1、中 國 醫 藥 指 南 2011 年 3 月第 9 卷 第 9 期 文獻綜述 197細胞生物學與醫學的關系綜述魏紅娟 任尚申 于紅霞 （大慶油田總醫院兒科，黑龍江 大慶 163453）【摘要】醫學是以人體為對象研究人體生老病死的機制，研究疾病的發生、發展以及轉歸的規律，從而對疾病進行診斷、治療和預防，以達到增強人體健康。它是綜合的學科，必須吸收或利用其他各種學科的知識和技術服務，使之不斷提高和發展。而細胞生物學是研究生命活動基本規律的學科，細胞生物學研究的各項成果、課題當然與醫學的理論和實踐密切相關。【關鍵詞】細胞生物學；醫學；發展；關系中圖分類號：R329.2+8 文獻標識碼：A 文章編號：

2、1671-8194（2011）09-0197-031 細胞生物學與醫學有著密切的關系如2003年的危害全球的疾病：嚴重急性呼吸綜合征（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現過的新型冠狀病毒所導致的嚴重危害公共衛生安全的疾病。WHO已將該病原體命名為SARS冠狀病毒（SARS Coronavirus SARS-CoV）。該病突出特點是來勢兇猛，可爆發流行，傳染性強，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胞，使人發生呼吸困難而死亡。S蛋白是SARS冠狀病毒的主要膜蛋白，通

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

4、染人體免疫力系統的淋巴細胞所致，主要侵犯CD4+T 細胞，淋巴細胞被大量的破壞，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，在一種逆轉錄酶的作用下，它可以融合于人體細胞的染色體DNA中，并進行復制，分裂繁殖，也可以按它自己特有的遺傳方式來復制，最終導致細胞的死亡。還可以在受其感染的細胞體內長期潛伏，暫時不發病。它能引起終身感染，隨時可以在受感染的人身上引起疾病4,5。導致人體免疫力降低，發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病是因為它們的原體進入人體細胞而造成的。說明了人體的某些特定細胞的

5、受損，會影響人的生命活動。可見，人體的穩態的維持離不開細胞。構成生命系統的結構具有層次性、復雜性和多樣性。從最小的細胞開始，到最大的系統生物圈，盡管生命系統復雜多樣，大小不同，但它們層層相依，緊密聯系，都離不開細胞這一最基本的生命系統 。2 細胞生物學推動醫學的發展細胞生物學能有效的解決當今重大疑難疾病治療的世界性難題。如癌癥是嚴重危害人類健康的疾病，對癌癥的防治是目前醫學科學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構，具有保護染色體維持基因組穩定的作用。端粒酶是一種有逆轉錄酶活性的核糖核蛋白酶復合體，可以自身RNA為模板合成端粒DNA6。端粒及端粒酶的組成結構和功能及其與細胞衰

6、老、永生的關系一直是衰老相關疾病和腫瘤防治研究的熱點。大多數惡性腫瘤細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。細胞生物學的科學已經在醫學發展中起到的發展作用。如著名法國生物化學家路易斯德（Louis Pasteur，18221895）首先對葡萄酒進行了深入、系統的科學研究，第一次分離出了酵母菌，并且發明了巴氏消毒法。他發現當溫度升高到62達30min，或瞬間加熱到更高的溫度不到1min，就可以殺死細菌。當巴斯德證明了微生物存在于空氣中，而不是自發產生時，他意識到自己不僅發現了發

7、酵和腐爛的原因，而且也發現了一種新原因。牛奶中含有引起結核和傷寒的微生物，巴斯德發現如果牛奶被加熱到一定的溫度并持續一定時間，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，但在巴氏消毒法發現之后因感染而死亡的患者明顯減少。再如青霉素的發現者英國細菌學家亞歷山大弗萊明，1928年，弗萊明在檢查培養皿時發現，在培養皿中的葡萄球菌由于被污染而長了一大團霉，而且霉團周圍的葡萄球菌被殺死了，只有在離霉團較遠的地方才有葡萄球菌生長。他把這種霉團接種到無菌的瓊脂培養基和肉湯培養基上，結果發現在肉湯里，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。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菌的培養皿中，發現葡萄球菌、鏈球菌和白喉桿菌等都能被它抑制。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。經過一系列試驗和研究，弗萊明認為青霉素可能成為一種可以全身應用的抗菌藥物10,11。二戰期間，青霉素的研制和生產轉移到了美國，霉素的大量生產，拯救了千百萬傷病員，成為第二次世界大戰中與原子彈、雷達并列的三大發明之一。3 醫學要到細胞生物學中尋找。現代醫學的每一項重大成就，其直接根源常

9、常是來自于對某個問題的生物學上的認識的深化。以腫瘤的發生與發展為例，早年的研究集中在比較正常細胞與癌細胞在結構與功能上的區別，取得了不少有價值的資料，但還不能從本質上說明腫瘤發生與發展的機制。隨著近代細胞生物學的進展，當前在腫瘤研究中有3個重要領域：一是研究癌基因與抑癌基因和腫瘤發生與發展的關系；二是研究腫瘤細胞中跨膜信號轉導系統和胞內信號轉導途徑的特點，以期找到逆轉細胞癌變的新途徑；三是從細胞增殖、分化與凋亡三者的關系來研究腫瘤的發生與發展。細胞的增殖是通過細胞周期來實現的，所以研究細胞增殖的基本規律及細胞周期的調控機制是研究細胞癌變發生及控制的重要途徑。從某種意義上來說，腫瘤是細胞的無限增

10、殖及分化障礙的結果。如能了解細胞增殖、分化與凋亡的分子機制，就能設計新的腫瘤治療方案抑制增殖，促進分化與加速凋亡，可望大大提高腫瘤的治療效果12,13。又如細胞工程（cell engineering）是指在細胞水平上進行遺傳操作（如細胞融合、核質移植、染色體或基因移植等），按照人們的意愿改造細胞的某些生物特性，從而造福于人類。其中“轉染色體工程”將是“基因工程”之后的又一次生物技術革命。“轉染色體工程”是對基因群體進行設計和工程改造的一種綜合性技術。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節。基因組序列在細胞內的載體是染色體。如果將染色體片段進行重新組合，構成新的染色體，就稱為

11、“人工染色體”。如果將這種人工染色體轉移到其他物種的細胞內，培養成的生物體就稱為“轉染色體生物”。因此，如能將人的一群相關基因轉移到其他生物體內，該生物就能產生具有人體特征的生物分子、細胞、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）的血細胞、肌肉細胞、神經細胞甚至可得到心臟、肝臟等器官，當然也能獲得用于藥物生產的人的抗體、血清白蛋白和胰島素等。這樣通過“轉染色體工程”，人類就能為自己建立起細胞、組織和器官的“生產基地”14,15。大量醫學重大前沿課題的攻克，諸如思維與記憶的奧秘、生殖與胚胎發育、腫瘤的發生與發展、器官移植、新藥研制與開發，直至延年益壽與提高人類素質等都離不開

12、細胞生物學的研究，近代細胞與分子生物學的研究已經為整個醫學科學的理論與實踐開拓出以前無法想象的廣闊前景。參考文獻1 李燁,于智勇.端粒、端粒酶與細胞壽命及癌癥的關系J.生物學雜志,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:非典型肺炎相關病毒J.

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