【醫學百科●細胞工程】

楊籍富

【醫學百科●細胞工程】

 

拼音

 

xìbāogōngchéng

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合技術科學。

 

細胞工程涉及的領域相當廣泛，就其技術范圍而言，大致有細胞融合技術、細胞拆合技術、染色體導入技術、基因轉移技術、胚胎移植技術和細胞組織培養技術等。

 

1．細胞融合技術細胞融合技術是指把兩個細胞（可以是同種細胞，也可以是異種細胞）在融合劑的作用下，融合成一個細胞的技術。

 

應用細胞融合技術進行細胞雜交，能夠克服遠緣雜交不育的缺陷，對培育新品種具有廣闊的應用前景。

 

2．細胞拆合技術細胞拆合技術也稱為細胞核（包括細胞器）移植技術，是將細胞核和細胞質用某種方法拆開，然后再把分離的細胞核和胞質體重新組合成一個新細胞。

 

把從細胞中分離出來的染色體或基因轉入另一個細胞中，賦予重建的細胞以某種新的功能，這屬于染色體導入或基因轉移的技術范疇。

 

3．細胞培養技術細胞培養技術是將生物體內的某一組織分散成單個細胞，接種在人工配制的適于細胞生長發育的培養基上，然后在適當的無菌的生長條件下(如一定的光照、溫度或pH值等)進行培養，使細胞能夠生長和不斷增殖的技術。

 

由于從組織中分離單細胞并分化成生物體的技術難度較大，目前多采用組織培養技術。

 

如通過植物胚胎（成熟或未成熟胚）或器官（根尖、莖尖、葉原基、花藥等）的離體培養，再生成新植株（試管苗）。

 

這種方法能快速、大量繁殖一些有價值的苗林、花卉、藥材和瀕危植物等。

 

4．細胞工程的應用單克隆抗體：將免疫B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合在一起，形成雜交瘤細胞。

 

這種細胞既能像腫瘤細胞那樣長期進行無性繁殖，又能像B淋巴細胞那樣分泌抗體。

 

而且由于這種抗體可以是由單一的無性繁殖細胞系的細胞產生的，故又稱為單克隆抗體。

 

這種技術在臨床上得到了廣泛的應用。

 

植物組織培養：在人工操作下，將植物的器官、組織或細胞從植物體上取出，在一定的容器里供給適當的營養物質，使它們得到分化、發育和生長的培養技術。

 

用于組織培養中的植物細胞或器官稱為外植體。

 

外植體在人工培養基上恢復分裂后，形成一群形態、結構相同或相似的還未分化的細胞群稱為愈傷組織，愈傷組織細胞在一定的外界因素的誘導下開始分化，最后發育成一個完整的植物體。

 

該技術的基本原理是植物細胞的全能性。

 

這一技術目前主要用于作物的改良和有用生理物質的生產方面。

 

采用植物組織培養技術，用一小塊植物組織在一年內就能培養出成千上萬甚至幾十萬株小苗，這對引入優良品種或難以繁殖的名貴品種更具優越性。

 

由相物的莖尖通常不受病毒感染，利用莖地行組織培養就可以獲得無病毒植株。

 

試管動物（嬰兒）:通過體外受精和胚胎移植技術而產生的動物或嬰兒。

 

在這一技術過程中，精子和卵子從動物（人）體內取出來，在人工提供的生活條件下（通常是在試管中）進行受精，并讓體外受精的受精卵在試管中發育，再把發育到一定階段的胚胎移植到“代理母親”動物（人）的子宮內繼續發育直到誕生。

 

試管嬰兒主要是在夫妻間進行的，其目的是解決不育問題。

 

克隆動物：一般是指通過無性繁殖形成動物后代。

 

1997年，英國生物學家首次用羊的體細胞成功地克隆了一只小母羊，即多利綿羊。

 

克隆是指無性繁殖系，具體地說，是指從一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細胞或個體。

 

克隆也可指無性繁殖的過程。

 

細胞工程是生物工程的一個重要方面。

 

總的來說，它是應用細胞生物學和分子生物學和分子生物學的理論和方法，按照人們的設計藍圖，進行在細胞水平上的遺傳操作及進行大規模的細胞和組織培養。

 

當前細胞工程所涉及的主要技術領域有細胞培養、細胞融合、細胞拆合、染色體操作及基因轉移等方面。

 

通過細胞工程可以生產有用的生物產品或培養有價值的植株，并可以產生新的物種或品系。

 

根據設計要求，按照需要改造的遺傳物質的不同操作層次，可細胞工程學分為染色體工程、染色體組工程、細胞質工程和細胞融合工程等幾個方面。

 

(1)染色體工程染色體工程是按人們需要來添加或削減一種生物的染色體，或用別的生物的染色體來替換。

 

可分為動物染色體工程和植物染色體工程兩種。

 

動物染色體工程主要采用對細胞進行微操作的方法(如微細胞轉移方法等)來達到轉移基因的目的。

 

植物細胞工程目前主要是利用傳統的雜交回交等方法來達到添加、消除或置換染色體的目的。

 

(2)染色體組工程梁色體組工程是整個改變染色體組數的技術。

 

自從1937年秋水仙素用于生物學后，多倍體的工作得到了迅速發展，例如得到四倍體小麥，八倍體小黑麥等。

 

(3)細胞質工程又稱細胞拆合工程，是通過物理或化學方法將細胞質與細胞核分開，再進行不同細胞間核質的重新組合，重建成新細胞。

 

可用于研究細胞核與細胞質的關系的基礎研究和育種工作。

 

(4)細胞融合工程是用自然或人工的方法使兩個或幾個不同細胞融合為一個細胞的過程。

 

可用于產生新的物種或品系(植物上用得多，動物上用得少)及產生單克隆抗體等。

 

其中單克隆抗體技術利用克隆化的雜交瘤細胞分泌高度純一的單克隆抗體，具有很高的實用價值，在診斷和治療病癥方面有著廣泛的應用前途。

 

大規模的細胞培養可分為三個層次：單個細胞培養、組織培養和器官培養。

 

植物細胞和原生質體培養技術可以用于育種，也可用于各類植物的快速繁殖，在培養無毒苗、長期貯存種子和生產次生代謝產物等方面發揮作用。

 

動物細胞培養技術可用于制取許多有應用價值的細胞產品，如疫苗和生長因子等。

 

利用細胞培養系統可進行毒品和藥物檢測；

 

一些培養細胞可用于治療。

 

細胞工程已經滲透到人類生活的許多領域，取得了許多具有開發性的研究成果，有的在生產中推廣，收到了明顯的經濟和社會效益。

 

隨細胞工程技術研究的不斷深入，它的前景和產生的影響將會日益地顯示出來。

 

引用：http://big5.wiki8.com/xibaogongcheng_42897/