第1章细胞的概论..ppt

医学细胞生物学 Medical Cell Biology,教师：叶荣 办公室：403－3313,Chapter 1. 细胞的概念,细胞生物学的概念和研究内容 细胞生物学的发展简史 医学细胞生物学研究 细胞的基本特征,第一节 细胞生物学的概念和研究内容,几乎所有的生物都是由细胞(cell)构成的细胞是生命体的结构和功能的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动 细胞生物学(cell biology)是研究细胞的结构、功能及其生活史的的科学，由最初的细胞学(cytology)发展而来 现代细胞生物学将对细胞的研究在细胞整体(显微)、亚细胞(超微)和分子水平三个层次上有机地结合起来细胞学与细胞生物学,细胞生物学是生命科学最活跃最有发展前景的分支学科从细胞角度研究生命的发生与分化、发育与生长、遗传与变异、疾病与健康、衰老与死亡等基本生物学规律细胞生物学研究内容,细胞核、染色体及基因表达的研究 生物膜与细胞器的研究 细胞骨架体系的研究 细胞增殖及其调控 细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞信号转导 细胞工程,细胞生物学经历了四个主要发展阶段： 1665-1830s，细胞发现，显微生物学。

1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生 1930s-1970s，电镜技术应用， Cytology发展为 cell biology 1970s~，分子细胞生物学时代第二节 细胞生物学的发展简史,一、细胞的发现 Discover of cell,1590年J. 和Z. Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍 1665年英国人Robert Hooke出版《Microgrophia》观察了软木，并首次用cell来描述“细胞” 1680年A. van Leeuwenhoek当选为英国皇家学会会员他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等Robert Hooke and his “cells”,Robert Hooke’s microscope,Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x.,1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识 1831年R. Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核 1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。

这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意义二、细胞学说的建立 Establishment of cell theory,通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说，实际上是19世纪许多科学家共同努力的结果Matthias Jacob Schleiden,Theodar Schwann,1838年，德国植物学家Schleden发表了《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位1839年德国动物学家Schwann发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》论文，指出动植物都是细胞的集合物 Schleden和Schwann 两人共同提出：一切植物动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位，这就是著名的细胞学说（Cell Theory）细胞理论(cell theory),1855年, 德国病理学家魏尔啸（Rudolph Virchow）应用光学显微镜观察到所有活细胞只来源于活细胞 即认为个体的所有细胞都是由原有细胞分裂产生, 现在除细胞分裂外还没有证据说明细胞繁殖有其他途经Cell Theory是19世纪的重大发现之一，现代细胞学说包括三方面内容： 细胞是多细胞生物的最小结构单位； 多细胞生物的每一个细胞为一代谢活动单位，执行特定功能； 新细胞来源于已存在细胞的分裂。

1830s后发现活细胞并不是空的而是充满粘稠的液体 JE. Purkinje（1839）和von Mohl（1846）则分别将动植物细胞内的物质称作原生质“protoplasm” Max Schultze （1861）认为动植物细胞中的原生质具有同样的意义，提出了原生质理论：细胞是由原生质组成的 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了，但在当时具有十分重要的意义 19世纪下半叶是对细胞研究的繁荣时期，许多重要的细胞器和细胞活动现象被发现，被称为细胞学的经典时期三、电镜的发展和细胞生物学诞生 Development of electron microscope & emerge of cell biology,1931年德国人E. Ruska 首次发明透射电镜，人类视野进入超微领域 1939年Siemens公司生产商品电镜 1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构并结合超速离心、电泳、无细胞体系等分析技术研究这些结构的功能Cytology发展为Cell Biology 也被称为实验细胞学阶段，细胞学分支得到发展四、分子细胞生物学时代 The era of molecular cell biology,1953年，Watson 和Crick揭示DNA分子双螺旋模型 1958 年Crick 提出分子遗传的“中心法则”。

1961-1964年Nirenberg 等破译遗传密码 1972年DA. Jackson，RH. Symons和P. Berg实现DNA体外重组 一系列理论和技术的发展，使细胞生物学与分子生物学的结合越来越紧密，开始进入分子细胞生物学时代1953年，JD. Watson 和FHC. Crick提出DNA双螺旋模型与Wilkins分享1962 年诺贝尔生理学或医学奖 1983年，KB. Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖Leland H. Hartwell,Tim Hunt,Sir Paul M. Nurse,2001年，美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理学或医学奖2002年，英国人Sydney Brenner、美国人Robert Horvitz和英国人John E. Sulston，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔生理学或医学奖Sydney Brenner,H. Robert Horvitz,John E. Sulston,2003年，美国人Peter Agre和Roderick MacKinnon，因对细胞膜水通道、离子通道结构和机理研究获诺贝尔化学奖。

Peter Agre,Roderick MacKinnon,2004年，美国人Richard Axel和Linda B. Buck获诺贝尔生理学或医学奖，他们发现气味受体和嗅觉系统的组成Richard Axel,Linda B. Buck,2005年Barry J. Marshall 和J. Robin Warren 获诺贝尔生理学或医学奖，他们发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡发病机理中的作用Barry J. Marshall,J. Robin Warren,2006年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家安德鲁·法尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了RNA干扰机制，RNAi已被广泛用作研究基因功能，并有望成为治疗疾病的新疗法Andrew Z. Fire Craig C. Mello,2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯，以表彰他们在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现，这些发现使“基因打靶”技术成为可能Mario R. Capecchi Sir Martin J. Evans Oliver Smithies,2008年度诺贝尔生理学或医学奖授予德国科学家哈拉尔德-楚尔-豪森和两位法国科学家弗朗索瓦丝-巴尔-西诺西和吕克-蒙塔尼。

德国科学家发现人类乳头瘤病毒(HPV)引发子宫颈癌，两名法国科学家发现人类免疫缺陷病毒(HIV) Harald zur Hausen Françoise Barré-Sinoussi Luc Montagnier,2009年度诺贝尔生理学或医学奖授予伊丽莎白-布莱克本、卡罗尔-格雷德和杰克-绍斯塔克他们发现了端粒和端粒酶对于染色体的保护作用端粒和端粒酶研究有助于攻克医学领域3方面难题，即“癌症、特定遗传病和衰老”Elizabeth H. Blackburn Carol W. Greider Jack W. Szostak,2010年诺贝尔生理学或医学奖授予英国生理学家罗伯特·爱德华兹，以表彰他在体外受精技术领域做出的开创性贡献1978年7月25日，世界上第一个试管婴儿诞生，目前全球已出生400多万试管婴儿，他被誉为“试管婴儿之父” Ralph Marvin Steinman,Bruce A Beutler,Jules A. Hoffmann,2011年诺贝尔生理学或医学奖授予美国布鲁斯·博伊特勒、法国朱尔斯·霍夫曼及加拿大拉尔夫·斯坦曼，其研究成果揭示免疫反应的激活机制，使人们对免疫系统的理解发生“革命性变化”，进而为免疫系统疾病研究提供了新的认识，并为传染病、癌症等疾病的防治开辟了新的道路。

2012年诺贝尔生理学或医学奖颁给英国约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本山中伸弥两位发现“成熟、特化的细胞能够被重编程为可发育成身体所有组织的非成熟细胞”的科学家他们的发现革新了我们对细胞和有机生命体发育的理解1962年克隆蛙,2006年小鼠iPS,2012年美国科学家罗伯特.勒夫科维兹(Robert J. Lefkowitz)与布莱恩.卡比尔卡(Brian K. Kobilka)因在G蛋白偶联受体方面的研究获得诺贝尔化学奖2013年美国詹姆斯·罗斯曼（James E. Rothman）、兰迪·谢克曼（Randy W. Schekman）和德国托马斯·苏德霍夫（Thomas C. Sudhof）因在细胞内的囊泡运输调控系统方面的研究成果获得诺贝尔生理学或医学奖2014年美国及挪威三位科学家约翰·欧基夫（John O‘Keefe）、迈-布里特·莫泽（May-Britt Moser）和爱德华·莫索尔（Edvard I. Moser）因 发现构成大脑定位系统的细胞获得诺贝尔生理学或医学奖2015 年来自中国屠呦呦（Youyou Tu ）因发现抵御疟疾的疗法，以及美国威廉·坎贝尔（William C. Campbell ）和日本大村智（ Satoshi Ōmura） 因发现抵御蛔虫感染的疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。

第三节 细胞生物学与医学,细胞生物学与医学的关系 一、细胞生物学是医学的基础理论学科 二、细胞生物学理论可阐明医学上的基本问题 三、细胞生物学技术广泛应用于医学,为什么说细胞生物学是医学的基础理论学科？,人体解剖学---人体的结构 病理解剖学---疾病组织或器官的结构 人体生理学---人体各器官、系统的活动 组织胚胎学---人体的组织结构及其胚胎发育过程 …… 细胞生物学---细胞的结构及功能 生物化学---细胞的物质组成及其代谢活动……,,,,,,为什么说细胞生物学理论可阐明 医学上的基本问题？,著名细胞学家E．B．Wilson在1925年提出： “每一个生命科学问题的关键必须在细胞中寻找”,目前，医学上的四大难题：,癌症（本质是细胞无休止和无序的分裂） 心血管疾病（与动脉内皮细胞变化有关） 脑血管疾病（与动脉内皮细胞变化有关） 遗传病（细胞中基因变化所致）,细胞生物学技术在医学中的应用：,淋巴细胞杂交瘤技术－用于单克隆抗体的生产 转基因技术－用于基因工程药物生产 重组DNA技术－用于基因治疗 干细胞技术－用于造。