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文檔簡介
生物本科畢業(yè)綜述范文第一篇生物本科畢業(yè)綜述范文第一篇一、立題意義及國內外的研究現(xiàn)狀與存在問題,主要研究內容及擬解決的關鍵性問題(含文獻綜述)
1.本項目研究的意義
2.本項目研究在國內外的研究現(xiàn)狀
3.本項目研究的主要內容及擬解決的問題
二、本課題的主要研究內容和方法、步驟、預期目的
1.研究的主要內容:
(1)小櫻桃文心蘭原球莖增殖;
(2)誘導小櫻桃文心蘭的生根;
(3)小櫻桃文心蘭壯苗的研究;
(4)小櫻桃文心蘭的小苗移栽;
2.方法及步驟
(1)培養(yǎng)基的配制
基本培養(yǎng)基為1/2MS,瓊脂為7克/升,蔗糖為20克/升,pH值為,生長激素為BA,NAA,IBA(濃度單位為mg/L,下同),附加物為椰乳,活性炭。
(2)培養(yǎng)條件
接種材料保持在25±2℃,光照時間12h/d,光照強度1000-1500Lx。經常去試驗室去檢查有沒有污染,要及時清理,以免造成更多的污染,發(fā)現(xiàn)污染的要及時找出原因,作出調整。
(3)原球莖增殖培養(yǎng)基的篩選
切取無菌材料中的小葉片,將其供試驗的原球莖切割成約的接種塊,分別接種在不同濃度的BA和NAA的培養(yǎng)基中,進行增殖培養(yǎng),60天后對原球莖生長的增殖情況進行觀察并統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。
(4)誘導生根,篩選適宜的培養(yǎng)基
將繼代培養(yǎng)出來的幼苗切取單株,帶有2~3片葉子,株高1cm,轉至生根培養(yǎng)基中,觀察幼苗的生根情況,包括根數(shù)和根的長度,40天后進行統(tǒng)計并分析數(shù)據(jù)。
(5)壯苗
從已經誘導出根的幼苗中篩選出株高2cm,帶有3~5片葉子的幼苗,移至壯苗的培養(yǎng)基中,觀察幼苗的生長情況:葉片的數(shù)目、根的數(shù)目、根的長度,40天后進行統(tǒng)計并分析數(shù)據(jù)。
(6)小苗移栽
當試管苗長至3~4cm高,葉子有5~7片,根有2~3條,長度約2~3cm時,就可進行移栽,打開瓶蓋先進行鍛煉2天左右,以增強試管苗對室外環(huán)境的適應能力。小苗移栽后放入室溫中,觀察其生長狀況并記錄下來。主要的基質有:珍珠巖、蛭石、木屑、苔蘚、樹皮、椰糠等。
3.預期目的
本次試驗擬解決生根、壯苗基本培養(yǎng)基的選擇以及移栽基質的篩選,尋找最適合小櫻桃文心蘭生活的基質。
三、研究工作總體安排及具體進度
20xx年10月至20xx年5月:
20xx年6月至10月:
20xx年11月至20xx年2月:
20xx年3月至4月:分析收集到的數(shù)據(jù),進行論文初稿撰寫和論文的修改;
20xx年5月:論文定稿、打印、答辯。
生物本科畢業(yè)綜述范文第二篇摘要:
開發(fā)實驗材料的渠道實驗材料對于實驗確實非常重要,但是也有許多實驗通常不止一種可以取得良好實驗效果的材料,那我們在具體做實驗時又該怎么開發(fā)呢?是不是按部就班地沿用書本給出的材料就好了?其實不然,這樣做會大大降低學生做實驗的熱情,學生會覺得反正。
關鍵詞:
小議,生物,實驗,材料,處理,開發(fā),實驗,材料,渠道,對于,開發(fā)實驗材料的渠道。
實驗材料對于實驗確實非常重要,但是也有許多實驗通常不止一種可以取得良好實驗效果的材料,那我們在具體做實驗時又該怎么開發(fā)呢?是不是按部就班地沿用書本給出的材料就好了?其實不然,這樣做會大大降低學生做實驗的熱情,學生會覺得反正書上都有,就會懶得思考。這不利于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,在遇到實驗設計方面的練習時也缺乏想象力。其實開發(fā)實驗材料的渠道很多,只要具備實驗效果好,材料易得,成本低,量多,符合各地季節(jié)特性,安全可靠等都行。例如在做“滲透作用”實驗時,除了課本上用的玻璃紙,半透膜的材料完全可以讓學生自己去尋找。哪些材料可以代替膀胱膜同樣能取得良好的實驗效果呢?也許學生會給出很多答案,如動物膀胱膜、雞蛋殼膜,洋蔥的膜質鱗葉,魚鰾等,那不妨把這些材料都找出來試一試,學生就會發(fā)現(xiàn)自己的想法正確與否。還有觀察葉綠體的實驗,除了可以用苔蘚葉片,黑藻葉,還可以用新鮮蔬菜的葉片。因時制宜,花樣繁多,給學生足夠的選擇權和新鮮感。這樣做不僅加深了學生對實驗全過程的認識,提高了實驗效率,還可以培養(yǎng)學生的動手能力,使學生獲得一定的成就感,增加他們學習生物的興趣和熱情。
放手讓學生去處理實驗材料
選好適宜的實驗材料以后,還要進行正確的材料處理。但是在很多具體操作中,為了節(jié)省時間,實驗材料通常都是老師處理好的,學生只需要拿處理好的材料按既定的方法步驟進行實驗。這樣做的結果是到實驗結束,學生對實驗都沒有完整的印象,抑制了學生學習的主動性和思考的獨立性。而教學新理念下的課堂是以學生為主體的課堂,所以教師可以在處理實驗材料時加以引導,讓學生積極參與實驗過程。大學時,有一個印象深刻的梨果石細胞觀察實驗:到實驗室時,學生們看到的不是研磨好的梨果石細胞而是每人桌上的半個梨。老師說:“你們今天實驗的第一步是把面前的梨果肉吃掉,然后取下梨核近處的石細胞進行研磨?!碑斕斓膶嶒炓粧咂綍r的肅靜氣氛,學生不僅更好更快地完成了實驗,還記憶深刻。其實中學生物的很多實驗材料也可以讓學生親自動手培養(yǎng)和處理。如觀察根尖分生區(qū)細胞分裂的實驗,可以提前幾天讓學生自己水培一些易于生根的種子,如小麥、玉米等。讓種子在學生眼皮下逐漸生根長大,用自己培養(yǎng)出的幼根做實驗。而在葉綠體中色素的提取和分離實驗中,新鮮菠菜上市的時間和做這個實驗的時間不符,學生可以自己選擇一些新鮮的綠葉蔬菜,研磨時可以做兩次,一次加二氧化硅,一次不加,來比較研磨的充分程度;濾液細線也可以讓學生自己去畫,濾紙邊角剪與不剪對實驗結果有什么影響等等。讓學生參與到實驗的細節(jié)中,親自處理實驗材料,既提高了他們的參與熱情,也加深了對實驗的印象和理解程度。
總之,選擇適宜的實驗材料和正確處理實驗材料是實驗成功的基礎,也是實驗成功的關鍵所在。而在準確達到實驗效果和實驗目的的前提下,最大限度地讓學生參與進來,通過對實驗材料的正確選擇和處理來增加學生的實踐操作能力和思維發(fā)散能力非常重要,而且對源于實驗基礎上的生物學教學和學習都大有裨益。
生物本科畢業(yè)綜述范文第三篇摘要生物芯片是便攜式生物化學分析器的核心技術。通過對微加工獲得的微米結構作生物化學處理能使成千上萬個與生命相關的信息集成在一塊厘米見方的芯片上。采用生物芯片可進行生命科學和醫(yī)學中所涉及的各種生物化學反應,從而達到對基因、抗原和活體細胞等進行測試分析的目的。生物芯片發(fā)展的最終目標是將從樣品制備、化學反應到檢測的整個生化分析過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統(tǒng)(micrototalanalyticalsystem)或稱縮微芯片實驗室(laboratoryonachip)。生物芯片技術的出現(xiàn)將會給生命科學、醫(yī)學、化學、新藥開發(fā)、生物武器戰(zhàn)爭、司法鑒定、食品和環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)督等領域帶來一場革命。本文闡述了生物芯片技術在加工制備、功能和應用方面的近期研究進展。
關鍵詞:生物芯片,縮微芯片實驗室,疾病診斷,基因表達
人類基因組計劃的目標是在2005年完成對30億個人體基因組DNA堿基的序列測定,現(xiàn)在通過使用更高級的毛細管陣列測序儀和商業(yè)操作,使該計劃有望提前完成。因此,人們現(xiàn)已開始利用人類基因組計劃中所發(fā)現(xiàn)的已知基因對其功能進行研究,亦即把已知基因的序列與功能聯(lián)系在一起的功能基因組學研究。另外,與疾病相關的研究已從研究疾病的起因向探索發(fā)病機理方面轉移,并從疾病診斷向疾病易感性研究轉移。由于所有上述這些研究都與DNA結構、病理和生理等因素密切相關,因此許多國家現(xiàn)已開始考慮在后基因組時期,研究人員是否能用有效的硬體技術來對如此龐大的DNA信息以及蛋白質信息加以利用。為此,先后已有多種解決方案問世,如DNA的質譜分析法[1]、熒光單分子分析法[2]、陣列式毛細管電泳[3]、雜交分析[4]等。但到目前為止,在對DNA和蛋白質進行分析的各種技術中,發(fā)展最快和應用前景最好看的技術當數(shù)以生物芯片技術為基礎的親和結合分析、毛細管電泳分析法[5]和質譜分析法。此外,在此基礎上,通過與采用生物芯片技術和樣品制備方法(芯片細胞分離技術[6]和生化反應方法(如芯片免疫分析[7]和芯片核酸擴增[8])相結合,許多研究機構和工業(yè)界都已開始構建所謂的縮微芯片實驗室。建立縮微芯片實驗室的最終目的是將生命科學研究中的許多不連續(xù)的分析過程,如樣品制備,化學反應和分離檢測等,通過采用象集成電路制作過程中的半導體光刻加工那樣的縮微技術,將其移植到芯片中并使其連續(xù)化和微型化。這些當年將數(shù)間房屋大小的分離元件計算機縮微成現(xiàn)在只有書本大小的筆記本式計算機有異曲同工之效。用這些生物芯片所制作的具有不同用途的生化分析儀具有下述一些主要優(yōu)點,即分析全過程自動化、生產成本低、防污染(芯片系一次性使用)、分析速度可獲得成千上萬倍的提高、同時,所需樣品及化學藥品的量可獲得成百上千倍的減少、極高的多樣品處理能力、儀器體積小、重量輕、便于攜帶。這類儀器的出現(xiàn)將會給生命科學、醫(yī)學、化學、新藥開發(fā)、生物武器戰(zhàn)爭、司法鑒定、食品和環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)督等領域帶來一場革命。因此,它已廣為各國學術界和工業(yè)界所矚目[9]。
1、生物芯片的微加工制備
生物芯片的加工借用的是微電子工業(yè)和其他加工工業(yè)中比較成熟的一些微細加工(microfabrication)工藝(如:光學掩模光刻技術、反應離子刻蝕、微注入模塑和聚合膜澆注法),在玻璃、塑料、硅片等基底材料上加工出用于生物樣品分離、反應的微米尺寸的微結構,如過濾器、反應室、微泵、微閥門等微結構。然后在微結構上施加必要的表面化學處理,再在微結構上進行所需的生物化學反應和分析。
生物芯片中目前發(fā)展最快的要算親和結合芯片(包括DNA和蛋白質微陣列芯片)。它的加工除了用到一些微加工工藝以外,還需要使用機器人技術?,F(xiàn)在有四種比較典型的親和結合芯片加工方法。一種是Affymetrix公司開發(fā)出的光學光刻法與光化學合成法相結合的光引導原位合成法[10]。第二種方法是Incytepharmaceutical公司所采用的化學噴射法,它的原理是將事先合成好的寡核苷酸探針噴射到芯片上指定的位置來制作DNA芯片的。第三種是斯坦福大學所使用的接觸式點涂法。該方法的實現(xiàn)是通過使用高速精密機械手所帶的移液頭與玻璃芯片表面接觸而將探針定位點滴到芯片上的[11]。第四種方法是通過使用四支分別裝有A、T、G、C核苷的壓電噴頭在芯片上作原位DNA探針合成的[12]。
2、生物芯片舉例
生物芯片是縮小了的生物化學分析器,通過芯片上微加工獲得的微米結構和生物化學處理結合,便可將成千上萬個與生命相關的信息集成在一塊厘米見方的芯片上。采用芯片可進行生命科學和醫(yī)學中所涉及的各種生物化學反應,以達到對基因、抗原和活體細胞等進行測試分析的目的。通過分析可得到大量具有生物學、醫(yī)學意義的信息。生物化學反應和分析過程通常包括三個步驟:
1、樣品制備;
2、生物化學反應;
3、檢測和數(shù)據(jù)分析處理。將其中一個步驟或幾個步驟微型化集成到一塊芯片上就能獲得具有特殊功能的生物芯片,例如用于樣品制備的細胞過濾器芯片和介電電泳芯片、用于基因突變檢測和基因表達的DNA微陣列芯片和用于藥物篩選的高通量微米反應池芯片等?,F(xiàn)在,世界各國的科學家們正致力于將生化分析的全過程通過不同芯片的使用最后達到全部功能的集成,以實現(xiàn)所謂的微型全分析系統(tǒng)或縮微芯片實驗室。使用縮微芯片實驗室,人們可以在一個封閉的系統(tǒng)內以很短的時間完成從原始樣品到獲取所需分析結果的全套操作。
樣品制備芯片
針對DNA分析,其制備過程通常要經過細胞分離、破胞、脫蛋白等多方面的工作,最后得到純度足夠高的待檢DNA。目前在細胞分離方法上較突出的有過濾分離(根據(jù)生物顆粒的尺寸差異進行分離)和介電電泳分離(利用在芯片上所施加的高頻非均勻電場使不同的細胞內誘導出偶電極,導致細胞受不同的介電力作用,而從樣品中分離出來)等;芯片中的破胞方法有芯片升溫破胞、變壓脈沖破胞,以及化學破胞等。在捕獲DNA方面,CephEid公司應用濕法蝕刻和反應離子蝕刻/等離子蝕刻等工藝在硅片上加工出含有5000個高200微米直徑20微米的具有細柱式結構的DNA萃取芯片,專門用于DNA的萃取[13]。
生物化學反應芯片
由于目前所用檢測儀器的靈敏度還不夠高,因此從樣品中提取的DNA在標記和應用前仍需用PCR這樣的擴增復制技術復制幾十萬乃至上百萬個相同的DN段。
目前,在芯片中進行核酸擴增反應獲得成功的有賓夕法尼亞大學研究小組[8,14],美國勞倫斯-利物摩國家實驗室[15]和Perkin-Elmer公司[16]。賓夕法尼亞大學研究小組所做的擴增反應都是在硅-玻璃芯片中進行的,芯片的外部加熱和冷卻采用的是計算機控制的帕爾帖電-熱器。在對芯片表面進行惰性處理后,亦即在硅片表面生長一層2000埃的氧化硅之后,他們成功地在硅-玻璃芯片中完成了一系列不同的核酸擴增反應,例如RT-PCR、LCR、多重PCR和DOP-PCR。由勞倫斯-利物摩國家實驗室加工的硅芯片所采用的加熱方式是芯片內置的薄膜多晶硅加熱套,其升降溫的速度很快。Perkin-Elmer公司的PCR反應則是在塑料芯片上完成的。倫敦帝國理工大學的研究者研制了一種樣品可在不同溫度的恒溫區(qū)間內連續(xù)流動的PCR芯片[17]。上述所有工作都是用事先提純了的DNA或RNA作為擴增反應的底物來完成的。為了將樣品制備和擴增反應集成為一體,賓夕法尼亞大學研究小組最近成功地在壩式微過濾芯片中直接對分離所得的人白細胞通過升溫方式胞解后所釋放的DNA進行了擴增,這是世界上首例將樣品制備和擴增反應集成為一體的研究成果[14]。
檢測芯片
毛細管電泳芯片
芯片毛細管電泳是1983年由杜邦公司的Pace開發(fā)出來的[18]。隨后,瑞士的Ciba-GEIgy公司和加拿大的Alberta大學合作利用玻璃芯片毛細管電泳完成了對寡核苷酸的分離[19]。首次用芯片毛陣列電泳檢測DNA突變和對DNA進行測序的是由加利福尼亞大學伯格利分校Mathies領導的研究小組完成的[20,21]。通過在芯片上加上高壓直流電,他們在近兩分鐘的時間內便完成了從118bp到1353bp的許多DN段的快速分離。此外,Mathies的小組與勞倫斯-利物摩國家實驗室Nothrup的研究小組合作,報道了首例將核酸擴增反應與芯片毛細管電泳集成為一體所作的多重PCR檢測工作[22]。賓夕法尼亞大學Wilding的小組與Ramsey的小組一道用芯片毛細管電泳對芯片中擴增得到的用于杜鑫-貝克肌萎縮診斷的多條DN段進行分離也獲得了成功[14]。其他用芯片毛細管電泳檢測突變的外國公司和學術機構有Perkin-Elmer公司、Calipertechnologies公司、Aclarabiosciences公司和麻省理工等。
DNA突變檢測芯片
dNA之所以能進行雜交是因為核苷A和T、G和C可同時以氫鍵結合互補成對。許多經典的分子生物學方法如桑格DNA測序法和PCR等都是以此為基礎的。最近出現(xiàn)的幾項技術,如用光刻掩膜技術作光引導原位DNA合成[23]、電子雜交技術[24]、高靈敏度激光掃描熒光檢測技術[25]等,使以雜交為基礎的應用有了長足的改善。最近的一些英文權威刊物對應用芯片雜交技術檢測突變作了報道。Hacia等人采用由96000個寡核苷酸探針所組成的雜交芯片,完成了對遺傳性乳腺癌和卵巢腫瘤基因BRCA1中外顯子上的24個異合突變(單核苷突變多態(tài)性)的檢測。他們通過引入參照信號和被檢測信號之間的色差分析使得雜交的特異性和檢測靈敏度獲得了提高[26]。另外,Kozal等人用高密度HIV寡核苷酸探針芯片對HIV病株的多態(tài)性作了分析[27]。Cronin等人用固化有428個探針的芯片對導致肺部囊性纖維化的突變基因進行了檢測[28]。用生物芯片作雜交突變檢測的美國公司有貝克曼儀器公司、Abbotlaboratory、Affymetrix、Nanogen、Sarnoff、Genometrix、Vysis、Hyseq、Moleculardynamics等;英美學術機構有賓夕法尼亞大學、貝勒醫(yī)學院、牛津大學、WhiteheadinstituteforBiomedicalResearch,海軍研究室,Argonne國家實驗室等。
通過雜交分析DNA的另一應用技術是重復測序。那么,重復測序是怎么工作的呢?首先,人們將長度為8-20個核苷的探針合成并固定到指甲蓋大小的硅芯片或玻璃芯片上。當含有與探針序列互補的DNA被置于聯(lián)有探針的芯片之后,固化探針就會通過與其序列互補的DN段雜交而結合[10]。通過使用帶有計算機的熒光檢測系統(tǒng)對“棋盤”每個格子上的熒光強弱及根據(jù)每個格子上已知探針的序列進行分析與組合就可得知樣品DNA所含有的堿基序列。最近美國的Science雜志對應用芯片雜交技術測序作了報道。Chee等人在一塊固化有135000個寡核苷酸探針(每個探針長度為25個核苷)的硅芯片上對長度為的整個人線粒體DNA作了序列重復測定。每個探針之間的空間間隔為35微米。測序精度為99%。另外Hacia還報道了一種微測序分析法(minisequencing-basedassays)為檢測所有可能的堿基序列變化提供了強有力的手段。此方法中需要將不同顏色熒光染料標記的四種ddNTP,加入到引物的酶促反應中,微陣列上固化的寡核苷酸用作酶促反應的引物,靶序列作為模板,可檢測到靶序列上的堿基變化。用生物芯片從事雜交測序的美國公司有Affymetrix和Hyseq[29]。
用作基因表達分析的DNA芯片
隨著人類基因組計劃的順序進行,越來越多的能夠表達的人基因序列以及引發(fā)疾病和能預測疾病的各種突變正在為人們逐漸認識。為了能夠同時對多個可能的遺傳突變進行搜尋、加快功能基因組學研究的進程,人們現(xiàn)已把越來越多的注意力放到了能同時提供有關多個基因及其序列信息的所謂并行分子遺傳學分析(parallelmoleculargeneticanalysis)方法上。功能基因組學所研究的是在特定組織中、發(fā)育的不同階段或者是疾病的不同時期基因的表達情況。因此它的要求是要能在同一時刻獲得多個分子遺傳學分析的結果。譬如,許多疾病引發(fā)基因可能會有數(shù)以百計的與表征有關的特定突變,因而,要求能有同時篩檢這些突變的有效方法。另外,任何一個細胞中都會有上千個基因在表達。而細胞間基因表達的差異往往能反應出這些細胞是發(fā)育正常還是在朝惡性腫瘤細胞方向發(fā)展。采用芯片技術利用雜交對基因表達進行分析的好處是它能用很少的細胞物質便能提供有關多基因差異表達的信息,從而給疾病診斷和藥物篩選提供前所未有的信息量[30]。Lockhart等人采用固化有65000個不同序列的長度為20個核苷的探針芯片,定量地分析了一個小鼠T細胞線中整個RNA群體內21個各不相同的信使RNA。這些專門設計的探針能與114個已知的小鼠基因雜交。分析發(fā)現(xiàn)在誘發(fā)生成細胞分裂后,另外有20個信使RNA的表達也發(fā)生了改變。檢測結果表明該系統(tǒng)對RNA的檢出率為1:300000,對信使RNA的定量基準為1:300[32]。Wang等人在研究表鬼臼毒素吡喃葡糖苷(etoposide)誘導的細胞程序性死亡時,利用DNA芯片技術,制備了一次可檢測6591種人細胞信使RNA的寡聚核苷酸微陣列,檢測到誘導后的細胞內有62種信使RNA的量發(fā)生了變化。通過挑選12個與誘導作用有關的基因作進一步研究,它們發(fā)現(xiàn)了2個新的p53靶基因[33]。DeRisi等人將一個惡性腫瘤細胞線中得到的870個不同的cDNA探針通過機械手“刷印”至載玻片上以觀察癌基因的表達情況。在比較兩個標有不同熒光標記的細胞信使RNA群的雜交結果之后,他們對引入正常人染色體后腫瘤基因受到抑制的細胞中的基因表達結果進行了分析[34]。另外,Shoemaker等人報道了一種利用生物芯片來確定許多新近發(fā)現(xiàn)的酶母基因的生物功能的所謂分子條形編碼技術。這種技術的好處是它能讓我們以并行的方式定量地分析很復雜的核酸混合物[35]。Lueking等人最近采用蛋白質微陣列技術,把作為探針的蛋白質高密度地固定在聚雙氟乙烯膜(polyvinylidenedifluoride)上,并檢測到了10pg的微量蛋白質測試樣。對92個人cDNA克隆片段表達的產物進行檢測,用單克隆技術作平行分析,證實了假陽性的的檢出率低。由于蛋白質微陣列技術不受限于抗原-抗體系統(tǒng),故能為高效篩選基因表達產物及研究受體-配體的相互作用提供一條新的有效途徑[36]。
縮微芯片實驗室
生物芯片發(fā)展的最終目標是將從樣品制備、化學反應到檢測的整個分析過程集成化以獲得所謂的微型全分析系統(tǒng)或稱縮微芯片實驗室。1998年6月,Nanogen公司的程京博士和他的同事們首次報道了用芯片實驗室所實現(xiàn)的從樣品制備到反應結果顯示的全部分析過程。他們用這個裝置從混有大腸桿菌的血液中成功地分離出了細菌,在高壓脈沖破胞之后用蛋白酶K孵化脫蛋白,制得純化的DNA,最后用另一塊電子增強的DNA雜交芯片分析證實提取物是大腸桿菌的DNA。這是向縮微實驗室邁進的一個成功的突破[37]。目前,含有加熱器、微泵微閥、微流量控制器、電子化學和電子發(fā)光探測器的芯片已經研制出來了,而且,也出現(xiàn)了將樣品制備、化學反應和分析檢測部分結合的芯片(例如,樣品制備和PCR[38];競爭免疫測定和毛細管電泳分離[39])。相信不久的將來,包含所有步驟的縮微芯片實驗室將不斷涌現(xiàn)。
3、結尾
經過近十年的不懈努力,生物芯片技術發(fā)展至今已經開始對生命科學研究的許多領域帶來沖擊甚至革命。以美國為首的西方發(fā)達國家在該領域已經取得了令人眩目的成就。到現(xiàn)在,從樣品制備、化學反應到檢測的三個步驟已獲得了部分集成,三個部分的全部集成已初現(xiàn)端倪。中國在這方面尚未起步,如果各方面重視,投入一定的人力和物力,相信不久的將來在該領域中我們也會占有一席之地的。
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生物本科畢業(yè)綜述范文第四篇【摘要】
生物科學史揭示了科學家科學研究的歷程,是人類認識、探索和改造自然的探究史。分析了教師在生物教學中要充分利用生物科學史的趣味性、漸進性、經典性和嚴謹性,激發(fā)學生的學習熱情、突破重難點知識,提高探究學習能力,培養(yǎng)科學素養(yǎng)。
【關鍵詞】生物科學史生物教學教學價值
生物科學史全方位地展示了生命科學產生、形成、發(fā)展、演變的歷程,它包含著實驗探索、理論形成的科學規(guī)律與方法,每個科研成果的背后也蘊涵著科學家偉大的科學精神與人格魅力。《普通高中生物課程標準》中提出:“學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,學習科學的本質和科學研究的方法,學習科學家獻身科學的精神,這對提高學生的科學素養(yǎng)是很有意義的?!痹谏锝虒W過程中,教師應該重視生物科學史的教學,以趣味的科學故事激發(fā)學生的學習熱情,以經典的科學實驗幫助學生理解生物學知識和提高探究能力,以科學家嚴謹務實、一絲不茍的科學態(tài)度陶冶學生的科學精神,從而實現(xiàn)生物教學的目的。對此,文章從以下四個方面探討生物科學史在生物教學中的教學價值。
一、利用生物科學史的趣味性提高學生的學習興趣,激發(fā)其學習熱情
在學習生物科學知識的過程中,很多學生會覺得枯燥乏味,甚至深奧難懂,因而對生物學習缺乏興趣。事實上,生物科學史中不乏逸聞趣事,教師應在課堂上結合教學內容,列舉一些有趣的事例,吸引學生的注意力,提高其學習興趣。愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”,學生對所學知識產生興趣,就會提高其學習的積極性,從而提高學習效率。在生物課堂教學中,教師利用生物科學史導入新課,除了能夠迅速使學生集中注意、激發(fā)認知需求外,還能促使學生形成學習期待。例如,在講授細胞結構的知識點時,可以向學生講述英國物理學家和天文學家羅伯特虎克發(fā)現(xiàn)細胞的故事來導入;在講解條件反射知識點時,可以向學生介紹俄國生理學家伊萬巴甫洛夫通過觀察狗吃食物發(fā)現(xiàn)非條件反射的故事等。可見,教師應善于收集一些與生物教學有關的故事情節(jié),在課堂上將生物科學史與生物教學巧妙融合,增加生物學知識的趣味性和故事性,從而激發(fā)學生的學習熱情,促使其主動學習。
二、利用生物科學史的漸進性理解生物學知識,突破重難點
生物科學史是生命科學研究成果的發(fā)現(xiàn)過程,是揭示生命奧秘的過程。在生物教學的過程中,以科學史作為教學材料,能夠順理成章地展現(xiàn)生物科學知識的形成過程,有助于學生全面理解生物學基礎知識,構建完整的知識體系,這也符合學生的認知規(guī)律。另外,層層遞進的科學史知識,能夠幫助學生深入地理解生物課堂上的重難點內容。
通過科學史可以全面了解生物科學的具體研究方法和思維方法,從而積累更多的知識經驗,拓展學生的思維空間,提升學生突破重難點知識的綜合能力。例如,在講授高中生物《光合作用》的內容時,教師可將光合作用的發(fā)現(xiàn)史貫穿在課堂教學中,如講授光合作用的產物時,可結合1864年德國科學家薩克斯的綠葉遮光實驗來講解;講授光合作用的場所時,可通過1880年德國科學家恩吉爾曼用水綿實驗來講解;講授光反應中氧氣的來源時,可以結合1939年美國科學家魯賓和卡門的氧同位素標記的實驗來講解。可見,不同的實驗體現(xiàn)了不同的研究方法和思維方法,可加深學生對單一變量、對照等實驗原則的理解,以及對同位素標記法等科學研究方法的掌握,從而使生物教學的重難點知識得以突破,提高學生解決問題的綜合能力。
三、利用生物科學史的經典性體驗科學過程,提高學生的探究能力
生物科學史中的一些經典實驗,蘊涵著獨特的生物學思維和科學研究方法。利用科學史上的經典實驗進行教學,是培養(yǎng)學生探究學習能力的一個有效措施。在生物科學史課堂中,教師要靈活運用科學史,引用科學史資料來導入新課,創(chuàng)設探究情景、營造探究氛圍,以發(fā)散學生思維,提高其科學探究能力。生物科學發(fā)展的歷史就是一部科學探究的歷史,在教學中可普及一些科學史的知識,讓學生從中體驗科學探究活動的整個過程。教師把經典的科學探究實驗引入生物課堂,讓學生身臨其境地思考與探索,自主設計實驗方案,感悟科學探究過程,理解科學家發(fā)現(xiàn)、探索和解決問題的科學精神。例如,在講授“遺傳定律”的內容時,可以融入奧地利生物學家格里哥孟德爾經典豌豆實驗的科學史,按照“假設――演繹法”的推理探究模式進行教學,使學生在體驗遺傳規(guī)律探究發(fā)現(xiàn)的過程中,不斷深化對遺傳定律基礎知識的認識,掌握科學探究的基本方法,提高探究學習的能力。可見,教師在生物課堂上可以通過具體的科學史實例,讓學生親身體驗科學探究的一般過程,即觀察科學現(xiàn)象――提出科學假設――設計科學實驗――假設的證實或證偽,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,提高其探究能力。
四、利用生物科學史的嚴謹性樹立學生的科學觀念,培養(yǎng)其科學素養(yǎng)
科學素養(yǎng)包括兩個層面:一是對知識、情感和技能的掌握程度,二是在原有的基礎上不斷提升自身科學素養(yǎng)的能力。新課程改革的理念倡導轉變學生的學習方式變被動為主動,提倡學生主動參與、勤于動手、樂于探究,注重培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力,全面提高學生的科學素養(yǎng)。學習生物科學史,就是追尋科學家探索生物奧秘的腳步,深入地理解生物科學的本質和科學研究的方法。生物科學史的故事中蘊涵了科學家的科學態(tài)度及精神,例如,青霉素的發(fā)現(xiàn)是1928年英國細菌學家弗萊明嚴謹不茍、求真務實態(tài)度的成果;自然選擇學說的創(chuàng)立是英國生物學家達爾文合理質疑、勇于創(chuàng)新意識的指引;奧地利生物學家格里哥孟德爾潛心研究了八年的植物雜交實驗,最終總結出重要的孟德爾遺傳規(guī)律,也體現(xiàn)出科學研究需要堅持不懈、一絲不茍的科學精神。在課堂教學中,教師應滲透這些生物科學史教育,有助于學生養(yǎng)成科學態(tài)度和科學精神,讓學生在理解科學實驗的發(fā)展過程中,提高學生發(fā)現(xiàn)、探索與解決問題的能力。因此說,科學實驗的嚴謹性滲透在科學史中,能夠幫助學生樹立科學觀念,培養(yǎng)其科學素養(yǎng)。
綜上,生物科學史中蘊涵著科學家對生命世界探索的精彩片段,有效的生物科學史教學應選擇適合的材料、運用恰當?shù)氖侄危拍苓_到最佳的.教學效果,讓學生身臨其境般地感受和領悟科學探索的過程。生物科學史是一部揭示生命科學發(fā)展歷程的探究史,科學史的學習將知識傳授、能力培養(yǎng)和情感態(tài)度價值觀的發(fā)展等三個方面的教育融合起來,其趣味性能夠激發(fā)學生的學習興趣,使學生主動地沿著科學家探索生物奧秘的道路去發(fā)現(xiàn)與解決問題,真正理解生物科學的本質,感受生物科學蘊涵的精神,從而培養(yǎng)學生的科學思維方法和科學探究能力,促進學生科學而全面的發(fā)展,對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有重要作用。
生物本科畢業(yè)綜述范文第五篇摘要:
為探討梔子(Gardeniajasminoides)果實中藏花素的合成機理,克隆了梔子類胡蘿卜素生物合成的關鍵酶八氫番茄紅素合成酶(GjPSY)基因的全長cDNA。結果表明,推導的GjPSY氨基酸序列與雙子葉植物來源的GjPSY親緣關系較近。采用HPLC檢測梔子果實中的藏花素-1含量為(±)mgg–1,在葉片中未檢出。通過RT-PCR分析表明,GjPSY在梔子葉片和果實中均有表達,且表達水平一致。因此推測,GjPSY的轉錄水平與果實中藏花素-1的合成無關。
關鍵詞:梔子;阿樸類胡蘿卜素;藏花素;八氫番茄紅素合成酶;基因表達
1、材料和方法
材料和試劑梔子(Gardeniajasminoides)植株培養(yǎng)于廣東藥學院。采集梔子成熟葉片和花后16周的梔子果實,果肉為橙色。所有材料貯存于–80℃。CreatorTMSMARTTMcDNA文庫構建試劑盒購自Clontech公司。PrimescriptonestepRT-PCR試劑盒購自TaKaRa大連公司。藏花素-1(Crocin-1)的對照品購于Sigma-Aldrich公司。乙腈、甲醇為色譜純,其它生化試劑等為分析純。
藏花素-1含量的測定以改良的HPLC測定梔子葉片和果實中藏花素-1(Crocin-1)的含量。葉片和果實在液氮中研磨后以50%(V/V)的甲醇-水溶液提取,在超聲處理30min后以10000×g離心10min,取上清液在–20℃下貯存。HPLC分析時,上清液以μm濾膜過濾,以DiamonsilTMC18(2)柱(250mm×mm,5μm)(Dikma公司,中國)分析,梯度洗脫。
儀器為Waters2995HPLC儀(Waters公司,美國),配備2996光電二極管陣列檢測器檢測。數(shù)據(jù)分析圖1Crocin的生物合成途徑。IPP:異戊烯焦磷酸;DMAPP:二甲基丙烯焦磷酸;GPP:香葉基焦磷酸;GGPP:香葉基香葉基焦磷酸。Fig.1Biosynthesispathwayofcrocin.IPP:Isopentenyldiphosphate;DMAPP:Dimethylallyldiphosphate;GPP:Geranyldiphosphate;GGPP:
Geranylgeranylpyrophosphate.第5期441以Empower2軟件完成。洗脫條件為:10%~20%乙腈溶液(乙腈/水,V/V),0~20min;20%~50%乙腈溶液,20~25min,流速為1mLmin–1,檢測波長440nm。目標峰通過與藏花素-1對照品的保留時間和吸收光譜的比較而確定。通過標準曲線確定藏花素-1的含量,共進行3次重復實驗。
GjPSY基因的克隆以CTAB(Hexadecyltrimethylammoniumbromide)法提取梔子果實中的總RNA。按照CreatorTMSMARTTMcDNA文庫構建試劑盒的說明書從總RNA構建梔子果實的cDNA文庫。將獲得的SMART雙鏈cDNA克隆接入pDNR-LIB載體并轉化大腸桿菌(Escherichiacoli)DH-5α。
根據(jù)植物八氫番茄紅素合成酶基因PSY的保守區(qū)設計簡并引物,F(xiàn)1:5′-ATHTGGGCNATHTAY-GTNTGG-3′和F2:5′-RAARTTRTTRTARTCRTTN-GCYTC-3′,從cDNA文庫的細菌裂解液中擴增PSY基因。獲得了GjPSY基因的中間片段,將該片段回收并測序,命名為GjPSY-M。根據(jù)GjPSY-M片段序列分別設計5′端特異引物GSP1:5′-GCGATA-CAACAATAGCGATGCCCATACAG-3′和3′端特異引物GSP2:5′-GTGCAGGAGAACGGATGAGC-TGGTT-3′,配合文庫構建試劑盒提供的5′端和3′端的質粒檢測通用引物,采用RACE方法從cDNA文庫中獲得GjPSY基因的5′端和3′端序列。獲得的片段分別命名為5′GjPSY和3′GjPSY,將片段回收和測序并進行序列分析,與GjPSY-M拼接出GjPSY的全長cDNA。根據(jù)全長GjPSY序列,經過BLAST比對和開放閱讀框(ORF)序列分析,分別設計引物F1:5′-CGCCATTAATATGTCTGTCGCTTTGC-TATGGGTTG-3′和F2:5′-ATGCTCGAGGGCCTT-TGCTAGTGGAGATGATGTTCT-3′,從cDNA文庫的細菌裂解液中擴增得到GjPSY的ORF序列。
GjPSY基因的表達分析從梔子果實和葉片中分別提取總RNA,采用PrimescriptonestepRT-PCR試劑盒進行RT-PCR分析,反應所用GjPSY特異引物分別為F1:5′-GAC-ATACTTGCTGGAAAGGTCAC-3′和F2:5′-GCTA-GTGGAGATGATGTTCTTGG-3′。以組成性表達的RPS25-1基因(40S核糖體小亞基蛋白25-1基因,GenBank登錄號:GU797554)為內參,RPS25-1基因的特異引物分別為F1:5′-CAGAAGAAGAAGA-AGTGGAGCAA-3′和F2:5′-TGGTAGCTCTGGT-GTATATCTGC-3′。RT-PCR反應程序為:95℃2min,接著94℃30s,55℃30s,72℃1min,共30次循環(huán),最后72℃延伸7min。擴增產物用瓊脂糖凝膠電泳檢測。
2、結果
梔子葉片和果實中藏花素-1的含量使用甲醇-水溶液提取梔子葉片和果實中的藏花素-1,提取液用于HPLC分析。通過與crocin-1對照品的保留時間和吸收光譜進行比較,在果實樣品中觀察到crocin-1峰,在葉片樣品中未觀察到crocin-1峰(圖2)。同時,檢測到果實中crocin-1的含量為(±)mgg–1。
GjPSY基因的克隆為了克隆GjPSY基因,構建了梔子果實的cDNA文庫,以簡并引物從cDNA文庫中擴增得到GjPSY基因cDNA的中間片段GjPSY-M,長度為688bp。接著通過5′RACE獲得了長度為1596bp的5′GjPSY片段;通過3′RACE獲得了長度為956bp的3′GjPSY片段。將5′GjPSY、GjPSY-M和3′GjPSY共3個片段序列進行拼接,得到全長cDNA,長度為1876bp。根據(jù)全長序列從cDNA文庫中擴增得到ORF序列(圖3);經序列分析,此全長cDNA含有1314bp的ORF,5′端非翻譯區(qū)為393bp,3′端非翻譯區(qū)為169bp,命名為GjPSY(GenBank登陸號:HQ599860)。預測GjPSY基因編碼的蛋白質含有437個氨基酸,分子量為kDa,等電點為。
GjPSY的序列分析GjPSY的氨基酸序列經BLAST分析,結果表明,GjPSY與多種植物的八氫番茄紅素合成酶的序列相似,它們均含有兩個保守的富含天冬氨酸的模體DXXXD。這個模體被認為可通過Mg2+結合于底物的焦磷酸基團,在八氫番茄紅素合成酶催化兩個GGPP分子縮合的反應中發(fā)揮重要作用。
采用ClustalW2軟件對相似度較高(相似度為55%~93%)的18條來自多種植物的八氫番茄紅素合成酶序列進高藍等:梔子八氫番茄紅素合成酶基因的分離及表達分析442熱帶亞熱帶植物學報第21卷行同源進化比對,采用Mega軟件構建氨基酸序列的NJ(Neighbor-joining)系統(tǒng)進化樹,用重復1000次的自展支持率(Bootstrap)檢驗各分支的置信值。結果表明,GjPSY與中??Х鹊腜SY最為相似,與番茄和擬南芥PSY的相似度均大于來自禾本科的玉米及水稻的。而在與玉米和水稻的各3種PSY的比對中可知,GjPSY與PSY1最為相似,而與PSY3關系最遠。
GjPSY的表達分析分別提取梔子葉片及果實中的總RNA,采用RT-PCR法分析GjPSY的表達水平。以組成性表達的RPS25-1為內參。結果表明,GjPSY的轉錄水平在葉和果實中表現(xiàn)一致。
生物本科畢業(yè)綜述范文第六篇肝癌的生物治療
【摘要】生物治療作為腫瘤治療的新概念備受關注,已成為繼手術、放療、化療后腫瘤治療的第4種模式。隨著現(xiàn)代分子生物學技術和基因工程技術的迅速發(fā)展,為原發(fā)性開辟了全新的領域,并已取得了越來越多可喜的成果,分子靶向治療、免疫治療、基因治療、內分泌治療、干細胞治療等顯示出了良好的應用前景。就生物治療在肝癌治療中的研究和應用作一概述。
【關鍵詞】肝腫瘤·生物治療
原發(fā)性肝癌(primaryhepatocellularcarcinoma,PLC)中90%為肝細胞性肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)。隨著現(xiàn)代分子生物學技術和基因工程技術的迅速發(fā)展,為PLC的生物治療開辟了全新的領域,生物治療已成為繼手術、放療、化療后腫瘤治療的第4種模式,并顯示出了良好的應用前景。主要包括:分子靶向治療、免疫治療、基因治療、內分泌治療、干細胞治療等。
1、分子靶向治療
HCC的發(fā)病機制十分復雜,其發(fā)生、發(fā)展和轉移與多種基因的突變、細胞信號傳導通路和新生血管增生異常等密切相關,其中多個關鍵性環(huán)節(jié),是進行分子靶向治療的理論基礎和重要的潛在靶點。分子靶向藥物治療PLC已成為新的研究熱點。靶向治療是將免疫分子、分子受體或脂質體等載體,與藥物、放射性核素或生物毒素等偶聯(lián),靶向性殺傷腫瘤細胞。
針對表皮生長因子及其受體的靶向治療
表皮生長因子(epidernalgrowthfactor,EGF)是生長因子家族的主要成員之一,是含53個氨基酸殘基的多肽激素。EGF可以強烈刺激細胞分裂,與胚胎的發(fā)生與生長、組織的修復與再生以及腫瘤的發(fā)生有密切的關系。EGF及其受體(EGFR)在PLC中存在過表達[1],與PLC的形成、發(fā)生、發(fā)展有密切關系[2-4]??笶GFR藥物如埃羅替尼(erlotinib)和西妥昔單抗(cetuximab),能夠靶向性作用于腫瘤細胞表面的EGFR,有效阻斷由EGFR介導的下游信號傳導通路和細胞學效應,并誘導EGFR內化和降解。但近年多項臨床研究顯示,抗EGFR治療對PLC患者的療效并不顯著[5],因而抗EGFR治療在HCC的治療上尚存在一定爭議。
抗血管生成治療
腫瘤生長、代謝、浸潤轉移和復發(fā)均與腫瘤的血液供應密切相關。PLC是一種富血管的惡性腫瘤,惡性程度高、生長速度快、轉移范圍廣、復發(fā)率高。目前已證實腫瘤患者體內存在多種血管生成因子,其中血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)是體內作用最強的一種血管生成因子[6]。PLC患者VEGF血清水平顯著的高于肝臟良性病變患者和正常人群[7]。缺氧是VEGF最強烈的誘導劑[8],由于腫瘤細胞在不斷生長過程中對氧的需要不斷增加,而腫瘤周圍組織供氧量有限,因此導致腫瘤分泌大量VEGF,不斷促使新生血管生成,以滿足腫瘤生長的需求。此外,VEGF誘導新生的腫瘤相關血管結構不完善且通透性強,部分腫瘤細胞可以穿過血管壁進入血管向遠處轉移,故加速了腫瘤浸潤和轉移[9]。在PLC患者中,己發(fā)生轉移的患者VEGF血清水平也較未發(fā)生轉移的患者顯著增高[9]。因此,VEGF在PLC的生長、浸潤、轉移、治療和提示預后方面都有重要的作用。近年來,抗血管生成治療在HCC的治療中占據(jù)了越來越重要的地位。目前臨床上應用最廣泛的抗血管生成藥物包括VEGFxxx貝伐單抗(bevacizumab,Avastin)和Brivanib等。貝伐單抗是一種新型的抗VEGF的人源化單克隆抗體,可結合VEGF并防止其與內皮細胞表面的受體(Flt-1和KDR)結合而發(fā)揮作用、減少腫瘤內的血管形成,從而使腫瘤組織無法獲得生長、增殖所需的血液、氧及其他養(yǎng)分,最終導致腫瘤壞死。近年來,有學者將貝伐單抗用于不能手術和介入治療的晚期HCC患者,取得了較好的效果[10]。
信號傳導通路xxx治療
哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetofrapamycin,mTOR)是哺乳動物磷脂酰肌醇/蛋白激酶(PI3k/Akt)通路的下游效應物,是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,mTOR通過調節(jié)其他激酶,如40S核糖體6激酶(S6k),細胞周期依賴蛋白激酶(cyclin-dependentkinases,CDK)和真核細胞翻譯起始因子(4E結合蛋白,4EB)的磷酸化,在蛋白質翻譯過程中起重要調節(jié)作用。雖然與mTOR有關的信號傳導途徑尚未完全闡明,一個很明顯的事實是mTOR參與了蛋白質合成的調節(jié),并與生長因子及其受體、細胞周期進程及膜運輸相互作用[11]。生長因子激活PI3k和Akt,然后通過mTOR介導大量蛋白激酶S6k、CDK、4EBP磷酸化,影響腫瘤細胞的存活和增殖[12]。VEGF通過介導激酶鏈PI3k-Akt-mTOR調控血管內皮細胞的增生、存活和轉移[13]。抑制mTOR的功能可以消除由PI3K/Akt通路介導的增殖信號,使細胞周期阻滯,抑制腫瘤生長,因此mTORxxx作為一種抗腫瘤藥物的作用最近再次引起關注。目前已有西羅莫司(Sirolimus)和依維莫司(Everolimus)2種商品化抗mTOR的藥物。
多靶點xxx治療
研究表明,Raf/MAPK-ERK激酶(MEK)和細胞外信號調節(jié)激酶(ERK)通路在HCC發(fā)病過程中有一定作用[14]。此外,HCC細胞系內過度表達的活化MEK1可通過阻止細胞凋亡而促進腫瘤的生長和存活。HCC是一種富血管性腫瘤,VEGF可促進HCC的發(fā)展和轉移。因此,阻斷通過Raf/MAPK-ERK的信號傳導及VEGF的作用可能會對HCC起到治療效果[15]。
分子靶向治療在控制HCC的腫瘤增殖、預防和延緩復發(fā)轉移以及提高患者的生活質量等方面可能具有獨特優(yōu)勢;循證醫(yī)學高級別證據(jù)已充分證明基因治療藥物可以延長晚期HCC患者的生存期,而聯(lián)合其他治療藥物或方法有可能取得更好的效果。
2、免疫治療
目前免疫治療對臨床已生長的實體瘤的消除能力尚十分有限,對大量的腫瘤細胞也難以奏效,在臨床上多用于手術、介入等方法的輔助治療,或不能耐受化療以及不能手術切除的HCC患者。包括主動免疫、非特異性免疫、過繼免疫和聯(lián)合免疫等。
主動免疫治療
主動免疫治療是指利用腫瘤細胞的特異性物質誘導患者產生特異性免疫,進而主動殺傷腫瘤細胞的過程,目前用于臨床的PLC主動免疫包括HCC腫瘤疫苗、樹突狀細胞疫苗。
HCC腫瘤疫苗
是將自身或異體同種HCC細胞經過物理因素(如照射、高溫)、化學因素(如酶解)及生物因素(如病毒感染、基因轉移)等的處理,改變或消除其致瘤性,保留其免疫原性,輸入體內,刺激機體產生特異性抗腫瘤免疫,達到治療PLC、預防HCC轉移和復發(fā)的目的[16]。人類腫瘤免疫排斥抗原——黑色素瘤抗原家族(melanomaantigens,MAGEs)的發(fā)現(xiàn),為腫瘤的免疫治療提供了特異性抗原。由于MAGE抗原能被腫瘤組織特異性表達且可與人類白細胞抗原(humanleucocyteantigen,HLA)1和HLA2形成抗原肽/HLA復合物,能被殺傷T細胞(cytotoxioTlymphocyte,CTL)識別和殺傷,提示MAGE抗原用于PLC的免疫治療,開發(fā)腫瘤疫苗有著廣闊的前景。
樹突狀細胞疫苗
樹突狀細胞(dendriticcell,DC)是體內功能最強的專職抗原遞呈細胞(antigenpresentinzcell,APC),可以刺激初始T細胞增殖、誘導初始免疫應答,在抗腫瘤細胞免疫應答中發(fā)揮重要作用。腫瘤可使DC功能失常,使之處于非成熟狀態(tài)。只有成熟的DC才能有效呈遞抗原,以誘導機體產生有效的抗癌免疫應答[17]。目前用DC疫苗治療HCC臨床應用報道不多,有待進一步研究和探討。
非特異性免疫治療
非特異性免疫治療的目的:腫瘤相關抗原在惡性腫瘤細胞上的表達比正常細胞高得多,并足以使這些抗原成為有效的攻擊目標。另外,可通過激發(fā)免疫系統(tǒng)的免疫效應、修飾免疫應答等方法,非特異性地增強機體對腫瘤的免疫排斥能力。
常用非特異性免疫制劑包括:1)生物制劑,主要是重組的細胞因子,如IL、IFN、TNF等,既可單獨使用,也可聯(lián)合應用;2)微生物及其產物,如卡介苗、短小棒狀桿菌、混合菌苗、溶鏈菌和高聚金葡素等;3)胸腺肽;4)中醫(yī)藥。
過繼免疫治療
過繼免疫治療以輸注自身或同種特異性或非特異性腫瘤殺傷細胞為主,不僅可糾正細胞免疫功能低下,而且可直接發(fā)揮抗腫瘤作用。包括:淋巴因子激活的殺傷細胞、腫瘤浸潤的淋巴細胞、細胞毒性T細胞、細胞因子誘導的殺傷細胞等。
淋巴因子激活的殺傷細胞
淋巴因子激活的殺傷細胞(lymphokineactivatedkillercell,LAKcell)是用高濃度IL-2激活的腫瘤患者自體或正常供者的外周血單個核細胞,LAK細胞在體外有廣譜的抗自體及異基因腫瘤的活性,可直接溶解、殺傷瘤細胞[18]。LAK細胞半衰期短,與IL-2聯(lián)合應用,可保持LAK細胞的活性,以保證療效。IL-2/LAK細胞治療對PLC根治性切除術后預防復發(fā)有較高的價值。
腫瘤浸潤的淋巴細胞
腫瘤浸潤的淋巴細胞(tumorinfiltratinglymphocyte,TIL)為腫瘤組織分離出的淋巴細胞經IL-2培養(yǎng)而產生,為自體腫瘤特異性殺傷細胞。目前認為,TIL對腫瘤細胞的殺傷活性較LAK細胞高。
細胞毒T淋巴細胞
細胞毒T淋巴細胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL)為特異性抗原體外誘導單核細胞克隆。CTL需第1信號系統(tǒng)(MHC,TCR)和第2信號系統(tǒng)(共刺激分子如B7)激活,具有腫瘤殺傷特異性。Haruta等[19]報道,對晚期PLC患者而言,CTL的治療效果要優(yōu)于LAK細胞。
細胞因子誘導的殺傷細胞
細胞因子誘導的殺傷細胞(eytokine-inducedkillercell,CIKcell)為MabCD3(抗CD3單抗)、IL-1、IFN-γ和IL-2培養(yǎng)的正常人外周血淋巴細胞。來源于CD3+CD56-T淋巴細胞具有廣譜的抗腫瘤活性,在動物實驗中有較好的治療效果[20]。
聯(lián)合免疫治療
由于腫瘤生物學特性所具有的特殊免疫逃逸機制,導致單一性免疫治療難以奏效,因此聯(lián)合治療成為目前臨床免疫治療的首選。在化療過程中提高患者免疫力,對抗化療藥物免疫抑制的副作用,起到協(xié)同作用。
3、基因治療
研究表明,PLC發(fā)生有單中心及多中心,且與個體的基因缺陷有關。多基因、多階段的癌基因或抑癌基因變構為PLC發(fā)生、發(fā)展的分子基礎[21]。PLC的基因治療是在基因調節(jié)水平上進行操作以殺傷或抑制腫瘤細胞的治療方法。隨著DNA重組技術和轉基因方法的不斷完善,基因治療的研究獲得了迅猛發(fā)展。
抑癌基因治療
抑癌基因治療是將具有正常功能的野生型抑癌基因(如p53、p66等)通過各種途徑轉染至腫瘤細胞中,重建失活的抑癌基因功能,恢復細胞的正常生長表型,或者誘導細胞凋亡,從而達到控制腫瘤細胞生長的目的。p53基因是目前研究和應用得最多的一個,不僅可抑制癌細胞生長,還可誘導其凋亡;p16基因能阻抑細胞生長,但不誘發(fā)凋亡。p53反義核酸或向細胞內導入wt-p53的基因治療,可以抑制腫瘤的增殖,誘導凋亡,提高對藥物的敏感性[22]。Okimoto等[23]將帶有野生型p53基因的腺病毒載體Adomvp53通過肝動脈注入小鼠RCN-9結腸癌細胞肝轉移模型,48h后,經腹腔注射順鉑(CDDP),發(fā)現(xiàn)轉移的PLC細胞廣泛凋亡而肝臟功能并未受損。
自殺基因治療
自殺基因療法又被稱為“病毒介導的酶/前體藥物治療(virus-directedenzyme/prodrugtherapy,VDEPT)。原理是把某些病毒、細菌中特有的轉換酶基因——自殺基因導入體內后,利用其產生的酶將無毒或低毒的藥物前體轉成細胞毒性代謝產物,從而殺死腫瘤細胞的基因治療方法。目前,用于PLC基因治療的自殺基因系統(tǒng)有單純皰疹病毒胸腺嘧啶激酶(HSV2TK)基因/無環(huán)鳥苷(GVC)系統(tǒng)、胞嘧啶脫氨酶(CD)基因/5-氟胞嘧啶(5-FC)系統(tǒng)和嘌呤核苷酸磷酸酶(PNP)基因/氟達拉濱系統(tǒng)等。Harada等[24]以EB病毒基因組成的質粒載體與非病毒載體PAAD結合成雜交載體介導HSV-TK/GCV系統(tǒng),能有效治療實驗小鼠PLC。
免疫基因治療
免疫基因治療通過基因重組技術增強機體的抗腫瘤免疫功能而達到治療腫瘤的目的。免疫基因治療可分為2類:一種
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