生物技术的本质是什么?
定义:以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理,按照预先的设计,对生物和生物成分进行改造和利用的技术。
生物技术主要内容:
◎ 基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质(酶)工程:
此外,基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术等。
◎ 直接相关联的学科:
分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。 ◎ 对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域:
医药生物技术、农业生物技术、环境生物技术、海洋生物技术等。
生物技术在医药领域的应用: 疾病的预防 疾病的诊断 疾病的诊断
一. 生物技术在医药领域的应用
(一)生 物 技 术 与 疾 病 诊 断
生 物 技 术 与 疫 苗
☆ 疫苗的定义
☆ 疫苗的作用原理
☆ 疫苗的种类和特点
疫苗是什么?定义:将病原物(如细菌、立克次体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的,可以通过注射或黏膜途径接种,并诱导机体产生针对特定致病原的特异抗体或细胞免疫,从而使机体获得消灭该病原能力的生物制品统称为疫苗。包括蛋白质、核酸、活载体或感染因子等。
疫苗是如何工作的?
疫苗的发展
第一代疫苗:以减毒、弱化或灭活的病原体做疫苗
灭 活 疫 苗 :百白破疫苗、伤寒疫苗、霍乱疫苗、狂犬疫苗,SARS 疫苗
减 毒 活 疫 苗: 卡介苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、乙型脑炎减毒疫苗
亚 单 位 疫 苗: 流感病毒血凝素疫苗, 脑膜炎球菌夹膜多糖疫苗
第二代疫苗:基因工程疫苗
基因工程疫苗:使用DNA 重组技术,将病原体的抗原(某种蛋白质)基因克隆在细菌或真核细胞内,使病原体的主要抗原基因在细菌或真核细胞中表达,利用表达的蛋白质或多肽作为疫苗。
乙肝表面蛋白重组DNA 疫苗
第三代疫苗:核酸疫苗(DNA 疫苗/基因疫苗)
核酸疫苗:指将含有编码病原体抗原基因序列的质粒载体,经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内,通过宿主细胞表达系统表达抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。
疫苗使用及研究的现状和问题??
◎ 质量问题:质量安全 (高标准,严要求)
◎ 技术问题:寄生虫病疫苗,HIV 疫苗均未研制成功
◎ 有效性及安全问题:核酸疫苗的标准制定和安全评估
(二)生 物 技 术 与 疾 病 诊 断
要求:早期、特异、快速、灵敏、操作简便
1. ELISA技术2. DNA诊断技术3. 生物芯片与疾病诊断
1. 免疫学诊断 酶联免疫吸附检测(ELISA )技术
原理:将酶与抗体(原)交联形成酶-抗体(原) 复合物;另外将抗原(体)吸附在以聚苯乙稀制成的微孔滴定板上,使之固相化,免疫反应和酶促反应均在其中进行。利用抗原与抗体的特异结合以及酶将无色底物催化成有色底物,根据底物颜色的有无以及颜色的深浅判断阴性或阳性反应以及反应强度。
2. 基因诊断
2.1 基因诊断概述:基因诊断(DNA 诊断)的概念:根据DNA 分子碱基互补配对及变性、复性的原理,利用基因探针杂交、基因体外扩增(PCR )、电泳、DNA 测序以及差异显示等分子生物学技术,通过直接检查基因的存在状况及其功能(基因型的改变)对疾病作出判断的诊断技术。
•蛋白质是生命的体现者,DNA 是遗传的物质基础,基因是DNA 分子上的功能片段,是遗传的基本单位。
•人类患各种疾病很大程度是由于执行某一功能的蛋白质分子出现异常。而这种不同和异常取决于控制其合成的基因的不同和异常。
•传统的疾病诊断是以疾病或病原物的表型为依据。
•如果能够在基因水平直接检测与某种疾病相关的基因序列,或病原物的特异性基因片段,则可以克服传统诊断的不足,从根本上对疾病作出诊断
2.2 主要的基因诊断技术
2.2.1基因探针杂交技术
基本思路:将已知序列的特定基因(微生物、遗传病的特异基因片段)用同位素、荧光素等标记,制备成一种诊断试剂,即基因探针。由于其在适当条件下可与同源序列互补形成杂交体,因此使基因探针与待检测组织细胞内的基因片段发生杂交反应,通过探针上的标记观察探针是否与标本DNA 结合,从而判断标本是否有与探针一致的片段,再对是否有遗传病或病原物感染作出诊断。
2.2.2 利用PCR 或PCR 与分子杂交标记结合技术
基本思路:寻找病原体的特异DNA 序列,以该段DNA 序列作为靶序列设计特异性引物;对待测样品进行PCR 扩增,然后检测相应的扩增条带,有则为阳性反应。
应用:已经应用于结核杆菌、淋球菌、多种致腹泻的肠道传染细菌、人类免疫缺陷病毒、乙
肝病毒等的检测。产前诊断、血源筛查、肿瘤基因诊断。
PCR (聚合酶链反应)技术:体外扩增特异DNA 片段的技术。用于基因工程的基因制备,还用于某些疾病的诊断。
2.3 遗传性疾病的诊断
临症诊断:指遗传病出现临床症状后所作的诊断。
症状前诊断:指临床症状出现前所作的诊断。
产前诊断:诊断胎儿出生前所做的诊断(性别、单基因病、CS 异常异常) 。
目前大多数遗传病无有效的治疗方法,因此产前诊断对于降低遗传病的发病率,提高人口素质具有重要的意义。
3. 生物芯片与诊断
DNA 芯片(基因芯片):它们是DNA 杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA 样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。
① 从生物样品(血液或活组织)中分离纯化DNA 或mRNA ,并对其进行特异性扩增; ② 对待测样品进行标记(通常用荧光素标记的dNTP 为底物,通过PCR 使之进入新合成的DNA 片段中);
③ 标记好的DNA 样品与DNA 芯片进行杂交,由于有大量DNA 探针集成在芯片上,故可以一次检测大量生物样品;
④ 杂交后漂洗去除未杂交的DNA 分子;
⑤ 携带荧光标记的样品结合在特定位置上,在激光激发下会发荧光。
生物芯片在诊断上的应用
★ DNA 芯片可用于大规模筛查基因突变所引起的疾病;检查肿瘤组织基因表达谱、寻找肿瘤相关基因、肿瘤基因突变的研究。将许多代表每种微生物的特殊基因制成1张芯片,判断病人感染病原体的种类。
★ 分析基因组及发现新基因等具有很大的优势;DNA 芯片技术用于基因组分析时,具有样品用量小、信息量大、分析方法简易快速、自动化程度高等多项优点,特别适合于寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。
★ 医学、化学、新药开发、司法鉴定、农业技术和食品技术领域也具有广泛的应用。 生物芯片与第三代测序技术
◆ 人类基因组2003年完成,耗时13年, 数个国家,30多亿美元。
◆ 如今完成一个人全基因组测序,6周。
◆ 第三代技术,几十分钟,1000美元。
◆ 我国中科院也已经开发第三代测序仪。
◆ 个人基因组计划。
(三)生 物 技 术 与 疾 病 治 疗
什么是生物治疗? 生物治疗是用生物来源的制剂或调节人体生物反应的制剂(如细胞因子、免疫活性细胞、干细胞、单克隆抗体等)治疗疾病的方法。
常见的生物治疗技术有哪些? 细胞因子技术;基因治疗;干细胞技术;肿瘤疫苗
基因治疗 指将目的基因导入靶细胞以后与宿主细胞内的基因发生重组,成为宿主细胞的一部分,从而可以稳定地遗传下去并达到对疾病进行治疗的目的。
基因治疗的疾病类型:遗传性疾病的基因治疗;肿瘤的基因治疗;传染性疾病的基因治疗等 肿瘤的基因治疗:◆ 肿瘤发病复杂,并非单基因,调控网络复杂。
◆ p53是重要的抑癌基因,一半以上的肿瘤与其突变有关。
◆ 腺病毒介导的 p53 基因治疗肿瘤,进入临床2期。
基因治疗问题:技术,伦理
干细胞技术:
干细胞(stem cell)一词中的“干”译自“stem”,意为“树干”、“主干”,以示该类细胞在所有细胞中的地位。就像树的主干能生长出无数形态各异的枝桠一样,干细胞可以分化为很多形态和功能各异的细胞群。因此,干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的原始细胞,是形成人体各种组织、器官的祖先。
干细胞的分类:
按组织来源分:
胚胎干细胞:胚胎发育早期(桑椹胚)尚未分化、具有各种分化潜能的并可以发育为各种器官和组织的细胞。
组织干细胞:位于成体的组织和器官中,可以定向分化为一种组织。成年动物的表皮和造血系统具有修复和再生能力。此外,肝脏、胰腺和神经细胞也有这种特性。
成体干细胞:成熟较慢但能自我维持增殖的未分化的细胞。如造血干细胞和骨髓间质干细胞。 按分化潜能来分:
全能干细胞:具有完整的分化潜能,能分化形成生物的个体。
多能干细胞:具有多种分化潜能,能分化成多种单能干细胞。
专能干细胞:只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化的干细胞。如红系造血干细胞、皮肤干细胞和神经干细胞等。
干细胞的应用前景
造血干细胞: 目前,造血干细胞是所有干细胞中研究最多、技术最成熟、应用最广泛的一种干细胞。造血干细胞移植已经成为根治白血病等血液系统疾病、恶性肿瘤、遗传病、顽固性自身免疫性疾病和严重免疫缺陷疾病等的主要治疗手段。
★造血干细胞移植:泛指将各种正常来源的造血干细胞移植到患者的体内,使其产生正常血细胞的技术。移植时先要使患者接受超剂量化疗,放疗,以消灭体内的肿瘤细胞等异常细胞(包括造血和免疫系统)。然后将供者的正常干细胞通过静脉输注移植入受者体内,使正常的造血与免疫功能得以重建,从而根治疾病。
临床移植的造血干细胞主要有三个来源:骨髓(造血干细胞的80%),外周血和脐带血。 ★ 外周血造血干细胞移植:指从从外周血液中分离得到的造血干细胞进行移植。采集方便;受者免疫功能恢复快;感染出血等并发症低且轻,减少抗生素等用药;肿瘤已经浸润骨髓的供体也可以施行;外周血中肿瘤细胞混入少,移植后复发率低于骨髓移植。
★ 脐带血。无需配型,无排斥反应,移植成功率高。未来将成为器官克隆的种子。
胚胎干细胞:胚胎干细胞(Embryonic Stem cell , ES 细胞):胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年 Martin Evans 已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。
生 物 技 术 与 制 药
生物反应器
◆ 尽管利用DNA 重组技术在微生物中表达外源蛋白技术已经成熟,但是该系统不能进行真核蛋白的加工,而这对于某些蛋白质的生物活性却极为重要。
◆ 另一方面,大肠杆菌、酵母和哺乳动物细胞基因工程表达系统成本高,分离纯化复杂。
◆ 利用转基因动物生产的药用蛋白具有生物活性,且纯化简单,投资少,成本低,对环境无污染。转基因动物就象天然原料加工厂,只要投入饲料,就能得到人类所需要的药用蛋白。
乳腺生物反应器
乳腺生物反应器成功的关键是转基因动物乳腺特异性表达外源蛋白质基因。 例如,从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tP A 。
再如:荷兰人研制的转人乳铁蛋白基因的牛。乳铁蛋白能促进婴儿对铁的吸收,提高婴儿的免疫力抵抗消化道疾病感染。
二、生物技术在农业领域的应用
在分子水平,将一个生物体中有用的目的DNA 转入另一个生物体中,使后者获得新的需要的遗传性状或表达所需要的产物,最终实现该技术的商业价值。
三、生物技术对人类社会发展的影响
1。转基因技术的安全性问题
2。克隆人的伦理问题
3。个人基因信息的隐私权问题
4。基因治疗的应用问题
5。生物技术引发的其它问题
• 生物战争(霍乱杆菌、鼠疫杆菌、伤寒杆菌)
• 伦理、法律和社会(人类基因组、预测医学与基因歧视)
• 食品安全(耐抗菌素标记基因转移到人或动物、过敏)
• 工农业生产(廉价能源逐渐耗竭、生态环境的恶化)
• 基因修改
• 医学的根本目的?
复习思考题
1。目前生物技术在医疗领域的主要应用有哪些?
2。试述转基因植物的产业化前景。
3。试述转基因动物在农业生产实践中的应用。
4。目前常见的生物技术有哪些?
5。如何看待生物技术的发展或生物技术的发展会怎样影响人类和人类社会的发展?
生物技术的本质是什么?
定义:以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理,按照预先的设计,对生物和生物成分进行改造和利用的技术。
生物技术主要内容:
◎ 基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质(酶)工程:
此外,基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术等。
◎ 直接相关联的学科:
分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。 ◎ 对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域:
医药生物技术、农业生物技术、环境生物技术、海洋生物技术等。
生物技术在医药领域的应用: 疾病的预防 疾病的诊断 疾病的诊断
一. 生物技术在医药领域的应用
(一)生 物 技 术 与 疾 病 诊 断
生 物 技 术 与 疫 苗
☆ 疫苗的定义
☆ 疫苗的作用原理
☆ 疫苗的种类和特点
疫苗是什么?定义:将病原物(如细菌、立克次体、病毒等)及其代谢产物,经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的,可以通过注射或黏膜途径接种,并诱导机体产生针对特定致病原的特异抗体或细胞免疫,从而使机体获得消灭该病原能力的生物制品统称为疫苗。包括蛋白质、核酸、活载体或感染因子等。
疫苗是如何工作的?
疫苗的发展
第一代疫苗:以减毒、弱化或灭活的病原体做疫苗
灭 活 疫 苗 :百白破疫苗、伤寒疫苗、霍乱疫苗、狂犬疫苗,SARS 疫苗
减 毒 活 疫 苗: 卡介苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗、乙型脑炎减毒疫苗
亚 单 位 疫 苗: 流感病毒血凝素疫苗, 脑膜炎球菌夹膜多糖疫苗
第二代疫苗:基因工程疫苗
基因工程疫苗:使用DNA 重组技术,将病原体的抗原(某种蛋白质)基因克隆在细菌或真核细胞内,使病原体的主要抗原基因在细菌或真核细胞中表达,利用表达的蛋白质或多肽作为疫苗。
乙肝表面蛋白重组DNA 疫苗
第三代疫苗:核酸疫苗(DNA 疫苗/基因疫苗)
核酸疫苗:指将含有编码病原体抗原基因序列的质粒载体,经肌肉注射或微弹轰击等方法导入体内,通过宿主细胞表达系统表达抗原蛋白,诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答,以达到预防和治疗疾病的目的。
疫苗使用及研究的现状和问题??
◎ 质量问题:质量安全 (高标准,严要求)
◎ 技术问题:寄生虫病疫苗,HIV 疫苗均未研制成功
◎ 有效性及安全问题:核酸疫苗的标准制定和安全评估
(二)生 物 技 术 与 疾 病 诊 断
要求:早期、特异、快速、灵敏、操作简便
1. ELISA技术2. DNA诊断技术3. 生物芯片与疾病诊断
1. 免疫学诊断 酶联免疫吸附检测(ELISA )技术
原理:将酶与抗体(原)交联形成酶-抗体(原) 复合物;另外将抗原(体)吸附在以聚苯乙稀制成的微孔滴定板上,使之固相化,免疫反应和酶促反应均在其中进行。利用抗原与抗体的特异结合以及酶将无色底物催化成有色底物,根据底物颜色的有无以及颜色的深浅判断阴性或阳性反应以及反应强度。
2. 基因诊断
2.1 基因诊断概述:基因诊断(DNA 诊断)的概念:根据DNA 分子碱基互补配对及变性、复性的原理,利用基因探针杂交、基因体外扩增(PCR )、电泳、DNA 测序以及差异显示等分子生物学技术,通过直接检查基因的存在状况及其功能(基因型的改变)对疾病作出判断的诊断技术。
•蛋白质是生命的体现者,DNA 是遗传的物质基础,基因是DNA 分子上的功能片段,是遗传的基本单位。
•人类患各种疾病很大程度是由于执行某一功能的蛋白质分子出现异常。而这种不同和异常取决于控制其合成的基因的不同和异常。
•传统的疾病诊断是以疾病或病原物的表型为依据。
•如果能够在基因水平直接检测与某种疾病相关的基因序列,或病原物的特异性基因片段,则可以克服传统诊断的不足,从根本上对疾病作出诊断
2.2 主要的基因诊断技术
2.2.1基因探针杂交技术
基本思路:将已知序列的特定基因(微生物、遗传病的特异基因片段)用同位素、荧光素等标记,制备成一种诊断试剂,即基因探针。由于其在适当条件下可与同源序列互补形成杂交体,因此使基因探针与待检测组织细胞内的基因片段发生杂交反应,通过探针上的标记观察探针是否与标本DNA 结合,从而判断标本是否有与探针一致的片段,再对是否有遗传病或病原物感染作出诊断。
2.2.2 利用PCR 或PCR 与分子杂交标记结合技术
基本思路:寻找病原体的特异DNA 序列,以该段DNA 序列作为靶序列设计特异性引物;对待测样品进行PCR 扩增,然后检测相应的扩增条带,有则为阳性反应。
应用:已经应用于结核杆菌、淋球菌、多种致腹泻的肠道传染细菌、人类免疫缺陷病毒、乙
肝病毒等的检测。产前诊断、血源筛查、肿瘤基因诊断。
PCR (聚合酶链反应)技术:体外扩增特异DNA 片段的技术。用于基因工程的基因制备,还用于某些疾病的诊断。
2.3 遗传性疾病的诊断
临症诊断:指遗传病出现临床症状后所作的诊断。
症状前诊断:指临床症状出现前所作的诊断。
产前诊断:诊断胎儿出生前所做的诊断(性别、单基因病、CS 异常异常) 。
目前大多数遗传病无有效的治疗方法,因此产前诊断对于降低遗传病的发病率,提高人口素质具有重要的意义。
3. 生物芯片与诊断
DNA 芯片(基因芯片):它们是DNA 杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA 样品分子进行杂交,通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。
① 从生物样品(血液或活组织)中分离纯化DNA 或mRNA ,并对其进行特异性扩增; ② 对待测样品进行标记(通常用荧光素标记的dNTP 为底物,通过PCR 使之进入新合成的DNA 片段中);
③ 标记好的DNA 样品与DNA 芯片进行杂交,由于有大量DNA 探针集成在芯片上,故可以一次检测大量生物样品;
④ 杂交后漂洗去除未杂交的DNA 分子;
⑤ 携带荧光标记的样品结合在特定位置上,在激光激发下会发荧光。
生物芯片在诊断上的应用
★ DNA 芯片可用于大规模筛查基因突变所引起的疾病;检查肿瘤组织基因表达谱、寻找肿瘤相关基因、肿瘤基因突变的研究。将许多代表每种微生物的特殊基因制成1张芯片,判断病人感染病原体的种类。
★ 分析基因组及发现新基因等具有很大的优势;DNA 芯片技术用于基因组分析时,具有样品用量小、信息量大、分析方法简易快速、自动化程度高等多项优点,特别适合于寻找新基因、基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。
★ 医学、化学、新药开发、司法鉴定、农业技术和食品技术领域也具有广泛的应用。 生物芯片与第三代测序技术
◆ 人类基因组2003年完成,耗时13年, 数个国家,30多亿美元。
◆ 如今完成一个人全基因组测序,6周。
◆ 第三代技术,几十分钟,1000美元。
◆ 我国中科院也已经开发第三代测序仪。
◆ 个人基因组计划。
(三)生 物 技 术 与 疾 病 治 疗
什么是生物治疗? 生物治疗是用生物来源的制剂或调节人体生物反应的制剂(如细胞因子、免疫活性细胞、干细胞、单克隆抗体等)治疗疾病的方法。
常见的生物治疗技术有哪些? 细胞因子技术;基因治疗;干细胞技术;肿瘤疫苗
基因治疗 指将目的基因导入靶细胞以后与宿主细胞内的基因发生重组,成为宿主细胞的一部分,从而可以稳定地遗传下去并达到对疾病进行治疗的目的。
基因治疗的疾病类型:遗传性疾病的基因治疗;肿瘤的基因治疗;传染性疾病的基因治疗等 肿瘤的基因治疗:◆ 肿瘤发病复杂,并非单基因,调控网络复杂。
◆ p53是重要的抑癌基因,一半以上的肿瘤与其突变有关。
◆ 腺病毒介导的 p53 基因治疗肿瘤,进入临床2期。
基因治疗问题:技术,伦理
干细胞技术:
干细胞(stem cell)一词中的“干”译自“stem”,意为“树干”、“主干”,以示该类细胞在所有细胞中的地位。就像树的主干能生长出无数形态各异的枝桠一样,干细胞可以分化为很多形态和功能各异的细胞群。因此,干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的原始细胞,是形成人体各种组织、器官的祖先。
干细胞的分类:
按组织来源分:
胚胎干细胞:胚胎发育早期(桑椹胚)尚未分化、具有各种分化潜能的并可以发育为各种器官和组织的细胞。
组织干细胞:位于成体的组织和器官中,可以定向分化为一种组织。成年动物的表皮和造血系统具有修复和再生能力。此外,肝脏、胰腺和神经细胞也有这种特性。
成体干细胞:成熟较慢但能自我维持增殖的未分化的细胞。如造血干细胞和骨髓间质干细胞。 按分化潜能来分:
全能干细胞:具有完整的分化潜能,能分化形成生物的个体。
多能干细胞:具有多种分化潜能,能分化成多种单能干细胞。
专能干细胞:只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化的干细胞。如红系造血干细胞、皮肤干细胞和神经干细胞等。
干细胞的应用前景
造血干细胞: 目前,造血干细胞是所有干细胞中研究最多、技术最成熟、应用最广泛的一种干细胞。造血干细胞移植已经成为根治白血病等血液系统疾病、恶性肿瘤、遗传病、顽固性自身免疫性疾病和严重免疫缺陷疾病等的主要治疗手段。
★造血干细胞移植:泛指将各种正常来源的造血干细胞移植到患者的体内,使其产生正常血细胞的技术。移植时先要使患者接受超剂量化疗,放疗,以消灭体内的肿瘤细胞等异常细胞(包括造血和免疫系统)。然后将供者的正常干细胞通过静脉输注移植入受者体内,使正常的造血与免疫功能得以重建,从而根治疾病。
临床移植的造血干细胞主要有三个来源:骨髓(造血干细胞的80%),外周血和脐带血。 ★ 外周血造血干细胞移植:指从从外周血液中分离得到的造血干细胞进行移植。采集方便;受者免疫功能恢复快;感染出血等并发症低且轻,减少抗生素等用药;肿瘤已经浸润骨髓的供体也可以施行;外周血中肿瘤细胞混入少,移植后复发率低于骨髓移植。
★ 脐带血。无需配型,无排斥反应,移植成功率高。未来将成为器官克隆的种子。
胚胎干细胞:胚胎干细胞(Embryonic Stem cell , ES 细胞):胚胎干细胞当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团的细胞即为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有全能性,可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。早在1970年 Martin Evans 已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。
生 物 技 术 与 制 药
生物反应器
◆ 尽管利用DNA 重组技术在微生物中表达外源蛋白技术已经成熟,但是该系统不能进行真核蛋白的加工,而这对于某些蛋白质的生物活性却极为重要。
◆ 另一方面,大肠杆菌、酵母和哺乳动物细胞基因工程表达系统成本高,分离纯化复杂。
◆ 利用转基因动物生产的药用蛋白具有生物活性,且纯化简单,投资少,成本低,对环境无污染。转基因动物就象天然原料加工厂,只要投入饲料,就能得到人类所需要的药用蛋白。
乳腺生物反应器
乳腺生物反应器成功的关键是转基因动物乳腺特异性表达外源蛋白质基因。 例如,从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tP A 。
再如:荷兰人研制的转人乳铁蛋白基因的牛。乳铁蛋白能促进婴儿对铁的吸收,提高婴儿的免疫力抵抗消化道疾病感染。
二、生物技术在农业领域的应用
在分子水平,将一个生物体中有用的目的DNA 转入另一个生物体中,使后者获得新的需要的遗传性状或表达所需要的产物,最终实现该技术的商业价值。
三、生物技术对人类社会发展的影响
1。转基因技术的安全性问题
2。克隆人的伦理问题
3。个人基因信息的隐私权问题
4。基因治疗的应用问题
5。生物技术引发的其它问题
• 生物战争(霍乱杆菌、鼠疫杆菌、伤寒杆菌)
• 伦理、法律和社会(人类基因组、预测医学与基因歧视)
• 食品安全(耐抗菌素标记基因转移到人或动物、过敏)
• 工农业生产(廉价能源逐渐耗竭、生态环境的恶化)
• 基因修改
• 医学的根本目的?
复习思考题
1。目前生物技术在医疗领域的主要应用有哪些?
2。试述转基因植物的产业化前景。
3。试述转基因动物在农业生产实践中的应用。
4。目前常见的生物技术有哪些?
5。如何看待生物技术的发展或生物技术的发展会怎样影响人类和人类社会的发展?