发育生物学的研究进展
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发育生物学的研究进展范文第1篇
一、《植物生物学》教材简介
2011年编辑出版的第三版《植物生物学》，在保持了2004年编辑出版的第二版《植物生物学》的知识体系和特点的基础上，本着加强基础、提高质量、跟进植物科学发展新进程、培养学生学习思维能力和创新精神的原则进行了修订，本版教材有如下四个特点：
（1）教材设置十七章节。本版教材内容包括绪论和17章正文，主要知识板块为植物的细胞、组织、器官的结构和发育；植物的水分生理、矿质营养和光合作用，植物生长发育的调控；植物界的多样性，主要植物类群及其系统发育与进化。同时，还简要介绍了植物与环境和植物资源保护利用的基本知识，以及真菌界的系统地位和主要代表特征，内容设置科学合理，适合中职涉农专业学生生物学学习的需要。
（2）知识更新遍及各章。本版教材在内容上的修订力度较大，吸收了近年植物科学领域的有关新成果，加强和充实了植物生理方面的内容，其知识更新遍及各章。其中，对于有些不同的观点进行了客观介绍而不急于下结论，以供读者分析思考和探索。
（3）知识“窗口”特色突出。设置知识“窗口”是本教材的突出特色，本版的知识“窗口”共有28个，大多由相关专家撰写，这些“窗口”从多个方面反映了植物科学的新进展，知识处于学科前沿，有助于师生了解植物科学的一些研究近况。
（4）教材配套数字课程。本版教材配套建设了数字课程，这些数字课程包括各类群代表植物的彩色照片、部分植物生长发育的录像片段，植物拉丁文及其发音，以及与植物生物学有关的国内外主要学术期刊网站等。
二、对《植物生物学》（第三版）课程教学改革的思考
通过对教材《植物生物学》（第三版）特点的分析，我认为，作为中职涉农专业生物学课程，其教学改革应从以下几个方面做起。
（一）提高学生对《植物生物学》（第三版）价值的认识
生物科学是影响21世纪人类生产的一大重要学科，世界各国已充分认识到生物技术在高科技领域中的特殊地位，并予以高度重视。我国也已把生物技术列入“863”高科技计划，作为重点研究和优先发展的课题。2011年修订的《植物生物学》（第三版）包括绪论和十七章节，其知识反映了当今植物科学的新进展，知识处于学科的前沿，具有重要的科学价值。教师在对中职涉农专业学生授课时，应先介绍本门课程的发展史、研究对象、知识体系以及在生产中的应用情况，让学生明白《植物生物学》（第三版）乃是目前培养实用型和创新型农业生物技术人才的最适用教材，以增强中职涉农专业学生学习《植物生物学》（第三版）的目的性和积极性。
（二）让《植物生物学》（第三版）教学活起来
课堂教学是生物教学的主战场，课堂教学活起来是生物教学活起来的重要手段，教师应根据教学内容和学生生源情况的不同采用多样化的教学手段，使课堂教学活起来进而使生物教学活起来。例如，在《植物生物学》（第三版）课堂教学中，对于生物微观结构和生理发展过程等教学内容，教师可灵活运用幻灯、动画、多媒体、网络等多样化教学手段，为学生提供直观的感性认识，让学生体验和感受生物发生的现象和过程，从中受到启发和感染，从而激发学生的学习兴趣和内部动机。同时，视听结合教学能使学生对《植物生物学》（第三版）遍及各章的新知识进行轻松愉快的学习，使学生在掌握生物科学最新知识的过程中提高教学质量、增进教学效率。所以，教师应灵活运用多种教学手段，让《植物生物学》（第三版）的课堂教学活起来。
（三）改革《植物生物学》（第三版）教学模式
在《植物生物学》（第三版）的教学中，需要教师的变通，让教学遵循灵活性原则，即根据教学大纲的要求和教材内容的实际情况设计出独特的教学方法，以适应中职涉农专业学生现有的知识结构和知识水平。目前比较常见的教学模式是：复习提问――导入新课――新授课――总结――复习本课内容――处理习题――下课，这种单纯的知识教学是当前广为盛行的所谓“规范”的教学模式。从本人多年的教学体会来看，这种完全采用讲授法的教学模式无法吸引现在的中职涉农专业学生，达不到教学的目的，也起不到真实的教学效果。本人提倡采用讲授、阅读、学术讨论、小组学习、现场调查的教学模式，这种教学模式是多种教学模式的融合，它将传统教学与启发式教学相结合，增加讨论课，以达到传授知识、培养能力、激发兴趣、提高素质的目的。例如，通过引导学生对教材28个知识“窗口”的阅读以及对教材配套的数字课程的学习，或由教师指导适当开展一些学术讨论，充分发挥学生学习的主动性，可使学生了解植物生物学相关领域的研究进展或热点，十分有助于活跃学生的学术思想，并可引导和激发学生探求植物科学未知领域的欲望。
（四）拓展《植物生物学》（第三版）教学视角
对《植物生物学》（第三版）的教学，教师在传授生物学知识的同时，还应尽量拓展教学视角，以培养中职涉农专业学生多方面的素质。
1.哲学视角。尽量拓展哲学视角，让学生树立辩证唯物主义世界观，向学生开展生物科学方法论和价值观教育，让学生树立生物学是一门实验科学，实验性是其突出特点的观念，以培养和提高学生的哲学素质。
2.美学视角。从不同的方面让学生感受美，如生物的自然美，生物学知识的科学美，教学语言和课堂结构的节奏美，教学器具的结构美，生物学家的心灵美等。正确引导学生追求美，促进学生身心的健康发展，做到以美引真，以美促善。
3.心理学视角。研究学生的心理发展规律，遵循和运用其规律指导教与学，可使教师更有效地教，学生更有效地学，从而提高生物教学的科学性和效率性。
4.伦理学视角。让学生接触一些重大的社会问题，像人口、健康、粮食、环境、能源和资源问题，使学生意识到现代科学技术发展的同时也带来了一些严重的社会问题，从而增强学生的社会责任感、伦理道德观和对人类的爱心，最终实现把“自然人”转化为“社会人”。
发育生物学的研究进展范文第2篇
近年来人们对干细胞的认识逐渐增加，当知道干细胞具有独特的分化潜能，能治愈组织难以自愈的创伤，能治疗临床上难以治愈的疾病，甚至可以使人返老还童，让青春永驻时，人们便开始企盼着干细胞时代的到来。本文就干细胞近年来在其生物学特性及应用方面进展做一综述。
【关键词】 干细胞 生物特性 应用
近年来人们对干细胞的认识逐渐增加，当知道干细胞具有独特的分化潜能，能治愈组织难以自愈的创伤，能治疗临床上难以治愈的疾病，甚至可以使人返老还童，让青春永驻时，人们便开始企盼着于细胞时代的到来。本文就干细胞近年来在其生物学特性及应用方面进展做一综述。
1 干细胞的概念
干细胞是一种具有自我复制功能和多分化潜能的早期未分化细胞，医学界称之为“万用细胞”。 按照干细胞的分化潜能，分化层次及其所具有的功能，大致可分为三种类型：胚胎干细胞、组织干细胞和专能干细胞。胚胎干细胞又称全能干细胞，是从哺乳动物包括人的早期胚胎分离培养出来的。其分化潜能大、增殖能力强，既是胚胎发育的基础，又是机体各种细胞最早的祖先，由它可形成完整的生物个体，如早期的卵裂球细胞、胚泡中的内细胞群中的细胞、早期生殖嵴的胚芽细胞等。 从某种意义上说受精卵也可视为特殊的全能干细胞。胚胎干细胞在进一步的分化中，可形成各种组织干细胞，又称多能干细胞，它具有分化出多种细胞组织的潜能，但不能发育成完整的个体，如多能造血干细胞、神经干细胞、表皮干细胞等均属于此类。这些多能干细胞在一定条件下可分化成定向发育的、多系列的专能干细胞。专能干细胞只能分化成某一类型的细胞．专能干细胞的分裂是不对称性的，即在其所形成的2个子代细胞中，1个仍保留原来干细胞的全部特征，以维持机体内干细胞在数量上和质量上的稳定；而另一子细胞却开始分化，发育，最终形成新的具有特定形态和功能的体细胞，以对正常相应组织细胞加以补充，维持细胞器官生长与衰亡之间的动态平衡。由于全能干细胞分化发育成体细胞的过程，是一个连续的过程，也是细胞数量上由少到多，功能上由幼稚到成熟的增殖、放大的过程。
2 干细胞的生物学特性
干细胞具有多种生物学特性，最主要的是具有自我更新和多向分化潜能及无限增殖能力。干细胞本身不是处于分化途径的终端，它可连续分裂几代，也可在较长时间保持静止状态；干细胞通过两种方式生长，一种是分裂形成两个相同的干细胞，另一种是非对称分裂，一个子细胞最终分化为功能细胞，另一个分裂成为干细胞保留下来；干细胞表现出很强的可塑性，其调控机制目前尚未清楚。
2.1 胚胎干细胞(ESC)的生物学特性 ESC细胞具有早期胚胎细胞相似的结构特征，有较高的核质比和正常的整倍体核型。胚胎细胞在发育的不同阶段，其细胞表面出现不同的抗原。未分化的人ESC细胞表面SSEA3、SSEA4、TI160、TRA181等呈阳性。而未分化的小鼠ES细胞表面仅SSEA1抗原阳性Ⅱ［1］未分化的ESC细胞表达高水平的端粒酶活性和转录因子Oct4，碱性磷酸酶染色呈阳性。胚胎干细胞的表面抗原是指在胚胎干细胞未分化状态下高度表达，一旦分化，基因迅速降调甚至关闭。这些标记物加上干细胞时期细胞内碱性磷酸酶、端粒酶的特异性高表达，可成为鉴定胚胎干细胞的依据［2］。
2.2 成体干细胞的生物学特性 成体干细胞(ASC)是一类具有自我更新，高度增殖和多分化潜能的细胞群，有横向分化能力。目前国内外学者研究热点是其横向分化能力。其机制还不清楚，目前被大家接受的观点主要有以下几种：（1）异质干细胞的存在；（2）原始多能干细胞的持续存在。美国的学者Jiang Y等［3］提出成体骨髓中确实存在一类被称为多潜能的成体干细胞(MAPC)，MAPC表达Oct4、Rex1，虽然较ES细胞表达低，但一般的成体干细胞不表达；（3）细胞融合，移植的1细胞与不同谱系的宿主细胞自发融合，导致遗传信息的转移，形成的杂合细胞遗传了两个亲代细胞的特征，如TeradaN等［4］研究证实骨髓基质细胞通过细胞融合表现出其他细胞的表型。ASC的鉴定识别主要通过三种途径［5］：分离培养和形态学观察；免疫表型鉴定；分化功能检测。分离培养和形态学观察是最直接简单的鉴别方法：如利用问充质干细胞(MSC)在培养瓶中可贴壁生长的特点，弃去未贴壁细胞，得到MSC集落，用显微镜观察细胞形态来辨别细胞。免疫表型鉴定是目前研究最多的，虽然其特异性比较高，但所需的实验条件较高，表面抗原试剂价格昂贵，且由于大多数成体细胞没有独特的免疫标记物，只能通过排除其他细胞来确定是否为目的细胞来识别鉴定：只有造血干细胞具有特异性的表面抗原CD34，而MSC就没有特异性表面抗原，它不表达CD34、CD14、CD45，只表达SH2、SH3、CD29、CD106、CD166。分化功能检测法主要是通过观察ASC诱导分化是否能生成预期的细胞类型来反证是否该种类型的干细胞：如MSC可诱导生成成骨细胞及软骨细胞，只要通过染色等方法证实诱导生成的细胞是成骨细胞或软骨细胞即可证明是MSC细胞，此法在目前的研究中用到比较多。
3 干细胞的应用
3.1 移植治疗 移植治疗目前已经成为治疗疾病的一个重要手段，如器官移植、细胞移植等。干细胞移植是一个尤其重要而意义重大的手段。从20世纪80年代起，造血干细胞移植已经成为治疗癌症、造血系统疾病、自身免疫系统疾病的重要手段。之后，外周血干细胞移植并辅以化疗及细胞因子CG-CSF、GM-CSF等，可使更多的干细胞进入外周血。1989首例脐血治疗Fanconi贫血成功后，许多国家纷纷建立了规模不等的脐血血库。因脐血富含造血干／祖细胞、其免疫细胞的抗原性较弱、C，IL祖细胞较少、移植相关GVHD的发生相对骨髓的外周血少而轻，采集容易、对供者无任何伤害。故被认为是极具潜力的新造血干细胞的来源［6，7］。神经干细胞的研究为神经系统疾病的治疗提供了广阔的应用前景。啮齿类中枢神经细胞系包括中枢神经干细胞已被用于许多鼠的疾病模型，如鼠遗传性神经退化症，包括脱髓鞘症、脑神经节苷脂沉积症和其它神经退化紊乱(包括多巴胺能神经．如肾上腺髓质．胚胎腹侧中脑和畸胎瘤组织的移植)治疗研究中［8］。神经干细胞的临床价值已在治疗帕金森病中得到证明。
3.2 克隆动物及转基因动物的生产 自绵羊“多莉”问世至今，体细胞克隆动物多有成功的报道。但体细胞克隆动物有着无法克服的弊端，即成功率低和容易早衰，“多莉”羊在它存活的第5个年头也终难逃一劫。而Wakayama等用长期传代(30代以上)的小鼠Es细胞克隆出31只小鼠，14只存活，可见存活率大大提高。因此KS细胞克隆动物具有光明前景。转基因动物是利用受精卵或ES细胞作为载体，通过注射目的基因，从而生产带有目的基因的动物。转基因ES细胞系将为大量同系转基因动物的生产奠定基础。应用干细胞进行动物克隆，可以有效地提高稀有动物的繁殖和高效畜产品的生产，以及高效生物活性物质的生产［9，10］。
3.3 转基因干细胞基因治疗 现有的基因治疗有2类：（1）转基因细胞治疗。（2） 核酸治疗。前者常用的基因转移靶细胞多为淋巴细胞、成纤维细胞等。其缺陷为细胞存活时间有限，在治疗过程中需要反复输注，治疗繁琐。转基因干细胞技术解决了转基因细胞存活问题，成为转基因细胞治疗重要的方向。近年来，人类基因组测序为认识生命现象以及疾病发生的物质基础提供和建立了完整的信息库，DNA芯片技术就是在此信息库基础上对疾病诊断的方法学革命。与此同时，“分子治疗”技术也倍受关注。但是，由于蛋白质分子量巨大难以进入细胞，只能作用于细胞表面分子而发生作用，而且基因治疗有依赖病毒序列作为基因载体的弊病，因此限制了“分子治疗”的应用。(11)如何克服这些弊病，改进技术，是分子治疗领域的主要课题之一。干细胞生物工程正是改造“分子治疗”的。(1)干细胞具有自我扩增和分化功能，因此导入的“外源基因”可以有效地得以扩散；(2)干细胞可以在体外进行操作，对基因的改造和修饰可以在体外完成并经筛选后再导人体内，避免由于基因插入而导致的细胞失常；(3)干细胞是人体细胞，作为载体其毒性最小，而且作为生命的最小单元，是导入组织的最佳形式。
3.4 ES细胞为发育生物学研究的理想体外模型 KS细胞具有全能性和无限增殖能力，并能在体外培养。因此，可以作为微环境改变对细胞分化影响的理想研究材料。随着现代生物技术的发展，研究不同生长调节因子在ES细胞分化中的作用，已成为可能。尤其是基因芯片技术的完善，通过mRNA差异显示，为ES细胞分化和不同分化阶段细胞的基因转录和表达的研究奠定基础，成为揭示发育和分化的分子机制的重要手段。
4 存在的问题
干细胞研究虽然有很大的进展，但仍需解决许多难题：（1）干细胞的分离、纯化、增殖、鉴定的问题。这是所有问题的起点，如果没有扎实可靠的分离培养技术，也就没法进行后续实验研究。没有有效的增殖技术，就达不到细胞移植等治疗所需要的细胞数量。干细胞的纯化及鉴定目前虽然研究很多，但由于许多干细胞没有独特的表面抗原，所以其鉴定问题将是一大难题，需要各国科学家们进一步研究。（2）干细胞诱导分化的问题：每种组织细胞产生的诱导条件不同，这就需要研究者们后续摸索前进。（3）移植后免疫排斥反应：干细胞治疗虽然有广阔的应用前景，但利用ES细胞移植或异体干细胞移植治疗疾病过程中免疫相容性问题必须解决。一种解决ES细胞移植排斥反应，方法是从病人自身细胞的核移植分离hES细胞，这个概念称为“治疗性克隆”(12)；还可以通过暂时服用免疫抑制剂，然后逐渐停止服药；也可使用微胶囊法来阻止移植物与受体免疫系统间的相互作用等方法。（4）干细胞治疗中生物安全问题：干细胞在移植到体内后是否会分化成其他意料外的组织或引发其他疾病，这些都需要进一步的实验证实。其他的如伦理学和社会问题等等，需要学术界与政府机构共同协作，为干细胞的研究更上一层楼而努力。
5 展望
基因组、后基因组计划和干细胞研究是20世纪与21世纪交替之际中生命科学中的两股强大的潮流，基因研究正在全力构筑起生命科学的基石，干细胞的基础研究及开发应用则将打开疾病治疗的突破口，它将成为21世纪生物产业的核心内容之一。美国《科学》杂志1999年和《时代》周刊和2000年相继将干细胞生物工程学评为世界十大科技成果之首，这项研究具有重要意义和诱人的应用前景，各国科学家都在关注和进行这一领域的研究，并吸引各种资本投入巨资投入这一领域，几乎所有的发达国家均成立了干细胞公司，开展干细胞生物学研究及提供干细胞应用服务。国内天津、北京、上海、广州等高校及科研单位也相继成立干细胞研究中心及干细胞技术公司。据最新报道，中国医学科学院天津血液研究所于2001年I1月4日通过了亚洲脐带血干细胞库的验收，该库从2001年4月18日接受第一例储存脐带血干至今，已收到近3 000例脐血。南京市第一医院也将于近期用造血干细胞移植治疗严重的冠心病，使疤痕累累的心脏生长出新的心肌细胞。从目前发展的趋势看，干细胞的研究在不久的将来(3～5年)将会取得惊人的突破。如利用于细胞(特别是胚胎干细胞)培养产生人体各种组织器官，产生克隆器官，供人体移植使用，修补及替换损伤的组织器官，治疗各种疾病。但是在干细胞的研究中也存在着诸多困难有待于解决，目前急需解决的是各类干细胞分离纯化、鉴定、繁殖，它们之间定向分化的关系，临床实验应用中存在的问题等。应建立一系列可靠的技术方法，完善于细胞的建系。而且国际和国内应制定相应的法律法规，保证干细胞研究的合法化、规范化。
参考文献
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发育生物学的研究进展范文第3篇
科技论文；生物科学素养；文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差，将生物科技论文中的新观点、新作法，以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生，可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用，引导学生主动学习，提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术，开展科学研究，获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出：“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展，科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中，有效地运用科技论文，能激发学生的探究欲望，促进学生对生物学的认识，提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文，注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时，介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3，该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育，促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题，检索有关科技论文，让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如，在学习“生态环境的保护”时，根据不断加剧的“雾霾”天气，引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》，帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验，加深了对“雾霾”天气的了解，提高保护环境的意识，有利于学生掌握生物科学知识，运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论，不仅具有科学的、最新的实验技术和方法，还有翔实的实验数据，让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系，体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文，要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读，培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词，并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系，通过新情境的构建，培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力，为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性，专业性比较强，学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程，引导学生理解新的实验方法和实验设计，尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法，设计相关类似的实验，提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志，比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站，采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”，使用关键词搜索，在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文，比如早期原创性研究论文，进行对比阅读，培养学生学会求知、学会学习，掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解，从不同的角度阐释生命的本质，有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中，以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文，通过学习，拓宽视野，加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果，在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理，剔除冗余信息，并将图表与文字相结合，培养学生科学思维和习惯，提高图文转换和图表处理能力，加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
发育生物学的研究进展范文第4篇
【关键词】 立体发散思维； 胃癌腹膜转移； 教学
胃癌在世界范围内是最常见的恶性肿瘤之一，发病率位于第4位，死亡率居第2位。在中国，胃癌发病占据全世界胃癌的47%；其中胃癌腹膜转移是最常见的临床表现，更是患者主要的致死原因[1]。然而，胃癌腹膜转移的机制仍不清楚，缺乏合理有效的诊治手段。涉及到多角度、多方位、多层次的不同细胞、组织、器官及因子的相互作用，因此单一思维往往不能较全面和深刻的剖析其机制。笔者作为临床肿瘤学负责老师，初步探讨使用立体发散性思维在胃癌腹膜转移机制教学中的应用。
1 立体思维的定义
立体思维（dimensional thinking），也称整体思维或空间思维，需从多角度、多方位、多层次、多学科、多手段地考察、研究，力图真实反映整体以及和其周围事物构成的立体画面的思维形式。立体思维呈现多向性、立体性思维状态[2]。
2 立体思维在胃癌腹膜转移机制教学中的应用
2.1 胃癌腹膜转移发生的可能过程 胃癌腹膜转移是一个复杂过程，包括3个连续的步骤：胃癌浸透胃壁浆膜层，游离癌细胞自浆膜面脱落入腹腔；游离癌细胞黏附于腹膜；癌细胞侵袭腹膜，形成新生毛细血管，沿血管周围增殖[3]。但腹膜转移机制不甚清楚，与其他恶性肿瘤比较，为何胃癌细胞容易转移至腹膜？与血运丰富的肺、肝脏及骨骼相比，为何腹膜是胃最常见的转移部位？哪些胃癌或具有何种特征的胃癌细胞容易转移至腹膜？胃癌腹膜转移机制是否与同样易出现腹膜转移的卵巢癌或胰腺癌机制相同？可能涉及到多方位、多层面认识，包括作为种子的胃癌细胞、作为土壤的腹膜、胃癌细胞与腹膜间相互作用、胃及腹膜的解剖结构以及其组成细胞的作用、细胞因子及其肿瘤微环境作用、肿瘤大环境如机体免疫功能包括造血细胞在内的骨髓源性细胞的作用等。
2.2 立体思维在胃癌腹膜转移机制教学中的应用 单一的点、线、面思维模式具有显著的局限性。因此，需用多向性、立体性思维对胃癌腹膜转移机制进行剖析，使人的智能最充分地发挥出来，并逐步上升为创造性思维能力。
2.2.1 点、线、面思维模式的应用及局限性 点思维又叫零维思维，指思维固着于某个观点或某个对象上面，具有凝固、僵化的缺点，如只观察到胃癌腹膜转移现象表面的点思维。这时，仅仅确定了思考的某个中心，而没有将它展开或延伸，见图1。
线性思维，也称一维思维，表现为单纯纵向的思维方式。胃癌腹膜转移被认为是部分侵袭性强的胃癌细胞，通过浸润侵出浆膜面，并脱落种植在腹膜表面形成转移灶，见图2。
平面思维又称二维思维，是由纵横两维进行扩张而形成的思维。在胃癌腹膜转移机制的研究中，除认识到胃癌细胞自身的侵袭性恶性生物学行为，肿瘤微环境如细胞因子对胃癌细胞的趋化作用及促胃癌细胞增殖等，见图3。
2.2.2 立体思维的应用 三维即立体思维，就是当人们把胃癌腹膜转移扩大至作为人的整个机体中及其环境的相互作用时，便称之为立体思维[4]，见图4。X、Y、Z均可以看成思维的实轴，从横向思维、纵向思维、贯穿垂直性思维等；同时加上机体通过释放多种因子改变内环境，形成促胃癌细胞腹膜转移的转移壁龛，即在三维上形成四维思维，构建胃癌腹膜转移的多维机制。
横向思维考虑胃癌细胞本身的侵袭性生物学行为及其相关因子，包括胃癌细胞对细胞外基质（ECM）的降解能力[5]，如胃癌细胞分泌多种蛋白水解酶金属基质蛋白酶（MMP），降解细胞外基质和基底膜；胃癌细胞还分泌尿激酶型纤维蛋白溶解酶原激活因子（uPA），且与降解细胞外基质（ECM）的能力呈正相关。其次胃癌细胞的侵袭性生物学行为还包括种子黏附性，作为介导细胞间及细胞与细胞外基质选择性黏附的结构，黏附分子是细胞膜上的糖蛋白，其表达异常与瘤细胞的脱落和黏附于腹膜密切相关。胃癌细胞本身的活性也是其腹膜转移的重要因素之一，癌细胞脱落入腹腔必须具有活性，才有可能引起术后腹膜种植转移。
纵向思维则考虑腹膜间皮及基质细胞与胃癌细胞的相互作用。胃癌细胞可通过释放多种因子如肿瘤生长因子-β（TGF-β）、肝细胞生长因子（HGF）、MMP等导致腹膜增厚、纤维化及凋亡，从而导致腹膜间皮细胞损伤，为胃癌细胞种植创造条件[6]。受损伤后的间皮细胞反作用于胃癌细胞促其迁移及侵袭，同时腹膜为腹腔游离癌细胞（FCC）提供种植及土壤的微环境以及肿瘤血管生长、土壤气候环境-免疫状态等[7]。另外，腹腔特殊结构如乳斑是腹膜上的一种特殊淋巴样组织，由巨噬细胞聚集为主伴随少量淋巴细胞，肥大细胞围绕着血管构成的外观，呈乳白色的斑块；亦是包括胃癌在内的腹腔内肿瘤种植性转移的特异性选择点，与其丰富的血管密度及腹腔巨噬细胞功能的改变有关，其机制可能与胃癌细胞、腹膜间皮及巨噬细胞内分泌或旁分泌TGF-β导致巨噬细胞功能改变相关[8]。
贯穿性垂直思维包括胃及腹膜的解剖特点。胃位于上腹部，周围毗邻许多脏器包括肝脏、膈肌、左侧肋弓、胰腺、左肾及左肾上腺、膈肌和脾脏等，其前面及后方均覆盖大量的腹膜，而腹膜自上腹部开始向下，一直延续至盆腔腹膜。同时腹膜由间皮细胞单层广泛覆盖于浆膜面和器官表面，具有多种特性以及特有解剖结构如乳斑均有助于肿瘤黏附和侵袭等。
四维思维认为，肿瘤细胞能够逃避机体免疫系统杀伤而得以生存是侵袭转移的关键之一。机体及腹腔液中的T细胞功能逐步受到抑制，CD8+T细胞的含量增加及CD4+/CD8+T细胞比值下降。胃癌病灶常合并癌性溃疡，可导致机体血小板活化，释放如LPA等溶血磷脂酸，及幽门螺旋杆菌（H.P）促细胞侵袭转移等；同时，胃癌相关基质细胞，及其诱发的骨髓源性间充质干细胞及造血前体细胞迁移至原发灶或胃癌细胞适宜的转移灶如腹膜，并通过旁分泌或内分泌细胞因子形成胃癌细胞腹膜转移壁龛[9]。
3 发散性思维及其在胃癌腹膜转移机制认识中的应用
3.1 发散性思维 发散性思维（Divergent Thinking），又称辐射思维、放射思维，是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式[10]。它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状。不少心理学家认为，发散思维是创造性思维的最主要特点，是测定创造力的主要标志之一。
3.2 发散性思维的应用 近年，越来越多的研究表明，腹膜损伤是胃癌腹膜转移的重要因素和先决条件。早在癌细胞黏附于腹膜之前，腹膜就已经发生了纤维化改变，腹膜纤维化为胃癌腹膜转移提供了必需的土壤，然而其分子机制不清楚。大量实验对腹膜透析所致的腹膜损伤及腹膜纤维化进行了深入研究，取得了突破性成果[11]。TGF-β1是诱导腹膜间皮细胞损伤，发生上皮间质转化的最重要因子，在腹膜损伤及腹膜纤维化中起关键作用，其次，包括细胞凋亡、细胞周期蛋白、炎症因子及细胞因子异常，血管紧张素转换酶系统及小分子RNA等。而TGF-β1可由胃癌细胞及腹膜巨噬细胞分泌，通过发散性思维，提示TGF-β1可能是胃癌细胞作用损伤腹膜的重要因子，最近的研究也恰恰证明了这一点[12]。与其他恶性肿瘤相比，容易出现腹膜转移的恶性肿瘤还包括卵巢癌及胰腺癌等，而后两者腹膜转移机制的研究较胃癌更为深入。有研究提示，LPA、S1P、PLD活性等可显著促进卵巢癌和胰腺癌的腹膜转移，提示其可能在胃癌高腹膜转移中的作用，近期部分实验已证明了LPA能显著促进胃癌细胞的侵袭力[13]。
同时，胃癌患者多合并和/或既往患有溃疡病史及局部血小板活化等，伴有局部炎性反应，释放众多的炎症因子，包括IL-6、IL-8、LPA、PAF及TNF-α等。因大量研究已证实，上述炎症因子与恶性肿瘤的侵袭转移密切相关，可能是导致胃癌腹膜转移的机制之一[14]。
近来实验研究表明，早期胚胎发育和肿瘤发生之间存在惊人的相似性。从发育生物学角度研究胚胎到肿瘤再从肿瘤回到胚胎，肿瘤发生和胚胎发育，两者之间存在着错综复杂的联系和相关性。胚胎微环境也可以控制肿瘤细胞的生存和转变肿瘤细胞的恶性表型。胃和腹膜均来源于内胚层，提示胃癌细胞可诱导腹膜促使胃癌细胞胚胎发育的相关信号通路开放，或腹膜微环境为游离在腹腔的胃癌细胞转变其更侵袭性恶性表型，发散性思维见图5。
4 立体发散性思维在胃癌腹膜转移临床转化研究中的应用价值
目前，胃癌诊治进展甚为缓慢。晚期胃癌患者的生存期平均为8～10个月，合并腹膜转移的胃癌患者预后最差，生存期约为4～6个月，且缺乏有效的治疗手段。单一定向性思维往往固化学生的思考问题方法，严重限制了医学生的创新能力，阻碍了恶性肿瘤的研究进展。
有效治疗方法的发展和临床应用依赖于疾病的准确诊断，真正有用的诊断必须为临床医生提示疾病的潜在性质。随着对人类肿瘤认识的加深，人们逐步认识到传统上划归为一种疾病的人类肿瘤实际上应该被划分为不同疾病亚类。通过上述立体发散性思维，笔者可以发现，胃癌腹膜转移是具有独特特性的亚类。从具有腹膜损伤和侵袭的部分胃癌“种子癌细胞”，到具有趋化种子胃癌细胞的腹膜“土壤”，以及具有显著促进作用的炎症因子、血管生成、巨噬细胞、血小板活化等的“肥料”的作用，在胃和腹膜解剖特点及位置关系的“地利”作用，加上机体环境包括免疫细胞、造血前体细胞、骨髓源性间充质干细胞等“天时”作用，促使形成适合胃癌细胞生存的腹膜转移龛。
通过立体发散性思维在临床肿瘤学教学中的应用，可启发学生深入研究肿瘤发生发展的分子与细胞机制。癌症本质上是一种分子疾病、一种基因疾病、一种信号通路病。目前仅限于单一器官进行的疾病分类具有很大的局限性。发散性思维正是打破这一局限，在分子、细胞及基因水平上，将不同组织、器官及系统疾病，通过推理、演绎、对比，深入认识到疾病的发生发展本质，并加强原理推理和临床数据循证医学的交汇应用，将有助于研发成功的抗癌治疗药物。
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发育生物学的研究进展范文第5篇
摘要从教学内容、教学过程和考核方式等方面介绍了研究生细胞分子生物学课程的教学开展与体会，为适应多研究方向的研究生培养要求、提高教学效果提供参考。
关键词研究生;细胞分子生物学;教学;内容;考核
扬州大学硕士研究生培养方案课程设置将细胞分子生物学作为生物学一级学科的学位课程，包含植物学、动物学、生理学、水生生物学、微生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学、生态学等11个生物学二级学科。扬州大学是江苏省属重点综合性大学，目前设有27个学院，11个生物学二级学科分散在生物科学与技术学院、农学院、兽医学院、医学院，各二级学科的研究方向也较广泛，如何适应这种多学院、多学科和多研究方向的硕士研究生培养要求，提高教学效果，扬州大学不断进行尝试、改革，构建了适合各二级学科培养目标要求的细胞分子生物学教学体系，现将这门课程的教学内容、教学过程和考核方式介绍如下。
1细胞分子生物学的教学内容
细胞分子生物学是随着细胞生物学和分子生物学发展而兴起的一门较新的学科，是一门在分子水平上研究基因对细胞活动调控以及各种细胞结构的形成和功能执行的科学[1]。对生物学专业的研究生来讲，本科阶段都学过细胞生物学和分子生物学这2门课程，因此研究生所开设的细胞分子生物学课程体系应该和本科生的课程体系有所区别。由于传统的细胞分子生物学教材与细胞生物学和分子生物学在内容上有很多雷同，若采用这些教材，很容易使研究生对该门课程失去兴趣。扬州大学将该门课程的教学内容分为4个部分:细胞结构、细胞遗传、细胞代谢与调控、细胞发育，该校没有选择任何固定教材，仅仅指定少数最新出版的教材作为参考书，如韩贻仁主编的分子细胞生物学[2]、Gerald Karp主编的Cell and Molecular Biology:Concepts and Experi-ments等[3]。
2细胞分子生物学的教学过程
扬州大学细胞分子生物学的授课对象差异比较大，学生的来源和专业背景也不同，在教学过程中，笔者尝试使用开放式教师、开放式教学和开放式课堂的教学方法。
2.1开放式教师
以往的研究生课程都是由固定的教师一上到底，由于教师的精力有限，不可能对细胞生物学各个领域的前沿知识都熟悉。为了解决这一问题，扬州大学采用不固定教师上课的制度，跨学科跨学院请资深教师进行授课，确保学生能够了解该领域的基本知识与前沿动态。设置的4个部分教学内容中，每一部分由1~2位专业教师负责主讲，教师可结合自己的专业背景，根据不同教学模块，设置具体的教学内容，不拘泥于任何教科书进行授课。有些教师的研究方向是植物，对植物细胞分子生物学的研究进展和前沿动态比较熟悉，讲授植物细胞分子生物学可以做到深入浅出，而对动物细胞分子生物学的讲授效果会比较差，因此主讲教师可选择来自植物、动物、微生物、病毒等研究方向的老师。对于学生，有些是来源于农学院，其背景知识和兴趣侧重在植物方面，而有些来源于医学院或兽医学院，其背景知识和兴趣侧重在动物方面，这就要求选择具有不同学科背景的教师。开展开放式的教学方式，满足不同学生的要求。
2.2开放式教学
由于细胞生物学是生命科学的前沿学科之一，因此在把握现有教材和参考资料的基础上，教学过程中要结合实际将细胞生物学相关领域的新进展、新知识、新方法介绍给学生，拓宽学生知识的深度、广度，培养其对未来工作的适应能力。
在每一个教学模块中，教师可通过不同的教学方式讲解不同侧重点的专题。如细胞结构部分包括讲了2个专题，一个是细胞内膜系统:结构、功能、蛋白质分选和膜泡运输，另一个是细胞骨架与细胞运动。内膜系统一般是指内质网、高尔基体、细胞核、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)5类细胞器膜的总称，而广义的内膜系统概念也包括线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核等细胞内所有细胞器膜的总称。在本科细胞生物学教学过程中，这些细胞器的形态结构、功能和发生是分别独立介绍。虽然这些细胞器具有各自独立的结构和功能[4]，但它们又是密切相关的，尤其是它们的膜结构是可以相互转换的，转换的机制则是通过蛋白质分选和膜泡运输来实现的。在讲授内膜系统时，可通过蛋白质合成这条线将这些相关内容串联起来讲述。由于核糖体在蛋白质合成上与内膜系统互为一体，因此将核糖体也加入进来，同时向上讲可以提及细胞核中核糖体大小亚基及mRNA的合成，向下还可讲述细胞膜上的蛋白功能，从而用蛋白质合成一条线将细胞的三大结构即细胞膜、细胞质和细胞核联系了起来。同时，也启迪研究生自己去找线索，找出一根主干，将尽可能多的内容串起来。又如细胞骨架对于维持细胞的形态结构及内部结构的有序性以及在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递和细胞分化分裂等一系列方面起重要作用，因此对细胞骨架的研究是近代生命科学中最活跃的研究领域之一，它的快速发展主要得益于大型分析仪器的应用和实验方法技术的改进。在这一部分内容的教学中，可重点向学生讲解细胞骨架的研究方法，包括每种方法的原理、基本过程和结果分析，以最新的国外权威期刊上发表的细胞骨架方面的论文为例，向学生介绍细胞骨架的研究是如何开展的。
2.3开放式课堂
研究生课堂和本科生课堂相比，讲授内容量非常大。笔者一般会在课后将课件提供给学生，使他们在课堂上不用花太多精力记笔记，而是将主要精力集中到听课上，跟着教师的引导考虑问题，这样使其思维保持很高的兴奋度，且感到疲劳。在严格遵守课堂纪律的前提下，在上课时要尽量调动学生的积极性，以开拓学生的思维，培养创造性。课后要让学生自己阅读指定或推荐的原始文献，或者让他们自己到网上查阅自己感兴趣的问题，以此可培养学生阅读文献、查找资料、进行科研的能力。
3细胞分子生物学的考核方式
作为生物学一级学科硕士研究生的学位课程，细胞分子生物学的考核以考试为主，考虑到研究生学习细胞分子生物学课的目的主要是为了提高学生利用学到的细胞生物学知识解决课题研究中的问题，实用性较强，因此笔者选用开卷考试的形式，所出的试题都是综合性的分析题，在考场内学生可以查阅任何参考资料，但参考资料中没有现成的答案，促使学生综合运用所学知识，通过仔细分析才能得出答案。这种考核方式一方面提高了学生独立思考问题和解决问题的能力，另一方面也使教师了解了学生对这门课程的掌握情况，检验教学质量，很大程度上促进了以后教学的开展。
4参考文献
[1] 王石平，金安江.分子细胞生物学研究性教学模式的改革实践与思考[J].华中农业大学学报:社会科学版，2008(2):134-137.
[2] 韩贻仁.分子细胞生物学[M].2版.北京:科学出版社，2001.
发育生物学的研究进展范文第6篇
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神
发育生物学的研究进展范文第7篇
【关键词】 治疗性克隆；细胞核;移植；胚胎干细胞
1治疗性克隆概述
治疗性克隆（therapeutic cloning）是体细胞核移植技术和最新的人胚胎干细胞技术结合的产物，将成为人类医疗历史上革命性的技术. 该技术首先应用患者体细胞，如皮肤细胞、骨髓间充质干细胞，作为核供体，移植入去核的人卵母细胞，获得克隆胚胎；然后从克隆胚胎分离建立胚胎干细胞系；并将这些胚胎干细胞在一定条件下，诱导分化成所需要的各种类型的细胞用于治疗目的［1，2］. 目前已报道，将产生多巴胺的神经元细胞用于治疗帕金森症［3］，将产生胰岛素的胰岛细胞治疗糖尿病患者［4］. 从理论上来说由于使用的是患者自身的细胞生产出来的治疗用细胞，移植这些细胞到患者体内将不会产生免疫排斥反应. 另一方面，每年都有数以百万计的患者需要细胞、组织的修复或者器官移植，由于胚胎干细胞可以无限传代，在数量上可以保证治疗的需要，从而解决可供移植的细胞、组织和器官来源严重不足的瓶颈问题［5］，为人类健康和长寿提供了新的希望.
近年来，利用核移植技术和胚胎干细胞技术相继建立了人核移植胚胎干（nuclear transfer embryonic stem cell，ntES）细胞系和人兔异种间ntES细胞. 这2项阶段性研究成果的取得，标志着治疗性克隆研究的巨大进步. 韩国科学家Hwang等［6］通过核移植技术获得了人人ntES细胞. 他们以健康女性志愿者的体细胞为核供体，以其自身卵母细胞为受体. 在30枚核移植囊胚中，得到20个内细胞团（ICMs），建成1株人 ntES细胞系，可传代培养70 代以上. 上海第二医科大学盛惠珍研究小组［7］在国际上首次构建了人兔核移植重构胚. 分别将5，42，52和60岁4个年龄组的人皮肤成纤维细胞核移入去核兔卵母细胞内，获得ntES细胞，通过原位杂交、免疫组化、核型和同源基因分析等证实 ntES细胞具有人源性，并且保持干细胞的未分化特性，能形成类胚体，在一定诱导条件下可以分化为神经、肌肉等3个胚层的细胞群. 200506，汉城国立大学的研究者［8］以患者的皮肤细胞为供体，以志愿者捐赠的卵母细胞为受体，利用体细胞核移植技术成功建立11株人核移植胚胎干细胞，这些细胞具有多能性，染色体正常，与供核患者的DNA一致、组织相容性抗原一致.
2治疗性克隆的应用前景
ES细胞在生物医学的各个领域均有广阔的应用前景，ntES细胞也有着同样广阔的前景，为临床治疗学、细胞生物学、生物发育学、比较动物学等研究提供研究材料和方法.
2.1临床疾病的治疗ntES细胞与普通的细胞移植治疗相比，具有革命性的进步. 它以患者的体细胞为核供体，通过核移植技术获得的ntES细胞，与患者的遗传物质相同，可以消除受体对供体的免疫排斥反应，为目前多种退形性疾病，如心脏病、脊髓损伤、帕金森病、1型糖尿病等的治疗带来了新的希望. 特别是一些目前还没有找出致病基因的遗传病，如脊髓侧索硬化症，ntES细胞移植是最有希望的治疗方法. 目前已经应用ntES细胞在体内外分化成多种细胞，包括神经细胞和生殖细胞［9，10］. 尤其Barberi等［9］建立了一套方法，能使 ntES细胞向中枢神经系统细胞特定分化，能产生高效率的神经胶质细胞、寡突细胞、神经元细胞，包括多巴胺能神经元、γ氨基丁酸能神经元等，将分化的多巴胺能神经元移植到 Parkinson病模型后，能改善其症状. 细胞治疗的途径有两种：其一，ntES细胞定向分化后移植. 细胞扩增后，体外定向分化，对分化细胞进行纯化，将获得的目的细胞移植到病变部位，替代丧失功能的部分细胞；其二，ntES细胞原位移植. 与定向分化后相比，ntES细胞原位移植有以下缺点：①没有经过纯化，可能将污染的异源饲养层细胞带进移植部位；②ntES细胞没有转入经选择基因，无法控制植入细胞的命运，可能发生癌变；③ntES细胞分化成分复杂，目的细胞分化成分少，可能出现大量非必须细胞的分化.
2.2细胞生物学通过研究ntES细胞的体外分化特性，可以识别某些靶基因，对人类新基因的发现，功能基因的研究，以及基因治疗的研究均有重要意义. 通过探讨ntES细胞体外增殖和分化的机制，了解各种生长和分化因子的作用，为组织再生和修复的研究提供了新的工具；通过诱导ntES细胞癌变，可分析肿瘤细胞发生的分子机制. ntES细胞作为一种得天独厚的研究材料，对于阐明细胞增殖、分化、凋亡、迁徙、恶变等机制有着重要意义. 自发现ES细胞以来，人们已经利用ES细胞建立了多种细胞类型的体外分化系统，体外分化的多种细胞类型都曾被成功的植入胎鼠或成体鼠，在受体鼠体内形成有功能的细胞群.
2.3发育生物学由于哺乳动物在母体内受胚胎发育的个体大小和内环境条件的限制，很难系统地研究其早期的发育进展、细胞分化及调控机制等. 比较动物卵母细胞质对同种或异种细胞核发育的影响，在细胞和分子水平上为研究哺乳动物胚胎早期发育的调控机制提供了良好的材料和方法，也为研究胚胎发育的影响因素提供了便利条件. 建立在ES细胞和基因打靶技术基础上的复杂的转基因系，使人们可以建立有效的分析系统，从而在分子水平上研究不同的生物学问题. 它不仅可以将一些在发育过程中对动物体非必需或可被替代的特定基因进行敲除(gene knockout)，在体内进行功能缺失研究，而且还可以研究基因在不同发育时期中的作用. ntES细胞作为一种体外细胞系，提供了一个研究处理整体细胞群的实验体系. 因此，就有可能人为地产生一些基因突变，如对胚胎致死性基因的研究等，也可利用这些突变的基因来克隆产生转基因小鼠，从而建立基因突变的模型.
3治疗性克隆面临的问题
3.1亟待解决的问题①体细胞克隆效率与ntES细胞建系效率普遍较低：核移植胚发育至囊胚的几率为19%～25％，与牛、猪的核移植囊胚发育率相当分别约为25％和26％；从克隆囊胚获得ntES细胞的效率仅有4%~16％，平均8.2%［11］. ②卵母细胞来源问题：ntES细胞用于人治疗性克隆，卵母细胞的需求量是非常大的，目前尽管已有许多措施来改进核移植技术，但仍没有明显提高. 要得到一个ntES细胞系平均需要12 个囊胚，而所需要的卵母细胞数就更多了，一个ntES细胞系平均需要666个. 如果ntES细胞系用于人类疾病的治疗，这样的代价是非常大的，即使目前报道的最高效率的建系，也是30个卵母细胞，才能得到一个ntES细胞系. 另外一种替代策略就是利用非灵长类异种哺乳动物的卵母细胞，例如兔、山羊等. ③伦理问题：胚胎生物技术涉及使用早期未着床的胚胎，特别是治疗性克隆技术还将无法避免的使用通过体细胞克隆获得的人的早期克隆胚胎. 世界各国尤其是西方国家对此争论很大［12，13］. 迫于社会公众与宗教的压力，大多数西方国家对治疗性克隆技术应用于人类，持反对态度，不允许国家科研经费支持治疗性克隆的研究. ④临床应用问题：如ES细胞系可能在培养过程中出现染色体非整倍性问题，ES细胞定向分化能力及分化细胞的稳定性问题；其次，异种核移植产生的人动物重构胚还存在安全性问题：异种重构胚在发育早期含有2种线粒体，以后供核体的线粒体取代了受体的线粒体，但受体卵浆中所带的异种蛋白，包括细胞器及mRNA，它们的命运如何，是否也像线粒体一样完全被供核体所取代，还有待进一步证明. 再次，在核移植的过程中，可能存在跨种间病毒传染，例如，人兔核移植胚胎干细胞，有可能将某些目前未知的兔疾病传染给人类，就像艾滋病病毒可能是从非洲猩猩而来那样.
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3.2建立我国知识产权的治疗性克隆技术随着干细胞技术和体细胞核移植技术的研究进展，我国学者在治疗性克隆的技术方面也处于世界前列. 当前，在我国研究和发展治疗性克隆技术，建立我国知识产权的治疗性克隆的细胞产品，创建细胞治疗产业，是一个很好的机遇. 我国在治疗性克隆研究领域的优势：①目前，我国在哺乳动物克隆技术的研究方面处于国际先进水平，相继成功克隆出了牛、羊等动物. 1991年，西北农林科技大学生物工程研究所在世界上首次获得山羊胚胎细胞核移植成功，共得到5只羔羊. 1998年，该研究小组用来自成年雌性山羊的皮肤成纤维细胞作供体，采用细胞质内直接注射的方法将供体细胞核直接注入去核卵母细胞内，胚胎激活后移植到受体母羊子宫角，获得了2只体细胞核移植后代，这是世界上首批成年体细胞克隆山羊，并获得了克隆山羊的第4代后裔，目前仍生长健康. ②宽松的人文环境. 中国公众有着不同于西方的伦理观念，对于动物权利和早期胚胎的担心没有西方国家严重，也基本没有因为宗教信仰而反对胚胎生物技术的问题. ③法律和法规的基本保证. 为保证和促进人胚胎干细胞研究的健康发展，国家科技部和卫生部联合下发了《人胚胎干细胞研究的伦理指导原则》，使治疗性克隆的研究合法化. 但我国明令禁止克隆人和买卖人类胚胎.
然而，中国的优势不能在治疗性克隆的研究领域走在国际前列，主要原因是经费不足和相关学者缺乏协同研究. 应用克隆技术结合胚胎干细胞体外诱导分化和细胞治疗方法的关键是技术问题. 我们希望临床学者与基础细胞生物学家联手合作，借鉴国外的思路，应用自愿者的卵母细胞，建立中国人的ntES培养技术，为治疗性克隆的临床应用奠定基础. 我们坚信，中国有可能在这个领域走在世界前沿.
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发育生物学的研究进展范文第8篇
先天性心脏病（congenital heart defects， CHDs）是新生儿先天缺陷中最常见的疾病之一，在存活的新生儿中发病率为1%，孕期自发流产率为5%～10%[1，2]。室间隔缺损(ventricular septal defect，VSD)是最常见的一种心脏畸形，大约占CHDs的33%[3]。随着心脏发育生物学水平的不断提高，目前认为，原发成形素的任何一点的破坏都将导致VSD。VSD的分子遗传学基础可以分为染色体异常和基因改变两类。因此，从分子水平上研究控制心脏发育的相关染色体及基因改变，对于探讨VSD的发病机制具有重要意义，以便为今后产前诊断和遗传咨询提供更可靠的依据，现对VSD的分子遗传学研究进展综述如下。
1 染色体异常
染色体异常或染色体畸变是指染色体的结构或数目发生了异常的变化，包括缺失、重复、易位和倒位4种类型。在21三体（Down综合征）、13三体、15三体、18三体（Eward综合征）、22q11缺失（DiGeorge 综合征）和45X缺失（Turner综合征）等一些染色体异常疾病中，VSD经常发生[4]。由于大约5%～8%的CHDs患儿存在染色体异常疾病，亲代染色体异常在子代VSD发病中具有十分重要的影响。值得注意的是，杜玉荣等[5]的研究结果表明，VSD与22q11 微缺失有关，国外也有类似报道[6]。但22q11微缺失是否与单纯CHDs的发生有关还需要进一步的研究证实。
2 基因改变
同大多数CHDs一样，VSD是一种多基因病，其发病机制仍然没有完全阐明。基因的缺失、重复和突变均可引起基因的改变。随着分子生物学的飞速发展，可能与VSD发病有关的基因逐渐被人们所认识。
2.1 TBX5基因：TBX5 基因属于T-box转录因子基因家族，定位于12q24.1，其cDNA全长2 441bp，有8个外显子，编码1个513个氨基酸的转录因子。TBX5转录因子在心脏、上肢芽和眼中表达。TBX5基因突变会使TBX5转录因子表达异常或表达缺陷，这都将引起心脏发育不良和上肢畸形。对Holt-Oram综合征家系的研究有力阐明了TBX5突变引起房间隔缺损（atrial septal defect，ASD）和VSD的机制[7，8]。
2.2 GATA4基因：GATA4基因属于GATA家族，定位于染色体8p23.1，其cDNA全长1 856 bp，有9个外显子，编码1个438个氨基酸的转录因子，分子质量45 ku。GATA4基因是心脏前体细胞分化的最早期标志之一。有研究发现多种锌指蛋白在VSD患儿中有不同水平地表达，而GATA4作为一种锌指蛋白，在VSD患儿中表达水平下降[9]。
2.3 NKX2.5基因：NKX2.5基因属于NK型同源核基因家族NKX2型的成员之一，定位于5q35，其cDNA全长1 585 bp，有2个外显子，编码1个324个氨基酸的转录因子，分子质量35 Ku。在两个外显子之间有约1.5 Kb的内含子，在其上游约9 Kb处有一含有GATA4的高亲和位点的心脏增强子，对心肌细胞的分化、整个心管的形成与环化起到重要作用。有研究[10]表明NKX2.5突变是ASD发生的一种少见的致病原因，但除此之外，NKX2.5突变与VSD发生有关也得到了普遍认同。
有研究认为TBX5、GATA4和NKX2.5之间存在相互作用，它们的转录激活引发了VSD的形成[11]。H. Chen等[12]也进一步证实了上述几个主要的心脏转录因子、BMP10与细胞周期调节蛋白之间的相互作用是影响孕中期心脏发育转变的重要途径。这也为我们更深入地理解VSD的发病机制提供了依据。Hao Zhang等[10]也发现了一些在VSD发展过程中发挥了重要作用的基因，这些基因涉及了能量代谢、细胞周期和分化、细胞骨架和细胞粘附、LIM蛋白和锌指蛋白等过程和物质，它们的表达水平在VSD患儿中与正常人相比有很大的差异。
3 再显风险率
目前，虽然还没有VSD相关的染色体异常和基因改变的直接的分子遗传学检测，但是可以通过对生育人群的调查来评估它的再显风险率。
4 展望
在最近的几年中，随着分子生物学和医学遗传学的不断发展，不管是单纯的VSD，还是作为某种综合征的一部分，关于VSD致病基因的确认和特性研究都取得了一些有意义的进展。基因突变导致其所编码蛋白的功能异常，影响特异信号转导途径或转录方式，从而产生异常的表型，这一观点越来越受到重视和推崇。一个重要的例子就是Noonan综合征，它与RAS/MAPK信号级联反应异常有关[13]。由于心脏发育从整体上来看比较复杂，从而产生了许多的候选基因，高通量的基因测序技术使我们能够发现更多的致病基因和已知基因的功能，从分子和基因水平阐明VSD或其它CHDs的致病机制。我们可以更加准确地完成对再显风险率的预测，进一步提高早期诊断水平，为基因诊断和治疗提供理论基础。
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