1.4細胞模型朋友們好！明天我們來說說細胞模型。細胞是生命活動的基本單位細胞膜模型制作，是研究生命奧秘的基本模型。細胞擁有一些重要的共性特點，包括：1.細胞都擁有相同的基本生物膜結構系統(tǒng)；2.細胞都具有相同的基本生命物質；3.細胞都執(zhí)行著相同的基本物質代謝途徑；4.細胞都遵循基本遺傳法則貶抑生命；5.細胞都根據(jù)相像的形式生長增殖分化發(fā)育；6.細胞都還能對環(huán)境剌激訊號進行應答和適應。為此，任何細胞都是研究上述共性特點的適合模型。下邊主要介紹一些有針對性的細胞模型：一、原核細胞模型真菌是研究原核細胞的基本模型。原核細胞的基本結構和生理功能均能從真菌中找到答案。包括：表層結構，由里向外依次為細胞膜、細胞壁和莢膜；內部結構，包括細胞漿、核蛋白體、蛋白酶體、擬核和引物等；外部附件，主要指附肢和肺臟。不同的真菌類型還可闡明原核細胞生命的更多奧秘，比如：法國真菌學家革蘭按照真菌細胞壁成份的不同，發(fā)明了革蘭氏染色法，驟然發(fā)覺革蘭氏陰性菌與革蘭氏陽性菌之間在生長、代謝和抗生素敏感性等方面的眾多差別。二、真核細胞模型多細胞生物是由不同細胞類群互相作用、相互配合完成生命活動的。其中每一細胞類群在結構與功能上的研究均須要構建相應的細胞模型。
比如我們人體約60萬億個細胞，組成了神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等。針對各大系統(tǒng)的病理生理過程，研究者均構建了相應的功能性細胞模型。下邊舉幾例廣泛使用的細胞模型：1.人胚腎上皮細胞(cells,HEK)：包括轉染有腺病毒E1A基因的293細胞和共抒發(fā)SV40抗體的293T細胞。293細胞系從1973年完善以來，常年廣泛用于細胞生物學研究，成為闡明細胞分子作用機制的重要細胞模型。2.人臍靜脈內皮細胞(,HUVEC)：是從人臍帶靜脈分離培養(yǎng)的內皮細胞，它是一種原代細胞，具有一定的干細胞性，可以傳代50-60次。HUVEC是研究血管生成和內皮功能的良好細胞模型。3.大鼠海馬神經(jīng)元細胞系(ell,HT22)：該細胞系是體外研究神經(jīng)細胞功能的良好模型，在好多神經(jīng)退化性疾患，比如'和'中均有廣泛的應用。4.巨噬細胞（，M?）：即可從組織中分離也可從單核細胞誘導獲得，它是研究細胞吞噬、細胞免疫和分子免疫學的重要模型。
為研究癌癥的發(fā)生進展機制，常須要建立相應的病理細胞模型。非常值得提出的是，從人類癌癥和癌組織中早已分離培養(yǎng)數(shù)以千計的永生化突變細胞或癌細胞株，它們在研究細胞自噬和防癌抗生素時廣為應用。諸如海拉細胞(HeLa)。HeLa是一株人子宮癌細胞，它是從名叫海瑞塔?拉克斯()的英國白人子宮癌病人體內分離培養(yǎng)而至。被確診患上了子子宮癌，其主治大夫采集了她的癌組織標本。同年10月，Lacks逝世了，但Lacks頭上采集的細胞卻沒有死亡，每隔24小時細胞數(shù)目就降低一倍，被永久保存了出來。當前，HeLa早已傳播到世界各地的研究機構，成為腫瘤研究和細胞生物學研究的“明星”細胞模型。HeLa細胞應用非常廣泛，包括：細胞病毒感染、細胞變性和抗蟲毒抗生素研究。HeLa細胞曾被用于觀察原子彈爆燃對生命導致的害處，也曾搭載尼克斯遨游太空來研究失重狀態(tài)下的細胞增殖。據(jù)統(tǒng)計，用HeLa細胞發(fā)表的研究論文已超過65000份。21世紀以來，早已有5個用HeLa細胞模型所取得的研究成果入選了諾貝爾獎。HeLa細胞作為世界上最知名的人體細胞模型，早已成為醫(yī)學研究、生物研究中非常重要的工具，相信這些“永生”細胞會繼續(xù)造就傳奇。
三、細胞模型新進展主要包括：1.干細胞()：干細胞具有自我更新和分化潛能兩大特點，具有廣泛醫(yī)學應用價值。從健康組織中分離培養(yǎng)出成體干細胞，經(jīng)過誘導“定向分化”，可以形成特定的細胞類型，為干細胞移植和再生醫(yī)學研究提供相應的細胞模型；體細胞重編程構建的誘導干細胞(,)模型，對細胞命運決定和表觀遺傳調控研究形成了巨大促進作用；據(jù)悉，癌癥干細胞(,CST)的研究可能發(fā)覺疾病復發(fā)的癥結，并為抗肺癌抗生素醫(yī)治提供靶細胞模型。2.虛擬細胞()或電子細胞()：它們是隨著計算機仿真和可視化生命研究的進展而提出來的。目前國際上主要有兩種虛擬細胞模型，一個是由127個與糖和能量代謝過程相關的基因和蛋白質為“元件”構建的真菌糖代謝虛擬細胞。另一個是可模擬細胞鈣離子流、RNA轉運、線粒體功能和細胞膜作用的真核虛擬細胞。日本國立衛(wèi)生研究院NIH正在設立細胞訊號傳導的虛擬細胞模型。虛擬細胞是生命科學技術的重大突破?？茖W預計虛擬細胞在未來15能成為生命研究不可取代的工具。
3.人造細胞()：“仿生”科學已然成功實現(xiàn)人工合成生物大分子、組裝分子復合體、體外重構細胞器、以及人造細胞。2010月20日，《科學》雜志報導了由JCVI(J.)的科學家們在世界上首次個人合成的活細胞－原體JCVI-syn1.0細胞膜模型制作，開創(chuàng)了前所未有的制造與操控細胞生命的新征程。2016月25日，她們又宣布了合成的JCVI-syn3.0。非常值得一提的是，2017月10日《科學》雜志以封面論文方式同刊物發(fā)了中國科學家的4篇研究長文，報道了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設計與物理合成，這是合成生命的系列重大突破。人造細胞模型無需經(jīng)過慢長的進化歷程，可以在短時間內從實驗室定制形成，因而在細胞研究、藥物篩選和醫(yī)學醫(yī)治方面將具有巨大優(yōu)勢。綜上所述，細胞模型將為我們揭露生命奧秘、改造生命和征服疾患提供成功之門。明天的課就提到這兒，下一講我們將開始學習細胞研究基本技術和技巧。朋友們再會。