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细胞生物学细胞生物学cell biology现代生命科学的基础学科现代生命科学的基础学科现代医学的基础学科现代医学的基础学科为什么要学习为什么要学习医学细胞生物学医学细胞生物学？第一章第一章细胞生物学与医学细胞生物学与医学开篇：培育出世界首只克隆狗开篇：培育出世界首只克隆狗转折点：被指用女研究员卵子转折点：被指用女研究员卵子挑战伦理挑战伦理高潮：干细胞论文造假高潮：干细胞论文造假英雄英雄倒下倒下韩国“克隆先锋”黄禹锡等人今年5月在科学上发表论文称，他们利用多名患者的体细胞克隆出11个胚胎干细胞系。但韩国首尔大学调查人员本月29日宣布，没有证据表明黄禹锡曾利用患者体细胞克隆出任何胚胎干细胞，论文数据属于故意伪造，克隆的11个干细胞至少有9个是伪造的，另外两个也和病人细胞不匹配。据韩国媒体报道，首尔大学调查委员会上周末已接到“黄禹锡胚胎干细胞造假”基因分析结果，认定黄禹锡今年在科学杂志论文中所标榜的11个胚胎干细胞，除上次公布的9个是假的以外，另外2个经过基因分析也是假的。这2个所谓的“胚胎干细胞”，根本不是用患者体细胞培育的胚胎干细胞，而是米兹梅迪医院的冷冻受精卵干细胞。调查委员会认定，黄禹锡今年在科学杂志上发表论文时，根本没有培育成“胚胎干细胞”。2005年12月27日第三版联大呼吁禁止生殖性克隆大呼吁禁止生殖性克隆2004年年11月月19日日联大法律委员会星期五下午讨论通过一项呼吁禁止生殖性克隆的声明。这项声明表示：成员国应该禁止任何通过克隆技术创造人类生命的科学研究，同时，在生命科学的应用中，人类尊严在任何情况下都应该受到尊敬。声明同时表示，对于以上两条意见，各成员国可以通过各自国家的立法来采用和实行。这项声明是意大利提出的一个折衷方案。联大就禁止克隆问题已经进行了一年多的讨论，但一致争持不下。以美国为代表的一方认为应该全面禁止克隆，而以比利时为代表的一方则认为应该只禁止生殖性克隆，但允许进行治疗性克隆。治疗性克隆治疗性克隆?治疗性克隆治疗性克隆生命源于一个细胞生命源于一个细胞（受精卵）电影存在于胎儿体内的几种已分化细胞存在于胎儿体内的几种已分化细胞生物体由细胞组成生物体由细胞组成（人体：200多种类型、总数1014细胞）细胞与组织和系统的关系细胞与组织和系统的关系系统：呼吸系统呼吸系统器官：支气管支气管组织：上皮组织上皮组织细胞：柱状细胞柱状细胞杯状细胞杯状细胞CellsCellules细胞细胞生物体结构和功能生物体结构和功能的基本单位的基本单位生命活动的基本单位生命活动的基本单位真核细胞真核细胞eukaryotic cell大小性状基本构成从分子到原始细胞从分子到原始细胞:原始细胞的诞生：膜的出现为标志原始细胞的诞生：膜的出现为标志膜包围有复制能力的RNA及其指导合成的蛋白质原始细胞进化的里程碑：原始细胞进化的里程碑：DNA的出现的出现DNA成为遗传物质的储存形式RNA成为DNA与蛋白质之间的联系纽带第二节第二节细胞的进化细胞的进化从原核细胞到真核细胞从原核细胞到真核细胞:3535亿年前，原核细胞出现亿年前，原核细胞出现1515亿年前，真核细胞出现亿年前，真核细胞出现原核细胞与真核细胞的主要区别：原核细胞与真核细胞的主要区别：根本区别：根本区别：区室化区室化compartmentalization原核细胞原核细胞prokaryotic cell真核细胞真核细胞eukaryotic cell从单细胞生物到多细胞机体从单细胞生物到多细胞机体:单细胞生物：35亿年前多细胞生物：10亿年前多细胞生物基本特点：多细胞生物基本特点：1、细胞的特化与分工2、依靠细胞之间通讯互相协调从单细胞生物到多细胞机体从单细胞生物到多细胞机体:细胞的特化与分工：细胞的特化与分工：成为下一代机体起源：生殖细胞（germcells）其他：体细胞（somaticcells）多种细胞一起组成组织和系统：多种细胞一起组成组织和系统：（tissue&system）如上皮组织、内分泌系统精细胞卵细胞各种体细胞：如上皮细胞、内分泌细胞细胞学说细胞学说(celltheory):一切植物、动物都是由细胞组成的一切植物、动物都是由细胞组成的(19世纪中叶，世纪中叶，Schleiden&Schwann)1919世纪自然科学三大发现世纪自然科学三大发现细胞学说、能量守恒定律和进化论细胞学说、能量守恒定律和进化论发现细胞发现细胞:Hook用显微镜发现植物细胞（用显微镜发现植物细胞（1665年）年）Leeuwenhoek用显微镜观察人精子用显微镜观察人精子(1677年年)手持显微镜的手持显微镜的Leeuwenhoek Hooke创制的显微镜创制的显微镜Hooke所见的软木结所见的软木结构被命名为构被命名为“cell”Leeuwnhoek所见的所见的畸形精子畸形精子（17世纪）世纪）细胞学细胞学(cytology):对细胞进行形态观察和化学成分分析对细胞进行形态观察和化学成分分析(直至直至20世纪中叶世纪中叶)细胞生物学细胞生物学(cellbiology):从细胞、细胞器和分子水平研究从细胞、细胞器和分子水平研究细胞结构、功能和活动以及生命现象细胞结构、功能和活动以及生命现象及其规律及其规律(分子细胞生物学分子细胞生物学molecularcellbiology)细细胞胞和和亚亚细细胞胞结结构构电子显微镜：电子显微镜：使我们看到使我们看到细胞器细胞器分子生物学：分子生物学：把我们对细胞的认识引入把我们对细胞的认识引入新境界新境界Watson和和Crick与他与他们揭示的们揭示的DNA双螺旋双螺旋结构模型结构模型（1953年）年）Flanklin从从DNA的的X衍射图像衍射图像得出平行螺旋结构的最早证据得出平行螺旋结构的最早证据小肠绒毛:从从细细胞胞到到分分子子对对机机体体组组织织的的再再认认识识细胞生物学细胞生物学cell biology现代生命科学的基础学科现代生命科学的基础学科现代医学的基础学科现代医学的基础学科细胞生物学领域中近年的诺贝尔奖YearRecipient PriceArea of Research2003Peter.AgreRoderickMackinnonChemistryChannelsincellmembranewaterchannelsandionchannels2002SydneyBrennerHrobert.horvitzJohnESulstonM&PGeneticregulationoforgan development andprogrammedcelldeath2001LelandhhartwellR.Timothy.HuntSirPaulM.NurseM&PKeyregulatorsofthecellcycle2000ArvidCarlssonPaulGreengardEricKandelM&PSynaptictransmissionandsignaltransduction19991998GnterBlobelRobertFurchgottLouisIgnarroFeridMuradM&PM&PProteintraffickingNOasintercellularmessager2005年上海科学家发表于Cell的2篇论文Cell,Vol.122,619631,August 26,2005,Copyright 2005 by Elsevier Inc.DOI 10.1016/j.cell.2005.06.010Interaction with Vesicle Luminal ProtachykininRegulates Surface Expression of-OpioidReceptors and Opioid AnalgesiaJi-Song Guan,1,3,7 Zhen-Zhong Xu,1,3,7 Hua Gao,2Shao-Qiu He,1 Guo-Qiang Ma,2 Tao Sun,1Li-Hua Wang,1 Zhen-Ning Zhang,2 Isabelle Lena,6Ian Kitchen,6 Robert Elde,5 Andreas Zimmer,4Cheng He,1 Gang Pei,2 Lan Bao,2 and Xu Zhang1,*医学细胞生物学医学细胞生物学medical cell biology与医学密切相关的细胞生物学与医学密切相关的细胞生物学以人体为主要研究对象，关注与生理以人体为主要研究对象，关注与生理和病理现象相关的细胞结构、功能和和病理现象相关的细胞结构、功能和细胞活动细胞活动第三节第三节 细胞生物学与现代医学细胞生物学与现代医学一、一、细胞生物学与现代医学在发展历史上有细胞生物学与现代医学在发展历史上有 着密切的关联着密切的关联二、二、从细胞的变化中寻找病从细胞的变化中寻找病因因三、三、细胞生物学技术广泛应用于医学研究和细胞生物学技术广泛应用于医学研究和 医疗实践医疗实践从细胞的变化中寻从细胞的变化中寻找病因找病因:例：糖尿病 镰刀型红细胞性贫血 遗传性高胆固醇血症 肿瘤 分子分子细胞细胞大体大体一个氨基酸差别一个氨基酸差别形态显著异常形态显著异常盘状盘状-镰刀状镰刀状贫血贫血遗传性疾病的分子和细胞改变遗传性疾病的分子和细胞改变back肿瘤肿瘤肿瘤的本质：肿瘤的本质：生长失控的细胞群肿瘤的特征：肿瘤的特征：细胞增殖过度、分化不全、衰老及凋亡减少图23-3良性腺瘤与恶性腺癌的比较良性腺瘤与恶性腺癌的比较今年岁的申传国，年前右手被卷进轴承里，中指被切掉三分之二，一周后他开始感觉到被切掉的中指一直作痛。年来，老人历经次多手术试图止住疼痛，中指没了，掌骨没了，右前臂上的神经也被截掉了，但疼痛仍在继续他甚至还用冬眠疗法试图忘记疼痛。本月日下午，孙伯民和占世坤两位医生在放射科的大力协助下，用功能磁共振精确定出患者已不存在的右手中指在大脑皮层的投射位置，把功能磁共振的数据导入神经导航系统。固定电极并植入了疼痛控制器。术后第二天，按计划开启疼痛控制器后，病人觉得一股暖流从右肩顺着右臂传到手掌及手指，以前剧烈的中指痛逐渐缓解。国外用此方法治疗幻肢痛已成功了多例，而在国内还属首次。孙伯民孙伯民:幻肢痛是截肢后仍然感觉失去的肢体产生疼痛感，幻肢痛是截肢后仍然感觉失去的肢体产生疼痛感，60-70%的患者的患者截肢术后会产生幻肢痛，多数在截肢术后会产生幻肢痛，多数在2年左右消失，但仍有年左右消失，但仍有10%患者终生有难以患者终生有难以忍受的疼痛感觉。幻肢痛的病因和病理生理既与外周又与中枢机制有关，同忍受的疼痛感觉。幻肢痛的病因和病理生理既与外周又与中枢机制有关，同时还与精神心理因素有关。术后患者予一定强度的刺激，刺激后，患者右上时还与精神心理因素有关。术后患者予一定强度的刺激，刺激后，患者右上肢体温恢复正常，感觉过敏现象消失，并且右上肢颜色恢复正常，缺失的右肢体温恢复正常，感觉过敏现象消失，并且右上肢颜色恢复正常，缺失的右手中指绞痛和刺痛感减轻。手中指绞痛和刺痛感减轻。瑞金医院应用新技术治疗瑞金医院应用新技术治疗“幻肢痛幻肢痛”Michael S.BrownJoseph L.Goldstein University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas Dallas,TX,USA“for their discoveries concerning the regulation of cholesterol metabolism“The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1985受体介导的胞吞受体介导的胞吞（LDLLDL）有被小泡有被小泡细胞怎样专一摄取细胞外大分子呢？正常人正常人遗传性遗传性高胆固醇血症高胆固醇血症细胞生物学技术广泛应用于医学研究和细胞生物学技术广泛应用于医学研究和医疗实践医疗实践(诊断和治疗诊断和治疗):):例：细胞治疗 治疗性克隆细胞生物学细胞生物学与医学的关系与医学的关系操作细胞治疗疾病左左:正常人脑产生多巴胺的细胞正常人脑产生多巴胺的细胞数目较多数目较多右右:巴金森氏症患者产生多巴胺巴金森氏症患者产生多巴胺的细胞数目减少的细胞数目减少,胎儿的该胎儿的该种细胞被移植后在患者脑内种细胞被移植后在患者脑内长期存活长期存活组织工程学组织工程制备的膀胱和耳朵组织工程制备的膀胱和耳朵为什么要学习为什么要学习医学细胞生物学医学细胞生物学？第一章第一章细胞生物学与医学细胞生物学与医学认识认识细胞，寻细胞，寻找疾病的原因找疾病的原因操作细胞，治疗疾病操作细胞，治疗疾病