医学细胞生物学绪论-四川大学课程中心

医学细胞生物学绪论-四川大学课程中心第一页，共48页。

医学生物学

MedicalBiology

四川大学生命科学学院医学生物学与医学细胞生物学教研室主讲：杨春蕾第二页，共48页。联系方式Tel:85502629(O)助教：张建辉

QQ群：464110710第三页，共48页。

地球上的生物约200多万种，千姿百态，构成绚丽多彩的生物世界。绪论第四页，共48页。

化学组成：生物大分子是生命的物质基础

细胞是有机体的基本结构单位和功能单位新陈代谢(metabolism)：同化作用、异化作用

应激性(irritability)生长和发育(growthanddevelopment)

繁殖(reproduction)

遗传和变异(heredityandveriation)

适应性：有机体和环境的统一

进化

什么是生命生命的特性：第五页，共48页。一、生物学和医学生物学的概念生物学：研究有机自然界的各种生命现象及其规律，并运用这些规律去改造有机自然界，为人类的需要服务的一门科学。医学生物学：是一门综和性科学，研究生命现象和规律的同时，研究人类的生命现象和疾病的发生，为疾病的防治提供可能。第六页，共48页。二、生命科学的发展特点和趋势第七页，共48页。（一）、生命科学研究的多层次生命科学研究的十二个层次：电子、分子（生物大分子和大分子体系的聚合体）、细胞器、细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系和生物圈。例:DNA双螺旋中，A-T、G-C形成特异的氢键，但究竟是如何形成的；决定氨基酸三联密码的原因是什么；为什么色氨酸只对应于UGG，而不是其他的三联密码；为什么在线粒体的DNA中发现三个与一般不同的密码。这些都寄希望于更为微观的研究。

第八页，共48页。（二）、生命科学研究向宏观领域的扩展随着系统分析、数学模拟、遥感技术、航天科技等新概念、新方法和新技术在生态学中的应用，初步揭示了生物与生物，生物与环境相互作用的物质基础。宇宙生物学第九页，共48页。（三）、生命科学研究向微观世界的深入DNA双螺旋结构的发现、三联密码的发现对核酸和蛋白质的结构、功能及相互关系的研究人脑由1000亿个细胞组成，是一个巨大的系统，细胞以及细胞间的生理活动导致人类思维、行为高度的有序化。第十页，共48页。电镜下的细胞结构质膜核被膜核仁线粒体微绒毛膜皱襞小泡肝细胞的透射电镜图体外培养的神经母细胞瘤细胞的扫描电镜图第十一页，共48页。（四）、自然科学各学科对生命科学的深入渗透和彼此促进

自然科学中的数学、物理学、化学以及工程技术等学科广泛而深入的渗透到生命科学的各个领域，而生命科学也不断向这些学科渗透第十二页，共48页。高尔基复合体膜微管DNA第十三页，共48页。（五）生命科学实验手段的日益现代化电子显微镜、同位素、晶体衍射、电子计算机、激光和细胞分离以及核磁共振、等新技术、新仪器、新技术和新方法。电子显微镜：细胞结构、生物膜结构、DNA和蛋白质复合体的表面形貌直接观察。X射线衍射技术：DNA的双螺旋结构DNA芯片技术：基因组的快速分析蛋白质芯片技术第十四页，共48页。（六）、人类改造生命物质体系日趋工程化1965年，我国首次人工合成牛胰岛素（51aa)1969年，美国合成牛胰核糖核酸1982年，我国首次人工合成酵母丙氨酸转运核糖核酸（tRNA)干扰素、乙肝疫苗克隆羊第十五页，共48页。第一个成功地实现体外长期培养的人类细胞——Hela细胞（来自于子宫颈癌），并延用至今。第十六页，共48页。克隆动物

1997年JanWilmut等在SchottishResearchInstitute通过将一种羊的乳腺上皮细胞与另一种羊的去核未受精卵相融合成功地繁育出一头健全的克隆小羊——Dolly。

实用价值：使已灭绝的动物重生(?)理论意义：证明分化的细胞保留全部的遗传信息。第十七页，共48页。转基因动物(TransgenicAnimals)

将克隆化的外源基因经显微注射导入动物的受精卵原核，使之随机整合到其基因组。然后移植到假孕的雌性子宫，产生表达外源基因的后代。第一个成功的转基因小鼠为转移了大鼠的生长激素基因的超级小鼠。

1997在上海诞生了乳汁含凝血因子IX的羊。

1999又诞生了携带人血清白蛋白基因的公牛。其女儿的乳汁可能含有人的白蛋白。此种技术还可用于研究肿瘤相关基因的生物学作用与功能。此技术具有理论价值、治疗价值及巨大的经济价值，进展极快，第十八页，共48页。三、近十多年与医学生物学有关的

诺贝尔奖第十九页，共48页。发现了细胞周期的关键分子调节机制

2001年诺贝尔生理医学奖利兰·哈特韦尔

LelandH.Hartwell(美）

保罗·纳斯

PaulM.Nurse（英）

蒂莫西·亨特

R.Timothy(Tim)Hunt（英）第二十页，共48页。获2002年诺贝尔生理学与医学奖H.RobertHorvitzJohnE.Sulston

MarcLieberman对器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究第二十一页，共48页。2003年诺贝尔化学奖。

PeterAgreRoderickMacKinnon

因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获奖第二十二页，共48页。2003年诺贝尔生理学与医学奖。

因在核磁共振成像技术领域的突破性成就第二十三页，共48页。获2004年诺贝尔生理学与医学奖RichardAxelLindaB.Buck

发现气味受体和嗅觉系统的组成第二十四页，共48页。获2005年诺贝尔生理学与医学奖BarryJ.MarshallJ.RobinWarren因发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用第二十五页，共48页。2006年诺贝尔生理学与医学奖AndrewZ.Fire

CraigC.Mello对RNA干扰的研究第二十六页，共48页。2007年诺贝尔生理学与医学奖多能胚胎干细胞是由马丁·艾文斯培养出来并定性的;三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物ＤＮＡ重组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。马里奥·卡佩基马丁·埃文斯奥利弗·史密斯第二十七页，共48页。德:哈拉尔德·楚尔·豪森发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌法:弗朗索瓦丝·巴尔－西诺西和吕克·蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒HIV

2008年诺贝尔生理学与医学奖第二十八页，共48页。钱永健现为美国加州大学圣迭戈分校生物化学及化学系教授、美国国家科学院院士、国家医学院院士，。主要贡献是利用水母发出绿光的化学物来追查实验室内进行的生物反应，他被认为是这方面的先驱。马丁·沙尔菲美国哥伦比亚大学生物学教授，他获奖的主要贡献在于向人们展示了绿色荧光蛋白作为发光的遗传标签的作用。这种蛋白已经成为同时代生物科学研究最重要的工具之一。下村修，1960年获得名古屋大学理学博士学位，曾先后在美国普林斯顿大学、波士顿大学和伍兹霍尔海洋生物实验所工作。他1962年从一种水母中发现了荧光蛋白，被誉为生物发光研究第一人。2008年诺贝尔化学奖第二十九页，共48页。伊丽莎白・布莱克本

以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”杰克·绍斯塔克卡萝尔·格雷德

2009年诺贝尔生理学或医学奖第三十页，共48页。2010年诺贝尔生理学或医学奖罗伯特·爱德华兹（英国）因发展体外授精疗法获奖第三十一页，共48页。2011年诺贝尔生理学或医学奖发现了免疫系统激活的关键原理，使人们对免疫系统的认识有了大的改变。巴特勒和霍夫曼发现了关键受体蛋白质，能够识别微生物对动物机体的攻击并激活免疫系统，这是免疫反应的第一步。

斯坦曼则发现了能够激活并调节适应性免疫的树突细胞，这种细胞促使免疫反应进入下一阶段并将微生物清除出机体。第三十二页，共48页。

2012年诺贝尔生理学或医学奖他们的研究结果正在彻底改变我们对细胞发展和细胞分化的看法。John·

B.

GurdonShinya

Yamanaka京都大学再生医科研究所干细胞生物系教授这两位科学家的发现：成熟的、特化的细胞可以重新编程成为未成熟的细胞，并能够发育成人体的所有组织。

对成熟的细胞不会永远局限于其分化的状态。通过对人体细胞的重新编程，可以创造机会来研究疾病，开发出新的诊断和治疗方法。

第三十三页，共48页。罗伯特・莱夫科维茨（美）美国霍华德·休斯医学研究所和杜克大学医学中心医学和生物化学教授。布赖恩·科比尔卡（美）斯坦福大学医学院医学以及分子和细胞生理学教授。2012年诺贝尔化学奖突破性研究揭示了受体中最大家族“G蛋白偶联受体”的内部运作机制。第三十四页，共48页。2013年诺贝尔生理学或医学奖第三十五页，共48页。2014年诺贝尔生理学或医学奖发现大脑定位系统（GPS)细胞的研究约翰·奥基夫（英美双重国籍）老鼠在房间的某个特定位置时,其大脑海马体的一些神经细胞总是处于激活状态,而老鼠移动到房间其他位置时,其他神经细胞则被激活。(位置细胞）莫泽夫妇（挪威发现了大脑定位系统的另一关键构成—“网格细胞”。这种细胞能形成坐标系,可以精确定位和寻找路径。他们随后的研究还展示出,这些“网格细胞”是如何确定位置并导航的。第三十六页，共48页。

四、医学生物学与医学的关系第三十七页，共48页。医学生物学作为阐明病因及发病机制的基础传染病与感染性疾病：解释感染中的种属与器官特异性——取决于病原体（细胞）与感染细胞之间的识别与粘附。遗传病：基因及染色体的异常或缺失。肿瘤：是细胞病——体细胞的遗传性疾病。心、脑血管病：脉管内皮细胞、平滑肌细胞及细胞外基质的异常，以及血小板与内皮细胞的粘附异常。免疫病：免疫细胞异常及免疫应答紊乱。退行性病变：细胞变性、衰老或死亡，细胞外基质成分异常。第三十八页，共48页。

医学生物学作为诊断疾病的基础

病理诊断：细胞病理学、细胞化学、细胞免疫组化等血清诊断：单克隆抗体（来自于杂交瘤细胞）基因及染色体诊断：原位杂交、PCR、RT－

PCR、LOH、FISH、CGH第三十九页，共48页。医学生物学作为治疗疾病的基础

基因治疗：遗传病、心血管病、肿瘤等细胞移植：利用干细胞治疗糖尿病、老年性痴呆等组织工程：体外培养、构建含特定细胞的组织块移

植到体内，如人工骨、软骨、角膜、心肌及肝脏的移植。肿瘤的导向治疗：将针对肿瘤细胞表面抗原的抗体与对肿瘤细胞具有杀伤性的物质（核素、毒素或药物）偶联。

创伤修复：上皮细胞、成纤维细胞及内皮细胞的协同

作用。第四十页，共48页。学习医学生物学的注意点抽象思维与动态观点结构与功能统一的观点同一性(unity)和多样性(diversity)的问题医学生物学的主要内容：基本概念与实验证据；生命的分子基础和细胞基础、生命的延续、生命科学和现代生物技术。实验科学与实验技术——理论源于实践

——Whatweknow//Howweknow.第四十一页，共48页。推荐读物及网站左伋等,2014，医学生物学,人民卫生出版社2.傅松滨等，2014，医学生物学,人民卫生出版社3.陈誉华等，2014，医学细胞生物学，人民卫生出版社4.翟中和