細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系綜述

1、中 國 醫(yī) 藥 指 南 2011 年 3 月第 9 卷 第 9 期 文獻(xiàn)綜述 197細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系綜述魏紅娟 任尚申 于紅霞 （大慶油田總醫(yī)院兒科，黑龍江 大慶 163453）【摘要】醫(yī)學(xué)是以人體為對象研究人體生老病死的機(jī)制，研究疾病的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸的規(guī)律，從而對疾病進(jìn)行診斷、治療和預(yù)防，以達(dá)到增強(qiáng)人體健康。它是綜合的學(xué)科，必須吸收或利用其他各種學(xué)科的知識和技術(shù)服務(wù)，使之不斷提高和發(fā)展。而細(xì)胞生物學(xué)是研究生命活動基本規(guī)律的學(xué)科，細(xì)胞生物學(xué)研究的各項(xiàng)成果、課題當(dāng)然與醫(yī)學(xué)的理論和實(shí)踐密切相關(guān)?！娟P(guān)鍵詞】細(xì)胞生物學(xué)；醫(yī)學(xué)；發(fā)展；關(guān)系中圖分類號：R329.2+8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

2、1671-8194（2011）09-0197-031 細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)有著密切的關(guān)系如2003年的危害全球的疾?。簢?yán)重急性呼吸綜合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）又稱傳染性非典型肺炎。該病是由一種人類從未發(fā)現(xiàn)過的新型冠狀病毒所導(dǎo)致的嚴(yán)重危害公共衛(wèi)生安全的疾病。WHO已將該病原體命名為SARS冠狀病毒（SARS Coronavirus SARS-CoV）。該病突出特點(diǎn)是來勢兇猛，可爆發(fā)流行，傳染性強(qiáng)，病死率較高的非典型肺炎。SARS病毒是有包膜的正鏈RNA病毒，主要侵害人的肺部細(xì)胞，使人發(fā)生呼吸困難而死亡。S蛋白是SARS冠狀病毒的主要膜蛋白，通

3、過與宿主細(xì)胞上的受體結(jié)合介導(dǎo)病毒的侵入，被認(rèn)為與病毒侵犯宿主免疫系統(tǒng)有關(guān)病毒感染引起的免疫反應(yīng)中，釋放大量的細(xì)胞/趨化因子，一方面這些因子可以參與抗病毒的反應(yīng)，另一方面也能造成細(xì)胞的損傷和組織功能障礙1,2?？偨Y(jié)病毒的結(jié)構(gòu)，簡單來說由蛋白質(zhì)組成的外殼和核酸組成的核心構(gòu)成，病毒只能寄生在活細(xì)胞里，靠自己的遺傳物質(zhì)中貯存的遺傳信息，利用細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，制造新的病毒，病毒一旦離開活細(xì)胞，就不再表現(xiàn)生命現(xiàn)象。這就是病毒的生活和繁殖3。再如艾滋?。╝cquired unodefciency syndrome，AIDS）是由人類免疫缺陷病毒（human mmunodeficiency virus，HIV）感

4、染人體免疫力系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞所致，主要侵犯CD4+T 細(xì)胞，淋巴細(xì)胞被大量的破壞，艾滋病病毒以核糖核酸（RNA）為其遺傳方式，而人類細(xì)胞是以脫氧核糖核酸（DNA）為遺傳方式。艾滋病病毒侵入人體后，在一種逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，它可以融合于人體細(xì)胞的染色體DNA中，并進(jìn)行復(fù)制，分裂繁殖，也可以按它自己特有的遺傳方式來復(fù)制，最終導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。還可以在受其感染的細(xì)胞體內(nèi)長期潛伏，暫時(shí)不發(fā)病。它能引起終身感染，隨時(shí)可以在受感染的人身上引起疾病4,5。導(dǎo)致人體免疫力降低，發(fā)生各種難以治愈的感染和惡性腫瘤，最終患者大多死亡。非典型肺炎和艾滋病的發(fā)病是因?yàn)樗鼈兊脑w進(jìn)入人體細(xì)胞而造成的。說明了人體的某些特定細(xì)胞的

5、受損，會影響人的生命活動?？梢?，人體的穩(wěn)態(tài)的維持離不開細(xì)胞。構(gòu)成生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有層次性、復(fù)雜性和多樣性。從最小的細(xì)胞開始，到最大的系統(tǒng)生物圈，盡管生命系統(tǒng)復(fù)雜多樣，大小不同，但它們層層相依，緊密聯(lián)系，都離不開細(xì)胞這一最基本的生命系統(tǒng) 。2 細(xì)胞生物學(xué)推動醫(yī)學(xué)的發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)能有效的解決當(dāng)今重大疑難疾病治療的世界性難題。如癌癥是嚴(yán)重危害人類健康的疾病，對癌癥的防治是目前醫(yī)學(xué)科學(xué)提出的非常重要的課題。端粒是真核生物染色體末端的必需結(jié)構(gòu)，具有保護(hù)染色體維持基因組穩(wěn)定的作用。端粒酶是一種有逆轉(zhuǎn)錄酶活性的核糖核蛋白酶復(fù)合體，可以自身RNA為模板合成端粒DNA6。端粒及端粒酶的組成結(jié)構(gòu)和功能及其與細(xì)胞衰

6、老、永生的關(guān)系一直是衰老相關(guān)疾病和腫瘤防治研究的熱點(diǎn)。大多數(shù)惡性腫瘤細(xì)胞中具有端粒酶活性，提示端粒酶的活化是以上各變化過程中的一個重要事件。端粒酶已被視為廣譜的惡性腫瘤標(biāo)志物之一，端粒酶抑制劑在癌癥治療中已顯示出良好前景7-9。細(xì)胞生物學(xué)的科學(xué)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)發(fā)展中起到的發(fā)展作用。如著名法國生物化學(xué)家路易斯德（Louis Pasteur，18221895）首先對葡萄酒進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的科學(xué)研究，第一次分離出了酵母菌，并且發(fā)明了巴氏消毒法。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度升高到62達(dá)30min，或瞬間加熱到更高的溫度不到1min，就可以殺死細(xì)菌。當(dāng)巴斯德證明了微生物存在于空氣中，而不是自發(fā)產(chǎn)生時(shí)，他意識到自己不僅發(fā)現(xiàn)了發(fā)

7、酵和腐爛的原因，而且也發(fā)現(xiàn)了一種新原因。牛奶中含有引起結(jié)核和傷寒的微生物，巴斯德發(fā)現(xiàn)如果牛奶被加熱到一定的溫度并持續(xù)一定時(shí)間，其中的微生物就會全被殺死。這個過程被稱為“巴氏消毒法”，在今天這種方法仍然被用于牛奶的消毒和食物罐裝前的處理。在巴氏消毒法之前許多外科患者因感染而死亡，但在巴氏消毒法發(fā)現(xiàn)之后因感染而死亡的患者明顯減少。再如青霉素的發(fā)現(xiàn)者英國細(xì)菌學(xué)家亞歷山大弗萊明，1928年，弗萊明在檢查培養(yǎng)皿時(shí)發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)皿中的葡萄球菌由于被污染而長了一大團(tuán)霉，而且霉團(tuán)周圍的葡萄球菌被殺死了，只有在離霉團(tuán)較遠(yuǎn)的地方才有葡萄球菌生長。他把這種霉團(tuán)接種到無菌的瓊脂培養(yǎng)基和肉湯培養(yǎng)基上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肉湯里，這

8、種霉菌生長很快，形成一個又一個白中透綠和暗綠色的霉團(tuán)。通過鑒定，弗萊明知道了這種霉菌屬于青霉菌的一種，于是，他把經(jīng)過過濾所得的含有這種霉菌分泌物的液體叫做“青霉素”。接著弗萊明又把這種霉菌接種到各種細(xì)菌的培養(yǎng)皿中，發(fā)現(xiàn)葡萄球菌、鏈球菌和白喉?xiàng)U菌等都能被它抑制。這極大地鼓舞了正急于找到一種治療化膿性感染藥物的弗萊明。經(jīng)過一系列試驗(yàn)和研究，弗萊明認(rèn)為青霉素可能成為一種可以全身應(yīng)用的抗菌藥物10,11。二戰(zhàn)期間，青霉素的研制和生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到了美國，霉素的大量生產(chǎn)，拯救了千百萬傷病員，成為第二次世界大戰(zhàn)中與原子彈、雷達(dá)并列的三大發(fā)明之一。3 醫(yī)學(xué)要到細(xì)胞生物學(xué)中尋找?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的每一項(xiàng)重大成就，其直接根源常

9、常是來自于對某個問題的生物學(xué)上的認(rèn)識的深化。以腫瘤的發(fā)生與發(fā)展為例，早年的研究集中在比較正常細(xì)胞與癌細(xì)胞在結(jié)構(gòu)與功能上的區(qū)別，取得了不少有價(jià)值的資料，但還不能從本質(zhì)上說明腫瘤發(fā)生與發(fā)展的機(jī)制。隨著近代細(xì)胞生物學(xué)的進(jìn)展，當(dāng)前在腫瘤研究中有3個重要領(lǐng)域：一是研究癌基因與抑癌基因和腫瘤發(fā)生與發(fā)展的關(guān)系；二是研究腫瘤細(xì)胞中跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)和胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的特點(diǎn)，以期找到逆轉(zhuǎn)細(xì)胞癌變的新途徑；三是從細(xì)胞增殖、分化與凋亡三者的關(guān)系來研究腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。細(xì)胞的增殖是通過細(xì)胞周期來實(shí)現(xiàn)的，所以研究細(xì)胞增殖的基本規(guī)律及細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制是研究細(xì)胞癌變發(fā)生及控制的重要途徑。從某種意義上來說，腫瘤是細(xì)胞的無限增

10、殖及分化障礙的結(jié)果。如能了解細(xì)胞增殖、分化與凋亡的分子機(jī)制，就能設(shè)計(jì)新的腫瘤治療方案抑制增殖，促進(jìn)分化與加速凋亡，可望大大提高腫瘤的治療效果12,13。又如細(xì)胞工程（cell engineering）是指在細(xì)胞水平上進(jìn)行遺傳操作（如細(xì)胞融合、核質(zhì)移植、染色體或基因移植等），按照人們的意愿改造細(xì)胞的某些生物特性，從而造福于人類。其中“轉(zhuǎn)染色體工程”將是“基因工程”之后的又一次生物技術(shù)革命?！稗D(zhuǎn)染色體工程”是對基因群體進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程改造的一種綜合性技術(shù)。人體有34萬個基因，特定的基因控制特定的生命活動的某一環(huán)節(jié)?；蚪M序列在細(xì)胞內(nèi)的載體是染色體。如果將染色體片段進(jìn)行重新組合，構(gòu)成新的染色體，就稱為

11、“人工染色體”。如果將這種人工染色體轉(zhuǎn)移到其他物種的細(xì)胞內(nèi)，培養(yǎng)成的生物體就稱為“轉(zhuǎn)染色體生物”。因此，如能將人的一群相關(guān)基因轉(zhuǎn)移到其他生物體內(nèi)，該生物就能產(chǎn)生具有人體特征的生物分子、細(xì)胞、組織和器官，從人源化生物的身上就可獲得人可接受移植（不被排斥）的血細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞甚至可得到心臟、肝臟等器官，當(dāng)然也能獲得用于藥物生產(chǎn)的人的抗體、血清白蛋白和胰島素等。這樣通過“轉(zhuǎn)染色體工程”，人類就能為自己建立起細(xì)胞、組織和器官的“生產(chǎn)基地”14,15。大量醫(yī)學(xué)重大前沿課題的攻克，諸如思維與記憶的奧秘、生殖與胚胎發(fā)育、腫瘤的發(fā)生與發(fā)展、器官移植、新藥研制與開發(fā)，直至延年益壽與提高人類素質(zhì)等都離不開

12、細(xì)胞生物學(xué)的研究，近代細(xì)胞與分子生物學(xué)的研究已經(jīng)為整個醫(yī)學(xué)科學(xué)的理論與實(shí)踐開拓出以前無法想象的廣闊前景。參考文獻(xiàn)1 李燁,于智勇.端粒、端粒酶與細(xì)胞壽命及癌癥的關(guān)系J.生物學(xué)雜志,2000,17(5):15-17. 2 Jiang Y,Xu J,Zhou CZ,et a1.Characterization of cytokine and chemokine profiles 0f severe acute respiratory syndromeJ.Am J Respir CritCare Med,2008,171(8):850.3 童德妍,汪曉華,王嬰等.SARS病毒:非典型肺炎相關(guān)病毒J.

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