2019年醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)

醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)生命科學(xué)院生物學(xué)教研室

任課教師:張利平Tel:5161134

E-mail:zlp0563@第一章緒論cell生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位概念：從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子三個水平上研究細(xì)胞生命活動的科學(xué)。一細(xì)胞生物學(xué)(cellbiology,cytobiology)概念亞顯微水平顯微水平分子水平光鏡電鏡分子生物學(xué)技術(shù)生物物理學(xué)方法

細(xì)胞生物學(xué)研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能及其關(guān)系，在生命科學(xué)中占有重要地位，既是當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展的前沿，又是生命科學(xué)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)。二、細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位二細(xì)胞生物學(xué)的主要發(fā)展階段（一）細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立（二）細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時期（光鏡）（三）實驗細(xì)胞學(xué)的發(fā)展（四）分子細(xì)胞生物學(xué)的興起大致可以分為以下四個階段(basichistory)：（一）細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立RobertHooke顯微鏡觀察木栓蜂窩狀小室CELL（cellulae）植物死細(xì)胞的細(xì)胞壁1665Y,胡克發(fā)表了《Micrographia》一書,報道用自制的顯微鏡(30倍)觀察櫟樹軟木塞切片時發(fā)現(xiàn)“cell”。RobertHookLeeuwenhoek(列文·虎克）首先發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞1674年，荷蘭布商列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)自制了高倍顯微鏡(300倍左右)觀察到池塘水滴中的原生動物、人類和哺乳類動物的精子。MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.Jean-BaptistedeLamark（1744~1829)，獲得性遺傳理論的創(chuàng)始人，法國退伍陸軍中尉，50歲成為巴黎動物學(xué)教授，1809年他認(rèn)為只有具有細(xì)胞的機體，才有生命?！癐thasbeenrecognizedforalongtimethatthemembraneswhichformtheenvelopesofthebrain，ofthenerves，ofvessels，ofallkindsofglands，ofviscera，ofmusclesandtheirfibers，andeventheskinofthebodyareingeneraltheproductionsofcellulartissue。Butnoone，sofarasIknow，hasyetperceivedthatcellulartissueisthegeneralmatrixofallorganizationandthatwithoutthistissuenolivingbodywouldbeabletoexist，norcouldithavebeenformed。”

CharlesBrisseauMilbel（1776~1854)，法國植物學(xué)家，1802年認(rèn)為植物的每一部分都有細(xì)胞存在，“theplantiswhollyformedofacontinuouscellularmembranoustissue。Plantsaremadeupofcells，allpartsofwhichareincontinuityandformoneandthesamemembranoustissue”。HenriDutrochet（1776~1847），法國生理學(xué)家，1824年進一步描述了細(xì)胞的原理，他認(rèn)為“Allorganictissuesareactuallyglobularcellsofexceedingsmallness，whichappeartobeunitedonlybysimpleadhesiveforces;thusalltissues，allanimal(andplant)organs,areactuallyonlyacellulartissuevariouslymodified。Thisuniformityoffinerstructureprovesthatorgansactuallydifferamongthemselvesmerelyinthenatureofthesubstancescontainedinthevesicularcellsofwhichtheyarecomposed”。①一切生物，從單細(xì)胞生物到高等動植物都是由細(xì)胞

組成的；②細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能活動的基本單位。細(xì)胞學(xué)說由德國植物學(xué)家Schleiden(施萊登）動物學(xué)家Schwann（施旺）提出?！顑?nèi)容1858年,德國醫(yī)生和病理學(xué)家魏爾肖(RudolfVirchow)對細(xì)胞學(xué)說進行了重要補充并提出∶◆一切細(xì)胞只能來自原來的細(xì)胞?！粢磺屑膊【鶃碜约?xì)胞的改變。(二）光學(xué)顯微鏡下的細(xì)胞學(xué)研究(19世紀(jì)中葉至20世紀(jì)初)1839年，捷克人J.E.Pukinye用protoplasm（原生質(zhì)）這一術(shù)語描述細(xì)胞物質(zhì)，“Protoplast”為神學(xué)用語，指人類始祖亞當(dāng)。1861年，原生質(zhì)(protoplasm)理論：有機體的組織單位是一小團原生質(zhì),這種物質(zhì)在一般有機體中是相似的Flemming固定和染色間接分裂（有絲分裂，mitosis）◎中心體、線粒體和高爾基復(fù)合體相繼發(fā)現(xiàn)。Remark雞胚血細(xì)胞直接分裂（無絲分裂,amitosis）Hertwig，1875年減數(shù)分裂（meiosis）《細(xì)胞與組織》※標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)的建立細(xì)胞的分裂活動研究重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)

19世紀(jì)中葉以前，對細(xì)胞的研究主要是通過活細(xì)胞進行。由于活細(xì)胞各個部分結(jié)構(gòu)的折光率差別不大，故在顯微鏡下觀察細(xì)胞的細(xì)微結(jié)構(gòu)受到限制。后來，隨著顯微鏡技術(shù)的提高，發(fā)明了固定法，開始利用石蠟切片技術(shù)。經(jīng)固定的材料，進行一系列處理，染色后在顯微鏡下觀察，相繼發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的一系列結(jié)構(gòu)。

1883年，V.Beneden、1888年R.Brown和Boveri相繼發(fā)現(xiàn)中心體（Centrosome）；1894年Altmann、1898年C.Benda發(fā)現(xiàn)線粒體（mitochondrium）；同年，高爾基發(fā)現(xiàn)Golgibody。（三）實驗細(xì)胞學(xué)階段(20世紀(jì)初至20世紀(jì)中葉)特點與生物科學(xué)的相鄰學(xué)科互相滲透，結(jié)合多種實驗手段，對細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能進行了大量的研究experimentalcytology:是指采用實驗的手段研究細(xì)胞學(xué)的問題,即從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)及遺傳發(fā)育機理的研究。①1902年Boveri和Sutton同時提出“染色體遺傳理論”。②1910年Morgan提出了基因?qū)W說，細(xì)胞遺傳學(xué)形成其他進展1943美國細(xì)胞學(xué)家克勞德（后獲諾貝爾生理學(xué)）分離出核糖體，并用電鏡研究了各種細(xì)胞器，為從亞細(xì)胞層次研究生理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

1924德國組織化學(xué)家孚爾根和羅森貝克發(fā)明了專染核酸的“孚爾根染色法，”一直沿用至今。

1932年，德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明了電鏡，1940年，美、德制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。（四）亞顯微結(jié)構(gòu)與分子水平的細(xì)胞生物學(xué)(20世紀(jì)40年代始)2、分子生物學(xué)的研究促進細(xì)胞生物學(xué)的形成與發(fā)展

1953年沃森(J.D.Watson)和克利克(F.H.C.Crick)提出了DNA分子結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型，標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。

1958年，Meseloson和Stahl提出DNA的半保留復(fù)制，同年Crick提出了遺傳的“中心法則”；

1972年S.J.Singer和G.Nicolson在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,提出了"流動鑲嵌模型"

1975年,布洛貝爾提出了信號肽假說用以解決蛋白質(zhì)合成后的去向問題。

…1953年Watson和CrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1958年中心法則DNA---RNA---蛋白質(zhì)分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志美國生物學(xué)家沃森（右）和英國物理學(xué)家克里克（左）1958年Meseloson和StahlDNA的半保留復(fù)制信號肽假說線粒體合成ATP的模型細(xì)胞骨架1956年，蔣有興（美籍華人）利用徐道覺發(fā)明的低滲處理技術(shù)證實了人的2n為46條，而不是48條。1961~64年，美國人M.W.Nirenberg破譯DNA遺傳密碼。1968年瑞士人WernerArber從細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)DNA限制性內(nèi)切酶1973年，美國人S.Cohen和H.Boyer將外源基因拼接在質(zhì)粒中，在大腸桿菌中表達，揭開基因工程的序幕。1975年，英國人F.Sanger設(shè)計出DNA測序的雙脫氧法1975年，德國人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麥科學(xué)家N.K.Jerne發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)1982年，美國人S.B.Prusiner在患羊瘙癢病的羊體內(nèi)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)感染因子（prion）。更新了醫(yī)學(xué)感染的概念自此，分子生物學(xué)的研究從多方面向細(xì)胞生物學(xué)滲透，使細(xì)胞生物學(xué)在原有的基礎(chǔ)上發(fā)展為分子細(xì)胞生物學(xué)。一，細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系細(xì)胞生物學(xué)是一門綜合性的新興基礎(chǔ)理論學(xué)科,是四大前沿學(xué)科之一，在醫(yī)學(xué)中占有重要地位。醫(yī)學(xué)是研究疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)化規(guī)律，借此診斷、治療、預(yù)防疾病，達到增強人體健康、延年益壽為目的的科學(xué)。1858年，德國病理學(xué)家Virchow：

“一切疾病都來自細(xì)胞的改變”。

三細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)科學(xué)腫瘤的形成機理-----增殖失控。對冠心病的研究有賴于細(xì)胞生物學(xué)對動脈內(nèi)皮細(xì)胞的深入研究。動脈發(fā)生粥樣硬化以前,

常見有內(nèi)皮細(xì)胞損傷或剝脫,內(nèi)膜通透性增加,少量血漿脂質(zhì)向內(nèi)皮下入侵,周圍出現(xiàn)單核細(xì)胞、中膜平滑肌細(xì)胞增生并進入內(nèi)膜,同時有蛋白聚糖增多,增生的單核細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞在內(nèi)皮下吞噬脂質(zhì)形成泡沫樣細(xì)胞。隨后由于脂質(zhì)入侵增多,在內(nèi)皮下由脂點、脂紋等發(fā)展成粥樣斑塊

應(yīng)用淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)獲得的單克隆抗體在臨床診斷和治療上應(yīng)用越來越廣泛。1990年，美國國立衛(wèi)生研究院，給一名患有先天性重度聯(lián)合免疫缺陷病的4歲女孩實施了首例基因治療。這種疾病因腺苷脫氨酶（ADA）基因變異引起。1991年12月，復(fù)旦大學(xué)遺傳所薛京倫主持對一例血友病患者進行了基因治療試驗，并獲得成功。

細(xì)胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；

細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；

細(xì)胞衰老（cellularsenescence）；

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；

DNA的損傷與修復(fù)（DNAdamageandrepair）

三種疾?。?/p>

癌癥（cancer）

心血管病（cardiovasculardiseases）

愛滋病和肝炎等傳染?。╥nfectiousdiseases：AIDS，hepatitis）

五大研究方向：

抽象思維與動態(tài)觀點

結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀點

同一性(unity)和多樣性(diversity)