细胞医学Cell medicine.doc

细胞医学细胞医学Cell medicine，是研究细胞病理、病因的一门全新医学，也被称为未来医学。是在近代细胞学及西医学理论基础上发展出来的一门未来学科。学者们在对西医研究之后，通过在遗传学、胚胎学、化学、生物学、病理学、细胞学研究基础上发展出来一门全新的医学体系。细胞医学的诊断更多的是借助医疗仪器设备和实验室做出对疾病准确的诊断。医生利用细胞检测设备、基因检测设备，对病人的细胞进行检查来诊断患者的疾病。细胞医学对于慢性病的治疗将被广泛应用。细胞医学将成为未来医学的重要学科。发展 1677年A.van列文虎克用自己制造的简单显微镜观察到动物的“精虫”时，并不知道这是一个细胞。细胞(cell，源于拉丁文cella原意为空隙、小室)一词是1667年R.胡克在观察软木塞的切片时看到软木中含有一个个小室而以之命名的。其实这些小室并不是活的结构，而是细胞壁所构成的空隙，但细胞这个名词就此被沿用下来。在细胞学的启蒙时期，用简单显微镜虽然也观察到许多细小的物体例如细菌、纤毛虫等，但目的主要是观察一些发育现象，例如蝴蝶的变态，精子和卵子的结构等。由于受当时的显微镜的局限，观察不够精确，加上宗教信念的束缚，这些观察结。 对于研究细胞起了巨大推动作用的是M.J.施莱登和T.A.H.施万。前者在1838年描述了细胞是在一种粘液状的母质中经过一种像是结晶样的过程产生的，而且首先产生出核（还发现核仁）。他并且把植物看作细胞的共同体，就好像水螅虫的群体一样。在他的启发下施万坚信动、植物都是由细胞构成的。他积累了大量事实，指出二者在结构和生长中的一致性，于1839年提出了细胞学说。与此同时，捷克动物生理学家J.E.浦肯野提出原生质的概念;德国动物学家C.T.E.von西博尔德（1845）断定原生动物都是单细胞的。德国病理学家R.C.菲尔肖(1855)在研究结缔组织的基础上提出“一切细胞来自细胞”的名言，并且创立了细胞病理学。德国动物学家M.舒尔策在1861年对细胞下了定义：“细胞是一团具有一切生命特征的原生质，细胞核处于其中。细胞核从19世纪中期到20世纪初，关于细胞核的研究，有了长足的进展。1、1875年，德国植物学家E.A.施特拉斯布格首先叙述了植物细胞中的着色物体而且断定同种植物各自有一定数目的着色物体。2、1880年，巴拉涅茨基描述了着色物体的螺旋状结构，翌年普菲茨纳发现了染色粒。3、1885年，德国学者C.拉布尔提出着色物体数目恒定的规律。4、1888年，W.瓦尔代尔把核中的着色物体正式命名为染色体。5、 1891年，德国学者H.亨金在昆虫的精细胞中观察到X染色体。6、1902年，W.L.史蒂文斯、E.B.威尔逊等发现了Y染色体。细胞分裂现象，在此期间已经受到重视，并进行了仔细分析。1、1867年，德国植物学家W.霍夫迈斯特在植物，A.施奈德1873年在动物，分别比较详细地叙述了间接分裂。2、1882年，德国细胞学家W.弗勒明在发现了染色体的纵分裂之后提出了有丝分裂这一名词以代替间接分裂，E.霍伊泽尔描述了在间接分裂时的染色体分布；在他之后，E.A.施特拉斯布格把有丝分裂划分为：前期、中期、后期、末期；他和其他学者还在植物中观察到减数分裂，经过进一步研究终于区别出单倍体和双倍体染色体数目。3、1933年，H.鲍尔在蚊子的马尔皮基氏管细胞中发现了多线染色体。4、1934年，T.S.佩因特在果蝇，R.L.金和H.W.比姆斯在摇蚊中，也发现这种构造。多线染色体是一种存在于双翅目幼虫的某些腺体细胞中的巨大染色体，在果蝇中其长度大约是正常染色体的100倍，每条染色体由许多条（可多到400条）染色纤维组成，在整条染色体上显示染色深的带区和染色浅的间带区。它的形成是由于核内有丝分裂（只有染色体分裂而核不分裂），因而每条多线染色体实际上是由许多染色体形成的。这种染色体体积庞大，有利于对染色体的精细构造进行分析。此外，还可根据多线染色体上的胀泡判断其功能活动的情况。直到70年代，在电子显微镜下观察到核小体；此后不久，结合生化提取，观察到分裂中期的染色体是以所谓的支架蛋白为核心，DNA纤维由此环状地向四周伸展出去形成螺旋化。细胞质对细胞质的认识落后于对细胞核或染色体的认识，而且经历很长时期才得到改善。1、1865年，C.弗罗曼认为细胞中含有纤维状物质交织成框架或网状。2、1875年，德国生物学家O.赫特维希发现了中心体。3、1882年，W.弗勒明错误地把所看到的线粒体、纺锤丝以及固定样品中的其他纤维状构造推而广之，认为细胞质是由埋藏在基质中的这些丝状成分构成的。4、1886年，德国组织学家R.阿尔特曼甚至认为一定的小颗粒是最简单的、活的、“细胞的基本有机体”，由于它们的特殊方式的集聚而构成细胞；这可能也是由于误认了线粒体以及分泌和贮藏颗粒。5、1888年，德国动物学家O.比奇利提出了蜂窝或泡沫学说，即：细胞质是由较粘的物质（透明质hyalopla-sm）形成的精细的蜂窝状构造构成的，其中充满另一种称之为细胞液(enchylema)的物质。这个学说在一定程度上符合实际情况，也比较容易被人接受，因为比奇利不是根据对固定的标本观查，而是根据对原生动物的活体观察提出的。（注：原生动物太阳虫的细胞质确实是泡沫状的关于原生动物是否单细胞的问题争论了差不多半个世纪，直到1875年经比奇利研究纤毛虫后才予以肯定因此泡沫状学说维持的时间最长。）6、1895年，高尔基发现了被他称之为Apparato reticulare interno的网状结构物质（后称：高尔基器)。7、1897年，C.本达发现了线粒体并命名，对于它的存在意见比较一致。在一些细胞中经一定的固定剂固定后，可被一定的染料染色，也可在活体中观察到。但是在光学显微镜下其形状各式各样，或是线状或是颗粒状或是一串颗粒；至于是否存在于动物的各种细胞内或一切生物体的细胞内，当时还没有定论。8、1899年，加尼耶在研究各类腺体细胞时发现细胞质中含有嗜碱性的呈现动态变化的丝状或棒状的结构，认为这不是细胞质的内含物，而是细胞质的组成部分，因而命名为动质（后称内质网），并且对此做了详细的叙述。进入20世纪之后，尤其是电子显微镜得到广泛使用，标本的包埋、切片一套技术逐渐完善，才有了很大改变。通过大量的工作，不仅弄清楚了从前在光学显微镜下可以看到而又看不清，或者尚有争议的细胞器，如线粒体、高尔基器、中心体、内质网、纤毛、鞭毛等构造，而且还发现了许多从前未曾看到过的构造如溶酶体、过氧化酶体、核糖体以及构成细胞骨架的各种纤维物质。细胞膜20世纪40年代后，利用高压电镜观察到了由 110埃粗细的纤维组成的支撑着各种细胞器的微梁系统，而且看到了细胞的各种膜。在电镜下断定了所有的膜都是 75100埃厚的三层结构（称之为单位膜）。不仅如此，一个细胞的各部分膜都是相连的，质膜与内质网，内质网与高尔基器或核膜相连。核膜是双层的，由内外两层膜构成，并且具有有一定结构的核膜孔，通过它，细胞质的物质和细胞核的物质得以交流。在质膜上还发现了细胞间连结：桥粒、紧密连接和间隙连接等。这些结构与细胞间的结合或细胞间的物质交流有关；利用冰冻蚀刻技术，可以更好地观察它们。干细胞 干( gn) 细胞（stem cell）是一类具有自我复制能力（self-renewing）的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）和成体干细胞（somatic stem cell）。根据干细胞的发育潜能分为三类：全能干细胞（totipotent stem cell，TSC）、多能干细胞（pluripotent stem cell）和单能干细胞（unipotent stem cell）（专能干细胞）。干细胞（Stem Cell）是一种未充分分化，尚不成熟的细胞，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”。2013年12月1日，美国哥伦比亚大学医学研究中心的科学家首次成功地将人体干细胞转化成了功能性的肺细胞和呼吸道细胞。2014年4月，爱尔兰首个可用于人体的干细胞制造中心获得爱尔兰药品管理局的许可，在爱尔兰国立戈尔韦大学成立。端粒体及端粒酶端粒体（telomere），它位于DNA的两端，随着年龄的增长，它越来越短，直到最后由于它过短了，无法分裂了，生命就死亡了。端粒，是染色体的末端部分，这一特殊结构区域对于线型染色体的结构端粒酶（Telomerase），在细胞中负责端粒的延长的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端，把DNA复制损失的端粒填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，从而可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。端粒酶的存在，就是把 DNA 复制的缺陷填补起来，即由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。2009年的诺贝尔生理学或医学奖颁发给三位美国科学家(ElizabethH. Blackburm 布莱克伯姆， Carol W. Grcider 卡罗尔.格雷德和Jack W. Szostak 杰克.索斯塔克)因发现“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。端粒是染色体末端的特殊结构，对染色体有保护作用，而端粒酶能合成使得端粒的长度和结构得以稳定、研究发现，端粒长度和端粒酶活性与细胞的寿命以及很多疾病发生直接相关.随着研究不断深入，实现合理控制端粒的长度和端粒酶活性成为可能，这将有助于攻克医学领域“癌症、特定遗传病和衰老”三个重要领域的难题，有望研究开发出潜在的新疗法。端粒体就是埋在细胞里的生命时钟，端粒酶是秦始皇要找的长生不老药。细胞医学美国国际细胞康复协会会长张红凯博士认为，人类只生一种病，就是“细胞病”。2014年张红凯博士提出了细胞医学理论雏形。张红凯博士细胞医学应用一、细胞基因检测基因是遗传的基本单元，携带有遗传信息的DNA或RNA序列，通过复制，把遗传信息传递给下一代，指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表达。基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术，是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测，分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法，从而使人们能了解自己的基因信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险。细胞基因检测可以诊断疾病，也可以用于疾病风险的预测。疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因。细胞医学应用于新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和常见病的诊断。二、细胞病理检查细胞检查：运用采集器采集病变部位脱落的细胞，或用空针穿刺吸取病变部位的组织、细胞，或由体腔积液中分离所含病变细胞，制成细胞学涂片，作显微镜检查，了解其病变特征。此法常用于某些肿瘤（如肺癌、子宫颈癌、乳腺癌等）和其他疾病的早期诊断。但限于取材的局限性和准确性，有时使诊断难免受到一定的限制。既提高了穿刺的安全性，也提高了诊断的准确性。超微细胞结构检查：运用透射及扫描电子显微镜对组织、细胞及一些病原因子的内部和表面超微结构进行更细微的观察（电子显微镜较光学显微镜的分辨能力高千倍以上），即从亚细胞（细胞器）或大分子水平上认识和了解细胞的病变。这是迄今最细致的形态学观察方法。在超微结构水平上，还常能将形态结构的改变与机能代谢的变化联系起来，大大有利于加深对疾病和病变的认识。组织化学和细胞化学检查：通过运用具有某种特异性的、能反映组织和细胞成分化学特性的组织化学和细胞化学方法，可以了解组织、细胞内各种蛋白质、酶类、核酸、糖原等等化学成分的状况，从而加深对形态结构改变的认识。这种方法不仅可以揭示普通形态学方法所不能观察到的组织、细胞的化学成分的变化，而且往往在尚未出现形态结构改变之前，就能查出其化学成分的变化。此外，随着免疫学技术的进步，还可运用免疫组织化学和免疫细胞化学的方法，了解组织、细胞的免疫学性状，对于病理学研究和诊断都有很大帮助。除上述常用方法外，还有放射自显影技术、显微分光技术、形态测量（图像分析）技术、分析电镜技术、流式细胞仪（FCM）技术、多聚酶链反应（PCR）技术以及分子原位杂交技术等一系列分子生物学技术，从而使常规的病理形态学观察，发展到将形态结构改变与组织、细胞的的化学变化结合志来进行研究，而且将历来的定性的研究发展到对病理改变进行形态的和化学成分的定量研究，从而获得了大量的更多更新的新信息，大大加深了细胞疾病研究的深度。这是以往的研究所难以实现的。三、治疗应用1、细胞排毒细胞毒素主要有酸毒、金属毒素和自由基等。细胞液成酸性时，人体处于亚健康或病态如糖尿病，癌症都是酸性体质。通过细胞排毒可以有效清理和分解细胞里的毒素，使细胞液碱性化。自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内的还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有的速度被制造出来。与自由基有关的疾病发病率也呈加速上升的趋势。既然人类无法逃避自由基的包围和夹击，那么就只有想方设法降低自由基对我们的危害。既然自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外，那么，降低自由基危害的途径也有两条：一是，利用内源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二是发掘外源性抗氧化剂-自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。 大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自由基的能力。要降低自由基对人体的危害，除了依