一、背景及概述
細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)主要包括細(xì)胞的形態(tài)特征、細(xì)胞增長(zhǎng)情況、細(xì)胞增殖能力、細(xì)胞凋亡情況、細(xì)胞遷移、細(xì)胞毒性測(cè)試、染色等項(xiàng)目。其中細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)中細(xì)胞遷移項(xiàng)目是指檢測(cè)細(xì)胞在接收到內(nèi)源或外源遷移信號(hào)后而產(chǎn)生的移動(dòng)。細(xì)胞遷移是通過(guò)胞體形變進(jìn)行的緩慢的定向移動(dòng)，涉及細(xì)胞覓食、傷口痊愈、胚胎發(fā)生、免疫反應(yīng)、感染和癌癥轉(zhuǎn)移等生理現(xiàn)象。細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)中舉例如下：細(xì)胞毒性試驗(yàn)的方式，為將大腸癌細(xì)胞株放置于一96孔培養(yǎng)盤(pán)(10，000cells/well)內(nèi)200μL的完全培養(yǎng)基中，1天后，再將培養(yǎng)基置換成含所測(cè)試物質(zhì)0.25-1.0mg/mL的完全培養(yǎng)基，并加入到96孔培養(yǎng)盤(pán)的不同孔中。另外，對(duì)照組則只加入200μL的完全培養(yǎng)基，培養(yǎng)2天之后，以四甲基偶氮唑比色法分析測(cè)定每孔中的活細(xì)胞數(shù)量比值，并以免疫酵素分析儀在570nm下測(cè)定吸光值(opticaldensity)。
細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)中細(xì)胞形態(tài)變化分析的方式舉例如下：為將大腸癌細(xì)胞株放置于一培養(yǎng)盤(pán)(皮氏培養(yǎng)皿(petridish))，1天后待細(xì)胞貼底，給予適量含有所測(cè)試物質(zhì)(1.0mg/mL)的藥物濃度，置于培養(yǎng)盤(pán)中預(yù)定時(shí)間(2、7、14、21或28天)后，以倒立顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞形態(tài)，并拍照記錄。細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)中細(xì)胞周期與細(xì)胞凋亡檢測(cè)的方式舉例如下：為將大腸癌細(xì)胞株經(jīng)所測(cè)試物質(zhì)(1.0mg/mL)處理后，以胰蛋白-乙二胺四乙酸(trypsin-EDTA)處理細(xì)胞，與培養(yǎng)液一起收集，離心后去掉上清液，并以磷酸鹽緩沖溶液清洗后，加入1mL冰冷的70％酒精，放入4℃冰箱過(guò)夜，以固定細(xì)胞。離心后，續(xù)以1mL磷酸鹽緩沖溶液懸浮，加入50mg/mL的碘化丙錠(propidiumiodide)避光作用10分鐘，以532nm波長(zhǎng)激發(fā)后，在590±40nm波長(zhǎng)偵測(cè)細(xì)胞熒光含量，以流式細(xì)胞儀進(jìn)行分析。細(xì)胞生物學(xué)功能鑒定服務(wù)中細(xì)胞爬行轉(zhuǎn)移分析的方式舉例如下：
為將大腸癌細(xì)胞株放置于一6孔培養(yǎng)盤(pán)(cultureplate)(800，000cells/well)內(nèi)，培養(yǎng)于2mL的完全培養(yǎng)基，隔夜，先用200μL滴管尖頭(pippetttip)畫(huà)出一條直線(xiàn)，再將培養(yǎng)基置換成含所測(cè)試物質(zhì)(0.25-1.0mg/mL)的完全培養(yǎng)基加到培養(yǎng)盤(pán)的不同孔中，并在100倍顯微鏡下拍照記錄Day0的直線(xiàn)寬度。另外，對(duì)照組則只置換成2mL的完全培養(yǎng)基、無(wú)其他添加物，將該培養(yǎng)盤(pán)靜置24小時(shí)，并拍照記錄Day1直線(xiàn)寬度密合的程度，最后以一量測(cè)軟件(ImageJ軟件)測(cè)量每張圖上任意5點(diǎn)的寬度變化，每個(gè)條件可得至少25個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，相比Day0與Day1的平均數(shù)據(jù)，即可計(jì)算出細(xì)胞爬行比率。
二、基本信息
細(xì)胞生物學(xué)是以細(xì)胞為研究對(duì)象，從細(xì)胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個(gè)層次，以動(dòng)態(tài)的觀(guān)點(diǎn)， 研究細(xì)胞和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的生活史和各種生命活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿分支學(xué)科之一，主要是從細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)層次來(lái)研究細(xì)胞的生命活動(dòng)的基本規(guī)律。從生命結(jié)構(gòu)層次看，細(xì)胞生物學(xué)位于分子生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)之間，同它們相互銜接，互相滲透。運(yùn)用近代物理學(xué)和化學(xué)的技術(shù)成就和分子生物學(xué)的方法、概念，在細(xì)胞水平上研究生命活動(dòng)的科學(xué)，其核心問(wèn)題是遺傳與發(fā)育的問(wèn)題。
三、學(xué)科交叉
細(xì)胞生物學(xué)廣泛地利用相鄰學(xué)科的成就，在技術(shù)方法上是博采眾長(zhǎng)，凡是能夠解決問(wèn)題的都會(huì)被使用。例如用分子生物學(xué)的方法研究基因的結(jié)構(gòu)，用生物化學(xué)、分子生物學(xué)的方法研究染色體上的各種非組蛋白和它們對(duì)基因活動(dòng)的調(diào)節(jié)和控制或者利用免疫學(xué)的方法研究細(xì)胞骨架的各種蛋白（微管蛋白、微絲蛋白、各種中等纖維蛋白）在細(xì)胞中的分布以及在生命活動(dòng)中的變化。起源于分子遺傳學(xué)的重組DNA技術(shù)和起源于免疫學(xué)的產(chǎn)生單克隆抗體的雜交瘤技術(shù)，也成了細(xì)胞生物學(xué)的有力工具。顯然，一種方法所解決的問(wèn)題不一定屬于原來(lái)建立這一方法的學(xué)科。例如用分子生物學(xué)的方法解決了核小體的結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格地說(shuō)這應(yīng)是形態(tài)學(xué)的范疇。這樣的例子并不少見(jiàn)，在這里學(xué)科的界限也被抹掉了。也許可以說(shuō)細(xì)胞核移植、微量注射和細(xì)胞融合是細(xì)胞生物學(xué)自身發(fā)展起來(lái)的方法，但是用這些方法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)往往也需要其他方法配合來(lái)做進(jìn)一步分析。
細(xì)胞生物學(xué)與其說(shuō)是一個(gè)學(xué)科，倒不如說(shuō)它是一個(gè)領(lǐng)域。這可以從兩個(gè)方面來(lái)理解：一是它的核心問(wèn)題的性質(zhì)──把發(fā)育與遺傳在細(xì)胞水平結(jié)合起來(lái)，這就不局限于一個(gè)學(xué)科的范圍。二是它和許多學(xué)科都有交叉，甚至界限難分。例如，就研究材料而言，單細(xì)胞的原生動(dòng)物既是最簡(jiǎn)單的動(dòng)物，也是最復(fù)雜的細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兗S多功能于一身；尤其是其中的纖毛蟲(chóng)，不僅對(duì)于研究某些問(wèn)題，例如纖毛和鞭毛的運(yùn)動(dòng)，特別有利，關(guān)于發(fā)育和遺傳的研究也積累了大量有價(jià)值的資料。但是這類(lèi)研究也可以列入原生動(dòng)物學(xué)的范疇。其次，就研究的問(wèn)題而言，免疫性是細(xì)胞的重要功能之一，細(xì)胞免疫應(yīng)屬細(xì)胞生物學(xué)的范疇，但這也是免疫學(xué)的基本問(wèn)題。
四、細(xì)胞社會(huì)學(xué)
細(xì)胞生物學(xué)的研究往往樂(lè)于使用培養(yǎng)的細(xì)胞，它的優(yōu)點(diǎn)是可以提供足夠量的細(xì)胞做生化分析，并且只有一種細(xì)胞，材料比較單一，分析結(jié)果方便。但是對(duì)于某些方面的研究則有不足之處，因?yàn)榧?xì)胞在任何一個(gè)有機(jī)體里都是處于一個(gè)社會(huì)之中，和別的細(xì)胞不同程度地混雜在一起，在其生命活動(dòng)中不可能不受到相鄰的其他細(xì)胞的影響，甚至是相鄰的同類(lèi)細(xì)胞的影響，其處境要比培養(yǎng)的細(xì)胞復(fù)雜得多。因此有些問(wèn)題或者很難用培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行，或者所得的結(jié)果只能部分地反映實(shí)際的情況，為了研究在一個(gè)細(xì)胞群中細(xì)胞與細(xì)胞間的相互關(guān)系，細(xì)胞社會(huì)學(xué)被提了出來(lái)。
細(xì)胞社會(huì)學(xué)的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，包括不同細(xì)胞或相同細(xì)胞的相互識(shí)別，細(xì)胞的聚集與粘連、細(xì)胞間的交通和信息交流，細(xì)胞與細(xì)胞外間質(zhì)的相互影響，甚至還可包括細(xì)胞群中組織分化模式的形成。有些方面已經(jīng)積累了一些資料，從細(xì)胞社會(huì)學(xué)的角度有目的地深入下去一定會(huì)提供更系統(tǒng)的，有用的信息。由于細(xì)胞社會(huì)學(xué)是以細(xì)胞群體為對(duì)象，而且有些問(wèn)題也是發(fā)育生物學(xué)需要了解的，發(fā)展下去很可能它會(huì)成為細(xì)胞生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)之間的橋梁。
展望細(xì)胞生物學(xué)的研究，除去上面的工作──關(guān)于各細(xì)胞組分的結(jié)構(gòu)與功能，以及對(duì)各種生命現(xiàn)象的了解──還要繼續(xù)深入外，是什么原因使得基因能夠有序地選擇性地表達(dá)，可能會(huì)成為今后重點(diǎn)研究的問(wèn)題；此外，細(xì)胞社會(huì)學(xué)也會(huì)越來(lái)越受到重視。
五、生物經(jīng)濟(jì)
20世紀(jì)50年代人們還搞不清楚自己的染色體是多少條，但到了2000年“人類(lèi)基因組計(jì)劃”工作草圖完成，標(biāo)志著以研究基因功能為主的后基因組時(shí)代到來(lái)。隨后蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics），RNA組學(xué)（RNomics），糖組學(xué)（glycomics）、代謝組學(xué)（metabolomics）等各種“組學(xué)”研究相繼登場(chǎng)，以及計(jì)算生物學(xué)、納米生物學(xué)的發(fā)展，進(jìn)入了系統(tǒng)生物學(xué)的迅速發(fā)展時(shí)期，可以預(yù)見(jiàn)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，生物科學(xué)會(huì)將人類(lèi)社會(huì)帶入一個(gè)新的發(fā)展階段。
人類(lèi)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的采獵文明后，約在一萬(wàn)年前進(jìn)入農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，18世紀(jì)60年代，英國(guó)率先進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)，20世紀(jì)50美國(guó)最早走完工業(yè)經(jīng)濟(jì)的歷程，進(jìn)入信息時(shí)代。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)這一經(jīng)濟(jì)形態(tài)的“壽命”為75~80年，到本世紀(jì)20年代將漸漸失去活力，屆時(shí)人類(lèi)迎接下一個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，即生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)，生物經(jīng)濟(jì)的資源為基因，其核心技術(shù)為建立在細(xì)胞與分子生物學(xué)理論基礎(chǔ)上的各類(lèi)生物技術(shù)。
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