细胞生物学与医学-细胞生物学

为什么要学习医学细胞生物学？ 细胞和你我有什么关系？,第一章 细胞生物学与医学,第一节 细胞和细胞生物学第二节 细胞的进化第三节 细胞生物学与现代医学,第一节 细胞和细胞生物学,细胞 细胞学说、细胞学和分子细胞生物学 医学细胞生物学,大千世界生生不息,你、我来自哪里？,生命源于一个细胞（受精卵）胚胎发育,存在于胎儿体内的几种已分化细胞,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,系统：呼吸系统器官：支气管组织：上皮组织细胞：柱状细胞杯状细胞,CellsCellules,细胞,生物体结构和功能 的基本单位生命活动的基本单位,发现细胞:Hook用显微镜发现植物细胞（1665年）Leeuwenhoek用显微镜观察人精子(1677年),手持显微镜的Leeuwenhoek Hooke创制的显微镜Hooke所见的软木结构被命名为“ cell”Leeuwnhoek所见的畸形精子（17世纪）,细胞学说 (cell theory):一切植物、动物都是由细胞组成的(19世纪中叶，Schleiden&Schwann)19世纪自然科学三大发现细胞学说、能量守恒定律和进化论,“ 怪物汤”用显微镜观察细胞在十九世纪英国伦敦引起轰动,细胞学 (cytology): 对细胞进行形态观察和化学成分分析(直至20世纪中叶),细胞生物学 (cell biology): 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及其规律(分子细胞生物学molecular cell biology),细胞和亚细胞结构,电子显微镜：使我们看到细胞器,细胞模式图： 基于对细胞器的认识,分子生物学：把我们对细胞的认识引入新境界,Watson 和Crick 与他们揭示的DNA双螺旋结构模型（1953年）,Flanklin从DNA的X衍射图像得出平行螺旋结构的最早证据,大分子、细胞器和细胞关系模式图：基于对细胞器化学成分和结构的认识,小肠绒毛:从细胞到分子,对机体组织的再认识,细胞生物学cell biology现代生命科学的基础学科现代医学的基础学科,医学细胞生物学medical cell biology,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 和病理现象相关的细胞结构、功能和 细胞活动,细胞膜结构与功能、膜受体和离子通道细胞器和细胞骨架系统结构与功能细胞核、染色体及其基因表达与调控细胞增殖、分化、衰老、死亡及其调控细胞信号传导细胞识别和通讯,医学细胞生物学 研究范围：,第二节 细胞的进化,一、从分子到原始细胞二、从原核细胞到真核细胞三、从单细胞生物到多细胞机体,从分子到原始细胞:化学的进化（远古）：元素 C, H, O, N, S, P 简单化合物 CH4, CO2, H2O, H2S, H3PO4, NH3四大类有机物 氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸多聚物 多肽、多核苷酸、多糖、脂类遗传信息的形成、传递和选择(40亿年前) ：RNA自身复制、形成其他RNA、形成对应于氨基酸的RNA,从分子到原始细胞: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：DNA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,从原核细胞到真核细胞: 35亿年前，原核细胞出现 15亿年前，真核细胞出现 原核细胞与真核细胞的主要区别：,根本区别：区室化 compartmentalization,原核细胞 prokaryotic cell,真核细胞 eukaryotic cell,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：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:细胞的特化与分工：成为下一代机体起源： 生殖细胞（germ cells）其他： 体细胞（somatic cells）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,第三节 细胞生物学与现代医学,一、细胞生物学与现代医学在发展历史上有 着密切的关联二、大多数疾病需要从细胞的变化中寻找病因三、细胞生物学技术广泛应用于医学研究和 医疗实践,细胞生物学与现代医学发展关系密切:1. 细胞生物学是现代医学的重要理论基础 19世纪，细胞病理学与细胞学一同诞生， 成为现代医学的重要理论基础 （此前西方古代医学近似于巫术） 20世纪，分子细胞生物学的发展直接促进 医学的发展 基础医学、临床医学、预防医学 21世纪 ！,细胞生物学与现代医学发展关系密切:2. 医学对细胞生物学发展起着推动作用 医学对细胞生物学研究提出了无穷的问题， 同时为细胞生物学研究提供了无数的材料 例：细胞内蛋白质分选理论/ 遗传性M-6-P受体缺陷症受体介导胞吞理论/ 遗传性高胆固醇血症,高尔基体功能之一：分选,溶酶体,分泌小泡,蛋白质怎样被正确地定向运输呢？,M-6-P受体保证溶酶体酶蛋白的正确定向运输,溶酶体酶,M-6-P受体,I-型细胞病 是一种特殊的遗传性溶酶体病 病人的成纤维细胞中几乎所有的溶酶体酶都不存在，这些酶却出现在血液中 由于病人先天性缺乏N-乙酰氨基葡萄糖磷酸转移酶，使溶酶体酶到达高尔基体后不能被加上分选信号M-6-P，结果溶酶体酶不能被受体识别而分选进入溶酶体，而被错误地分泌到细胞外进入血液。,受体介导的胞吞（LDL）,有被小泡,细胞怎样专一摄取细胞外大分子呢？,正常人,遗传性高胆固醇血症,大多数疾病需要从细胞的变化中寻找病因: 例： 糖尿病 镰刀型红细胞性贫血 遗传性高胆固醇血症 肿瘤,肿瘤,肿瘤的本质：生长失控的细胞群肿瘤的特征：细胞增殖过度、分化不全、 衰老及凋亡减少癌基因和抑癌基因与肿瘤的关系诱导分化在临床治疗肿瘤中的应用：维甲酸治疗白血病,to,分子,细胞,大体,一个氨基酸差别,形态显著异常盘状-镰刀状,贫血,遗传性疾病的分子和细胞改变,back,细胞生物学技术广泛应用于医学研究和医疗实践(诊断和治疗):例：细胞移植 干细胞技术 治疗性克隆,组织工程学,组织工程制备的膀胱和耳朵,细胞生物学与医学的关系操作细胞 治疗疾病,左: 正常人脑产生多巴胺的细胞 数目较多右: 巴金森氏症患者产生多巴胺 的细胞数目减少, 胎儿的该 种细胞被移植后在患者脑内 长期存活,克隆羊Dolly1996年在“ 爸爸”Wilmut手中诞生，2003年患进行性肺病被施与“ 安乐死”，享年6岁（或12 岁 ？）。,细胞工程技术给人类带来