細(xì)胞工程學(xué)習(xí)指導(dǎo)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、一、基本概念或術(shù)語(yǔ):1、細(xì)胞工程,指在細(xì)胞水平上進(jìn)行的遺傳操作,即研究、開(kāi)發(fā)、利用各類細(xì)胞的工程2、細(xì)胞培養(yǎng) 是指動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞在體外無(wú)菌條件下的保存和生長(zhǎng)。3、細(xì)胞融合技術(shù) 兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞相互接觸后,其細(xì)胞膜發(fā)生分子重排,導(dǎo)致細(xì)胞合并、染色體等遺傳物質(zhì)重組的過(guò)程稱為細(xì)胞融合。4、植物組織培養(yǎng) 是在離體人工調(diào)控的條件下,培養(yǎng)、研究植物細(xì)胞、組織、器官,進(jìn)而分化、發(fā)育形成完整植株的技術(shù)。5、外植體 是指能被誘導(dǎo)產(chǎn)生無(wú)性增殖系的器官或組織切段,如一個(gè)芽,一段莖。7、細(xì)胞固定化 是將細(xì)胞包埋在惰性支持物的內(nèi)部或貼附在它的表面。8、植物細(xì)胞原生質(zhì)體 是指去除全部細(xì)胞壁后剩下的僅由細(xì)胞膜及其包裹

2、著的細(xì)胞內(nèi)含物質(zhì)的總稱,呈圓形,具有滲透破碎性,要在高滲液中才能維持其相對(duì)穩(wěn)定。9、單倍體生物 是指細(xì)胞中僅含一組染色體的個(gè)體。10、孤雌繁殖途徑 植物卵細(xì)胞不經(jīng)受精而發(fā)育成單倍體胚,繼而長(zhǎng)成單倍體植株。11、孤雄繁殖途徑 精子進(jìn)入胚囊后不與卵細(xì)胞受精而獨(dú)自發(fā)育成單倍體胚,再發(fā)育成株,卵細(xì)胞退化消失。12無(wú)融合生殖 精卵結(jié)合后,在受精卵發(fā)育的同時(shí),助細(xì)胞或反足細(xì)胞也與受精卵形成的二倍體胚同步發(fā)育成單倍體胚,形成雙胚或多胚種子。13、人工種子 即人為制造的種子,它是一種含有植物胚狀體或芽、營(yíng)養(yǎng)成分、激素以及其他成分的人工膠囊。14、人工種皮 是包裹在人工種子最外層的膠質(zhì)化合物薄膜。這層薄膜既能允

3、許內(nèi)外氣體交換暢通,又能防止人工胚乳中水分及各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲漏,還應(yīng)具備一定的機(jī)械抗壓力。15人工胚乳 是人工配制的保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一般以生成胚狀體的培養(yǎng)基為主要成分,再根據(jù)人們的需要外加一定量的植物激素、抗生素、農(nóng)藥以及除草劑等物質(zhì),盡可能提供胚狀體正常萌發(fā)生長(zhǎng)所需的條件。16胚狀體 胚狀體是由組織培養(yǎng)產(chǎn)生的具有胚芽、胚根等類似天然種子胚的結(jié)構(gòu),并具有萌發(fā)長(zhǎng)成植株的能力。17、動(dòng)物細(xì)胞工程 是細(xì)胞工程的一個(gè)重要分支,它主要從細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的層次,根據(jù)人類的需要,一方面深入探索、改造生物遺傳種性,另一方面應(yīng)用工程技術(shù)的手段,大量培養(yǎng)細(xì)胞或動(dòng)物本身,以期收獲細(xì)胞或其代謝

4、產(chǎn)物以及可供利用的動(dòng)物。18、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 指的是離體動(dòng)物細(xì)胞在無(wú)菌培養(yǎng)條件下的分裂、生長(zhǎng),在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞不出現(xiàn)分化,不再形成組織。19、動(dòng)物組織培養(yǎng) 是取自動(dòng)物體的某類組織,在體外培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞一直保持原本已分化的特性,該組織的結(jié)構(gòu)和功能持續(xù)不發(fā)生明顯變化。20、微細(xì)胞 也叫微核體,它們由一至幾條染色體、少量細(xì)胞質(zhì)和完整的細(xì)胞膜包裹而成。微細(xì)胞介導(dǎo)的染色體轉(zhuǎn)移由于供體信息簡(jiǎn)單、受體細(xì)胞被影向小、染色體受到細(xì)胞膜的保護(hù)而較少受物理、化學(xué)因素和胞內(nèi)核酸酶的降解,不受或很少受損傷,成功率較高,因而已成了細(xì)胞株之間轉(zhuǎn)移遺傳信息的重要手段。21、干細(xì)胞(stemcell) 是動(dòng)物(包括人)胚胎及某些

5、器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞,是重建、修復(fù)病損或衰老組織、器官功能的理想種子細(xì)胞。二、基礎(chǔ)知識(shí)1、根據(jù)研究操作的對(duì)象不同,細(xì)胞工程又可分為三類,即植物細(xì)胞工程;動(dòng)物細(xì)胞工程;微生物細(xì)胞工程。2、細(xì)胞工程操作的主要對(duì)象是細(xì)胞。生物界有兩大類細(xì)胞:原核細(xì)胞與真核細(xì)胞。3、細(xì)胞融合的主要過(guò)程:制備原生質(zhì)體;誘導(dǎo)細(xì)胞融合;篩選雜合細(xì)胞。4、20世紀(jì)初,德國(guó)植物學(xué)家Haberlandt就曾預(yù)言“植物細(xì)胞具全能性”。5、植物組織培養(yǎng)一般要經(jīng)歷以下五個(gè)階段:預(yù)備階段誘導(dǎo)去分化階段繼代增殖階段生根發(fā)芽階段移栽成活階段。6、常見(jiàn)的固定化細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)有以下兩大類:平床培養(yǎng)系統(tǒng);立柱培養(yǎng)系統(tǒng)。7、植物

6、細(xì)胞原生質(zhì)體的制備步驟:取材與除菌酶解處理分離洗滌鑒定。8、人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法:化學(xué)法誘導(dǎo)融合、物理法誘導(dǎo)融合。9、1921年,Bergner首次在高等植物曼陀羅發(fā)現(xiàn)了單倍體植物。10、1924年,Blakeslee等提出了在育種中培植利用單倍體生物,然后加倍獲得正常二倍體植株的的技術(shù)路線設(shè)想。11、1964年,Guha等率先人工誘導(dǎo)毛葉曼陀羅單倍體株成功。12、自發(fā)產(chǎn)生單倍體通常經(jīng)有以下發(fā)育途徑:孤雌繁殖途徑;孤雄繁殖途徑;無(wú)融合生殖。13、人工種子的結(jié)構(gòu)人工種皮;人工胚乳;胚狀體。14、制備人工種子的核心問(wèn)題是誘導(dǎo)胚狀體的同步化生長(zhǎng)。15、褐藻酸鈉是目前最好的人工種子包埋劑,其次是

7、瓊脂、白明膠等。16、1975年,Kohler和Milstein巧妙地創(chuàng)立了淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù),獲得了珍貴的單克隆抗體,在免疫學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破。17、1997年,英國(guó)Wilmut領(lǐng)導(dǎo)的小組用體細(xì)胞核克隆出了“多莉(Do1ly)”綿羊,把動(dòng)物細(xì)胞工程推上一個(gè)新臺(tái)階。18、專用于大量培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞設(shè)計(jì)的三種方法:微導(dǎo)管培養(yǎng)法;微載體培養(yǎng)法;微膠囊培養(yǎng)法。19、動(dòng)物細(xì)胞融合有以下三條途徑:病毒誘導(dǎo)融合;化學(xué)誘導(dǎo)融合;電激誘導(dǎo)融合。20、哺乳動(dòng)物和人體內(nèi)主要有兩類淋巴細(xì)胞:T細(xì)胞和B細(xì)胞。前者能分泌淋巴因子(如干擾素),發(fā)揮細(xì)胞免疫的功能;后者能分泌抗體,具有體液免疫的作用。21、20世紀(jì)50年

8、代,科學(xué)家在畸形胎瘤中首次發(fā)現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell,ES細(xì)胞),從此開(kāi)創(chuàng)了干細(xì)胞生物學(xué)研究的歷程。22、1970年,Evans分離出小鼠胚胎干細(xì)胞并在體外進(jìn)行培養(yǎng)。23、1997 年人的胚胎干細(xì)胞被首次培養(yǎng)成功,從而科學(xué)家開(kāi)始了嘗試“定制”器官救助生命的干細(xì)胞工程,即非繁殖性克隆或治療性克隆研究。24、干細(xì)胞基本上可分為三種類型:全能性干細(xì)胞(即胚胎干細(xì)胞);多能性干細(xì)胞;專一性干細(xì)胞。25、開(kāi)展干細(xì)胞研究一般要經(jīng)過(guò)以下三個(gè)階段:獲得干細(xì)胞系;建立干細(xì)胞誘導(dǎo)分化模型;將上述干細(xì)胞或干細(xì)胞培育體系植入動(dòng)物或人的相應(yīng)器官或組織,考察其效果。三、判斷能力1、細(xì)菌、放線菌等

9、的細(xì)胞屬于原核細(xì)胞。原核細(xì)胞體積較小,DNA環(huán)狀、不與蛋白質(zhì)結(jié)合而裸露于細(xì)胞質(zhì)中。胞內(nèi)無(wú)膜系構(gòu)造的細(xì)胞器。胞外由肽聚糖組成細(xì)胞壁,是細(xì)胞融合的主要障礙。原核細(xì)胞生長(zhǎng)迅速,無(wú)蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA,易于人工遺傳操作,是細(xì)胞改造的良好材料。2、酵母、動(dòng)物、植物等的細(xì)胞屬于真核細(xì)胞。真核細(xì)胞體積較大、內(nèi)有細(xì)胞核和眾多膜系構(gòu)造的細(xì)胞器。植物細(xì)胞有以纖維素和半纖維素為主要成分的細(xì)胞壁。真菌細(xì)胞壁主要由各種葡聚糖構(gòu)成網(wǎng)狀纖維物,還有甘露聚糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)填充其中。真核細(xì)胞一般都有明顯的細(xì)胞周期,處于有絲分裂時(shí)期的染色體呈現(xiàn)高螺旋緊縮狀態(tài),既不利于基因外釣,也難于插入外源基因。誘導(dǎo)真核細(xì)胞同步化生長(zhǎng),對(duì)于成功地

10、進(jìn)行細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)具有重要作用。3、同一植物不同部位的外植體的分化能力;植物胚與幼齡組織、器官比老化組織、器官更容易去分化,產(chǎn)生大量愈傷組織;不同物種相同部位的外植體細(xì)胞分化能力可能大不一樣。4、組織培養(yǎng)的第一步就是讓外植體去分化,使各細(xì)胞重新處于旺盛有絲分裂的分生狀態(tài),培養(yǎng)基中一般應(yīng)添加較高濃度的生長(zhǎng)素類激素。去分化階段為植物細(xì)胞依賴培養(yǎng)基中的有機(jī)物等進(jìn)行的異養(yǎng)生長(zhǎng),原則上無(wú)需光照。但通常還是置于人工照明條件下培養(yǎng),以期得到綠色愈傷組織。5、去分化可以采用固體培養(yǎng)基(在培養(yǎng)基中添加瓊脂0.81.0)或液體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)簡(jiǎn)便易行、占地面積小、可在培養(yǎng)室中多層培養(yǎng)。但外植體營(yíng)養(yǎng)吸收

11、不均、氣體及有害物質(zhì)排換不暢,愈傷組織易出現(xiàn)極化現(xiàn)象。液體培養(yǎng)中,培養(yǎng)材料營(yíng)養(yǎng)吸收及與環(huán)境的物質(zhì)交換便捷,但需提供振蕩設(shè)備,投資較大,且一旦染菌則難以挽回。6、將愈傷組織移置于含適量細(xì)胞分裂素,沒(méi)有或僅有少量生長(zhǎng)素的分化培養(yǎng)基中,誘導(dǎo)胚狀體的生成。光照是必備的外部因子。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要,有時(shí)可不經(jīng)愈傷組織階段而直接誘導(dǎo)外植體分生、分化長(zhǎng)成一定數(shù)量的叢生芽,然后再誘導(dǎo)其生成根。7、自然界中偶爾也能見(jiàn)到天然誘發(fā)的單倍體植株。自發(fā)產(chǎn)生單倍體植株的機(jī)率很低,小于千分之一。自發(fā)產(chǎn)生單倍體通常經(jīng)有以下發(fā)育途徑:孤雌繁殖途徑 植物卵細(xì)胞不經(jīng)受精而發(fā)育成單倍體胚,繼而長(zhǎng)成單倍體植株。孤雄繁殖途徑 精子進(jìn)入胚囊后不

12、與卵細(xì)胞受精而獨(dú)自發(fā)育成單倍體胚,再發(fā)育成株,卵細(xì)胞退化消失。無(wú)融合生殖 精卵結(jié)合后,在受精卵發(fā)育的同時(shí),助細(xì)胞或反足細(xì)胞也與受精卵形成的二倍體胚同步發(fā)育成單倍體胚,形成雙胚或多胚種子。通過(guò)人工誘導(dǎo),可以培育出大量符合需要的單倍體植株,用于育種。8、花藥由花藥壁和花粉囊構(gòu)成。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo),花粉囊中的花粉(單倍體)可能去分化而發(fā)育成單倍體胚或愈傷組織,最終形成花粉植株。花藥培養(yǎng)基大體有兩種類型。對(duì)多數(shù)植物而言,在愈傷組織培養(yǎng)基中一般已添加適量的生長(zhǎng)素類激素,如 2,4-D、奈乙酸或吲哚丁酸等,花藥可以在這種培養(yǎng)基中去分化而長(zhǎng)成愈傷組織,但通常不會(huì)長(zhǎng)成單倍體植株;但有些植物,如煙草、曼陀羅等則只

13、需在簡(jiǎn)單的蔗糖和無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基上即可完成從花粉去分化、單倍體胚的形成乃至單倍體植株的長(zhǎng)出這一完整的過(guò)程。無(wú)論哪種情況,在培養(yǎng)基中加入適量的脯氨酸或羥脯氨酸,對(duì)促進(jìn)單倍體愈傷組織的形成都有明顯的作用。9、通過(guò)培養(yǎng)植物的花粉可獲得單倍體植株。1974年Nitseh等首創(chuàng)用擠壓法分離花粉進(jìn)行培養(yǎng)的方法。1977 年,Sunderland 等提出了自然散開(kāi)法收集花粉的方法。花藥培養(yǎng)時(shí)一些二倍性的花藥壁細(xì)胞亦形成愈傷組織,從而增加了培育單倍體植株的難度。雖然用花藥與花粉培養(yǎng)單倍體植株目前都已取得長(zhǎng)足的進(jìn)展,但白化苗出現(xiàn)過(guò)多仍是亟待解決的問(wèn)題。10、人工種子是21世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿徒?jīng)濟(jì)價(jià)值的高科技成果,由三

14、部分構(gòu)成:人工種皮 是包裹在人工種子最外層的膠質(zhì)化合物薄膜。這層薄膜既能允許內(nèi)外氣體交換暢通,又能防止人工胚乳中水分及各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲漏,還應(yīng)具備一定的機(jī)械抗壓力。人工胚乳 是人工配制的保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一般以生成胚狀體的培養(yǎng)基為主要成分,再根據(jù)人們的需要外加一定量的植物激素、抗生素、農(nóng)藥以及除草劑等物質(zhì),盡可能提供胚狀體正常萌發(fā)生長(zhǎng)所需的條件。胚狀體 胚狀體是由組織培養(yǎng)產(chǎn)生的具有胚芽、胚根等類似天然種子胚的結(jié)構(gòu),并具有萌發(fā)長(zhǎng)成植株的能力。11、動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié),都應(yīng)十分重視滅菌與無(wú)菌操作。一旦發(fā)生染菌或交叉感染,搶救工作相當(dāng)麻煩,而且還不一定能成功。對(duì)一般性細(xì)菌污

15、染可試用氨芐青霉素(終濃度 200?gmL)或鏈霉素(終濃度 200?g/mL)除菌。霉菌感染,除小心地鏟除菌落(絲)外,還應(yīng)在培養(yǎng)基中加制霉菌素達(dá)100UmL 以抑殺散落的孢子、菌絲。支原體的感染令人棘手,即使以100?gmL的卡那霉素處理后也只能抑制其繁衍而未能根除。有人建議用慶大霉素或去污劑加以清除。一般性的病毒侵染不一定得興師動(dòng)眾加以圍剿,因?yàn)樗鼈冊(cè)谡G闆r下不大影響細(xì)胞的生理功能和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。細(xì)胞系、株之間的交叉污染是一個(gè)值得重視的問(wèn)題。在一個(gè)工作區(qū)內(nèi)不能同時(shí)放置兩種以上細(xì)胞株,除非由于細(xì)胞融合等工作需要的暫時(shí)存放。同時(shí),兩種細(xì)胞株不能共享培養(yǎng)器具,即使器具消毒后也是如此。12、哺乳動(dòng)

16、物和人體內(nèi)主要有兩類淋巴細(xì)胞:T細(xì)胞和B細(xì)胞。前者能分泌淋巴因子(如干擾素),發(fā)揮細(xì)胞免疫的功能;后者能分泌抗體,具有體液免疫的作用。由于外環(huán)境紛繁復(fù)雜,千差萬(wàn)別的抗原誘使B淋巴細(xì)胞群產(chǎn)生的抗體高達(dá)數(shù)百萬(wàn)種。不過(guò)每個(gè)B淋巴細(xì)胞都僅專一地產(chǎn)生、分泌一針對(duì)某種抗原決定簇的特異性抗體。要想獲得大量專一性抗體,就得從某個(gè)特定B淋巴細(xì)胞培養(yǎng)繁殖出大量的細(xì)胞群體,即克隆。如此克隆出的細(xì)胞其遺傳特性高度一致,由它們分泌出的抗體即叫做單克隆抗體。但目前還沒(méi)有辦法使 B 淋巴細(xì)胞在體外無(wú)限地分裂繁殖。腫瘤細(xì)胞,特別是癌細(xì)胞具有無(wú)限增殖的特性。如被稱為“海拉”(HeI_a)的癌細(xì)胞是從一位叫做HenriettaL

17、akes的病人身上取下的。盡管Lakes早在1951年已經(jīng)病逝,但她的癌細(xì)胞卻以繁殖迅速的特點(diǎn)傳遍世界,至今未見(jiàn)衰退。為了充分利用單克隆抗體純度高、專一性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),1975年Kohler和Milstein將腫瘤細(xì)胞融合,終于獲得了既能產(chǎn)生單一抗體又能在體外無(wú)限生長(zhǎng)的雜合細(xì)胞,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域做出了重大貢獻(xiàn),由此榮獲1984年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。四、問(wèn)答題1、生物界有兩大類細(xì)胞:原核細(xì)胞與真核細(xì)胞。試述二者的差別。原核細(xì)胞 細(xì)菌、放線菌等的細(xì)胞屬于原核細(xì)胞。原核細(xì)胞體積較小,DNA環(huán)狀、不與蛋白質(zhì)結(jié)合而裸露于細(xì)胞質(zhì)中。胞內(nèi)無(wú)膜系構(gòu)造的細(xì)胞器。胞外由肽聚糖組成細(xì)胞壁,是細(xì)胞融合的主要障礙。原核細(xì)胞

18、生長(zhǎng)迅速,無(wú)蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA,易于人工遺傳操作,是細(xì)胞改造的良好材料。真核細(xì)胞 酵母、動(dòng)物、植物等的細(xì)胞屬于真核細(xì)胞。真核細(xì)胞體積較大、內(nèi)有細(xì)胞核和眾多膜系構(gòu)造的細(xì)胞器。植物細(xì)胞有以纖維素和半纖維素為主要成分的細(xì)胞壁。真菌細(xì)胞壁主要由各種葡聚糖構(gòu)成網(wǎng)狀纖維物,還有甘露聚糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)填充其中。真核細(xì)胞一般都有明顯的細(xì)胞周期,處于有絲分裂時(shí)期的染色體呈現(xiàn)高螺旋緊縮狀態(tài),既不利于基因外釣,也難于插入外源基因。誘導(dǎo)真核細(xì)胞同步化生長(zhǎng),對(duì)于成功地進(jìn)行細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)具有重要作用。2、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞培養(yǎng)是指動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞在體外無(wú)菌條件下的保存和生長(zhǎng)。不同細(xì)胞的培養(yǎng)條件差異較大,但

19、細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程有共同之處:取材和除菌。除了淋巴細(xì)胞可直接抽取以外,植物材料在取材后,動(dòng)物材料在取材前都要用一定的化學(xué)試劑進(jìn)行嚴(yán)格的表面清洗、消毒。有時(shí)還需借助某些特定的酶,對(duì)材料進(jìn)行預(yù)處理,以期得到分散生長(zhǎng)的細(xì)胞。培養(yǎng)基的配制。根據(jù)各類細(xì)胞的特點(diǎn),配制細(xì)胞培養(yǎng)基,對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌或除菌。接種與培養(yǎng)。采用無(wú)菌操作技術(shù),將生物材料接種于培養(yǎng)基中,置于培養(yǎng)室或培養(yǎng)箱中,提供細(xì)胞生長(zhǎng)所需的最佳培養(yǎng)條件,如溫度、濕度、光照、氧氣及二氧化碳等。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到一定生物量時(shí)應(yīng)及時(shí)收獲或傳代。3、細(xì)胞融合技術(shù)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞相互接觸后,其細(xì)胞膜發(fā)生分子重排,導(dǎo)致細(xì)胞合并、染色體等遺傳物質(zhì)重組的過(guò)程稱為細(xì)胞融合。細(xì)胞融合

20、的主要過(guò)程:制備原生質(zhì)體 由于微生物及植物細(xì)胞具有堅(jiān)硬的細(xì)胞壁,因此通常需用酶將其壁降解。動(dòng)物細(xì)胞則無(wú)此障礙。誘導(dǎo)細(xì)胞融合 兩親本細(xì)胞(原生質(zhì)體)的懸浮液調(diào)至一定細(xì)胞密度,按適當(dāng)比例混合后,逐漸滴人高濃度的聚乙二醇(PEC)等誘導(dǎo)融合,或用電激的方法促進(jìn)融合。篩選雜合細(xì)胞 將上述混合液移到特定的篩選培養(yǎng)基上,讓目的雜合細(xì)胞生長(zhǎng),其他細(xì)胞無(wú)法生長(zhǎng)。藉此獲得具有雙親遺傳特性的雜合細(xì)胞。4、原生質(zhì)體的制備取材與除菌酶解處理分離洗滌鑒定。取材與除菌 原則上植物任何部位的外植體都可成為制備原生質(zhì)體的材料。但人們往往對(duì)活躍生長(zhǎng)的器官和組織更感興趣,因?yàn)橛纱酥频玫脑|(zhì)體一般都生活力較強(qiáng),再生與分生比例較高

21、。常用的外植體包括:種子根、子葉、下胚軸、胚細(xì)胞、花粉母細(xì)胞、懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和嫩葉。對(duì)外植體的除菌要因材而異。懸浮培養(yǎng)細(xì)胞一般無(wú)需除菌。對(duì)較臟的外植體往往要先用肥皂水清洗再以清水洗23次,然后浸入70酒精消毒后,再放進(jìn)3次氯酸鈉處理。酶解 由于植物細(xì)胞的細(xì)胞壁含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素以及果膠質(zhì)等成分,因此市售的纖維素酶實(shí)際上大多是含多種成分的復(fù)合酶,如中科院上海植物生理研究所生產(chǎn)的纖維素酶EA3-867和日本產(chǎn)的OnozukaR10就含有纖維素酶、纖維素二糖酶以及果膠酶等。此外,直接從蝸牛消化道提取的蝸牛酶也有相當(dāng)好的降解植物細(xì)胞壁的功能。分離 在反應(yīng)液中除了大量的原生質(zhì)體外,尚有一些殘留的組

22、織塊和破碎的細(xì)胞。為了取得高純度的原生質(zhì)體就必需進(jìn)行原生質(zhì)體的分離??蛇x取200400目的不銹鋼網(wǎng)或尼龍布進(jìn)行過(guò)濾除渣,也可采用低速離心法或比重漂浮法直接獲取原生質(zhì)體。洗滌 剛分離得到的原生質(zhì)體往往還含有酶及其他不利于原生質(zhì)體培養(yǎng)、再生的試劑,應(yīng)以新的滲透壓穩(wěn)定劑或原生質(zhì)體培養(yǎng)液離心洗滌24次。鑒定 只有經(jīng)過(guò)鑒定確認(rèn)已獲得原生質(zhì)體后才能進(jìn)行下階段的細(xì)胞融合工作。由于已去除全部或大部分細(xì)胞壁,此時(shí)植物細(xì)胞呈圓形。如果把它放人低滲溶液中,則很容易脹破。也可用熒光增白劑染色后置熒光顯微鏡下觀察,殘留的細(xì)胞壁呈現(xiàn)明顯熒光.通過(guò)以上觀測(cè),基本上可判別是否原生質(zhì)體及其百分率。此外,尚可借助臺(tái)盼藍(lán)活細(xì)胞染色

23、、胞質(zhì)環(huán)流觀察以及測(cè)定光合作用、呼吸作用等參數(shù)定量檢測(cè)原生質(zhì)體的活力。5、人工種子的構(gòu)成及特點(diǎn)人工種子的結(jié)構(gòu)人工種子由以下三部分構(gòu)成:人工種皮 是包裹在人工種子最外層的膠質(zhì)化合物薄膜。這層薄膜既能允許內(nèi)外氣體交換暢通,又能防止人工胚乳中水分及各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲漏,還應(yīng)具備一定的機(jī)械抗壓力。人工胚乳 是人工配制的保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),一般以生成胚狀體的培養(yǎng)基為主要成分,再根據(jù)人們的需要外加一定量的植物激素、抗生素、農(nóng)藥以及除草劑等物質(zhì),盡可能提供胚狀體正常萌發(fā)生長(zhǎng)所需的條件。胚狀體 胚狀體是由組織培養(yǎng)產(chǎn)生的具有胚芽、胚根等類似天然種子胚的結(jié)構(gòu),并具有萌發(fā)長(zhǎng)成植株的能力。人工種子的特點(diǎn)人

24、工種子的優(yōu)點(diǎn) 可以不受環(huán)境因素制約,一年四季進(jìn)行工廠化生產(chǎn);由于胚狀體是經(jīng)人工無(wú)性繁育產(chǎn)生,因此有利于保存該種系的優(yōu)良性狀;與試管苗相比,人工種子成本更低,更適合于機(jī)械化田間播種;可根據(jù)需要在人工胚乳中添加適量的營(yíng)養(yǎng)物、激素、農(nóng)藥、抗生素、除草劑等,以利于胚狀體的健康生長(zhǎng)。人工種子的缺點(diǎn):人工種子的研制仍有一些關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克。如:人工種皮的性能尚不盡人意;還未找到一種符合多數(shù)物種需要的人工胚乳;胚狀體如何讓它處于健康的休眠狀態(tài);人工種子怎樣做到既延長(zhǎng)其保存時(shí)間又不明顯降低萌發(fā)率等。6、人工種子的制備胚狀體的制備及其同步生長(zhǎng)通過(guò)外植體的固體培養(yǎng)基培養(yǎng),液體培養(yǎng)基的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)以及花藥、花粉的誘

25、導(dǎo)培養(yǎng)都可獲得數(shù)量可觀的胚狀體。但這些胚狀體往往處于胚胎發(fā)育的不同時(shí)期,不符合大量制備人工種子的需要。因此誘導(dǎo)胚狀體的同步化生長(zhǎng)成了制備人工種子的核心問(wèn)題。采取以下措施可促進(jìn)胚狀體的同步生長(zhǎng):低溫法:在細(xì)胞培養(yǎng)的早期對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行適當(dāng)?shù)蜏靥幚砣舾尚r(shí)。由于低溫阻礙了微管蛋白的合成,紡錘體形成受阻,所以滯留于有絲分裂中期的細(xì)胞增多。此時(shí)再讓培養(yǎng)物回復(fù)到正常溫度,細(xì)胞則同步分裂。抑制劑法:細(xì)胞培養(yǎng)初期加入DNA合成抑制劑,如5氨基尿嘧啶等,使細(xì)胞生長(zhǎng)基本上都停頓于Cl期。除去抑制劑后,細(xì)胞進(jìn)入同步分裂階段。分離法:在細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的適當(dāng)時(shí)期,用一定孔徑的尼龍網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)或密度梯度離心法,收取處于胚胎發(fā)育

26、某個(gè)階段的胚性細(xì)胞團(tuán),然后轉(zhuǎn)移到無(wú)生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基上,使多數(shù)胚狀體同步正常發(fā)育。通氣法:有人發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞懸浮培養(yǎng)液中每天通人氮?dú)饣蛞蚁?2次,每次幾秒或更長(zhǎng)時(shí)間,可顯著提高有絲分裂同步率。滲透壓法:隨著植物胚狀體的發(fā)育,其滲透壓值呈現(xiàn)規(guī)律性的從高到低的變化。我們可配制一定滲透壓值的培養(yǎng)基而使胚狀體的發(fā)育停留在指定的階段(如向日葵球形胚的滲透壓為175),從而達(dá)到同步發(fā)育的目的??刂萍?xì)胞及胚狀體的同步化生長(zhǎng)是一個(gè)尚未完全解決的問(wèn)題。除了上述提出的外因干預(yù)以外,物種及不同外植體細(xì)胞的敏感性,對(duì)實(shí)現(xiàn)同步生長(zhǎng)也有很大影響。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索才可能成功。剛收獲的胚狀體含水分很高,不夠成熟,亦難以儲(chǔ)存。一般應(yīng)經(jīng)自

27、然干燥47天,使胚狀體轉(zhuǎn)為不透明狀為宜。人工胚乳的制備人工胚乳的營(yíng)養(yǎng)需求因種而異,但與細(xì)胞、組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基大體相仿,通常還要配加一定量的天然大分子碳水化合物(淀粉、糖類)以減少營(yíng)養(yǎng)物泄漏。常用人工胚乳有MS(或SU、White)培養(yǎng)基+馬鈴薯淀粉水解物(15);05XSH 培養(yǎng)基+麥芽糖(15)等。尚可根據(jù)需要在上述培養(yǎng)基添加適量激素、抗生素、農(nóng)藥、除草劑等。配制包埋劑及包埋褐藻酸鈉是目前最好的人工種子包埋劑,它無(wú)毒、使用方便,具有一定的保水、透氣性能,價(jià)格較低,經(jīng)CaCl2離子交換后,機(jī)械性能較好。其次是瓊脂、白明膠等。通常以人工胚乳溶液調(diào)配成4的褐藻酸鈉,再按一定比例加入胚狀體,混勻后,

28、逐滴滴到2025CaCl2溶液中(圖3-5)。經(jīng)過(guò)1015min的離子交換絡(luò)合作用,即形成一個(gè)個(gè)圓形的具一定剛性的人工種子。而后以無(wú)菌水漂洗20min,終止反應(yīng)。撈起晾干。為了克服人工種子易于沾黏和變干的缺點(diǎn),美國(guó)杜邦公司以一種稱為nVax4260的涂料對(duì)人工種子進(jìn)行表面處理,效果較好。此外5CaC03或滑石粉對(duì)抗黏也有一定效果。以上所述滴液法獲得的人工種子,其直徑隨滴管口徑的大小而定;每顆種子內(nèi)含胚狀體:海藻酸鈉田胞胚水?dāng)?shù)目主要取決于包埋劑中胚狀體的密度;人工種皮的厚度則隨人工種子在CaCl2溶液中離子交換時(shí)間的長(zhǎng)短而定,一般掌握在10-15rain。種皮太厚,不利于胚狀體萌發(fā);種皮太薄,則

29、在貯存、運(yùn)輸以及播種過(guò)程中都會(huì)遇到麻煩。7、人工種子的貯存與萌發(fā)人工種子的貯存與萌發(fā)是迄今尚未攻克的難關(guān)。一般要將人工種子保存在低溫(47)和干燥(相對(duì)濕度小于67)條件下。有人將胡蘿卜人工種子保存在上述條件下,兩個(gè)月后的發(fā)芽率仍接近100。但這種貯存方式的費(fèi)用是昂貴的。在自然條件下人工種子的貯存時(shí)間較短,萌發(fā)率較低??律茝?qiáng)(1990)報(bào)道,盡管在人工種皮中加入了防腐劑,他們研制的黃連人工種子在未消毒土壤中的萌發(fā)率仍僅為4452。桂耀林(1990)的刺五加人工種子的萌發(fā)率為1420,但在無(wú)菌土壤條件下則高達(dá)90以上。的細(xì)胞融合率還比較低,重復(fù)性不夠高,所以近年來(lái)已不多用。8、淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)

30、的基本原理:實(shí)驗(yàn)前數(shù)周分次用特異抗原免疫實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(如小鼠),使其脾內(nèi)產(chǎn)生大量處于活躍增殖狀態(tài)的特異B細(xì)胞。殺鼠取脾制得含有大量B細(xì)胞的脾細(xì)胞后,將鼠骨髓瘤細(xì)胞和脾細(xì)胞以聚乙二醇(PEG)法進(jìn)行細(xì)胞融合。雜合細(xì)胞的選出是本技術(shù)的關(guān)鍵。B細(xì)胞天然地不能在體外增殖,而骨髓瘤細(xì)胞是所謂的HGPRT基因缺陷細(xì)胞,因此只有從淋巴細(xì)胞獲得HGPRT基因等因子的骨髓瘤細(xì)胞才能在HAT選擇培養(yǎng)液中生長(zhǎng)。由于脾中含有很多種B細(xì)胞,融合后也必然產(chǎn)生很多種雜合細(xì)胞,因此必須對(duì)篩選得到的雜合細(xì)胞高度稀釋后進(jìn)行單細(xì)胞培養(yǎng),即所謂的“單克隆”。待其增殖成一個(gè)細(xì)胞群體(克隆)后,用特異技術(shù)分別檢測(cè)它們產(chǎn)生的抗體,從中挑出能產(chǎn)

31、生所需單一性抗體的雜合細(xì)胞,即雜交瘤細(xì)胞,這就是所謂的二級(jí)篩選法。此外還應(yīng)注意,雜交瘤細(xì)胞是準(zhǔn)四倍體細(xì)胞,遺傳性質(zhì)不穩(wěn)定,隨著每次細(xì)胞有絲分裂,都可能丟失個(gè)別或部分染色體,直到細(xì)胞呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)為止。因此在建立雜交瘤細(xì)胞系的過(guò)程中要經(jīng)常檢查,存優(yōu)汰劣。獲得較穩(wěn)定的單克隆雜交瘤細(xì)胞后,可將它們注射人哺乳動(dòng)物(如小鼠)腹腔,然后從腹水中分離、提取單克隆抗體;或者將它們移到培養(yǎng)瓶或生物反應(yīng)器中培養(yǎng),再?gòu)呐囵B(yǎng)液中回收產(chǎn)生的抗體。淋巴細(xì)胞雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體的技術(shù)方興未艾,必將在21世紀(jì)得到更大的發(fā)展。9、干細(xì)胞生物學(xué)研究生老病死是自然界不可違抗的規(guī)律。人的死亡往往并不是全身各器官的功能都同步衰竭造成的,

32、而是由于個(gè)別重要器官“難以勝任”,導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂所引起的,如腎功能衰竭引發(fā)尿毒癥等。如果能更替這些受損的器官,我們就可以延年益壽。20世紀(jì)50年代,科學(xué)家在畸形胎瘤中首次發(fā)現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell,ES細(xì)胞),從此開(kāi)創(chuàng)了干細(xì)胞生物學(xué)研究的歷程。1970 年,Evans 分離出小鼠胚胎干細(xì)胞并在體外進(jìn)行培養(yǎng)。接著,科學(xué)家直接從病人的身上提取某種特殊的細(xì)胞使之長(zhǎng)成皮膚、骨骼和軟骨,甚至是重要器官的一部分,這些特殊的細(xì)胞就是干細(xì)胞。1997 年人的胚胎干細(xì)胞被首次培養(yǎng)成功,從而科學(xué)家開(kāi)始了嘗試“定制”器官救助生命的干細(xì)胞工程,即非繁殖性克隆或治療性克隆研究。干細(xì)胞(ste

33、mcell) 是動(dòng)物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞,是重建、修復(fù)病損或衰老組織、器官功能的理想種子細(xì)胞。按分化潛能的大小,干細(xì)胞基本上可分為三種類型:一類是全能性干細(xì)胞,即胚胎干細(xì)胞,是最原始的干細(xì)胞,具有自我更新、高度增殖和多向分化發(fā)育成為人體全部206 種組織和細(xì)胞,甚至形成完整個(gè)體的分化潛能。當(dāng)受精卵分裂發(fā)育成囊胚時(shí),內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞即為胚胎干細(xì)胞。另一類是多能性干細(xì)胞,這種干細(xì)胞具有分化出多種細(xì)胞、組織的潛能,但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力,發(fā)育潛能受到一定的限制。如骨髓造血干細(xì)胞可分化成至少十二種血細(xì)胞,但一般不能分化出造血系統(tǒng)以外的其他細(xì)胞。還有一類

34、干細(xì)胞為專一性干細(xì)胞,這類干細(xì)胞只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞,如上皮組織基底層的干細(xì)胞、肌肉中的成肌細(xì)胞等。不過(guò),隨著干細(xì)胞研究日新月異的飛速發(fā)展,最近也有科學(xué)家報(bào)道專一性干細(xì)胞也可能分化為其他類型的細(xì)胞和組織。干細(xì)胞有以下顯著的特點(diǎn):具有分裂成其他細(xì)胞的可能性;具有無(wú)限增殖分裂的潛能;可連續(xù)分裂幾代,也可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài);以對(duì)稱或不對(duì)稱兩種方式進(jìn)行生長(zhǎng)。開(kāi)展干細(xì)胞研究一般要經(jīng)過(guò)以下三個(gè)階段:獲得干細(xì)胞系:這是本研究最重要的第一步??梢詮膭?dòng)物或人的早期胚胎或各器官、組織中分離并經(jīng)鑒定,且能在體外長(zhǎng)期保持干細(xì)胞特性(一般應(yīng)穩(wěn)定傳 25 代以上);建立干細(xì)胞誘導(dǎo)分化模型

35、:可利用基因工程手段引入外源目的基因(對(duì)原有致病基因進(jìn)行置換改造),探索誘導(dǎo)干細(xì)胞向特定組織、器官分化的化學(xué)或和物理?xiàng)l件;將上述干細(xì)胞或干細(xì)胞培育體系植入動(dòng)物或人的相應(yīng)器官或組織,考察其效果。上述干細(xì)胞研究不僅操作煩瑣而且對(duì)實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)技能要求很高。我國(guó)徐榮祥教授等另辟蹊徑,在皮膚干細(xì)胞原位再生方面取得了原創(chuàng)性的重大突破。他們對(duì)被燒傷的皮膚進(jìn)行適當(dāng)處理后,成功地直接誘導(dǎo)上皮組織基底層的干細(xì)胞分化生成皮膚細(xì)胞,使受傷的皮膚得以迅速康復(fù)。該技術(shù)顯示我國(guó)干細(xì)胞研究已率先進(jìn)入組織和器官的原位干細(xì)胞修復(fù)和復(fù)制階段。 干細(xì)胞巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值引起世界許多國(guó)家和機(jī)構(gòu)的高度重視,他們投入巨資進(jìn)行研究,陸續(xù)取得

36、了一系列重大的發(fā)現(xiàn),以致1999年12月美國(guó)科學(xué)雜志將人類干細(xì)胞的研究評(píng)為當(dāng)年十大科學(xué)成就之首。近年來(lái),干細(xì)胞研究取得的部分重要進(jìn)展。政府、科學(xué)家和企業(yè)家已經(jīng)從干細(xì)胞的初步研究成果中意識(shí)到其中莫大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢?dǎo)致干細(xì)胞研究異軍突起,勢(shì)頭異常迅猛。我國(guó)科學(xué)家亦取得不錯(cuò)的業(yè)績(jī)。理論上講,干細(xì)胞可以用于治療各種疾病,但其最適合的疾病主要是組織壞死性疾病如缺血引起的心肌壞死,退行性病變?nèi)缗两鹕C合征,自體免疫性疾病如島素依賴型糖尿病等??梢灶A(yù)期,不久的將來(lái),人類將可以根據(jù)自己的要求“定制”所需的“部件”用于更替壞損或衰老的器官或組織,醫(yī)治頑疾。從而使人類的平均壽命再向前邁出一大步。應(yīng)用于細(xì)胞治療疾病和

37、傳統(tǒng)方法比較具有如下優(yōu)點(diǎn):低毒性(或無(wú)毒性),一次治療有效;不需要完全了解疾病發(fā)病的確切機(jī)制;用自身干細(xì)胞移植,可避免產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。不過(guò),雖然胚胎干細(xì)胞具有十分誘人的理論研究和商業(yè)開(kāi)發(fā)前景,但通常要?dú)p早期胚胎才可能獲得胚胎干細(xì)胞。受精是生命的起點(diǎn),胚胎是生命的開(kāi)端。以窒息一個(gè)生命的代價(jià)去挽救另一個(gè)生命是否值得?自從胚胎干細(xì)胞在1997年被分離出來(lái)后各國(guó)政府和科學(xué)家就展開(kāi)了一場(chǎng)激烈的爭(zhēng)論。克隆技術(shù)給法律、倫理、國(guó)家和社會(huì)安全等方面帶來(lái)的沖擊是空前的。英國(guó)2000年通過(guò)了準(zhǔn)許在嚴(yán)格管理的條件下克隆人類早期胚胎進(jìn)行干細(xì)胞研究;美國(guó)總統(tǒng)布什在2001年8月宣布,美國(guó)政府將僅僅支持對(duì)已有的胚胎干細(xì)

38、胞進(jìn)行研究;德國(guó)不僅只允許研究2002年1月30日以前產(chǎn)生的胚胎干細(xì)胞,而且還必須是在沒(méi)有其他可選擇的情況下才能進(jìn)行。中國(guó)對(duì)胚胎干細(xì)胞研究,即治療性克隆持支持態(tài)度。中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)陳竺院士 2002年7月指出:“一個(gè)體外的胚胎在有限的時(shí)間,如14天里,尚屬一般的生物細(xì)胞,此時(shí)還沒(méi)有神經(jīng)細(xì)胞和腦細(xì)胞的產(chǎn)生,既無(wú)知覺(jué)也無(wú)感覺(jué),因此科學(xué)界一般認(rèn)為它在此時(shí)還不是一個(gè)道德意義上的人。人類干細(xì)胞研究給21世紀(jì)醫(yī)學(xué)的革命性發(fā)展帶來(lái)可能,因此總的平衡利弊,還是要支持”。陳竺副院長(zhǎng)還強(qiáng)調(diào),在支持的同時(shí)還要有嚴(yán)厲的法律、法規(guī)來(lái)保證這樣的技術(shù)發(fā)展能真正造福人類。在胚胎干細(xì)胞研究步履蹣跚時(shí),另一類干細(xì)胞,即人成體干細(xì)

39、胞研究卻如火如荼地開(kāi)展起來(lái),干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)也應(yīng)運(yùn)而生,而且成了各國(guó)爭(zhēng)奪的又一個(gè)熱點(diǎn)。2002年美國(guó)科學(xué)家宣布,從新生兒臍帶中提取的臍血干細(xì)胞至少可以保存15年,這意味著這些冷凍的干細(xì)胞在15年之后仍然可用于治病。這無(wú)疑更加堅(jiān)定了科學(xué)家和政府開(kāi)展人成體干細(xì)胞研究的信心。我國(guó)第一家獲得衛(wèi)生部執(zhí)業(yè)批準(zhǔn)的設(shè)有公共庫(kù)和自體庫(kù)兩部分的臍帶血造血干細(xì)胞庫(kù)2002年10月在北京正式宣布建成并投入使用。全球股市中有關(guān)干細(xì)胞概念股票的價(jià)值已經(jīng)超過(guò)300億美元。在美國(guó),進(jìn)行臍帶血產(chǎn)業(yè)化研究的企業(yè)已有10家左右。我國(guó)2002年底在天津建成了首家可存儲(chǔ)50萬(wàn)份干細(xì)胞的國(guó)家級(jí)干細(xì)胞產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基地。五、辨析題1、關(guān)于克隆人回眸

40、動(dòng)物克隆史,我們清楚地看到了從利用早期胚胎細(xì)胞到成年體細(xì)胞的飛躍。在此基礎(chǔ)上,克隆人已經(jīng)不再是科幻小說(shuō)中的故事了。鑒于擔(dān)心極少數(shù)科學(xué)家擅自開(kāi)展克隆人研究,1997年11月11日,聯(lián)合國(guó)教科文組織第29屆大會(huì)在巴黎通過(guò)一項(xiàng)題為世界人類基因組與人權(quán)宣言的文件,明確指出,違背人的尊嚴(yán),用克隆技術(shù)繁殖人的做法是不能允許的。1998年1月12日,歐洲法國(guó)、丹麥、瑞典、意大利、挪威、葡萄牙、羅馬尼亞和西班牙等19 個(gè)國(guó)家在法國(guó)巴黎簽署了一項(xiàng)嚴(yán)格禁止克隆人的協(xié)議(EuropeanProtocolonBanningHumanCloning)。這是國(guó)際上第一個(gè)禁止克隆人的法律文件。這項(xiàng)協(xié)議規(guī)定,禁止各簽約國(guó)的研

41、究機(jī)構(gòu)或個(gè)人使用任何技術(shù)創(chuàng)造與某一活人或死人基因相似的人,否則予以重罰。我國(guó)以及美、英、德、日等國(guó)政府也已明確表示反對(duì)克隆人。中國(guó)衛(wèi)生部宣布,中國(guó)對(duì)克隆人研1998年初,美國(guó)哈佛大學(xué)69歲的Hid博士依然宣稱,克隆人“只不過(guò)是人類生育的另一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)”。他我行我素地宣布,計(jì)劃把自己的細(xì)胞核與捐獻(xiàn)者的卵相結(jié)合后,再將這個(gè)胚胎植入他妻子CroXya的子宮,以期生下他的復(fù)制品。2001年1月,意大利世界著名的人類生殖醫(yī)學(xué)專家Antinori和美國(guó)肯塔基大學(xué)的Chawose教授公開(kāi)宣布,他們決定實(shí)施全球第一個(gè)“克隆人”計(jì)劃。2001年8月,Antinori宣稱,他已經(jīng)挑選了200對(duì)自愿者夫婦進(jìn)行免費(fèi)克

42、隆人試驗(yàn)。2002 年春,他甚至宣布,第一個(gè)克隆人、一位阿拉伯富商的兒子年底即將誕生!2002年12月27日,在世界84個(gè)國(guó)家擁有55萬(wàn)余名教徒的“雷爾”(Rael)教派下屬的“克隆援助”(Clonaid)公司總裁、從未有過(guò)動(dòng)物克隆記錄的法國(guó)女主教Buwaseleye在美國(guó)佛羅里達(dá)州宣布“世界上第一個(gè)克隆嬰兒夏娃(Eve)已經(jīng)問(wèn)世”;1月4日又稱,世界上第二名克隆嬰兒于當(dāng)?shù)貢r(shí)間3日晚在荷蘭誕生。但由于該公司始終拒絕接受所謂的“克隆嬰兒”的DNA檢測(cè),因此科學(xué)家普遍認(rèn)為這很可能只是一出鬧劇。他們除了政治或宗教上的目的外,試圖吸引全球媒體注意力,制造轟動(dòng)效應(yīng)以牟取商業(yè)利益可能也是主要的驅(qū)動(dòng)力之一。

43、潘多拉盒子再次被打開(kāi),人類又一次得到了一把雙刃劍。1945 年在日本騰空而起的巨大“蘑菇云”殺害了無(wú)數(shù)的生靈,然而日后的核能利用卻極大地造福了人類。現(xiàn)在,盡管科學(xué)家已經(jīng)初步掌握了克隆哺乳動(dòng)物的技術(shù),但畢竟還不夠成熟,成功率還太低。它突出表現(xiàn)為懷孕成功率低;孕期流產(chǎn)率高,可達(dá)50以上;圍產(chǎn)期死亡率高;新生畜異常發(fā)育增多;出生后對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性較差以及可能早衰等。2002年,美國(guó)麻省理工學(xué)院的Yenes同夏威夷大學(xué)的柳町隆藏用基因芯片觀察了克隆鼠的_kYY 個(gè)基因,發(fā)現(xiàn)有高達(dá)數(shù)百個(gè)基因不正常。這個(gè)發(fā)現(xiàn)較好地解釋了許多克隆動(dòng)物在出生前和出生時(shí)非正常死亡的原因。2003年2月,羅斯林研究所證實(shí),“多莉”

44、羊由于患進(jìn)行性肺炎已經(jīng)被實(shí)施了“安樂(lè)死”。據(jù)分析,綿羊通常能活到1112歲,肺炎是老年綿羊?;嫉募膊 !岸嗬?996年7月5日出生,迄今未足7歲。它的死亡進(jìn)一步引發(fā)了科學(xué)家關(guān)于克隆哺乳動(dòng)物早衰的爭(zhēng)論。在這種情況下進(jìn)行人類的克隆不僅不科學(xué),而且是不道德的。此外有關(guān)克隆人的倫理道德規(guī)范也是個(gè)必須嚴(yán)肅探討的問(wèn)題。2、關(guān)于人體干細(xì)胞的操作生老病死是自然界不可違抗的規(guī)律。人的死亡往往并不是全身各器官的功能都同步衰竭造成的,而是由于個(gè)別重要器官“難以勝任”,導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂所引起的,如腎功能衰竭引發(fā)尿毒癥等。如果能更替這些受損的器官,我們就可以延年益壽。20世紀(jì)50年代,科學(xué)家在畸形胎瘤中首次發(fā)現(xiàn)了胚胎干

45、細(xì)胞(embryonicstemcell,ES細(xì)胞),從此開(kāi)創(chuàng)了干細(xì)胞生物學(xué)研究的歷程。1970 年,Evans 分離出小鼠胚胎干細(xì)胞并在體外進(jìn)行培養(yǎng)。接著,科學(xué)家直接從病人的身上提取某種特殊的細(xì)胞使之長(zhǎng)成皮膚、骨骼和軟骨,甚至是重要器官的一部分,這些特殊的細(xì)胞就是干細(xì)胞。1997 年人的胚胎干細(xì)胞被首次培養(yǎng)成功,從而科學(xué)家開(kāi)始了嘗試“定制”器官救助生命的干細(xì)胞工程,即非繁殖性克隆或治療性克隆研究。干細(xì)胞(stemcell) 是動(dòng)物(包括人)胚胎及某些器官中具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞,是重建、修復(fù)病損或衰老組織、器官功能的理想種子細(xì)胞。按分化潛能的大小,干細(xì)胞基本上可分為三種類型:一類是全能性干細(xì)胞,即胚胎干細(xì)胞,是最原始的干細(xì)胞,具有自我更新、高度增殖和多向分化發(fā)育成為人體全部206 種組織和細(xì)胞,甚至形成完整個(gè)體的分化潛能。當(dāng)受精卵分裂發(fā)育成囊胚時(shí),內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞即為胚胎干細(xì)胞。另一類是多能性干細(xì)胞,這種干細(xì)胞具有分化出多種細(xì)胞、組織的潛能,但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力,發(fā)育潛能受到一定的限制。如骨髓造血干細(xì)胞可分化成至少十二種血細(xì)胞,但一般不能分化出造血系統(tǒng)以外的其他細(xì)胞。還有一類干細(xì)胞為專一性干細(xì)胞,這類干細(xì)胞只能分化成一種類型或功能密切相關(guān)的兩種類型

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