细胞生物学研究的部分热点.doc

细胞生物学研究的部分热点细胞生物学研究热点-1 细胞通讯 信号转导 增殖 调控 生长 分化 衰老 死亡 干细胞 细胞工程 1 细胞通讯和细胞信号转导 高等生物所处的环境无时无刻不在变化， 机体功能上的协调统一要求有一个完善的在细 胞间进行反映和相互作用的机制，称为细胞通讯.在通讯过程中，细胞作为一个生命的基本 单位，一个相对独立的系统，如何识别周围环境中存在的各种信号，并将其转变成细胞内各 种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细 胞的死亡.所以 I1 明细胞信号转导的机制对生命活动将有着重要意义.近年来人们对信号 分子受体跨膜信号转导系统及胞内信号转导途径等方面有了深人的认识， 并认为细胞内存在 着多种信号转导方式和途径， 各种方式和途径间又有各个层次的交叉调控， 是一个十分复杂 的网络系统.研究结果将成为疾病机制研究(如肿瘤、药物中毒)、药物的筛选及毒副作用研 究的基础. 2 细胞增殖与细胞周期的调控 细胞正常的分裂、增殖、分化与衰老维持着机体自身的稳定，细胞周期的异常会导致这 一系列过程的紊乱， 细胞的增殖是通过细胞周期来实现的， 所以研究细胞增殖的基本规律及 细胞周期的调控机制， 不仅是控制机体生长发育的基础， 也是研究细胞癌变发生及控制的重 要途径.到目前为止，已有三类细胞周期调控因子被发现，分别是细胞周期蛋白、细胞周期 蛋白依赖性激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物， 它们之间的相互作用调节着细胞周期的 进程随着研究的深人，将会发现更多的调控因子，并对调控机制有深人的了解，继而有可能 人工促进不再分裂的细胞(神经元)增殖，障碍细胞(再生障碍性贫血)及增殖失控细胞(癌细 胞)恢复正常有序的增殖，这方面的研究将具有重大的理论及实际意义. 3 细胞的生长和分化 使原有的细胞长大与生成更多的新细胞， 是细胞生长和增殖的两个概念， 也是两个不同 的过程. 白质和核酸的生物合成是细胞生长的分子生物学基础，最近美国科学家发现一种名为 “3”的蛋白质，在控制细胞生长速度方面起着关键作用，这种调节分子本身可以作为一 种独特的药靶，破坏它就可以终止癌细胞的生长.另外3 的活跃程度可反映出全身细胞的 生长速度， 所以斑州 3 可作为开发高灵敏度抗癌方法的生物标志物， 这种蛋白质在引导生长 信号的传递途径中的真正机制还需进一步探讨.细胞生长是细胞分化的签础，细胞分化贯穿 于多细胞生命的整个过程，随着研究的深人，科学家们将分化和去分化的机制，从基因水平 上进行研究，并发现在大多数生物中，其分化机制是类似的，即由基因直接控制各细胞的合 成，承担起细胞分化的“开关”和“管理者”功能.在对细胞分化与癌变关系的深人研究中， 许多研究证明癌细胞的诱导分化是可能的， 但是， 要癌细胞的逆转问题还需对细胞分化及其 调控的详细机制以及分化和恶性变的关系做大量深人的研究工作， 才有助于了解细胞正常分 化与癌变机制. 近年来的体细胞动物克隆技术取得突破，给人们带来很大变化，即高度分化的体细胞 在一定条件下可以再分化，由此产生的动物克隆技术将应用于医药领域.由于它所蕴藏的商 业和社会价值，将会有很大的发展前景. 4 细胞的衰老和死亡 在细胞成熟与行使功能后， 即走向衰老， 细胞总体的衰老导致个体的老化细胞衰老有诸 多因素调控当前多集中于分子水平上的研究， 如探索衰老相关基因， 癌基因或抑癌基因等癌 肿相关基因与细胞衰老的关系，染色体端.粒与衰老的关系，以及一些与疾病有关的物质在 衰老中的作用.近十余年来，随着细胞生物学、分子遗传学以及免疾学等学科的发展，对于 衰老的研究已经发展成为一门新型独立的学科老年学.随着人类寿命的延长， 社会老龄化，迫切需要研究衰老过程的本质、 老年病的发病机制及老年人的保健问题， 为预防老年病的发 病和有效治疗提供理论依据. 细胞终末分化与衰老最终导致细胞死亡.细胞死亡有两种类型:细胞程序性死亡和细胞 坏死前者又称细胞凋亡.多年来的研究表明细胞凋亡与个体生长、发育以及疾病发生与防治 有着密切的关系.所以找出细胞凋亡的关键调控基因及其作用机制将是研究细胞死亡的重点 工作 5 干细胞及其应用 干细胞是机体内最原始的细胞， 它具有较强的再生能力， 在一定条件下可分化扩增出各 类细胞，这一特性引起科学家的极大关注.由于干细胞的数童极少，因此分离、保存并在体 外大量培养使之成长为各种组织和器官，便成为干细胞研究的首要课题.当前干细胞的分离 和培养技术获得了重大的进展，多集中在造血干细胞、胚胎干细胞和神经干细胞上. 干细胞的研究在医学领域内将有十分重大的贡献.如造血干细胞的移植对更多的血液系 统疾病、包括恶性肿瘤的患者带来福音.胚胎干细胞是当前生物工程领域的核心问题之一胚 胎干细胞可以像普通的细胞那样，进行体外培养传代，遗传操作和冻存，但不失其多能性适 当条件下可被诱导分化为多种细胞.因此胚胎干细胞是进行哺乳动物早期胚胎发生、细胞分 化、基因功能、基因表达调控等发育生物学基础研究的理想模型和有效工具.在应用研究领 域，胚胎干细胞尤其是人的胚胎干细胞的获得，打开了细胞治疗和组织工程的大门、对神经 千细胞研究起步较晚，目前神经干细胞的研究仍处于初级阶段、由于脑和血屏障的存在，神 经干细胞移植到中枢神经系统后不会产生免疫排斥反应，使之在临床上有较大的应用前景. 干细胞是生物个体发育和组织再生的基础.对干细胞生物学的研究必将极大地推进人类对生 命的本质问题之一、即发育问题的理解.因此，该领域的研究必然会对人类重大疾病的治疗 产生深远的影响.到目前为止，人们对干细胞的了解仍存在着许多盲区，说明对于干细胞的 研究还需要不断地向深度和广度扩展. 6 细胞工程 细胞工程即应用细胞生物学和分子生物学方法， 在细胞水平上进行遗传操作， 它是改变 细胞的遗传性和生物学特性，以获得具有特定生物学特性的细胞和生物个体的技术.动物细 胞工程是在细胞培养、细胞融合和细胞拆合技术基础上发展起来的.随着基因工程技术、基 因转移技术和干细胞工程技术的发展，动物细胞工程在理论和应用两方面获得了快速发展. 胚胎干细胞(ES)定向诱导分化则是干细胞工程中最重要的难题.所谓定向诱导分化是导向控 制 ES 细胞分化成单一类型的分化细胞.利用遗传操作对 ES 细胞导人特定分化专一的转录因 子，分化细胞专一标志基因或