级细胞生物学习题修正

2012级细胞生物学习题,一、名词解释，将其英文翻译成中文然后加以解释,stell cell,干细胞是一类具有自我更新与增殖分化能力的细胞，能产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，同时还能分化为祖细胞,induced pluripotent stem cells,(iPS cells )是通过基因转染技术（gene transfection）将某些转录因子导入动物或入的体细胞，使体细胞直接重构成为胚胎干细胞细胞样的多潜能细胞。,regenerative medicine,再生医学，它是研究人体的器官组织自身所具有的构建、更新和修复的潜能，并使用多种修复手段，使人体的组织器官功能得以改善和恢复，细胞治疗以及组织工程则是再生医学的重要组成部分。,animal cell engineering,动物细胞工程是对动物的细胞、组织或器官进行培养、细胞融合、细胞重组、遗传物质转移和生殖工程等，从细胞水平改变动物细胞的遗传特性，用于生产特定生物制品、培育动物新品种,hybridoma cell,“杂交瘤”细胞：将小鼠可分泌某种抗体的淋巴细胞与小鼠的恶性淋巴瘤细胞融合，通过筛选、培养出既可以象恶性淋巴瘤细胞那样无限生长，又可象淋巴细胞那样不断分泌抗体的杂种细胞,Tissue engineering,组织工程是应用工程学和生命科学的原理、方法，解释正常或病理的哺乳类动物组织的基本结构和功能关系，研究具有生物活性的人工替代物来恢复、维持或提高组织功能,animal cell culture,动物细胞培养是在一定条件下，通过人工供给营养物质及生长因子使离体动物细胞（或组织）生长繁殖的方法。应用于毒理学研究，组织工程，细胞衰老的研究，神经细胞保护的研究,Nuclear transfer,细胞核移植是指将二倍体细胞核与去核的卵子（生殖细胞）重组，并在一定条件下启动发育，形成胚胎、幼体或成体的技术。细胞核移植包括2类：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。,成体干细胞（adult stem cell） 胚胎干细胞的增殖和分化是个体发育的基础，而成体干细胞的进一步分化则是成年个体机体组织细胞损伤修复和再生的保证。,论述题,一.山中伸弥为何获诺贝儿生理学或医学奖获奖？何为“细胞核重编程”为什么说“细胞核重编程”的医学理论成为新的基石和里程碑？ 山中伸弥等人在对24个胚胎干细胞高表达的候选基因进行筛选后，最终确定了Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4四个因子在细胞核重编程起关键作用。而这个“四个因子”可以使“成熟的体细胞重编程为多能干细胞”，这一开创性研究成果引起了全世界的轰动。 所谓“细胞核重编程” ，就是将已经分化了的成年体细胞进行诱导，让其重新回到发育早期多能性干细胞状态，重新获得发育成各种类型细胞的能力。通俗来讲，就是在细胞层面实现了返老还童。”因为一直以来，生物医学界普遍认为高等动物从受精卵发育到神经细胞、肌肉细胞、肝脏细胞等特化细胞，是一个不可逆的过程，末端分化的成体细胞绝对不会反过来逆分化变成干细胞，但英国科学家约翰格登和日本科学家山中伸弥的工作从根本上颠覆了这一传统观点。”,由于该研究首先对细胞实现人工主动调控和干预，实现细胞水平的生命再造，对研究发育本身提供了新的思路，同时避免了异体移植产生的免疫排斥反应，是人类真正进入生命再造时代的开始；其次，具有重要的医学意义：每个人身上约有千万亿个体细胞，如血液细胞、脂肪细胞、皮肤细胞、神经细胞等，这项技术意味着生产人自体干细胞有了无穷尽的原料细胞，为干细胞抗衰老保健和疾病治疗带来了新的希望。,iPS细胞建立的过程主要包括：,（1）分离和培养宿主细胞；（2）通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞：（3）将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上，并于ES细胞专用培养体系中培养，同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程；（4）出现ES样克隆后进行iPS细胞的鉴定（细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面）。,二.为什么将细胞核重编程技术视为再生医学发展的基础？ 是因为它为多能干细胞的获得提供了新的途径。此前，实验室研究的干细胞主要来源为胚胎干细胞和成体干细胞，前者虽具有多向分化潜能，但因伦理、技术、资源、免疫、致瘤等问题使其研究和应用受到限制；而后者虽然较易获得，但其分化效率、组织整合等并不理想。综合而言，诱导多能干细胞则集合了两者的优点，淡化了两者的缺点：来源为成熟细胞，获得相对广泛、数量充足；通过细胞核重编程，可使其获得多向分化潜能；来源于患者自体，因此免除了伦理和免疫排斥等问题的困扰。,三.自体干细胞移植技术对治疗中枢神经损伤和脑损伤疾病有较好效果，其机理主要包括哪四个环节?,第一步 移植到体内的部分干细胞，可定向分化为巨噬细胞，起到清道夫的作用，“吃掉”局部坏死的组织细胞 第二步 是在受创组织所处的环境改善后，局部血流量增加，并且局部血管系统可得以修复，可促使患者改善症状；第三步 把移植的干细胞定向分化为神经胶质细胞（神经细胞的“幼稚”状态）；第四步 才是神经细胞的再生，包括受损神经的存活和再生以及移植的干细胞定向分化为神经细胞，新的神经环路就此重生,四.目前干细胞移植技术主要有哪两种方式?,一是将部分干细胞直接移植到体内，由体内的信号来引导这部分干细胞分化为成熟的合适的细胞；二是他们在进行上面的移植手术的同时，也可以在病人的病灶部位安装一个干细胞移植泵，将部分干细胞在体外进行培养扩增，使之在体外向所需的方向分化，而后分批用移植泵移植到病人体内。这两种技术结合起来使用对病人的疗效最佳,五. 试述胚胎干细胞细胞的应用及前景,1揭示人及动物的发育机制及影响因素 生命最大的奥秘便是人，人是如何从一个细胞发展为复杂的不可思议的生物体的。人胚胎细胞系的建立及人胚胎干细胞研究，可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件，使人深刻认识数十年来困扰着胚胎学家的一些基本问题，促进对人胚胎发育细节的基础研究。,2. 药学研究方面 胚胎干细胞系可分化为多种细胞类型，又是能在培养基中不断自我更新的细胞来源。它发展为胚体后的生物系统，可模拟体内细胞与组织间复杂的相互作用，这在药物研究领域具有广泛的用途。胚胎干细胞有望在短期内就能体现的优势在于药物筛选中。目前用于药物筛选的细胞都来源于动物或癌细胞这样非正常的人体细胞，而胚胎干细胞可以经体外定向诱导，为人类提供各种组织类型的人体细胞，这使得更多类型的细胞实验成为可能。虽不会完全取代在整个动物和人体上的实验，但会使药品研制的过程更为有效。当细胞系实验表明药品是安全的且效果良好，才有资格在实验室进行动物和人体的进一步实验。,3. 细胞替代治疗和基因治疗的载体,胚胎干细胞最诱人的前景和用途是生产组织和细胞，用于“细胞疗法”，为细胞移植提供无免疫原性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗。如用神经细胞治疗神经退行性疾病(帕金森病、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默病等)，用胰岛细胞治疗糖尿病，用心肌细胞修复坏死的心肌等。,胚胎干细胞还是基因治疗最理想的靶细胞。这里的基因治疗是指用遗传改造过的人体细胞直接移植或输入病人体内，达到控制和治愈疾病的目的。这种遗传改造包括纠正病人体内存在的基因突变，或使所需基因信息传递到某些特定类型细胞。,当然，干细胞技术的最理想阶段是希望在体外进行“器官克隆”以供病人移植。如果这一设想能够实现，将是人类医学中一项划时代的成就，它将使器官培养工业化，解决供体器官来源不足的问题；使器官供应专一化，提供病人特异性器官。人体中的任何器官和组织一旦出现问题，可像更换损坏的零件一样随意更换和修理。,4.生产克隆动物 ES细胞从理论上讲可以无限传代和增殖而不失去其正常的二倍体基因型和表现型，以其作为核供体进行核移植后，在短期内可获得大量基因型和表现型完全相同的个体，ES细胞与胚胎进行嵌合克隆动物，可解决哺乳动物远缘杂交的困难问题，生产珍贵的动物新种。亦可使用该项技术进行异种动物克隆，对于保护珍稀野生动物有着重要意义。,5.生产转基因动物 用ES细胞生产转基因动物，可打破物种的界限，突破亲缘关系的限制，加快动物群体遗传变异程度，可以进行定向变异和育种 利用同源重组技术对ES细胞进行遗传操作，通过细胞核移植生产遗传修饰性动物，有可能创造新的物种； 利用ES细胞技术，可在细胞水平上对胚胎进行早期选择，这样可以提高选样的准确性，缩短育种时间。,六.简述做细胞培养建立细胞系与细胞株的操作流程,胚胎或幼龄动物的组织器官,七.通过学习干细胞知识和细胞培养技术以及细胞工程学根据你所学的学科简单设计一个实验方案,八.简述每代贴附生长细胞的生长过程收集细胞在哪个期最合适,游离期贴壁期潜伏期对数生长期停止期（平台期）,九.为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本技术之一？ 因为细胞培养是生命科学的研究基础，也是当今细胞工程乃至基因工程的应用基础。目前基于体外细胞培养，特别是干细胞的培养与定向分化的定向诱导技术的发展，人们已有可能在体外构建组织甚至器官，并由此建立了组织工程，同时在细胞治疗及其与基因治疗相结合的应用中也显示出诱人的前景。目前该技术已成功地应用于皮肤移植和骨髓干细胞的移植等等。,十.叙述培养细胞生长的条件,1 细胞的营养需要2 细胞的生存环境温度: 37 O2CO2: 5% CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3- pH: 7.2-7.4 渗透压 3 无污染 4 无毒,十一、细胞活力测定是肿瘤体外研究中应用最广的技术手段之一，请简述四唑盐（MTT）比色法的基本原理及其操作步骤,四唑盐（MTT）商品名为噻唑蓝，四唑盐比色法的原理：活细胞中脱氢酶能将四唑盐还原成不溶于水的蓝紫色产物（formazan)，并沉淀在细胞中，而死细胞没有这种功能。二甲亚砜（DMSO）能溶解沉积在细胞中蓝紫色结晶物，溶液颜色深浅与所含的formazan量成正比。再用酶标仪测定OD值MTT法简单快速、准确，广泛应用于新药筛选、细胞毒性试验、肿瘤放射敏感性实验等