2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——眼科生物材料在視網(wǎng)膜母細(xì)胞膜的再生中的干細(xì)胞應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填入括號(hào)內(nèi)）1.視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（RB）最主要的生物學(xué)特性是其具有高度（）。A.分化潛能B.遷移能力C.腫瘤侵襲性和轉(zhuǎn)移性D.自我更新能力2.在視網(wǎng)膜母細(xì)胞膜再生研究中，以下哪種干細(xì)胞因倫理爭(zhēng)議較少而備受關(guān)注？（）A.成纖維細(xì)胞B.胚胎干細(xì)胞C.神經(jīng)干細(xì)胞D.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞3.用于組織工程的生物材料應(yīng)具備的生物相容性主要是指（）。A.材料不被免疫系統(tǒng)識(shí)別為異物B.材料能快速在體內(nèi)降解C.材料具有導(dǎo)電性D.材料能無限期在體內(nèi)存留4.水凝膠作為眼科生物材料的優(yōu)勢(shì)之一是（）。A.極高的機(jī)械強(qiáng)度B.能有效阻擋特定波長(zhǎng)光線C.具有類似細(xì)胞外基質(zhì)的微環(huán)境，利于細(xì)胞附著和生長(zhǎng)D.易于在體內(nèi)快速代謝為二氧化碳和水5.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常不直接用于提高干細(xì)胞的歸巢能力至目標(biāo)再生組織？（）A.基因工程改造B.生物材料表面化學(xué)修飾C.使用趨化因子D.干擾素誘導(dǎo)6.在構(gòu)建用于RB膜再生的干細(xì)胞-生物材料復(fù)合支架時(shí)，最需要考慮的材料特性是（）。A.熱穩(wěn)定性B.光學(xué)透明性C.可生物降解性及降解速率D.導(dǎo)電率7.化學(xué)生物學(xué)方法在調(diào)控干細(xì)胞分化方向中，主要利用（）。A.物理因子如電場(chǎng)B.化學(xué)小分子信號(hào)分子或生長(zhǎng)因子C.生物材料表面的化學(xué)信號(hào)D.輻射能量8.下列關(guān)于利用干細(xì)胞再生RB膜的主要挑戰(zhàn)，描述錯(cuò)誤的是（）。A.如何精確控制干細(xì)胞的分化方向，使其成為功能性視網(wǎng)膜細(xì)胞B.如何確保干細(xì)胞在復(fù)雜微環(huán)境中的存活和增殖C.如何實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞與生物材料的有效相互作用D.生物材料的選擇可以完全忽略其降解產(chǎn)物可能產(chǎn)生的影響9.能否成功將干細(xì)胞與生物材料結(jié)合用于RB膜再生，很大程度上取決于（）。A.材料的生產(chǎn)成本B.材料的機(jī)械強(qiáng)度是否足夠高C.材料能否提供一個(gè)支持細(xì)胞生存、增殖、分化和遷移的微環(huán)境D.材料是否具有特殊的顏色10.下列哪項(xiàng)不屬于當(dāng)前視網(wǎng)膜母細(xì)胞膜再生研究的前沿方向？（）A.開發(fā)可生物降解的仿生水凝膠支架B.利用基因編輯技術(shù)增強(qiáng)干細(xì)胞的修復(fù)能力C.研究如何克服干細(xì)胞移植后的免疫排斥D.僅關(guān)注提高生物材料的力學(xué)強(qiáng)度二、填空題1.視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤是起源于視網(wǎng)膜的________性腫瘤，好發(fā)于________歲兒童。2.干細(xì)胞的________能力和________潛能是其區(qū)別于成熟細(xì)胞的關(guān)鍵特征。3.生物材料在干細(xì)胞應(yīng)用中，可通過________、________和________等方式與細(xì)胞相互作用。4.水凝膠作為生物材料，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)部可容納水分、生物分子甚至________細(xì)胞，形成類似細(xì)胞外基質(zhì)的微環(huán)境。5.在化學(xué)生物學(xué)視角下，通過________或________等手段調(diào)控干細(xì)胞行為是再生醫(yī)學(xué)的重要策略。6.干細(xì)胞與生物材料結(jié)合后，材料的________和________特性對(duì)于維持細(xì)胞活性至關(guān)重要。7.眼科生物材料應(yīng)用于視網(wǎng)膜再生需滿足________、________和________等關(guān)鍵要求。8.干細(xì)胞移植后面臨的挑戰(zhàn)包括________、________和分化方向控制不當(dāng)?shù)取?.利用干細(xì)胞再生視網(wǎng)膜膜，旨在恢復(fù)視網(wǎng)膜的________層結(jié)構(gòu)和功能。10.將眼科生物材料與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，體現(xiàn)了化學(xué)生物學(xué)在________和________領(lǐng)域的交叉應(yīng)用價(jià)值。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤對(duì)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)可能造成的破壞及其對(duì)視力功能的影響。2.比較胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞在用于視網(wǎng)膜再生研究中的優(yōu)缺點(diǎn)。3.闡述生物材料表面化學(xué)修飾在調(diào)控干細(xì)胞行為（如附著、增殖、分化）中的作用機(jī)制。4.簡(jiǎn)述水凝膠作為眼科生物材料在構(gòu)建細(xì)胞支架方面的主要優(yōu)勢(shì)。5.討論化學(xué)生物學(xué)方法（如小分子藥物、化學(xué)信號(hào)分子）在促進(jìn)視網(wǎng)膜干細(xì)胞再生中的應(yīng)用潛力。四、論述題1.綜合闡述將干細(xì)胞與生物材料結(jié)合應(yīng)用于視網(wǎng)膜母細(xì)胞膜再生的基本策略、關(guān)鍵科學(xué)問題及面臨的挑戰(zhàn)。2.從化學(xué)生物學(xué)的角度，探討如何優(yōu)化干細(xì)胞與生物材料的相互作用，以提高視網(wǎng)膜再生的效率和成功率。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.C5.A6.C7.B8.D9.C10.D二、填空題1.惡性，12.自我更新，多向分化3.物理屏障，化學(xué)信號(hào)引導(dǎo)，提供力學(xué)支撐4.干5.化學(xué)修飾，小分子藥物調(diào)控6.生物相容性，力學(xué)性能7.神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，生物相容性，功能恢復(fù)8.免疫排斥，細(xì)胞存活率低，分化方向控制不當(dāng)9.神經(jīng)節(jié)細(xì)胞10.再生醫(yī)學(xué)，組織工程三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：首先明確RB是發(fā)生在視網(wǎng)膜的惡性腫瘤。然后描述其生長(zhǎng)方式可能對(duì)視網(wǎng)膜各層結(jié)構(gòu)造成的壓迫和破壞，特別是對(duì)感光細(xì)胞層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層等關(guān)鍵功能層的影響。最后說明這種結(jié)構(gòu)破壞直接導(dǎo)致了視力功能的下降甚至喪失。*答案要點(diǎn)：RB起源于視網(wǎng)膜內(nèi)層的神經(jīng)上皮細(xì)胞，其生長(zhǎng)可能壓迫或浸潤(rùn)視網(wǎng)膜各層。對(duì)感光細(xì)胞層造成破壞，影響光感受能力；對(duì)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層造成破壞，影響視覺信號(hào)傳遞。結(jié)構(gòu)破壞最終導(dǎo)致視力減退、視野缺損甚至失明。2.解析思路：分別列出ESC和iPSC的特點(diǎn)。ESC來源胚胎，具有100%的分化潛能，但存在免疫排斥和倫理問題。iPSC通過基因工程技術(shù)由體細(xì)胞重編程獲得，避免了倫理問題，且來源于患者自身，具有免疫相容性，但可能存在重編程不徹底或基因安全風(fēng)險(xiǎn)，其分化潛能和穩(wěn)定性有時(shí)不如ESC。結(jié)合視網(wǎng)膜再生應(yīng)用場(chǎng)景，分析各自的優(yōu)劣。*答案要點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：ESC具有100%的多向分化潛能，來源廣泛。缺點(diǎn)：存在倫理爭(zhēng)議，異體移植會(huì)引起免疫排斥。優(yōu)點(diǎn)：iPSC可由患者自體細(xì)胞獲得，具有免疫相容性，避免倫理問題。缺點(diǎn)：分化潛能可能受限，存在基因安全風(fēng)險(xiǎn)，重編程過程不徹底。選擇哪種干細(xì)胞取決于具體研究目標(biāo)和對(duì)倫理、安全性的考量。3.解析思路：解釋生物材料表面特性對(duì)細(xì)胞行為的影響?；瘜W(xué)修飾可以通過改變材料表面的化學(xué)組成（如引入特定氨基酸、多肽序列、親疏水性基團(tuán)）來影響細(xì)胞膜上的受體識(shí)別。這些識(shí)別可以觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的附著（通過整合素等粘附分子）、增殖（通過生長(zhǎng)因子受體）、遷移（通過趨化因子受體）和分化（通過特定信號(hào)分子）。*答案要點(diǎn)：生物材料表面化學(xué)修飾通過改變其表面化學(xué)性質(zhì)（如電荷、親疏水性、特定官能團(tuán)）來與細(xì)胞表面受體（如整合素、生長(zhǎng)因子受體）相互作用。這種相互作用可以激活或抑制細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路，從而精確調(diào)控干細(xì)胞的附著行為、增殖速率、遷移方向以及最終的分化命運(yùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞行為的導(dǎo)向。4.解析思路：水凝膠的優(yōu)勢(shì)在于其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以吸收并保持大量水分，模擬細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的液體環(huán)境。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以為細(xì)胞提供附著、增殖和遷移的空間。材料本身的化學(xué)性質(zhì)可以被設(shè)計(jì)，以促進(jìn)細(xì)胞附著和信號(hào)傳導(dǎo)。此外，水凝膠具有良好的生物相容性，可在體內(nèi)降解，降解產(chǎn)物通常無害，避免了永久植入帶來的問題。對(duì)于眼科應(yīng)用，其光學(xué)透明性也是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。*答案要點(diǎn)：水凝膠具有類似細(xì)胞外基質(zhì)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠吸收并保持大量水分，為細(xì)胞提供適宜的微環(huán)境。其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)允許細(xì)胞附著、增殖、遷移和物質(zhì)交換。材料表面可以通過化學(xué)修飾進(jìn)行功能化，以促進(jìn)細(xì)胞附著和信號(hào)傳導(dǎo)。水凝膠通常具有良好的生物相容性和可生物降解性，降解產(chǎn)物無害，避免了永久植入的并發(fā)癥。此外，許多水凝膠具有光學(xué)透明性，適合眼科應(yīng)用。5.解析思路：化學(xué)生物學(xué)關(guān)注化學(xué)物質(zhì)與生物系統(tǒng)的相互作用。在干細(xì)胞應(yīng)用中，可以開發(fā)或利用小分子化合物、天然產(chǎn)物或合成肽類等化學(xué)信號(hào)分子來精確調(diào)控干細(xì)胞的命運(yùn)。例如，某些小分子可以促進(jìn)干細(xì)胞的自我更新或定向分化為特定類型的視網(wǎng)膜細(xì)胞。通過化學(xué)方法修飾生物材料表面，可以使其能夠釋放特定的化學(xué)信號(hào)，引導(dǎo)干細(xì)胞遷移、附著和分化。此外，藥物遞送系統(tǒng)（如基于化學(xué)生物學(xué)原理的納米載體）可以用于在再生組織中精確釋放促進(jìn)修復(fù)的因子。*答案要點(diǎn)：化學(xué)生物學(xué)通過研究化學(xué)物質(zhì)與生物分子的相互作用，為調(diào)控干細(xì)胞行為提供了多樣化手段?？梢岳眯》肿踊衔?、生長(zhǎng)因子、信號(hào)肽等化學(xué)物質(zhì)直接調(diào)控干細(xì)胞的增殖、存活、遷移和分化方向，使其向功能性視網(wǎng)膜細(xì)胞分化。此外，通過化學(xué)方法修飾生物材料表面，可以構(gòu)建能夠釋放特定化學(xué)信號(hào)（如生長(zhǎng)因子、趨化因子）的智能支架，引導(dǎo)干細(xì)胞在再生微環(huán)境中發(fā)揮最佳功能?；瘜W(xué)生物學(xué)還促進(jìn)了藥物遞送系統(tǒng)的發(fā)展，可用于在再生過程中精確調(diào)控細(xì)胞行為和微環(huán)境。四、論述題1.解析思路：首先概述策略：核心是構(gòu)建包含干細(xì)胞和功能生物材料的復(fù)合系統(tǒng)，植入受損區(qū)域。然后分點(diǎn)闡述關(guān)鍵科學(xué)問題：①如何選擇合適的干細(xì)胞來源和類型？②如何設(shè)計(jì)具有優(yōu)良生物相容性、力學(xué)性能和降解特性的生物材料？③如何實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞與生物材料的有效共培養(yǎng)和相互作用？④如何精確調(diào)控干細(xì)胞在體內(nèi)的歸巢、存活、增殖和分化？⑤如何克服免疫排斥等生物學(xué)屏障？最后總結(jié)面臨的挑戰(zhàn)，如技術(shù)復(fù)雜性、安全性評(píng)估、臨床轉(zhuǎn)化難度等。*答案要點(diǎn)：基本策略是利用干細(xì)胞（如iPSC或祖細(xì)胞）作為種子細(xì)胞，與能夠提供支持、引導(dǎo)和促進(jìn)修復(fù)的生物材料（如水凝膠）構(gòu)建復(fù)合支架，將其植入視網(wǎng)膜受損區(qū)域，以期替代或修復(fù)受損的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵科學(xué)問題包括：1）干細(xì)胞選擇：需考慮來源、免疫兼容性、分化潛能和安全性；2）生物材料設(shè)計(jì)：需具備良好的生物相容性、適宜的力學(xué)性能（如透明度、彈性模量）、可控的降解速率以及功能化表面（如促附著、促分化涂層）；3）干細(xì)胞-材料共培養(yǎng)：確保細(xì)胞在材料中良好生存、增殖并響應(yīng)材料信號(hào)；4）體內(nèi)調(diào)控：如何引導(dǎo)移植的細(xì)胞遷移到正確位置、維持存活、避免免疫排斥，并精確分化為功能性視網(wǎng)膜細(xì)胞；5）挑戰(zhàn)：技術(shù)整合的復(fù)雜性、長(zhǎng)期安全性評(píng)估、效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、以及從實(shí)驗(yàn)室到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化障礙。2.解析思路：從化學(xué)生物學(xué)角度出發(fā)，強(qiáng)調(diào)分子層面和界面層面的調(diào)控。分子層面：利用化學(xué)小分子或生物活性肽類作為信號(hào)分子，直接調(diào)控干細(xì)胞表面受體的表達(dá)或活性，引導(dǎo)其分化或抑制其凋亡。利用化學(xué)方法（如點(diǎn)擊化學(xué)）修飾生物材料表面，使其能夠識(shí)別并結(jié)合干細(xì)胞表面的特異性受體，或能夠釋放引導(dǎo)性的化學(xué)信號(hào)（如生長(zhǎng)因子、趨化因子）。界面層面：通過精確控制生物材料表面的化學(xué)組成（如電荷、親疏水性、特定官能團(tuán)）和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如納米圖案），影響細(xì)胞與材料的初始相互作用，調(diào)控細(xì)胞的附著效率、形態(tài)維持和信號(hào)傳導(dǎo)。材料本身的化學(xué)性質(zhì)（如可降解性、降解產(chǎn)物）也需考慮，以避免產(chǎn)生有害物質(zhì)或不良免疫反應(yīng)。最終目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)能夠與干細(xì)胞進(jìn)行精密分子對(duì)話、協(xié)同引導(dǎo)其行為并促進(jìn)功能性視網(wǎng)膜組織再生的智能微環(huán)境。*答案要點(diǎn)：優(yōu)化干細(xì)胞與生物材料的相互作用需從化學(xué)生物學(xué)的分子層面和界面層面入手。1）分子層面調(diào)控：利用化學(xué)合成方法開發(fā)或篩選能夠特異性識(shí)別干細(xì)胞表面受體的化學(xué)小分子或生物活性肽，通過分子識(shí)別精確調(diào)控干細(xì)胞的行為，如促分化、抗凋亡或增強(qiáng)遷移能力。同時(shí)，利用化學(xué)修飾技術(shù)（如表面接枝、共價(jià)鍵合）將引導(dǎo)性的生物活性分子（如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、小分子信號(hào)分子）共價(jià)固定在生物材料表面，實(shí)現(xiàn)緩釋或按需釋放，主動(dòng)引導(dǎo)干細(xì)胞命運(yùn)。2