細(xì)胞,我們都不陌生。除了構(gòu)成動(dòng)植物機(jī)體外,細(xì)胞還有什么功能?可能很多人并不清楚。通過操作肉眼無法直接看見的細(xì)胞,可產(chǎn)生眾多令人驚嘆的生命奇跡。從一片綠葉上取出一些細(xì)胞,在玻璃瓶里培養(yǎng)一段時(shí)間,就能再生整個(gè)植株;兩種親緣關(guān)系相差甚遠(yuǎn)的植物,可通過細(xì)胞融合產(chǎn)生像“土豆番茄”一樣美好的“雙層樓作物”,它的地上部分結(jié)番茄,地下部分長土豆。動(dòng)物細(xì)胞同樣能帶來驚喜。把鯉魚細(xì)胞核移植到鯽魚細(xì)胞中,可培育出一種鯉鯽雜交的新品種,具有兩種魚的優(yōu)點(diǎn);培養(yǎng)人類的胚胎干細(xì)胞,能制備可供器官移植用的肝、腎、心、肺;腫瘤細(xì)胞和淋巴細(xì)胞融合產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞,可以分泌單克隆抗體,它和抗癌藥物結(jié)合后制成的生物導(dǎo)彈,能準(zhǔn)確地攻到癌細(xì)胞的“老巢”;克隆綿羊多莉,這頭“沒爹沒娘”的小羊羔曾攪得整個(gè)世界躁動(dòng)不安;克隆動(dòng)物進(jìn)入大批量工廠化生產(chǎn)階段,克隆動(dòng)物的肉你敢吃嗎?國內(nèi)免疫細(xì)胞治療腫瘤已廣泛應(yīng)用,徹底攻克腫瘤還遠(yuǎn)嗎?國外批準(zhǔn)了多種干細(xì)胞新藥上市,干細(xì)胞能使人更美、更健康、更長壽嗎? …… 凡此種種,細(xì)胞和干細(xì)胞正改變著我們的生活。

2017年12月26日,被評為2017年全國優(yōu)秀科普作品,向全社會(huì)推薦閱讀,并頒發(fā)榮譽(yù)證書以資鼓勵(lì)。

中文名

細(xì)胞與干細(xì)胞:神奇的生命科學(xué)

作者

王佃亮,陳海佳

定價(jià)

39 元

出版社

化學(xué)工業(yè)出版社

裝幀

平裝

開本

A5 880×1230 1/32

頁數(shù)

198 頁

ISBN

978-7-122-29585-9

類別

科普讀物

出版時(shí)間

2017年6月

概括介紹

前言

《細(xì)胞與干細(xì)胞:神奇的生命科學(xué)》(第一版封面)

人類認(rèn)識(shí)細(xì)胞的歷程

大約40億年前,生命在地球這顆美麗的藍(lán)色星球上誕生。直到今天,我們?nèi)匀徊恢肋@些最初的生命究竟是什么,但利用已有的生物學(xué)知識(shí)推測,它們能夠和外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和信息交流,粗略地復(fù)制自己。隨著生物進(jìn)化,自然界最終出現(xiàn)了細(xì)胞形態(tài)的生命。

目前,地球上發(fā)現(xiàn)的最古老的生物化石來自澳大利亞,叫疊層石?;锏纳锸撬{(lán)藻,距今大約35億年。藍(lán)藻不像動(dòng)植物細(xì)胞,它沒有典型的細(xì)胞核,跟細(xì)菌相似,又叫藍(lán)細(xì)菌,是一種單細(xì)胞生物。

細(xì)胞與干細(xì)胞:神奇的生命科學(xué)

原始海洋里布滿了這種單細(xì)胞的藍(lán)藻。它們有球形的,有管狀的,細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜。像今天生活在地球上的綠色植物一樣,藍(lán)藻能夠利用太陽光能,把二氧化碳和水合成自身需要的有機(jī)物,并釋放出氧氣。隨著氧氣出現(xiàn),生物進(jìn)化速度加快了。與此同時(shí),為了更好地適應(yīng)生存環(huán)境,若干單細(xì)胞藻類組合在一起,形成了一種多細(xì)胞的群體生物,就像今天的盤藻和團(tuán)藻一樣,介于單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物之間。隨著生物繼續(xù)進(jìn)化,到了大約30億年前,出現(xiàn)了多細(xì)胞植物,接著又誕生了多細(xì)胞動(dòng)物。海洋生物開始登陸,陸地上的生物繼續(xù)進(jìn)化。在大約幾百萬年前,最初的人類終于誕生。隨著人類誕生,文明的曙光開始出現(xiàn)。不過,在人類誕生后相當(dāng)漫長的時(shí)期里,生命的奧秘——細(xì)胞并沒有被發(fā)現(xiàn)。這主要是因?yàn)榻^大多數(shù)細(xì)胞實(shí)在是太小了,在0.03毫米以下,大大超過了人類肉眼能夠直接觀察的范圍(0.1毫米)。

第一位真正觀察到活細(xì)胞的是荷蘭科學(xué)家安東尼·列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)。1677年,他用自制顯微鏡觀察了池塘水中的原生動(dòng)物、人和哺乳動(dòng)物的精子,后來看到了鮭魚血紅細(xì)胞核。1683年,他又在牙垢中發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。

活細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展。1938年,德國植物學(xué)家施萊登(Matthias Jakob Schleiden)發(fā)現(xiàn)所有植物體都是由細(xì)胞組成的。一年以后,德國動(dòng)物學(xué)家西奧多·施旺(Theodor Schwann)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體也是由細(xì)胞組成的。施萊登和施旺共同創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說。細(xì)胞學(xué)說包括三個(gè)內(nèi)容:第一,細(xì)胞是多細(xì)胞生物的最小結(jié)構(gòu)單位,對單細(xì)胞生物來說,一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)生物個(gè)體;第二,多細(xì)胞生物的每一個(gè)細(xì)胞都執(zhí)行特定的功能;第三,細(xì)胞只能由細(xì)胞分裂而來。這個(gè)學(xué)說明確了動(dòng)物和植物之間的統(tǒng)一性,被譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一。

細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)立后,許多科學(xué)家把注意力轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)含物上來,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞中的生活物質(zhì)——原生質(zhì)。利用固定染色技術(shù)發(fā)現(xiàn)了中心體、高爾基體、線粒體等細(xì)胞器,同時(shí)對于細(xì)胞分裂和染色體的研究取得了長足進(jìn)展。

隨后,人們開始利用細(xì)胞,改造細(xì)胞,生產(chǎn)有價(jià)值的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,創(chuàng)造動(dòng)植物新品種,為人類生活和健康服務(wù)。

1907年,細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)建立,這為利用細(xì)胞奠定了基礎(chǔ)。1958年,日本科學(xué)家岡田善雄發(fā)現(xiàn)紫外線滅活的仙臺(tái)病毒可引起艾氏腹水瘤細(xì)胞彼此融合。到了1965年,哈里斯(Harris)誘導(dǎo)不同種的動(dòng)物體細(xì)胞融合。出乎預(yù)料的是,雜種細(xì)胞居然能存活下來。這是一種新型工程細(xì)胞,卻沒有實(shí)際用途。1975年是細(xì)胞歷史上值得紀(jì)念的日子。這一年,免疫學(xué)家柯樂(Kohler)和米爾斯坦(Milstein)用仙臺(tái)病毒誘導(dǎo)綿羊紅細(xì)胞免疫的小鼠脾細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合,選擇出一種能夠分泌單克隆抗體的雜種細(xì)胞。今天,單克隆抗體在疾病診斷和腫瘤治療中被廣泛應(yīng)用,有“生物導(dǎo)彈”的美譽(yù)。

通過植物細(xì)胞培養(yǎng),生產(chǎn)出了大批名貴花卉,如君子蘭、風(fēng)信子、康乃馨等,還可以生產(chǎn)名貴中草藥,如人參、當(dāng)歸、三七等。動(dòng)物細(xì)胞大量培養(yǎng)也十分誘人,一是可以生產(chǎn)疫苗,二是可以生產(chǎn)治療腫瘤、心血管疾病等的高價(jià)值蛋白藥物。

動(dòng)物克隆的研究則使細(xì)胞技術(shù)成為舉世矚目的高科技。1952年,美國科學(xué)家用一只蝌蚪的細(xì)胞創(chuàng)造了與原版完全一樣的復(fù)制品。1996年,世界上第一只成年體細(xì)胞克隆羊“多莉”,在英國愛丁堡羅斯林研究所出世,首次證明,動(dòng)物體細(xì)胞和植物細(xì)胞一樣具有遺傳全能性,打破了傳統(tǒng)的科學(xué)概念,轟動(dòng)了世界。1998年,美國夏威夷大學(xué)的科學(xué)家用成年鼠細(xì)胞克隆出50多只老鼠,從此開始克隆批量化。2008年,美國食品藥品管理局宣布,批準(zhǔn)克隆動(dòng)物的奶制品和肉制品上市,并宣稱這些有爭議的食品可以像正常動(dòng)物制品那樣被安全食用。

近年來,細(xì)胞移植治療受到廣泛關(guān)注。1999年,干細(xì)胞研究被《科學(xué)》雜志推為21世紀(jì)最重要的十項(xiàng)科研領(lǐng)域之一,且排名第一,先于“人類基因組計(jì)劃”。2000年,干細(xì)胞研究再度入選《科學(xué)》雜志評選的當(dāng)年十大科技成就。2011年起,韓國、美國、加拿大等國相繼批準(zhǔn)了干細(xì)胞新藥,使一些疑難雜癥得到了有效治療。2012年,中國進(jìn)行干細(xì)胞治療規(guī)范管理,同時(shí)免疫細(xì)胞治療得到了空前發(fā)展。2013年,《科學(xué)》雜志將腫瘤免疫治療列為年度十大科學(xué)突破的首位。2015年,中國取消第三類醫(yī)療審批,并發(fā)布干細(xì)胞制劑質(zhì)量控制及臨床前研究指導(dǎo)原則,大大促進(jìn)了干細(xì)胞藥物的研究和發(fā)展。

細(xì)胞是奇妙的。細(xì)胞科學(xué)改變了我們的生活,使我們生活變得更加美好。

編著者

2017年3月18日于北京

目錄

第一章 神奇迷人的細(xì)胞世界

1.自然界里 簡單生命 / 002

2.細(xì)胞世界 多姿多彩 / 005

3.細(xì)胞壁 保護(hù)外衣 / 009

4.細(xì)胞膜 交流通道 / 011

5.細(xì)胞質(zhì)里 生命器官 / 012

6.細(xì)胞核 神經(jīng)中樞 / 017

第二章 前景廣闊的細(xì)胞培養(yǎng)

1.組織培養(yǎng) 微繁育苗 / 020

2.原生質(zhì)體 植株再生 / 025

3.花粉培養(yǎng) 良種生產(chǎn) / 028

4.植物細(xì)胞 中藥生產(chǎn) / 033

5.動(dòng)物細(xì)胞 大量培養(yǎng) / 037

6.人造皮膚 煥發(fā)容顏 / 042

7.培養(yǎng)器官 植腎換肝 / 048

第三章 奧秘?zé)o窮的細(xì)胞融合

1.雜種細(xì)胞 生產(chǎn)單抗 / 054

2.單抗繁多 應(yīng)用廣闊 / 058

3.生物導(dǎo)彈 消滅腫瘤 / 061

4.土豆番茄 植物新種 / 064

5.腫瘤疫苗 攻克癌癥 / 068

第四章 喜憂參半的動(dòng)物克隆熱潮

1.綿羊多莉 動(dòng)物明星 / 073

2.克隆家族 人丁興旺 / 078

3.克隆動(dòng)物 存在缺陷 / 086

4.大膽邪教 克隆人類 / 091

5.克隆人類 為何禁止 / 096

6.治療克隆 得到寬容 / 100

7.克隆動(dòng)物 其他進(jìn)展 / 106

第五章 創(chuàng)造新個(gè)體的細(xì)胞操作

1.核質(zhì)雜交 培育新種 / 115

2.獅身人面 嵌合動(dòng)物 / 118

3.胚胎移植 繁育良畜 / 123

4.試管嬰兒 解決不孕 / 128

5.人工種子 技高一籌 / 134

6.多倍體 生物育種 / 138

第六章 方興未艾的細(xì)胞移植治療

1.干細(xì)胞 生命之源 / 145

2.干細(xì)胞庫 生命銀行 / 150

3.干細(xì)胞 生物藥物 / 155

4.干細(xì)胞 臨床應(yīng)用 / 162

5.免疫細(xì)胞 治療腫瘤 / 170

6.普通細(xì)胞 疾病治療 / 177

附錄

1.細(xì)胞移植治療大事記 / 183

2.動(dòng)物克隆大事記 / 188

后記