科界、生物医学基础学科、生物工程领域和光电技术领域等多学科的共同努力，主要包括RPE、IPE、视网膜混合细胞、视网膜光感受器细胞和干细胞悬液移植，视网膜组织块或依附于支持物生长的细胞片的移植以及电子芯片移植等。移植途径包括经巩膜、脉络膜至视网膜下腔的外路法和经睫状体平坦部切口、玻璃体切除后进入视网膜下腔的内路法。
目前，我省在该领域的研究主要是福建省眼科研究所主持的省科委重大项目“视网膜色素上皮细胞移植研究”和国家人事部“骨髓间充质干细胞诱导转分化成视网膜细胞的研究”。视网膜色素上皮细胞移植研究目前已完成初步的动物实验，研究表明通过巩膜外路法可以在不损伤视网膜的情况下将细胞悬液准确植入视网膜下腔，应用BrdU标记跟踪植入的细胞，发现移植细胞在视网膜下腔可以存活，并与感光细胞外段形成相嵌结构，在移植细胞中发现感光细胞外节膜盘，表明移植的细胞在体内具有吞噬功能。尽管视网膜下腔被认为是相对的免疫赦免区，但研究表明异体RPE细胞移植仍存在一定的免疫排斥反应，因此胚胎干细胞的诱导分化视网膜细胞一度成为研究热点，但由于伦理问题限制其应用。骨髓间充质干细胞是一类存在于骨髓中的具有多向分化潜能的干细胞，可诱导转分化成视网膜细胞，由于其来源丰富，自体移植无免疫排斥，不涉及伦理问题等优点有望成为视网膜移植的供体来源。近年来，国际上在视网膜移植领域的研究进展很快，已从单纯的细胞悬液移植发展到体外用支持物培养细胞片，视网膜转位移植或应用准分子激光切削视网膜光感受器层获得视网膜光感受器细胞，应用玻璃体视网膜手术技术将细胞或组织片按一定的方向移植于受体视网膜，以保持光感受器或RPE细胞的极性。2006年德国科学家和眼科医生完成了全球首例视网膜电子芯片植入手术，使患者看见由像素点组成的图案。目前，该研究尚处于起步阶段，还有很多的关键问题需要解决，如如何获得有意义的图形视觉等。对比国内外先进水平，我省眼科界同道还有很长的路要走。
2.3青光眼专业
青光眼是一组以特征性视神经萎缩和视野缺损为共同特征，主要与眼压升高有关的临床症群或眼病。统计学资料表明：我国原发性青光眼患者已达600万，是仅次于白内障的第二大致盲性眼病，因此对青光眼所造成的视功能损害的防治研究仍然是21世纪防盲治盲工作的重点之一。
在临床方面，青光眼领域的研究重点主要在早期诊断、青光眼筛查和手术治疗。由于青光眼起病隐匿，多数患者首次就诊时视功能的损害已难以逆转，因此，青光眼的早期诊断和筛查就显得尤为重要。开角型青光眼的早期诊断主要根据眼压、视或视网膜神经纤维层的青光眼性改变及青光眼性视野缺损做出诊断，对有视功能改变而眼压不高者则需查24小时眼压，以区别高眼压性青光眼或正常眼压性青光眼。近年来一些针对青光眼视神经病变的形态学和功能学检测设备相继问世，如视觉电生理检查、心理物理学检查及计算机视野检查等提高了视功能检测的敏感性；视网膜厚度仪、激光扫描偏振仪和光学相干断层成像可定量测定视及视网膜神经纤维层，便于随访对比观察。因此，如何提高我省基层眼科医生青光眼早期诊断的意识和水平、研究适合我省现状的青光眼筛查模式是我省眼科医师尤其是青光眼专科医师必须肩负的重要职责。
在青光眼的手术治疗方面，国内外近十年来有较大的提高，复合式小梁切除术及抗代谢药物在手术中的应用使滤过手术的效果有了明显改善；非穿透小梁切除术联合透明质酸生物胶植入治疗开角型青光眼，具有较高的安全性；房水引流物植入术治疗新生血管性青光眼等难治性青光眼取得了较为满意的结果；激光医学的发展为青光眼治疗提供了更多的选择。
在基础研究方面，近几年的研究热点主要围绕青光眼的发病机制、视神经保护和再生以及基因筛选等问题。青光眼患者视神经保护和再生是21世纪国内外研究的热点。针对视神经发生损害的不同环节，在有效控制眼压的基础上，利用不同的药物阻断视神经损害的发生，利用基因工程技术抑制凋亡相关基因的表达，达到保护视神经的作用；或将神经干细胞移植到视网膜下腔经诱导分化成神经元或神经元样细胞，为视网膜神经节细胞的再生带来了希望。但这些研究国外尚处于动物实验阶段，临床应用尚待进一步努力。我省在视神经的保护和再生领域作了大量的工作，共获得国家自然科学基金资助1项，省重点科研基金资助2项。在原发性开角型青光眼和激素性青光眼发病机制的研究方面，福建医科大学进行了小梁细胞的培养、生长特点、超微结构以及免疫组织化学特点的研究。近年来，分子生物学技术飞速发展，极大地推动了青光眼分子遗传学的研究进展，目前已发现8个相关的染色点，并已确定MOYC/TIGR，OPTN基因为青光眼的致病基因。我省在该领域的研究尚属空白。
2.4角膜病与眼表疾病专业
统计资料显示我国的单眼和双眼角膜盲患者共有约400万，居致盲眼病的第二位，我省2006年进行的邵武市流行病学调查显示角膜病致盲者占全部致盲眼病的6.09%，仅次于白内障。近年来，随着角膜接触镜、角膜屈光手术以及白内障等内眼手术的普及使角膜病的发病率有上升的趋势。我省角膜病的现状同全国基本一致，具有患者人数多，基本集中在卫生技术条件较差的农村，超过80%的患者可以通过角膜移植手术复明等特点。因此，加强角膜病的基础和临床研究、提高基层眼科医师角膜病知识水平、加快角膜移植手术的普及和眼库建设将极大地推动我省防盲治盲事业的发展。
感染性角膜炎是最主要的致盲性角膜病。由于糖皮质激素和抗生素的滥用以及配戴角膜接触镜的人数增加，感染性角膜炎的病原体种类变迁，混合感染性角膜病患者日渐增多，单纯疱疹病毒成为感染性角膜病的首位致病因素，表皮葡萄球菌属和曲霉菌属分别为细菌性及真菌性角膜炎的首要致病菌，棘阿米巴角膜炎的发病率逐年上升。这就要求眼科医师尤其是角膜病专科医师在临床工作中要重视病史采集、病原学检查以及临床经验的总结，同时要重视基层眼科医师的培训，以免因误诊给患者带来痛苦。因配戴角膜接触镜处理不当引起的棘阿米巴性角膜炎已成为配戴隐型眼镜者所患严重并发症之一，我省在该病的病原学诊断以及临床治疗方面积累了丰富的经验。单疱病毒性角膜炎（HSK）是最常见的角膜炎类型，临床基础研究证实，单疱病毒不仅潜伏于三叉神经节，且也存在于角膜组织内并引起角膜炎的复发。HSK临床确诊主要依靠临床特征和病毒分离检查，目前我省许多医院检验科都有条件进行聚合酶链反应检查，可以快速、准确地检测单疱病毒感染。眼科医师应当主动地与检验科进行合作，提高HSK的诊断水平，并为临床和基础研究搭建较高层次的平台。
角膜移植术是将混浊的角膜恢复透明的惟一有效的治疗方法。我省较早开展角膜移植术，在角膜移植的显微手术技巧及术后植片透明率方面已接近国内先进水平，然而角膜供体来源不足严重制约了我省角膜移植事业的发展。人造角膜是近年来国际上角膜病研究领域的一个热点，并在种子细胞、组织工程学载体等方面取得一定的进展，但距离真正的组织工程角膜仍尚远。免疫排斥反应是角膜移植手术成功与否的关键，有关排斥反应的免疫学研究正在深入开展，但仍无突破性进展。地塞米松和环孢素A已成为临床上首选的抗角膜排斥反应药物，FK506、雷公藤多甙及IL-2-PE40等尚处于基础和临床研究阶段。我省福州总医院在角膜移植的组织配型的研究方面取得可喜的成果，获2004年军内医疗成果三等奖和福建省科技进步二等奖。
眼表疾病指角膜、结膜及泪膜的疾病。由于环境污染、不良生活方式和滥用眼药水等原因，眼表疾病成为近年来眼科门诊最常见的眼病。国内外眼表疾病的临床和基础研究日新月异，厦门大学在该领域进行临床和基础的深入研究。根据我省的现状，未来几年的工作重点应当放在以下几个方面。第一，在各级医院眼科医师中普及眼表疾病知识，使眼表疾病的诊断技术系统化和规范化，摆脱有结膜充血或结膜滤泡就是慢性结膜炎的误区，提高眼表疾病的诊断水平。第二，提高感染性眼表疾病病原学检查和药物敏感试验的检测率，以指导临床治疗，避免抗菌药物的滥用。第三，积极引进和推广国内外眼表疾病治疗领域的新成果。第四，加强基础研究，尤其是发病机制和治疗技术的研究。
2.5视光学专业
视光学是近年来我国眼科界起步较晚但发展最快的一个领域。1996年，中华医学会眼科学分会成立眼视光学学组，历经十年的发展，目前全国已有八所医学院校成立视光学专业，每年毕业学生近千人。国内现有不同规模的准分子激光手术中心近700家，手术病例数约50万例，是全世界拥有准分子激光机最多、手术病例数最多的国家之一。我省在视光学临床领域具有传统优势，在近视眼矫正方面，我省现有准分子激光机10余台，无论是准分子激光角膜切削术、准分子激光角膜原位磨镶术、自动板层角膜切削术还是Epi-Lasik，我省在技术设备的引进和临床推广方面都走在全国前列。
2.6眼科教学及学术交流
为了我省眼科事业的可持续性发展，眼科学分会非常重视建立多层次的人才培养体系。
通过近十年的发展，我省在高层次人才培养方面取得丰硕的成果。1997年成立福建医科大学眼科学硕士点，2003年成立福建医科大学眼科学与视光学系，2006年获得眼科学省级精品课程和眼科学省级优质硕士课程立项。目前已培养博士研究生5人，硕士研究生70余人。招收三届视光学专业学生共计180名。徐国兴教授主编包括全国高校视光学专业“十一五”规划教材在内的部级教材两部，参编“十五”规划重点教材三部。
在进行高层次人才培养的同时，分会以建立三级防盲治盲网络服务人民为己任，重视基层眼科医生的培训工作。近三年来，分会依托福建医科大学强大的师资力量，常年举办卫生部“视觉第一中国行动”福建省培训班、全国眼科新进展学习班、福建省眼科新进展学习班和福建省验光配镜学习班。迄今已培训乡村卫生技术人员1358人，各级眼科医师100余人/年。
分会积极组织开展各种类型学术交流。至今已召开十次全省眼科学术会议、两届闽台眼科学术交流会、承办2次全国性眼科学术会议，多次邀请国内外著名专家举行专题讲座，与美国眼科研究所、Okarahoma大学、Nebraska大学、加利福尼亚大学等建立长期友好的合作关系。
3福建省眼科学科发展趋势和亟待解决的问题
3.1扬长避短，寻求突破点
21世纪，福建省眼科事业正朝着纵深的方向发展，全省眼科工作者应当认清各专业的发展现状，扬长避短，选择适合省情的有潜力的专业作为突破点，集中有限的人力物力做出自己的特色，努力培育和创造品牌竞争力。眼底病是福建省眼科研究所优先发展的重点专业，经过十余年的努力，在临床、科研和后备人才梯队建设方面已初具规模，有望在视网膜变性疾病、脉络膜新生血管及糖尿病性视网膜病变等常见病的发病机制和治疗方面取得标志性进展。视光学在我省具有传统优势，眼视光学系的建立将为视光学的发展输送大批优秀的人才，依托集科研、教学和临床职能为一体的眼科机构加大创新性、系统性研究力度，才能使我省视光学专业站在全国视光学发展潮流的前沿。青光眼在眼科各专业中比较特殊，其定义、分类和诊治目前尚有许多争议，国内青光眼界出现与国际接轨的2005版临床诊疗指南和更符合国情的1987年版诊治标准并存的局面，因此在进行青光眼基础研究的同时，更需要加强青光眼的临床随访观察和总结，重视前瞻性循证研究和流行病学研究，在理论上获得突破。角膜与眼表疾病在我省起步较晚，但近年厦门大学和福建医科大学相继从我国该研究领域的前沿单位广州中山眼科中心和山东眼科研究所引进高水平专业人才，角膜与眼表疾病必将成为我省希望获得突破的研究领域之一。
3.2建设依托高等医学院校的在全国具有竞争力的眼科医院
作为一个特殊的学科，当代眼科界面临着在传统综合性医院中“小学科”和在发展空间中“大潜力”的矛盾。目前，眼科学的学科内分工逐渐精细，中华医学会眼科学分会目前已成立13个学组，超过外科学分会的12个学组；随着生活水平的提高，人们对眼科的要求不仅仅是治疗眼病，更需要从保健、预防和医疗各方面进行全程、全面的服务；同时，眼科对其他学科的依赖性最小，因此，是否成立独立的眼科机构成为眼科发展的瓶颈。目前，全国一些高校附属医院的眼科改为眼科中心或眼科医院，以便克服体制和机制方面存在的问题，寻求新的发展动力。中山眼科医院、天津眼科医院、山东眼科医院和温州眼视光医院等专科医院的成功经验值得借鉴。
3.3高层次人才培养
学科要发展，人才是决定性因素。学科带头人的学术和管理水平决定了学科发展方向和发展理念，后备人才梯队建设决定了学科发展的可持续性。我省眼科事业的飞速发展对人才培养提出更高的要求，必须完善自身人才培养体系。首先，福建医科大学眼科学博士学位点的设立将为我省眼科事业的发展输送高层次人才。其次，加强素质教育，培养高素质综合人才，以适应当代社会对人才类型的需求。第三，要充分发挥学会的作用，大力开展继续教育工作，组织多方位、多层次的学术交流。
3.4加强基础研究
基础研究是学科发展的动力，简单的重复性、跟踪性和散在性研究是我省眼科界基础研究领域普遍存在的弊病。疾病的基因筛查有助于从分子水平揭示其发病机制，从而使基因诊断和基因治疗成为可能，是未来医学发展的趋势。与生物工程技术、光电技术、微电子技术等的跨学科、跨领域合作将使基础研究达到单一学科难以涉及的高度。21世纪我省眼科工作者必须依托各高校和科研单位的的技术优势，加大基础研究向本学科纵深和跨学科横向发展，从中寻求新技术的突破，带动整个学科的发展。
3.5重视临床经验的总结
临床经验总结在学科发展中起重要的作用。特别在没有条件做基础研究的基层单位，临床经验的总结显得尤为重要。规范化的临床研究证据能为医生采用最适宜的诊断方法、最安全有效的治疗方法和最精确的预后估计提供依据。以科学系统地研究临床证据为基础的循证医学使现代临床医疗模式实现了从以疾病为中心的传统模式向以患者为中心的现代模式的转变，体现了以人为本的科学理念。
4结语
虽然我省眼科事业近几年取得了一些成绩，但与国内外先进水平相比还有较大差距。纵观福建省眼科事业发展的历程，医疗、教学和科研是事业发展壮大的三大平台。提高医疗服务的质量是科研的最终目标，同时，医疗水平的提高也为科研发展提供了临床的支持。科研是事业发展的重要手段，是提升我省在全国眼科界地位的重要衡量指标。教学为建立眼科后备人才梯队提供支持，是我省眼科事业可持续发展的重要保证。我们相信在省卫生厅、省科协和省医学会各级领导的关心和支持下，全省眼科工作者将以极大的热情致力于我省眼科事业的发展，为海峡西岸经济区的建设服务，为构建社会主义和谐社会做出更大的贡献。
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细胞生物学的研究领域范文篇8
关键词：竞争优势；专利布局前瞻性；执行力；Relecura专业知识产权平台；细胞免疫治疗
中图文献号：G306；N18文献编码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2016.05.006
1引言
探索新兴技术的竞争优势，有助于我们把握技术前沿的发展和竞争态势，推动科技成果的转化。本研究中的新兴技术竞争优势包括技术主体的综合竞争优势和高产机构在主要技术领域的竞争优势两个方面。国内外学者关于技术主体的竞争优势研究，主要集中于：产品创新对企业竞争优势形成的影响[1]、利益相关者管理对公司竞争优势的影响[2]、数字技术的应用与企业竞争优势的关系[3]、知识创新、技术创新与企业竞争优势关系[4-6]、研发网络结构对公司竞争优势的影响[7，8]、基于核心技术的企业竞争优势构建[9，10]等。关于技术领域的竞争优势分析的研究成果，主要集中于以下几个方面：高新技术对竞争优势形成的作用[11-13]、面向全球市场的技术竞争优势分析[14，15]、信息技术的应用对竞争优势获取的影响[16-18]等。
已有的关于新兴技术竞争优势的研究成果，为本研究提供了重要的研究基础，大部分研究成果是基于单一指标探讨其对公司竞争优势形成的影响。本研究拟基于“四象限图示分析方法”和“雷达图示分析方法”，选择医疗领域新兴技术“细胞免疫治疗”（cellImmunotherapy）为实证，基于全球100多个国家/地区的专利数据检索，借助Relecura专业知识产权分析平台（RelecuraProfessionalIPAnalytics）的四象限图示分析模型和雷达图示分析方法，探索新兴技术的竞争优势，期望研究方法与结果对国家新兴前沿技术的战略选择和科技成果的转化等，提供重要的决策参考。
2研究方法与数据来源
2.1研究方法
（1）四象限图示分析方法
四象限图示分析方法是本文中用来测度与衡量新兴技术创新主体竞争优势的主要方法，具体包括两项指标。专利技术战略布局的前瞻性（completenessofvision）指标，该指标用来测度新兴技术竞争主体知识产权战略布局的愿景和专注度（IPVision/Focus），即新兴技术创新主体专利战略布局的前瞻性，或称为专利布局的完整与完美性。该指标显示了一个公司对当前知识产权市场的理解程度，和针对当前的竞争现状而实施的专利布局战略。公司的专利战略布局充分考虑了其所在产业的技术竞争态势和地域分布状况。该指标在四象限分析图示中用X轴表示，如果一个公司的该指标值为正值，则说明其对未来的技术发展具有较强的预见能力，对未来知识产权市场的变化具有较强的适应性。另一个指标，创造高价值专利的执行力（Abilitytoexecute），该指标用来测度和衡量一个公司在其产业或技术领域内，创造高价值的专利组合的能力。包括该公司的专利申请活动、全球视角下该公司的技术发展水平和该公司的发明创造能力。若一个公司的该指标值为正值，则表明该公司具有创造和运用高价值专利组合的能力，并且在知识产权防御方面处于有利地位。该指标在四象限图示中用Y轴表示，简称为执行力。
四象限图示分析方法，以图示的方法展示竞争者在四个象限中的相对位置，代表竞争主体或技术领域的气泡在图示中的位置，将帮助我们判断和理解竞争主体在多大程度上专注于技术发展前景，技术的市场竞争力有多大。气泡的大小代表了绘图前所选定的专利家族、专利申请、同等专利或全部文献的数量，本研究中气泡的大小代表全部专利文献的数量。
（2）雷达图示分析方法
雷达图示分析方法是一种基于类似导航雷达显示图形的一种多变量对比分析技术，由若干个同心圆构成，同心圆向外引出若干条射线，它们之间等距，每条射线末端是一个被研究的指标，雷达图示分析方法常常被应用于对多个指标的对比分析，或者对同一个指标在不同时期的变化进行分析。雷达图示分析方法被广泛应用于自然科学研究领域[19，20]，和社会科学的财务分析[21，22]；有学者尝试将该方法应用于竞争情报研究领域[23，24]。本研究中，将利用雷达图示分析方法对高产机构在不同技术领域的竞争优势进行分析。
2.2数据来源
本研究的数据检索基于Relecura专业知识产权服务平台，检索了以“cellImmunotherapy”（细胞免疫治疗）为主题词的、来源于全球100多个国家/地区的专利数据。截至检索日期2016年4月22日，细胞免疫治疗技术领域共有专利申请3，104件，授权专利1，168件。
图1显示了细胞免疫治疗领域专利申请与专利授权的发展趋势。该领域最早两件专利申请始于1988年，享有1987年优先权，起初阶段专利申请数量很少，1993年之前专利申请共有10件；1992年开始才有了第一件授权专利。图2显示了细胞免疫治疗领域，随着时间的推移，不断地有些授权专利有效期届满的情况。该数值在2027年的时候将达到一个高峰期，当年有134年授权专利有效期届满。
3实证分析
3.1技术主体的综合竞争优势
依据2.1小节的两项综合测度指标，选择以“细胞免疫治疗”为主题词检索得到的全部专利数据，借助Relecura专业知识产权分析平台，绘制了该研究主题的主要竞争者的综合竞争优势四象限图示（图3）。
图3显示，就“专利技术战略布局的前瞻性”指标而言，美国国立卫生研究院（USNationalInstitutesofHealth，NIH）和美国卫生与公众服务部（USHealthandHumanServices，HHS）最具有前瞻性。这两个机构的细胞免疫治疗专利战略布局充分考虑了当前的专利技术竞争态势和地域分布，他们对未来技术的发展具有比较强的技术预见和引领能力，对将来知识产权市场的变化具有比较强的适应性。始建于1887年美国国立卫生研究院，是美国最高水平的医学与行为学研究机构，拥有27个研究所和研究中心，其任务是探索生命本质和行为学方面的基础科学技术知识并充分运用这些科学技术知识延长人类寿命，以及预防、诊断和治疗各种疾病和残障。世界一流的科学家在NIH的支持下，自由探索科学问题，取得了辉煌的成就，极大地改善了人类的健康和生存状况。美国卫生及公众服务部是美国联邦政府最大的卫生保障机构，是美国医疗系统的官方最高管理机构。就“创造高价值专利的执行力”指标而言，美国国立卫生研究院和Celera公司（CeleraCorp）具有相对比较强的创造高价值专利技术的执行力。这两个机构在专利申请活动、技术发展水平和发明创造能力等方面的综合执行力比较强。其他一些技术创新主体，比如德克萨斯大学（UniversityofTexas）等位于第一象限距离原点较近的，它们的知识产权布局也都具有一定的前瞻性，也有一定的创造高价值专利的执行力，将来可能具有比较强的技术竞争力。整体而言，美国国立卫生研究院具有最强的综合竞争优势。
3.2主要技术领域的竞争优势
（1）不同技术领域（Field：Technologies）的竞争优势分布
产出数量最多的前10个技术领域的专利（表1）在五个高产的机构（见图4右侧的图例所标注）的分布情况，如图4所示。
图4显示，在产出最多的“药物制备”技术领域，德克萨斯大学具有绝对的竞争优势，其次是SYNTA制药公司（SYNTAPHARMACEUTICALS）和美国国立卫生研究院，这两个机构的竞争优势也比较明显。在产出排名第二位的“微生物/酶”技术领域，美国卫生与公众服务部与美国国立卫生研究院两家机构的优势不相上下，其次为德克萨斯大学和CELERA公司（CELERACORP）。在排名第三位的“化疗与药物制备”技术领域，SYNTA制药公司与美国卫生与公众服务部目前专利数量较多些，具有一定的优势。在排名第四位的“多肽类”技术领域，美国卫生与公众服务部拥有较强的优势地位，其次是德克萨斯大学、美国国立卫生研究院和CELERA公司三个机构，它们的优势不相上下。在第五位的“试验材料”领域，和第六位的“测量/测试涉及的酶/微生物”领域，CELERA公司与美国卫生与公众服务部享有一定的优势。在第七位的“发酵”和第九位的“畜牧业”技术领域，美国卫生与公众服务部具有一些优势。在第十位的“杂环化合物”领域，SYNTA制药公司的优势比较明显。
（2）不同技术子领域（Field：Sub-Technologies）的竞争优势分布
产出数量最多的前10个技术子领域的专利（表2）在五个高产的机构（见图5右侧的图例所标注）的分布情况，如图5所示。
图5显示，在技术子领域层面，美国卫生与公众服务部在多个技术子领域享有绝对优势，比如“包含抗原或抗体的药物制备”、“未分化的人类-动物或植物细胞”、“含有多肽类的药物制备”、“多肽类：含有20个以上氨基酸、胃泌素、生长激素抑制素”、“突变或遗传工程”、“免疫球蛋白”等。SYNTA制药公司在“抗肿瘤药物”和“含有机活性成分药物制备”技术子领域占有绝对优势，尤其是在“抗肿瘤药物”技术子领域。CELERA公司在“多种方法化验材料”技术子领域具有绝对优势。美国国立卫生研究院在以下六个技术子领域占有比较强的优势：“包含抗原或抗体的药物制备”、“未分化的人类-动物或植物细胞”、“含有多肽类的药物制备”、“多肽类：含有20个以上氨基酸、胃泌素、生长激素抑制素”、“药物制备有未明成分”和“突变或遗传工程”等。
（3）国际专利分类代码（Field：IPCCodes）的竞争优势分布
产出数量最多的前10个技术领域的专利（表3）在五个高产的机构（见图6右侧的图例所标注）的分布情况，如图6所示。
图6显示，就IPC国际专利分类代码而言，美国卫生与公众服务部在多个IPC代码享有绝对优势，比如“包含抗原或抗体的药物制备”、“抗体-免疫蛋白球-免疫血清”、“含多肽类的药物制备”、“基因重组”、“因异质细胞引入而被修改了的细胞――如病毒细胞等”、“来自于哺乳动物的多肽类：含有20个以上氨基酸、胃泌素等”等。而在“抗肿瘤药物”对SYNTA制药公司、德克萨斯大学和美国卫生与公众服务部等三个高产机构来说，都是它们重点研究的IPC领域，并且其竞争优势不相上下。“基因疗法”这个IPC代码，德克萨斯大学、美国卫生与公众服务部和美国国立卫生研究院三个机构之间的竞争关系比较激烈。
4结论与讨论
本研究采用四象限图示分析方法和雷达图示分析方法，借助Relecura专业知识产权分析平台，以细胞免疫治疗为实证，探索新兴技术的竞争优势，包括技术主体的综合竞争优势和高产机构在主要技术领域、子领域、IPC代码的竞争优势。就“专利技术战略布局的前瞻性”指标而言，美国国立卫生研究院和美国卫生与公众服务部两个机构最具有前瞻性。就“创造高价值专利的执行力”指标而言，美国国立卫生研究院和Celera公司具有相对比较强的创造高价值专利技术的执行力。高产机构在主要技术领域的竞争优势各异，美国卫生与公众服务部在更多的技术子领域和IPC代码具有优势。
本研究的创新之处在于：利用专业知识产权服务平台[25]，采用四象限图示分析方法，选择“专利技术战略布局的前瞻性指标”和“创造高价值专利的执行力指标”两项综合指标，对技术主体的综合竞争优势，进行了清晰的可视化效果展示和比较；采用雷达图示分析方法，对细胞免疫治疗主题技术的五个高产机构在前10个技术领域、技术子领域、IPC代码的竞争优势分布进行了可视化和比较。文章中选择的研究方法和指标，可以应用于不同层面的新兴技术竞争优势研究中；基于该研究方法和指标的研究成果，对我们把握技术前沿的竞争态势、提高知识产权战略决策水平具有重要的决策支撑作用；同时，对技术市场的交易者，能够提供更有价值的交易对象和目标技术选择的决策依据，有利于推动科技成果的转化。
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细胞生物学的研究领域范文篇9
【关键词】量子点；生物医学；荧光；纳米粒子
1量子点的概念及特性
量子点(Quantumdots,QDs)又称半导体纳米微晶体，是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类无机半导体纳米粒子，主要由ⅡB-ⅥA(如CdSe，CdTe，ZnSe等)，ⅢA-ⅤA(如InAs，InP等)组成的，粒径在1―10nm，能够光致发光的半导体纳米晶。
QDs具有一般纳米微粒的基本性质如表面效应、体积效应和量子尺寸效应,具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长，正是基于量子点独特的光学性质使得它克服了传统的用于标记或衍生的荧光试剂如荧光素类、罗丹明类等有机化合物存在荧光量子产率低、易光漂白及发射光谱宽等缺点。QDs所具有的优异的光谱性能，在生物化学、细胞生物学、分子生物学、生物分析化学等研究领域显示出极其广阔的应用前景，并逐步地应用于蛋白质及DNA的检测、药物靶向治疗、活细胞生命动态过程的示踪及动物活体体内肿瘤细胞的靶向示踪等生物分析与医学诊断领域，并取得了丰硕的研究成果［1］。
2量子点的应用
2.1量子点在细胞成像中的应用
对单个活细胞的一些活动进程进行高效、灵敏的监测将有助于阐明一些重要的细胞生理过程和药物代谢机制，有利于了解生物体的复杂性以及动力学特征。发展特异性和选择性的QDs是细胞和生物分子标记的一大挑战。经巯基乙酸修饰的QDs连接到转铁蛋白上后，再把QDs-转铁蛋白同表面存在大量转铁蛋白识别受体的HeLa细胞一起培养，发现其可以被HeLa细胞表面的受体识别并吞噬进入细胞内部，首次实现了QDs应用于离体活细胞实验[2]。Tokumasu等［3］用偶联了抗体的QDs标记血红细胞膜上的Band3蛋白，实验中观察到了Band3蛋白在细胞膜上的分布，证实了可以通过QDs的标记观察在疟原虫入侵时红血球细胞膜的变化情况。Orndorff等［4］使用具有高亲合性的神经毒素修饰QDs，然后标记了内在表达的癌细胞蛋白，揭示了经神经毒素修饰的QDs可以作为一种鉴定癌细胞存在的评估标签。
2.2量子点在活体成像中的应用
Sungjee等人[5]将量子点注射到小鼠的前肢皮下和猪的腹股沟皮下，通过荧光显像系统就可以观察到前哨淋巴结的位置，为外科术中找到前哨淋巴结创造了便利的条件。
Gao等[6]研制了一种多功能QDs探针，能够对动物活体内的肿瘤进行靶向并同时成像。该小组用QDs成功实现了裸鼠前列腺癌模型的非损伤性成像,在活体模型中肉眼即可清晰观察到肿瘤的部位，这给前列腺癌的诊断和预后的研究开辟了一条新的思路。
2.3蛋白质研究与分析
QDs在蛋白质检测与研究中的应用近年来引起了人们很大的兴趣。Chan等[7]发现在牛血清白蛋白（BSA）中，多克隆抗体能识别量子点标记的免疫球蛋白（IgG），使QDs聚集在一起；相反，若没有这种抗体，QDs-IgG结合体就良好地分散于BSA中。这一试验结果证明用量子点标记的免疫球蛋白分子（IgG）能识别专一的抗原和抗体。Wang等[8]将红绿两种QDs分别标记BSA和抗牛血清蛋白抗体（IgG），当两者形成免疫复合物时，BSA上的红色QDs荧光增强，IgG上的绿色QDs荧光相应减弱。Ravindran等[9]将QDs用于植物黏附蛋白的定位，并通过与传统的免疫荧光染色技术的结果相比，证明了QDs在实际应用中的优势。张雨琴等[10]采用光度法研究了L-半胱氨酸修饰的ZnS纳米粒子与牛血红蛋白的作用及对蛋白质二级结构的影响，拓展了QDs在生物样品研究中的应用。
2.4靶向药物传输
癌症早期检测治疗是目前医学界的重大课题。如果能够针对癌症的特异性分子变化给予有效的诊治，将会大大改善治疗效果。近年来，新型靶向药物在临床实践中取得了显著的疗效，已表明靶向治疗理论的正确性与可行性，把癌症的治疗推向了一个前所未有的新阶段。大分子药物要命中靶标需要有很强的透过和保留在细胞内的能力［11］。Shi等［12］研制出一种具有多种功能的纳米组合装置。这种装置以纳米管为基体，纳米管外表面经特殊处理后可偶联QDs，这种QDs可应用于体内癌细胞的局部示踪。由于QDs发光很强，可用于深度组织的显像和表征。纳米管外表面在经过特殊的等离子体镀膜后，连接上一种识别癌细胞的抗体，以完成靶向锚定。纳米管的空腔用于储存抗癌药物，这种抗癌药物可以被定向地输送至癌细胞附近，并且可控地释放，以杀死癌细胞，从而达到局部治疗的作用。这种方法明显优于传统的全身化疗，为靶向药物传输和治疗提供了一种新的方法。
3展望
QDs作为一类较为理想的荧光探针,它在生物医学中的应用已显示出诱人的前景。相信随着QDs制备和标记技术的不断成熟,它必将成为新一代生物荧光标记物,在细胞成像、体内成像、疾病诊断以及研究生物大分子之间的相互作用等方面发挥独特的作用。但要真正实现QDs在活体的应用,需要解决的问题还很多，如低毒性或生物兼容性QDs性能的问题以及低毒性或生物兼容性QDs应用方面的问题。虽然低毒性或生物兼容性QDs有良好的生物相容性,安全程度较高,但是由于其使用过程将涉及到较多的生物环境问题,这些复杂环境将如何对QDs的荧光性能和稳定性产生影响，QDs在生物体内的代谢过程机理又是如何进行的也都需要作更深入的系统研究。随着量子点科学的进一步发展，量子点的制备工艺也会有更大的提高，量子点与生物医学之间的关系也必将更加紧密，必将为人类的生命健康事业做出应有的贡献。
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细胞生物学的研究领域范文
1.1在蛋白质分析中的应用QDs最初用于生物领域是应用于简单的生物大分子，链接方法是将QDs通过带有氨基或羧基的试剂修饰，调节溶液环境，通过QDs表面的功能基团和生物分子上的氨基或羧基实现共价偶联或静电作用等来完成QDs与生物大分子(蛋白质、核酸、生物酶等)的链接，目前这一领域的应用仍然非常活跃。Nie［9］等人将QDs用于非同位素标记的生物分子的超灵敏检测，使巯基乙酸处理过的ZnS包裹的CdSeQDs通过酰胺键与转铁蛋白结合，进而能被细胞膜上的受体离子通道识别，进入细胞内部，在结合或传输过程中没有明显的干扰作用。这表明利用这种方法可以研究活细胞中供体/受体之间的反应或分子交换。Goldman等［10］曾将QDs与抗体结合，成功地对葡萄球菌肠毒素和2，4，6－三硝基甲苯进行了荧光免疫分析。Ghazani等［11］将组织微阵列技术、光谱分析技术与QDs相结合，发展了一种用于定量测定肿瘤中蛋白质表达的新方法。Mahtab等［12］将具有特定结构的核酸序列吸附于QDsCdS上，QDs表面敏化发光行为则能区分“直线型”、“弯曲型”和“扭结型”的双链寡核苷酸，在探测核酸结构的方法上有了创新。Koji等［13］构建了一种更新颖、快捷的蛋白质记录材料可根据光连接器提供的信息调整记录、阅读荧光蛋白的排列，清晰地读出蛋白质配体复合物的组成，该技术对生物芯片的微型排列具有重要的意义。
1.2在DNA分子研究中的应用QDs经过恰当的修饰可以与DNA分子进行连接。Ebenstein等［5］采用单QDs识别DNA结合蛋白。先将DNA与DNA结合蛋白交联，然后用偶联逆转录因子抗体的4种不同颜色的QDs标记上述交联复合物，经过一系列处理最后在单一光源的激发下，QDs于605nm、625nm、655nm及705nm发出绿、红、黄、白4种不同的颜色，通过荧光显微技术来分析判断蛋白质的位置从而能够确定DNA分子上的多个蛋白质的位置。Han等［14］利用不同颜色的QDs标记多色编码微珠与遗传物质条带连接，用于DNA杂交检测，在DNA的测序方面取得了突破性进展。Qi等［15］采用amphipol修饰QDs，amphipol具有交错的亲水性和疏水性侧链，可携带siRNA进入细胞质并保护siRNA防止其被酶解，实现了实时监测QDs-siRNA在细胞中的进出、内吞小体的逃逸、运输、传递过程，而这种多功能QDs的出现，也促进了实用基因组学和基因治疗学的研究。
1.3在活细胞及活体组织成像中的应用QDs荧光探针在多光子显微镜技术中的应用，使其在活组织中的多色成像成为可能。最早Dubertret等［16］将QDs胶囊注入非洲蟾蜍胚胎中观察其胚胎发育过程，发现胶囊QDs在生物体内很稳定，且毒性很低，不影响细胞生长和发育，也不易发生光漂白，是对QDs荧光探针用于活体组织的成功探索。Gao等［17］将QDs包于PEG-PLA中，连接麦胚芽凝集素(WGA-QDs-NP)后注入鼻腔，QDs经嗅觉黏膜组织进入大脑皮层细胞标记了大脑组织中的病变部位，促进了对中枢神经系统疾病的诊断和治疗方面的研究。Yum等［6］用纳米针将荧光QDs通过机械化学的方法渗透细胞膜进入活细胞的细胞质和细胞核，这较传统方法有了重大突破。Zhang等［18］利用CdHgTeQDs在近红外区针对裸鼠进行了荧光成像。结果显示近红外QDs荧光标记物具有更强穿透力、更易激发且检测灵敏度更高等优点，故可进行更长时间的生物体外和活体的实时跟踪和荧光检测，这标志着QDs作为新兴荧光标记物在活细胞生命动态过程示踪研究中将发挥极为重要的作用。
1.4在激素及生物因子研究中的应用QDs不仅可以在细胞水平及动物活体中应用，在细胞亚结构中甚至在激素和生物因子水平也有报道。Matsu-no［19］利用QDs的特性和激光共聚焦扫描显微镜对生长激素和泌乳刺激素及它们的mRNA进行了三维成像。Lidke等［20］将QDs标记到表皮生长因子上，通过激光共聚焦显微镜，观测到肿瘤细胞通过胞吞途径特异性摄取这种表皮生长因子的全过程。这些成果将为生长发育学和内分泌学的研究打开了一个新窗口。
1.5在肿瘤等疾病研究中的应用近年来QDs在细胞生物研究应用领域得到进一步拓宽，将QDs荧光探针用于肿瘤等疾病的研究具有突破性意义。早期Bawendi等［21］就提出利用近红外荧光QDs进行动物体内前哨淋巴结活组织检查的方法。他们将近红外QDs用多配位基配体包覆后注入动物体内进行整体成像发现，通过QDs标记，医生可看清lcm深组织下的前哨淋巴结，且可准确地指导手术进行，确保前哨淋巴结的完全切除。与传统的外科手术相比，前哨淋巴结的活组织检查可减少手术创伤，且检查结果更为准确。Yu等［22］用能靶向于肝细胞癌的甲胎蛋白抗体键合QDs作为荧光探针，通过整体的荧光成像系统对肝癌细胞进行成像来检测活体内的肝癌细胞。Tada等［23］采用背部皮肤固定器和高灵敏CCD高速共聚焦显微镜观察乳腺癌细胞特异性探针在老鼠体内的运动情况，这种高灵敏可视化示踪为癌症研究提供了新方法。Jiang等［24］将连接聚乙烯亚胺和透明质酸的QDs(PEI-HAQDs)注入B16F1细胞，结果显示在HA受体介导下，PEI-HA表现出对小干扰RNA(siRNA)特异的标识性能，而且PEI-HA-siRNA主要积聚在肝脏、肾脏和肿瘤。Bhirde等［25］通过将带有抗癌药—顺铂的QDs和表皮生长因子(EGF)分别偶联在单壁碳纳米管两端而把抗癌药带入癌细胞，并通过QDs观察抗癌药对癌细胞的作用，为癌症的治疗开辟了新天地。
2QDs作为荧光探针目前面临的挑战
QDs荧光探针技术最大的挑战就是如何克服其细胞毒性。最近Mahto等［26］对表面修饰的毒性进行了研究，发现不同修饰的QDs在细胞中的定位不同。共聚焦图像显示巯基乙胺MPA包裹的QDs主要分布在胞质区，而GA/TOPO(对表面配位基进行修饰)包裹的QDs在细胞中却没有发现。入胞的MPA包裹的QDs有良好的细胞相容性，而胞外的GA/TOPO包裹的QDs细胞毒性却很大。Li等［27］研究结果证实粒径大小对其毒性的影响，低于40μg/ml时，纳米级的CdSQDs毒性显著大于微米级的CdS。QDs的毒性机制仍需进一步研究，随着技术的发展，QDs的合成修饰有望走向“绿色化、低毒化”，为QDs更广泛的应用奠定基础。
细胞生物学的研究领域范文
和余细勇教授对话，他在介绍自己的学术研究内容时不时出现的“干细胞”、“细胞因子”、“靶细胞”、“基因组学”等等的词汇，标示着他的研究领域的“高端性”和“基础性”。在采访中，他用一句话概括了转化医学的研究价值：“今天在基础领域的艰辛努力，是为了明天临床医学的更好发展。”
没有基础研究的发展，
就没有临床诊疗技术的进步
采访前据记者了解，转化医学的概念，是在2003年由美国的EA.Zerhouni提出的。
在采访时，余细勇教授首先介绍说：“转化医学是应对现在医学研究日趋复杂化和基础临床严重脱离所提出的一种研究新策略，是医学研究的一个分支，试图在基础研究与临床医疗之间建立更直接的联系；它在健康产业中的重要性不断提升，而它的精确定义也在不断变化。在药物的研发过程中，转化医学的典型含义是将基础研究的成果转化成为患者提供的真正治疗手段，强调的是从实验室到病床旁的联接，这通常被称为‘从实验台到病床旁’的定义；而心血管转化医学当前主要集中在心血管发病机理、疾病的预警预测、疾病防治的规范、合理有效的防治、新药物、新技术的开发和应用等方面。如肾素-血管紧张素系统的作用和药物的开发，炎症因子的作用机理和药物开发，脂代谢调节和血栓形成机理及其药物研发，心血管分子影像和介入技术应用等等。事实上心血管转化医学一直在进行，长期在实践。因为心血管基础研究离不开实践的需要和验证，心血管临床的发展亦离不开基础研究的进步。现在我们不是不转化，而是转化速度太慢，效率太低，原因是多方面的，我认为临床医生的责任更大。”
余细勇教授认为：“开展转化医学研究的一个误区是贬低基础研究，这是一个不好的思潮。可以说，没有基础研究的发展，就没有临床诊疗技术的进步！我们不能简单地要求每一项基础研究的成果都必须立即应用于临床，那是鼠目寸光！”说到这里，余细勇教授有些激动，“长此下去，必将削弱基础研究的根基，严重滞后学科的发展，严重影响创新性科研体制和创新型国家的建设。另一方面，作为基础研究工作者进行科研选题时，必须从临床需要出发，着手解决临床难点问题。因此，良好的医学临床和基础研究的协同攻关，将会大大加快医学发展的步伐。”
干细胞治疗起步较早，
但进展相对缓慢
采访前记者注意到，在目前，对于心血管病干细胞治疗的得失取舍，医学界存在着两种截然不同的观点：一种观点认为随着技术进步，干细胞治疗的前景非常可观；另一种观点则认为干细胞治疗风险巨大，开发和应用前景渺茫；也有专家认为，随着诱导多能干细胞（iPS）发明者山中伸弥和发育生物学家约翰·戈登获得2012年的诺贝尔医学与生理学奖，干细胞研究必将掀起一个新的高潮。那么，对于干细胞治疗心血管疾病，余细勇教授有哪些见解？余细勇教授坦陈：“干细胞实际上是存在于人和动物发育某个阶段的一类原始状态的未分化细胞，除了进行自我更新，还可以在一定条件下分化成为功能特异的组织类型。由于干细胞的特殊性能，他们在组织修复和新陈代谢过程中起到非常重要的作用。按照分化潜能，干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和定向干细胞；按发育进程，分为胚胎干细胞和成体干细胞。iPS则是采用重编程技术将普通体细胞‘初始化’，形成具有全能干细胞功能的‘人工’干细胞。”
余细勇教授继续说：“全球科学家通过对动物干细胞的研究，一步步进展到了人类干细胞研究，并取得了一系列突破，然后逐步应用到临床治疗领域。目前一些疾病如血液疾病、恶性肿瘤、心血管疾病、免疫性疾病、组织损伤等已经可以通过干细胞技术进行治疗，国内很多研究院所和医院也取得了一些不错的研究成果，国家已将干细胞研究列入‘863’和‘973’计划，建立了国家干细胞工程技术研究中心、细胞产品国家工程研究中心和人类胚胎干细胞国家工程研究中心三大研究机构，展望未来，干细胞研究发展将会给更多的疾病带来治疗方法。”
即便如此，余细勇教授仍然认为：“就心内科领域而言，心血管干细胞治疗起步较早，但进展相对缓慢。这与心血管系统的特殊性有关。目前干细胞临床应用最广泛的是造血干细胞移植，根据干细胞采集部位不同又分为骨髓移植、外周血造血干细胞移植和脐带血造血干细胞移植，目前大部分来自于骨髓和外周血。脐带血含有大量未成熟的造血干细胞，具有异体排斥反应小，再生能力强、副作用小、对供者无影响等优点，可代替骨髓和外周血干细胞移植。干细胞治疗心血管疾病的种类，目前多集中于冠心病心肌梗死后的修复与再生治疗。事实上，采用组织工程技术，研制替代受损心肌的干细胞补片，是目前对心肌梗死后期治疗的新策略。心肌补片不仅可以用于修补心肌梗死后的心室局部变薄、先心病的组织缺损，甚至可补充慢性心力衰竭的心肌细胞丢失。此外，采用干细胞研制组织工程心脏瓣膜、组织工程人造血管也是干细胞治疗的重要领域。”
近年来，余细勇教授一直在从事细胞因子调控网络的研究，因此，他接下来介绍说：“心血管系统功能调控包括神经和体液调控两大方面。近年来，随着大量新的体液因子——包括细胞因子——的发现，心血管系统细胞不仅是这些体液因子的靶细胞，同时本身也可产生大量不同类型的体液因子，心血管系统的功能调节面临前所未有的多因素影响。因为人体心脏的正常功能与病理改变主要受神经体液的调节。在众多的调节因素中，肾上腺素和血管紧张素起着极为重要的作用。慢性心力衰竭时常伴有肾上腺素受体信号转导功能的严重受损和肾素-血管紧张素系统的异常激活，其决定性机制是心肌重塑。心肌重塑是由一系列复杂的分子和细胞机制导致的心肌结构、功能和表型的变化。这些变化包括这几个方面：一是病理性心肌细胞肥大伴胚胎性基因再表达；二是心肌细胞的凋亡与坏死；三是细胞外基质过度沉积或降解增加。引起心肌重塑的主要因素有两类，即血流动力学和神经内分泌—细胞因子系统。神经内分泌—细胞因子系统的激活对心肌重塑起关键的促发作用，并且该系统的长期、慢性激活促进心肌重塑造成心功能恶化。对于神经系统，可发生肾上腺素受体下调及受体的脱偶联，后者与衰竭心肌内受体活性和基因表达水平增高有关，可导致受体的磷酸化和失偶联。对于内分泌系统，AngⅡ是刺激心肌重塑的主要因素之一，AngⅡ与AT1R结合后活化多条信号通路，其中磷脂酶C、蛋白激酶C、血清反应元件、钙离子（Ca2+）均起着关键作用。对于细胞因子，促炎因子（如巨噬细胞移动抑制因子，MIF）是细胞因子网络中的始动因素，调控免疫系统的重要功能，在感染、炎症、细胞分化、组织重塑甚至细胞死亡过程中起着重要的作用。”
余细勇教授进一步介绍说：“我们的课题组历时20多年，结合临床观察和体外实验，采用临床药理学、分子生物学、分子病理学、细胞生物学和循证医学等方法，开展整体、细胞、分子水平的多层次整合研究，初步揭示了慢性心衰的的分子调控机制，提出并形成了一个‘应激—炎症—重构’三位一体的心衰调控新理论。在此理论指导下，通过数万例的大规模临床研究，深入挖掘了促炎因子与交感神经系统和血管紧张素醛固酮系统两条信号通路的交互作用靶点和生物标志物，为慢性心衰的临床防治提供了分子预警与个体化治疗的新途径，目前这一研究课题还将继续深入下去。”
今天的基础研究，
明天的临床医学
在采访中，我们的话题还触及了不久前在广州召开的“第十一届ISHR学术大会”。在那次主题为“今天的基础研究，明天的临床医学”的世界性学术大会上，余细勇教授出任大会执行主席，承担了邀请专家、会务组织等大量的繁重的会务工作。
对于国际心脏研究会（ISHR）这个国际性学术组织，余细勇教授介绍说：“国际心脏研究会（ISHR）成立于1968年，现有澳大利亚、中国、欧洲、北美、日本、印度、拉丁美洲7个分会。经1989年ISHR第十三届世界大会批准，ISHR中国分会于1991年在承德成立。中国分会是在中国病理生理学会心血管专业委员会的基础上发展起来的，经中国科协批准，中国病理生理学会心血管分会以团体会员的身份加入国际组织，现有会员500余人，除从事心血管病理生理学研究的人员外，还广泛吸收从事心血管生理、药理、病理、生化、细胞与分子生物学等基础研究工作者以及临床医生参加。中国分会创办之初，全国人大副委员长韩启德院士等老一辈心血管科学家倾注了极大地热情与精力，韩启德院士连续三届担任ISHR中国分会的主席，至今仍担任着名誉主席职务。早在加盟国际组织之时，韩院士就提出：中国的病理生理学研究必须走基础与临床相结合的道路，ISHR中国分会应大力发展临床会员，这一思想，与我们今天提倡的‘转化医学’研究不谋而合。”
谈及“第十一届ISHR学术大会”，余细勇教授简要介绍说：“2012年的国际心脏研究会中国学术大会在广州召开，会议由广东省人民医院/广东省医学科学院承办。至2011年4月份，中国病理生理学会受体专业委员会决定加盟，在广州同时召开受体与信号转导学术会议，至此初步确定了会议的规模、名称等事项，并确定会议的主旨为：‘今天的基础研究，明天的临床医学’。”
余细勇教授接着介绍说：“正是基于上述指导思想和传承创新的理念，那次大会特别设置了2个临床研究论坛和4个临床卫星会议。此外，还特别设置了科研基金与科研方法专题论坛、主编对话论坛等，目的是为了促进年轻学者更好地掌握科研基本功，更快地从临床研究中吸取营养。那次大会还有一个亮点，督促并鼓励所有论文投稿者均参与Poster论文交流。事实上，Poster论文交流是国际会议最主要的论文交流形式之一，国外许多大牌教授都将Poster交流视为难得的展示学术团队水平的一个重要窗口。为与国际接轨，本次大会决定加大奖励力度，每天由专家评出10位最佳Poster奖，3天共设立Poster奖项30名。”
此外据记者了解，余细勇教授早在20世纪90年代早期，即对临床药代动力学的三大前沿课题（活性代谢物、药物对映体、药代-药效学结合研究）进行攻关，开展以b阻滞剂为代表的药物活性代谢产物的药动学及其个体差异和种族差异关系的研究，先后研究了人体普萘洛尔的药代——药效学相关性，普萘洛尔、阿替洛尔和卡维洛尔等药物对映体的立体选择性差异。20世纪90年代中期以后，确立分子临床药理学和分子心血管病学研究方向，重点开展基因治疗与细胞治疗研究（包括转基因治疗冠心病心肌缺血以及干细胞移植修复心肌损伤），以及细胞因子调控网络的研究（包括b肾上腺素受体基因表达及其信号转导与心功能的调节、巨噬细胞移动抑制因子MIF在动脉粥样硬化与急性冠脉综合症发生发展中的作用，探寻药物治疗的新靶点）；并取得了诸多令业内瞩目的成就。
回顾起自己的学术研究历程，余细勇教授感慨地说：“早在1991年，分子生物学刚在国内兴起，引入医学研究领域的应用也刚刚起步，我们便结合心内科的实际情况，提出在广东省心血管病研究所内开展‘分子心血管病学’研究，得到了当时任职副所长（主管科研）的林曙光教授的大力支持。回想20多年的研究历程，虽然饱含酸甜苦辣，但也收获颇丰……”
余细勇教授扳着手指头如数家珍：“如今，我们的分子心血管病研究团队发展至今已有专职科研人员25人，其中研究系列13人，技术系列12人，并已形成了一条清晰的研究主线：以微环境为切入点，从3个方面研究微环境与心血管疾病的关系，探索分子预警与分子治疗的新途径：一是微环境与干细胞心肌发育与定向分化的关系；二是微环境与心血管炎症应激的关系；三是微环境与药物基因组学的调控关系。”
余细勇教授最后说：“我们相信，只要脚踏实地，孜孜不倦，一定能耕耘出一片新天地！”
细胞生物学的研究领域范文篇12
关键词：细菌生物被膜；浮游细菌；定性方法；定量方法
中图分类号：Q939.1文献标识码：A文章编号：0439-8114（2016）09-2177-04
细菌生物被膜是细菌将其自身包裹在其分泌物内形成的一种特殊复合体，具有不同于浮游细菌的一些特殊性质，如生物被膜形成后造成细菌对外界环境的抵抗能力增强，在临床上形成对常用抗菌药物的耐受性，使得细菌性感染疾病迁延不愈和持续反复发作，给疾病治疗带来一定的难度。随着研究方法的发展和多学科研究领域的交叉和拓宽，近年来细菌生物被膜的定量和定性研究方法越来越完善，这些方法根据原理大致可分为三类：①基于生物被膜胞外基质和生物被膜内的总细胞数量（包括活细胞和死亡细胞）的定量试验：⑦基于活细胞的活菌计数试验：③基于生物被膜胞外基质成分的定量试验。在相关研究中，研究者对生物被膜的结构、活性和细菌组成动态变化规律等方面研究取得了很大的进展，尤其是无损伤的、原位的和在线的技术能够提供自动的、快速的和实时的信息，为生物被膜的研究提供了新的思路和方法。本文分析和比较了几种常用生物被膜定性和定量方法在生物被膜生物量研究中的优缺点，以期评价各方法在生物被膜研究中的适用性。
1常用生物被膜定性研究方法
生物被膜定性研究方法主要借助各种染色方法（如银染法）、光学和光谱学方法（如光学和电子显微镜技术等）进行生物被膜检查和监测，尤其是显微检查技术在观察选取生物被膜细菌群体的结构参数和构效关系方面具有明显的优势。在生物被膜定性研究中，最常用的方法有以下几种。
1.1快速银染法
快速银染法主要用于细菌生物被膜的初步研究。其基本原理是通过快速银染法能够将细菌生物被膜中的多糖蛋白复合物染成灰褐色或灰黑色，通过银染能够初步判断不同培养阶段生物被膜中多糖蛋白复合物的动态变化规律，其操作步骤具体包括10个操作步骤：①基质材料表面浮游菌去除：②戊二醛固定；③蒸馏水漂洗；④氯化钙结合；⑤蒸馏水漂洗；⑥硝酸银染色；⑦对苯二酚显色；⑧蒸馏水漂洗：⑨硫代硫酸钠固定：⑩蒸馏水漂洗。
1.2玻璃试管法
其原理是根据气-液界面形成染色环状物的颜色深浅来判定细菌生物被膜的形成能力。常用的染料有结晶紫和刚果红等，由于该方法存在一定的主观误差，因此主要用于生物被膜形成能力的初步筛选。
1.3基于电子显微镜的定性方法
借助原子力显微镜、透射扫描电镜和激光聚焦显微镜等对细菌生物被膜进行观察，能够对生物被膜的立体结构进行定性分析。尤其是相关染料与激光共聚焦显微镜相结合，能够实现对生物被膜中细菌生理状态的定性和定量分析。相关电子显微镜定性研究方法的缺点是实验条件要求较高，实验设备较贵重，因此不常用于常规检测和研究。随着电子显微镜技术的发展，近年来，在实际的科研中。电子显微镜相关技术常与染色技术和分子生物学技术结合，广泛应用于细菌生物被膜的定性和定量研究。
2生物被膜定量研究方法
2.1琼脂平板菌落计数法
琼脂平板计数法是一种最基本的菌落计数法，在实际的实验操作过程中不仅劳动强度大，而且费时，同时误差较大，不适宜大样本观察。虽然可以通过多次计数求平均值的方法来减小实验误差，然而这样无疑会增大工作量和强度，因此在实际实验中很少单独采用，常常结合其他方法对细菌生物量进行定量研究。在生物被膜细菌计数过程中，需要辅助手段将生物被膜中的细菌游离，辅助手段对被膜细菌的影响也制约着琼脂平板菌落计数法的重复性。
2.2结晶紫（CV）染色法
结晶紫是一种碱性染料，能够结合生物被膜表面带负电荷的表面分子和胞外基质中的多糖成分，通过测定吸光度来对细菌生物被膜形成能力进行鉴定和分型。由于生物被膜中的胞外基质成分和细菌本身（包括活细胞和死亡细胞）均能被结晶紫染色，因此改良结晶紫方法尤其不适合用于对抗菌药物或者其他化学物质对生物被膜内细菌杀伤效果的评价。在研究中常用来对细菌生物被膜下次形成能力进行初步筛选和鉴定。
1985年Christensen等首次采用结晶紫染色方法对非黏液性链球菌生物被膜进行了定量分析，2000年，Stepanovic等对结晶紫方法进行改进，增加了结晶紫染色方法对细菌生物被膜定量的准确性，其能够对微孔板生物被膜生物量进行较为全面的量化。然而，结晶紫染色方法在铜绿假单胞杆菌生物被膜定量中具有较大的批内和批间误差，其原因可能与铜绿假单胞杆菌含有较多的水通道导致其生物被膜固定不充分有关。
2.3Syt09/PI染色法
Syto9是一种能够对核酸进行染色的荧光染料.能够通过被动扩散的方式实行细胞膜与细菌菌体（包括活细胞和死亡细胞）的DNA结合。由于死亡细胞的细胞膜通透性改变和碘化丙啶（PI）只能穿过不完整的细胞壁的特点，PI可以进入死细胞实现对死亡细胞的染色。由于DNA也是胞外基质的一部分，因此可以通过对DNA的结合间接反映生物被膜总生物量的变化规律。
随着科研仪器的发展，尤其是激光共聚焦显微镜（CLSM）的应用之后。除了对生物被膜组成成分和形态学的研究外，Syto9/PI还常常用于细菌和酵母菌生物被膜生物量的研究。需要指出的是，在进行Syto9/PI染色时，为获取稳定的荧光信号。在测定之前需对菌株进行一段时间的孵育，而且孵育时间对不同的菌株影响较大。
2.4MTT/XTT试验
许多四唑盐类染料如5-氰基-2，3-二-（p-苄基-四唑氯化物）（CTC）、3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴盐（MTF）、2-（2-甲氧基-4-硝基苯基）-3-（4-硝基苯基）-5-（2，4-二磺酸苯）-2H-四唑单钠盐（CCK-8）和3，3’-[1-（苯氨酰基）-3，4-四氮唑]-二（4-甲氧基-6-硝基）苯磺酸钠（XTT）均能够实现对生物被膜中活细胞进行相对的定量，而且能够区别生物被膜中活细胞和死亡细胞。其中MTF/XTT试验是以活细胞的代谢能力为基础的定量化技术，是行之有效的方法之一。
活细胞线粒体中含有的琥珀酸脱氢酶能将加入的MTF/XTT代谢成为化合物甲月赞，利用酶标仪在570nm处测定细胞上清液的吸光度来反映活细胞的代谢能力，因此可根据光密度OD值推测出活细胞的数目，已经被广泛应用在悬浮细胞的定量化以及细菌和酵母生物被膜的定量研究中。然而由于其自身不可避免的种内和种间变异较大的缺点限制了其在实际中的应用，只能用来检测细胞相对数和相对活力，不能测定细胞绝对数，因此在利用酶标仪检测结果的时候必须保证试验结果在线性范围内。此外，由于XTT水溶液不稳定，因此最好低温保存或现配现用。
2.5试卤灵试验
刃天青又称阿尔玛蓝。是一种蓝色的化合物，可以被活细胞代谢成具有荧光活性的粉红色的试卤灵（Resorufin）。这种方法主要用于哺乳动物细胞的活性分析，也被广泛应用于真菌、结核杆菌、表皮葡萄球菌和变形链球菌的药敏试验。
2.6荧光二乙酸（FDA）试验
活的微生物细胞能够利用其自身非特定内源性和外源性酯酶将无色的、非荧光特性的荧光二乙酸（FDA）转化成黄色的、高荧光特性的荧光物质。FDA已广泛用于土壤和垃圾中总微生物的活性监测，也广泛应用于生物被膜生物量的定量研究。
需要指出的是，在荧光二乙酸钠（FDA）试验中，为了增加生物被膜中活细胞的荧光强度，必须通过降低对照孔的荧光信号干扰来实现测定结果的最优化。此外，在利用该方法对不同种属细菌生物被膜生物量进行定量分析时，营养条件和菌株的生理特征等因素都会影响其灵敏度和重复性，因此需要建立标准曲线来校正。
2.71，9-二亚甲基蓝（DMMB）试验
生物膜的一个重要组成部分――胞外基质的定量也越来越引起大家的关注。研究表明，染料1，9-二亚甲基蓝（DMMB）能够和生物被膜胞外基质的硫酸聚糖络合形成一种不溶性的复合物，通过添加一种解聚试剂来间接测定和衡量生物被膜中硫酸多糖的含量。DMMB最初用于软骨细胞培养液中硫酸多糖的定量研究和金黄色葡萄球菌生物被膜胞外基质的定量研究。
2.8多糖蛋白复合物（GLX）的测定――色氨酸定量试验
国内外学者采用色氨酸定量试验对生物被膜中的多糖蛋白复合物进行测定，利用酶标仪读取光密度值后求得多糖蛋白复合物的相对含量。生物被膜的形成不仅仅与自身的遗传因素有关，各种培养条件对细菌生物被膜胞外多糖分泌量的影响也表现出不同的结果，这也充分证实了环境条件对其也起着重要的作用。
3小结