1、 為什么要學習為什么要學習醫學細胞生物學醫學細胞生物學？ 細胞細胞和你我有什么關系？和你我有什么關系？Introduction aux cellulesIntroduction a la biologie moleculaire de la cellule大千世界大千世界生生不息生生不息你、我來自哪里？存在于胎兒體內的幾種已分化細胞存在于胎兒體內的幾種已分化細胞 生物體由細胞組成生物體由細胞組成（人體：200多種類型、總數1014細胞）Les cellulesUn organism生命源于一個細胞生命源于一個細胞（受精卵）電影Une celluleUn organism細胞與組織和系統的關系細

2、胞與組織和系統的關系系統：呼吸系統呼吸系統器官：支氣管支氣管組織：上皮組織上皮組織細胞：柱狀細胞柱狀細胞杯狀細胞杯狀細胞Cellule Tissue Organe System細胞細胞生物體結構和功能生物體結構和功能 的基本單位的基本單位生命活動的基本單位生命活動的基本單位CellulesLunite structurale et fonctionnele 第一章第一章 細胞生物學與醫學細胞生物學與醫學第一節第一節 細胞和細胞生物學細胞和細胞生物學第二節第二節 細胞的進化細胞的進化第三節第三節 細胞生物學與現代醫學細胞生物學與現代醫學第一節第一節 細胞和細胞生物學細胞和細胞生物學 細胞細胞 細

3、胞學說、細胞學和分子細胞生物學細胞學說、細胞學和分子細胞生物學 醫學細胞生物學醫學細胞生物學發現細胞發現細胞(dcouverte de la cellule):Hook用顯微鏡發現植物細胞（用顯微鏡發現植物細胞（1665年）年）Leeuwenhoek用顯微鏡觀察人精子用顯微鏡觀察人精子(1677年年)手持顯微鏡的手持顯微鏡的Leeuwenhoek Hooke創制的顯微鏡創制的顯微鏡Hooke所見的軟木結所見的軟木結構被命名為構被命名為“ cell”Leeuwnhoek所見的所見的畸形精子畸形精子（17世紀）世紀）細胞學說細胞學說 (thorie cellulaire):一切植物、動物都是由細胞

4、組成的一切植物、動物都是由細胞組成的(19世紀中葉，世紀中葉，Schleiden&Schwann)1919世紀自然科學三大發現世紀自然科學三大發現細胞學說、能量守恒定律和進化論細胞學說、能量守恒定律和進化論“ 怪物湯怪物湯”用顯微鏡觀察自然在十九世紀英國倫敦引起轟動用顯微鏡觀察自然在十九世紀英國倫敦引起轟動細胞學細胞學 (cytologie): 對細胞進行形態觀察和化學成分分析對細胞進行形態觀察和化學成分分析(直至直至20世紀中葉世紀中葉)細胞生物學細胞生物學 (biologie cellulaire): 從細胞、細胞器和分子水平研究從細胞、細胞器和分子水平研究細胞結構、功能和活動以及

5、生命現象細胞結構、功能和活動以及生命現象及其規律及其規律(分子細胞生物學分子細胞生物學biologie cellulaire molculaire)細胞和亞細胞結構細胞和亞細胞結構電子顯微鏡：電子顯微鏡：使我們看到使我們看到細胞器細胞器細胞模式圖： 基于對細胞器的認識分子生物學：分子生物學：把我們對細胞的認識引入把我們對細胞的認識引入新境界新境界Watson 和和Crick 與他與他們揭示的們揭示的DNA雙螺旋雙螺旋結構模型結構模型（1953年）年）Flanklin從從DNA的的X衍射圖像衍射圖像得出平行螺旋結構的最早證據得出平行螺旋結構的最早證據大分子、細胞器和細胞關系模式圖：基于對細胞器化

6、學成分和結構的認識小腸絨毛:從從細細胞胞到到分分子子對機體組織的再認識對機體組織的再認識細胞生物學細胞生物學Biologie Cellulaire現代生命科學的基礎學科現代生命科學的基礎學科現代醫學的基礎學科現代醫學的基礎學科醫學細胞生物學醫學細胞生物學Biologie cellulaire mdicale與醫學密切相關的細胞生物學與醫學密切相關的細胞生物學 以人體為主要研究對象，關注與生理以人體為主要研究對象，關注與生理 和病理現象相關的細胞結構、功能和和病理現象相關的細胞結構、功能和 細胞活動細胞活動細胞膜結構與功能、膜受體和離子通道細胞膜結構與功能、膜受體和離子通道細胞器和細胞骨架系統結

7、構與功能細胞器和細胞骨架系統結構與功能細胞核、染色體及其基因表達與調控細胞核、染色體及其基因表達與調控細胞增殖、分化、衰老、死亡及其調控細胞增殖、分化、衰老、死亡及其調控細胞信號傳導細胞信號傳導細胞識別和通訊細胞識別和通訊醫學細胞生物學醫學細胞生物學 研究范圍：研究范圍：第二節第二節 細胞的進化細胞的進化 LLvolution de la cellule一、從分子到原始細胞一、從分子到原始細胞二、從原核細胞到真核細胞二、從原核細胞到真核細胞三、從單細胞生物到多細胞機體三、從單細胞生物到多細胞機體從分子到原始細胞從分子到原始細胞:化學的進化化學的進化（遠古）（遠古）：元素 C, H, O, N,

8、 S, P 簡單化合物 CH4, CO2, H2O, H2S, H3PO4, NH3四大類有機物 氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸多聚物 多肽、多核苷酸、多糖、脂類遺傳信息的形成、傳遞和選擇遺傳信息的形成、傳遞和選擇(40億年前億年前) ：RNA自身復制、形成其他RNA、形成對應于氨基酸的RNA從分子到原始細胞從分子到原始細胞:Les molecules la cellule primaire原始細胞的誕生：膜的出現為標志原始細胞的誕生：膜的出現為標志膜包圍有復制能力的RNA及其指導合成的蛋白質原始細胞進化的里程碑：原始細胞進化的里程碑：DNA的出現的出現DNA成為遺傳物質的儲存形式RNA成為DNA

9、與蛋白質之間的聯系紐帶從原核細胞到真核細胞從原核細胞到真核細胞: 3535億年前，原核細胞出現億年前，原核細胞出現 1515億年前，真核細胞出現億年前，真核細胞出現 原核細胞與真核細胞的主要區別：原核細胞與真核細胞的主要區別： 原核細胞原核細胞 真核細胞真核細胞 大小大小 110m 10100m 細胞核細胞核 無 有 細胞器細胞器 無或極少 有 細胞分裂細胞分裂 出芽或無絲分裂 有絲分裂、減數分裂 分布分布 細菌、支原體、 立克次氏體 原蟲、真菌、植物、動物(人類) procaryoteseucaryotes根本區別：根本區別：區室化區室化 compartimentage原核細胞原核細胞 pr

10、ocaryotes真核細胞真核細胞 eucaryotes從單細胞生物到多細胞機體從單細胞生物到多細胞機體:單細胞生物：35億年前多細胞生物：10億年前多細胞生物基本特點：多細胞生物基本特點：1、細胞的特化與分工2、依靠細胞之間通訊互相協調從單細胞生物到多細胞機體從單細胞生物到多細胞機體:細胞的特化與分工：細胞的特化與分工：成為下一代機體起源： 生殖細胞（cellules germinales）其他： 體細胞（cellules somatiques）多種細胞一起組成組織和系統：多種細胞一起組成組織和系統：（tissue et systme）如上皮組織、內分泌系統精細胞卵細胞各種體細胞： 如上皮細

11、胞、內分泌細胞第三節第三節 細胞生物學與現代醫學細胞生物學與現代醫學一、一、細胞生物學與現代醫學在發展歷史上有細胞生物學與現代醫學在發展歷史上有 著密切的關聯著密切的關聯二、二、 從細胞的變化中尋找疾病原因從細胞的變化中尋找疾病原因三、三、細胞生物學技術廣泛應用于醫學研究和細胞生物學技術廣泛應用于醫學研究和 醫療實踐醫療實踐細胞生物學與現代醫學發展關系密切細胞生物學與現代醫學發展關系密切:1. 細胞生物學是現代醫學的重要理論基礎細胞生物學是現代醫學的重要理論基礎 19世紀，細胞病理學與細胞學一同誕生， 成為現代醫學的重要理論基礎 20世紀，分子細胞生物學的發展直接促進 醫學的發展 基礎醫學、臨

12、床醫學、預防醫學 21世紀 ！細胞生物學與現代醫學發展關系密切細胞生物學與現代醫學發展關系密切:2. 醫學對細胞生物學發展起著推動作用醫學對細胞生物學發展起著推動作用 醫學對細胞生物學研究提出了無窮的問題， 同時為細胞生物學研究提供了無數的材料 例：1) 細胞內蛋白質分選理論細胞內蛋白質分選理論/ 遺傳性遺傳性M-6-P受體缺陷癥受體缺陷癥2) 受體介導胞吞理論受體介導胞吞理論/ 遺傳性高膽固醇血癥遺傳性高膽固醇血癥高爾基體功能之一：高爾基體功能之一：分選分選溶酶體溶酶體分泌小泡分泌小泡蛋白質怎樣被正確地定向運輸呢？M-6-P受體保證受體保證溶酶體溶酶體酶蛋白的正確定向運輸酶蛋白的正確定向運輸

13、溶酶體酶溶酶體酶M-6-P受體受體 I-I-型細胞病型細胞病 是一種特殊的遺傳性溶酶體病是一種特殊的遺傳性溶酶體病 病人的成纖維細胞中幾乎所有的溶酶體酶病人的成纖維細胞中幾乎所有的溶酶體酶都不存在，這些酶卻出現在血液中都不存在，這些酶卻出現在血液中 由于病人先天性缺乏由于病人先天性缺乏N-N-乙酰氨基葡萄糖磷乙酰氨基葡萄糖磷酸轉移酶酸轉移酶，使溶酶體酶到達高爾基體后不能被使溶酶體酶到達高爾基體后不能被加上分選信號加上分選信號M-6-PM-6-P，結果溶酶體酶不能被受，結果溶酶體酶不能被受體識別而分選進入溶酶體，體識別而分選進入溶酶體，而被錯誤地分泌到而被錯誤地分泌到細胞外進入血液。細胞外進入血

14、液。受體介導的胞吞受體介導的胞吞（LDLLDL）有被小泡有被小泡細胞怎樣專一攝取細胞外大分子呢？正常人正常人遺傳性遺傳性高膽固醇血癥高膽固醇血癥從細胞的變化中尋找疾病原因從細胞的變化中尋找疾病原因: 例： 糖尿病 鐮刀型紅細胞性貧血 遺傳性高膽固醇血癥 腫瘤 分子分子細胞細胞整體整體一個氨基酸差別一個氨基酸差別形態顯著異常形態顯著異常盤狀盤狀-鐮刀狀鐮刀狀貧血貧血遺傳性疾病的分子和細胞改變遺傳性疾病的分子和細胞改變back腫瘤腫瘤 腫瘤的本質：腫瘤的本質：生長失控的細胞群 腫瘤的特征：腫瘤的特征：細胞增殖過度、分化不全、 衰老及凋亡減少 癌基因和抑癌基因癌基因和抑癌基因與腫瘤的關系 誘導分化誘

15、導分化在臨床治療腫瘤中的應用： 維甲酸治療白血病to細胞生物學技術廣泛應用于醫學研究和細胞生物學技術廣泛應用于醫學研究和醫療實踐醫療實踐( (診斷和治療診斷和治療):):例：細胞移植 干細胞技術 治療性克隆組織工程學 組織工程制備的膀胱和耳朵組織工程制備的膀胱和耳朵細胞生物學細胞生物學與醫學的關系與醫學的關系操作細胞 治療疾病左左: 正常人腦產生多巴胺的細胞正常人腦產生多巴胺的細胞 數目較多數目較多右右: 巴金森氏癥患者產生多巴胺巴金森氏癥患者產生多巴胺 的細胞數目減少的細胞數目減少, 胎兒的該胎兒的該 種細胞被移植后在患者腦內種細胞被移植后在患者腦內 長期存活長期存活克隆羊克隆羊Dolly1

16、996Dolly1996年在年在“ “ 爸爸爸爸”WilmutWilmut手中誕生，手中誕生，20032003年患進行性肺病被施與年患進行性肺病被施與“ “ 安樂死安樂死”，享年，享年6 6歲歲（或（或12 12 歲歲 ？）。？）。細胞工程技術給人類帶來前所未有的希望、挑戰和困惑細胞工程技術給人類帶來前所未有的希望、挑戰和困惑治療性克隆治療性克隆細胞生物學與醫學的關系細胞生物學與醫學的關系操作細胞 治療疾病思考題1. 原核細胞和真核細胞的主要區別。2. 試尋找你生活經歷中和周圍環境中的例子，來說明學習細胞生物學對于一個21世紀醫學生的必要性。3. 如何學習本課程。你能回答本課開頭的問題了嗎？再

17、問問你：1、我們過去和現在怎樣了解細胞？2、怎樣探索細胞的更多奧秘？第二章第二章 細胞生物學技術細胞生物學技術Technologie 對細胞及其大分子進行對細胞及其大分子進行 觀察觀察 分析分析 操作操作一一. .顯微鏡技術顯微鏡技術 microscopie 觀察細胞和細胞器的技術觀察細胞和細胞器的技術 1.1.光學顯微鏡光學顯微鏡 microscope photonique 普通光學顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、普通光學顯微鏡、熒光顯微鏡、暗視野顯微鏡、 相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡2.2.電子顯微鏡電子顯微鏡 microscope lectroniq

18、ue 透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡3.3.掃描探針顯微鏡掃描探針顯微鏡普通光學顯微鏡普通光學顯微鏡倒置光學顯微鏡倒置光學顯微鏡基礎上的顯微操作儀基礎上的顯微操作儀這是什么？不同顯微鏡觀察到的細菌形態不同顯微鏡觀察到的細菌形態這是什么？細胞核內質網細胞骨架這是什么？激光掃描共聚焦顯微鏡顯示同一細胞中的多種結構成分激光掃描共聚焦顯微鏡顯示同一細胞中的多種結構成分細胞核內質網細胞骨架透射電鏡（20世紀80年代初和90年代末）這是什么？透射電鏡：顯示細胞內部超微結構透射電鏡：顯示細胞內部超微結構掃描電鏡（20世紀80年代初和90年代末）掃描電鏡：掃描電鏡：顯示細胞表面結

19、構，顯示細胞表面結構，圖像富于立體感圖像富于立體感這是什么？二二. .細胞化學技術細胞化學技術 cytochimie 觀察大分子的技術觀察大分子的技術1.1.酶細胞化學技術酶細胞化學技術 cytochimie enzymatique 是用組織化學和細胞化學的方法證明酶的是用組織化學和細胞化學的方法證明酶的 存在和位置的技術。存在和位置的技術。2.2.免疫細胞化學技術免疫細胞化學技術 immunocytochimie 利用抗原與抗體能特異結合這一特點，利用抗原與抗體能特異結合這一特點， 通過特異的免疫細胞化學反應來顯示通過特異的免疫細胞化學反應來顯示 細胞中的特異分子。細胞中的特異分子。*酶細胞

20、化學技術：定位細胞中的酶酶細胞化學技術：定位細胞中的酶G-6-P酶酶, 位于內質網位于內質網CMP酶，位于溶酶體酶，位于溶酶體back免疫細胞化學技術：定位細胞中大分子免疫細胞化學技術：定位細胞中大分子大腸腺癌細胞呈大腸腺癌細胞呈Ki-67陽性陽性免疫熒光三標記顯示細胞骨架成分免疫熒光三標記顯示細胞骨架成分（綠熒光）與其他結構的位置關系（綠熒光）與其他結構的位置關系3.3.放射自顯影技術放射自顯影技術 autoradiographie 對研究細胞器功能和蛋白質合成加工過程對研究細胞器功能和蛋白質合成加工過程 的超微結構的超微結構定位定位起到特有的作用。起到特有的作用。4.4.原位雜交技術原位雜

21、交技術 hybridation in situ 此技術將分子生物學與細胞化學技術結合此技術將分子生物學與細胞化學技術結合 起來起來, ,以標記好的核酸分子為探針以標記好的核酸分子為探針, ,在組織在組織 細胞細胞原位檢測原位檢測特異核酸分子的技術。特異核酸分子的技術。 DNA DNA RNADNA DNA RNADNA DNA 、 RNARNA、 RNARNA*放射自顯影技術：放射自顯影技術：顯示大分子代謝過程或定位顯示大分子代謝過程或定位電鏡放射自顯影：電鏡放射自顯影：巖藻糖在高爾基體的分布巖藻糖在高爾基體的分布back原位雜交：顯示核酸分子定位原位雜交：顯示核酸分子定位鼠肺纖維化模型：鼠肺

22、纖維化模型：TGF-beta 的的mRNA表達增多，表達增多，主要位于支氣管上皮細胞主要位于支氣管上皮細胞三三. .分析細胞學技術（即定量細胞學技術）分析細胞學技術（即定量細胞學技術） - - 分析細胞及其大分子的技術分析細胞及其大分子的技術 cytologie analytique 定量分析細胞各種形態參數、生物學定量分析細胞各種形態參數、生物學特征、細胞化學成分的組成和含量，以及特征、細胞化學成分的組成和含量，以及細胞的各種功能的技術。細胞的各種功能的技術。分析細胞學技術可分為二個領域分析細胞學技術可分為二個領域 1 1、固定式細胞分析、固定式細胞分析 2 2、流動式細胞分析、流動式細胞分

23、析1.1.固定式細胞分析固定式細胞分析( (看見形態圖像看見形態圖像) ) 常用儀器包括：常用儀器包括：顯微分光光度計顯微分光光度計圖像分析儀圖像分析儀激光共聚焦顯微鏡激光共聚焦顯微鏡 對組織細胞甚至活細胞進行結構和成分的對組織細胞甚至活細胞進行結構和成分的定定位和定量分析位和定量分析。2.2.流式細胞術流式細胞術 cytomtrie en flux ( (看不見形態圖像看不見形態圖像) ) 高速度地自動分析單個細胞的多個生物學特高速度地自動分析單個細胞的多個生物學特征或多種細胞生化成分的含量，一般在征或多種細胞生化成分的含量，一般在1-21-2分鐘內分鐘內就能完成對細胞大群體的就能完成對細胞大群體的定量分析定量分析測定。測定。流式細胞儀流式細胞儀四四. . 細胞結構成分的離心分離技術細胞結構成分的離心分離技術 - - 操作并分析細胞和細胞器的技術操作并分析細胞和細胞器的技術 centrifuge 破碎細胞（勻漿）破碎細胞（勻漿） 分散細胞器和顆粒成分分散細胞器和顆粒成分離心分離離心分離（差速分離、移動區帶離心、等密度離心）（差速分離、移動區帶離心、等密度離心）1.1.細胞培養細胞培養2.2.細胞工程（細胞細胞工程（細胞融合融合、轉基因轉基因、 干細胞技術等）干細胞技術等）五五