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细胞凋亡在医学上的应用

细胞凋亡在医学上的应用
细胞凋亡在医学上的应用

细胞凋亡在医学上的应用

(专业:动物遗传育种与繁殖)

摘要:细胞凋亡是细胞的自杀过程,通过自杀方式去除体内非必需细胞或即将发生变异的细胞,细胞凋亡不同于创伤性死亡,它可以帮助人类预防诸如癌症和自身免疫性疾病。细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,凋亡过程的紊乱与许多疾病的发生有直接或间接的关系,如早老性痴呆症、帕金森症、舞蹈症肿瘤,自身免疫性疾病等。研究表明,多种人类恶性肿瘤细胞具有较低响应生理刺激而经历凋亡的能力[1]。因此,诱导癌变细胞凋亡被看作是一种新的癌症治疗方法[2]。开发各种有效提高细胞凋亡能力的试剂——细胞凋亡诱导剂,可能是最有前途的治疗癌症的策略。许多抗癌药,如adrlamycin,vinblastin和紫杉醇等,都可以通过诱导肿瘤细胞凋亡来治疗癌症。细胞凋亡异常在肿瘤特别是肝癌发生中具有重要作用。

正文:细胞凋亡在免疫学和临床医学中的应用中受到广泛应用,在免疫学中研究胸腺细胞成熟过程中的凋亡及活化诱导的细胞死亡较为突出,细胞凋亡在临床医学中,发现HIV病毒感染造成CD4+细胞减少是通过细胞凋亡机制,同时,从细胞凋亡角度看,肿瘤的发生是由于凋亡受阻所致,更为重要的细胞凋亡的研究将给自身免疫病带来真正的突破。

最新研究进展

蛋白尿促肾小管细胞凋亡机理:武汉大学中南医院肾病内科李晓宁博士经多年研究发现,蛋白激酶C-delta在蛋白尿中表达升高,会成为尿蛋白诱导肾小管细胞死亡的“元凶”,如成功抑制,有望避免致肾小管细胞死亡的现象。研究人员发现,肾病水平的蛋白尿可以在体内和体外诱导肾小管细胞凋亡,他们同时发现细胞凋亡的早期特征性事件以及晚期特征性事件等,从而分别从细胞水平,亚细胞水平、DNA水平和蛋白质水平证实了白蛋白对肾小管细胞的直接毒性作用。为找到治疗手段,研究人员分别用化学药物和基因转染的方法,成功抑制了蛋白尿诱导的肾小管损伤。李晓宁认为,这一结果在蛋白激酶C-delta基因敲除的蛋白尿小鼠模型中得到证实,这表明医学界有望在进一步研究中通过药物控制蛋白激酶C-delta水平,以彻底消灭蛋白尿引起的肾小管损伤[3]。 (

发现细胞凋亡开关有助癌症治疗:美国科罗拉多大学博尔德分校的研究小组通过研究线虫,首次发现引起细胞凋亡的“开关”,此项研究结果可用于治疗人类由于“非正常细胞凋亡”引起的癌症等疾病。研究小组利用线虫的半胱天冬酶( caspase )进行试验。半胱天冬酶是细胞凋亡的“酶刽子手”,因为它的主要作用就是切断和破坏细胞的蛋白质。但是,研究小组在试验中发现半胱天冬酶对Dicer酶具有不同的作用,当半胱天冬酶分裂 Dicer酶后,它并没有杀死Dicer 酶,而只是改变了 Dicer酶的功能( Dicer酶是一种RNA切割酶),Dicer酶开始分裂染色体,并杀死细胞。这个实验首次表明,利用半胱天冬酶分裂Dicer

酶(这是一种RNA切割酶),可以改变Dicer酶的功能,使其转变为DNA切割酶."

研究人员还说,通过对线虫的研究,已经发现了对细胞凋亡非常重要的基因。细胞凋亡共分为5个步骤,这些步骤包括确定死亡细胞、激活细胞死亡程序、开始细胞杀死过程、吞噬死亡细胞尸体以及降解细胞碎片

[4]。

神经细胞凋亡研究获得新发现:2011年6月29日,《神经科学期刊》(The Journal of Neuroscience)发表了中科院生物物理研究所脑与认知国家重点实验室袁增强研究组有关c-Abl-MST1信号通路介导的氧化压力条件下神经细胞凋亡的最新研究成果。该项工作由博士研究生肖磊等在袁增强研究员的指导下完成。氧化压力影响细胞的生存和稳态,参与了包括神经退行性疾病的病理过程等在内的各种生物学进程,而氧化压力是如何影响这些生命进程的分子机制仍有待阐明。袁增强研究员在哈佛大学的一系列研究工作已经阐明,蛋白激酶MST1通过直接激活转录因子FOXO介导了氧化压力条件下神经细胞的凋亡,然而MST1的上游调控机制尚不清楚。以此为出发点,肖磊等发现了在氧化压力条件下,酪氨酸激酶c-Abl 作为上游激酶,可以引起MST1在酪氨酸433位点的磷酸化,而这一磷酸化稳定并激活了MST1。一方面,泛素连接酶CHIP介导了MST1泛素化降解过程,c-Abl 通过磷酸化MST1抑制了其泛素化降解途径从而稳定了MST1;另一方面,氧化压力引起的MST1酪氨酸433位点的磷酸化加强了MST1与FOXO3之间的相互作用进而激活FOXO3的促凋亡转录功能。进一步的研究表明,c-Abl介导的MST1酪氨酸433位点的磷酸化对于氧化压力引起的体外原代培养和在体的海马神经元的细胞凋亡至关重要。该研究阐明了c-Abl-MST1信号通路可能参与了神经退行性疾病的病理过程,对于治疗以神经细胞凋亡为特征的老年痴呆症和帕金森氏病等神经退行性疾病提供了理论基础和潜在的药物设计靶标,具有一定的应用前景[5]。

来自北卡罗来那大学医学院的研究人员发现凋亡细胞释放ATP和UTP,它们对表达P2Y2 ATP/UTP受体的吞噬细胞来说充当一种“找到我”信号及化学引诱剂[6]。加拿大研究人员发现了一种能够调节细胞凋亡机制的蛋白质,该新发现对癌症的诊断和治疗都将产生影响[7]。当细胞产生蛋白质的过程中出现大量的错误时,细胞的凋亡机制就会启动。但在凋亡启动之前,细胞还可以通过一些细胞的“应激应答”来挽救一部分错误。最近,巴塞罗那生物医药研究所设计了一项新方法,该方法可以用来深入研究细胞营救的信号通路和细胞的凋亡机制[8]。在2009年12月8日的期刊中,Zernecke 等人研究发现,来自内皮细胞的凋亡小体中含有微RNA-126(miR-126),它们会被邻近的血管细胞摄取。 MiR-26

增加了来自趋化因子受体CXCR4的信号,而这又触发了自动调节反馈环路,从而导致了CXCL12产生的增加。CXCL12是CXCR4的配基。 CXCL12可限制动脉粥样硬化,而从动脉粥样硬化病人身上分离出的凋亡小体可缩小不同的小鼠动脉粥样硬化模型的粥样斑块的大小[9]。2010年6月8日,北京生命科学研究所王晓晨实验室首次报道了在秀丽线虫凋亡细胞的清除过程中,桥联分子(bridging molecule)的存在及其介导吞噬细胞识别凋亡细胞的作用机制

[10]。加州大学河滨分校的研究人员证实一种自然存在于人类多能干细胞中的分子马达"nonmuscle myosin II" (NMII)可对多个细胞功能起调控作用。当人类多能干细胞分散成单细胞时,NMII启动细胞发生凋亡。虽然NMII发挥作用的机制尚不清楚,研究人员一致认为NMII是通过诱导细胞主要内在成分发生收缩而最终导致细胞凋亡[11]

展望:细胞凋亡和细胞增殖都是生命的基本现象,是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞,保证了胚胎的正常发育;在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞,保证了机体的健康。和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程。同时通过对细胞凋亡机理的阐明可揭示许多生理和病理现象的本质,因而通过干预其调控过程可以为某些疾病(特别是肿瘤)的预防与治疗开辟一个新途径,近年来虽然细胞凋亡与疾病的相关研究取得了很大进展,但由于对细胞凋亡的研究和实践有限,对其机理的研究尚需进一步的深入探讨,因此,要把细胞凋亡干预发展成为一种临床治疗手段还有待进一步的研究[12]。

参考文献

[1]Noguchi Y;Uchiro H;Yamada T;Kobayashi,S 2001

[2]Umezawa K;Nakazawa K;Ikeda Y;Naganawa,H;Kondo,S Polyoxypeptins A and

B produced by Streptomyces:Apoptosis-inducing cyclic depsipeptides containing the novel amino acid (2S,3R)-3-hydroxy-3-methylproline[外文期刊] 1999(9)

[3] Xiaoning Li,, Navjotsingh Pabla, Qingqing Wei, Guie Dong, Robert O. Messing, Cong-Yi Wang and Zheng Dong;Promotes Renal Tubular Cell Apoptosis Associated with Proteinuria;JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF NEPHROLOGY, 2010; 21 (7): 1115

[4] Akihisa Nakagawa,1,* Yong Shi,1,* Eriko Kage-Nakadai,2 Shohei Mitani,2 Ding Xue1;Caspase-Dependent Conversion of Dicer Ribonuclease into a Death-Promoting Deoxyribonuclease;Science DOI: 16 April 2010: Vol. 328 no. 5976 pp. 327-334

[5]Lei Xiao, Dongmei Chen, Peng Hu, Junbing Wu, Weizhe Liu, Yanhong Zhao, Mou Cao, Yuan Fang, Wenzhi Bi, Zheng Zheng, Jian Ren, Guangju Ji, Yan Wang, and Zengqiang Yuan;The c-Abl-MST1 Signaling Pathway Mediates Oxidative Stress-Induced Neuronal Cell Death;the Journal of

Neuroscience doi:10.1523/?JNEUROSCI.0035-11.2011

[6]Michael R. Elliott1,2, Faraaz B. Chekeni1,3, Paul C. Trampont1,2, Eduardo R. Lazarowski7, Alexandra Kadl4, Scott F. Walk1,2, Daeho Park1,2, Robin I. Woodson5, Marina Ostankovich4, Poonam Sharma4, Jeffrey J.

Lysiak5, T. Kendall Harden8, Norbert Leitinger3,4 & Kodi S. Ravichandran1,2,6

,Nucleotides released by apoptotic cells act as a find-me signal to promote phagocytic clearance Nature 461, 282-286 (10 September 2009) [7]Elnaz Atabakhsh1,2, Dawn M. Bryce1, Karen J. Lefebvre2 and Caroline Schild-Poulter1,2;RanBPM Has Proapoptotic Activities That Regulate Cell Death Pathways in Response to DNA Damage;molecular cancer research December 2009; doi: 10.1158/1541-7786.MCR-09-0098

[8]Renaud Geslain1, Laia Cubells1, Teresa Bori-Sanz2, Roberto

álvarez-Medina3, David Rossell1, Elisa Martí3 and Lluís Ribas de Pouplana1,4,*;Chimeric tRNAs as tools to induce proteome damage and identify components of stress responses;Nucleic Acids Research, December 2009 doi:10.1093/nar/gkp1083

[9] Alma Zernecke1,2*, Kiril Bidzhekov1*, Heidi Noels1*, Erdenechimeg Shagdarsuren1, Lin Gan3, Bernd Denecke3, Mihail Hristov1, Thomas K?ppel4, Maliheh Nazari Jahantigh1, Esther Lutgens1,5, Shusheng Wang6, Eric N. Olson6, Andreas Schober1, and Christian Weber1,5 ;Delivery of MicroRNA-126 by Apoptotic Bodies Induces CXCL12-Dependent Vascular Protection;Sci. Signal., 8 December 2009 DOI: 10.1126/scisignal.2000610 [10] Xiaochen Wang1,2, Weida Li2,4, Dongfeng Zhao2,4, Bin Liu2,4, Yong Shi1,4, Baohui Chen2, Hengwen Yang1, Pengfei Guo2, Xin Geng1, Zhihong Shang1, Erin Peden1, Eriko Kage-Nakadai3, Shohei Mitani3 & Ding

Xue1Caenorhabditis elegans transthyretin-like protein TTR-52 mediates recognition of apoptotic cells by the CED-1 phagocyte receptor Nature Cell Biology2010.06 doi:10.1038/ncb2068

[11] Andrea Walker,Hua Su,Mary Anne Conti,Nicole Harb,Robert S. Adelstein& Noboru SatoNon-muscle myosin II regulates survival threshold of pluripotent stem cells Nature Communications 2010.09doi:10.1038/ncomms1074

[12]范京惠, 左玉柱, 李一经;细胞凋亡的研究进展[期刊论文]东北农业大学学报1005-9369(2005)06-0804-04

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实验14-细胞凋亡的诱导和检测

实验14 细胞凋亡的诱导和检测 20世纪60年代人们注意到细胞存在着两种不同形式的死亡方式:凋亡(apoptosis)和坏死(necrosis)。细胞坏死指病理情况下细胞的意外死亡,坏死过程细胞膜通透性增高,细胞肿胀,核碎裂,继而溶酶体、细胞膜破坏,细胞容物溢出,细胞坏死常引起炎症反应。 细胞凋亡apoptosis一词来源于古希腊语,意思是花瓣或树叶凋落,意味着生命走到了尽头,细胞到了一定时期会像树叶那样自然死亡。凋亡是细胞在一定生理或病理条件下遵守自身程序的主动死亡过程。凋亡时细胞皱缩,表面微绒毛消失,染色质凝集并呈新月形或块状靠近核膜边缘,继而核裂解,由细胞膜包裹着核碎片或其他细胞器形成小球状凋亡小体凸出于细胞表面,最后凋亡小体脱落被吞噬细胞或邻周细胞吞噬。凋亡过程中溶酶体及细胞膜保持完整,不引起炎症反应。细胞凋亡时的生化变化特征是核酸切酶被激活,染色体DNA被降解,断裂为50~300 kb长的DNA片段,再进一步断裂成180~200bp整倍数的寡核苷酸片断,在琼脂糖凝胶电泳上呈现“梯状”电泳图谱(DNA Ladder)。细胞凋亡在个体正常发育、紫稳态维持、免疫耐受形成、肿瘤监控和抵御各种外界因素干扰等方面都起着关键性的作用。 1.细胞凋亡的检测方法 凋亡细胞具有一些列不同于坏死细胞的形态特征和生化特征,据此可以鉴别细胞的死亡形式。细胞凋亡的机制十分复杂,一般采用多种方法综合加以判断,同时不同类型细胞的凋亡分析方法有所不同,方法选择依赖于具体的研究体系和研究目的(表?)。

形态学观察方法:利用各种染色法可观察到凋亡细胞的各种形态学特征: (1)DAPI时常用的一种与DNA结合的荧光染料。借助于DAPI染色,可以观察细胞核的形态变化。 (2)Giemsa染色法可以观察到染色质固缩、趋边、凋亡小体形成等形态。 (3)吖啶橙(AO)染色,荧光显微镜观察,活细胞核呈黄绿色荧光,胞质呈红色荧光。凋亡细胞核染色质呈黄绿色浓聚在核膜侧,可见细胞膜呈泡状膨出及凋亡小体。 (4)吖啶橙(A())/溴化乙啶(EB)复染可以更可靠地确定凋亡细胞的变化,AO只进入活细胞,正常细胞及处于凋亡早期的细胞核呈现绿色;EB只进入死细胞,将死细胞及凋亡晚期的细胞的核染成橙红色。 (5)台盼蓝染色对反映细胞膜的完整性,区别坏死细胞有一定的帮助,如果细胞膜不完整、破裂,台盼蓝染料进入细胞,细胞变蓝,即为坏死。如果细胞膜完整,细胞不为台盼蓝染色,则为正常细胞或凋亡细胞。使用透射电镜观察,可见凋亡细胞表面微绒毛消失,核染色质固缩、边集,常呈新月形,核膜皱褶,胞质紧实,细胞器集中,胞膜起泡或出“芽”及凋亡小体和凋亡小体被临近巨噬细胞吞噬现象。 (6)木精-伊红(HE)染色是经典的显示细胞核、细胞质的染色方法,染色结果清晰。发生凋亡的细胞经HE染色后,其细胞大小的变化及特征性细胞核的变化:染色质凝集、呈新月形或块状靠近核膜边缘,晚期核裂解、细胞膜包裹着核碎片“出芽”凸出于细胞表面形成凋亡小体等均可明显显示出来。 DNA凝胶电泳:细胞发生凋亡或坏死,其细胞DNA均发生断裂,细胞小分子 质量DNA片段增加,高分子DNA减少,胞质出现DNA片段。但凋亡细胞DNA断裂点均有规律的发生在核小体之间,出现180~200 bp DNA片段,而坏死细胞的DNA断裂点为无特征的杂乱片段,利用此特征可以确定群体细胞的死亡,并可与坏死细胞区别。

物理知识在医学中的应用

物理知识在医学中的应用 摘要:物理是一门包罗万象的学科,学习物理不止学习它的理论知识,更是要学以致用。物理在各个领域都有非常广泛的应用,今天我来浅谈一下物理学在医学领域中的应用,讲述物理在医学领域中如何为人类谋幸福。 随着近代物理学和计算机科学的迅速发展,人们对生命现象的认识逐步深入,医学的各分支学科已愈来愈多地把它们的理论建立在精确的物理科学基础上,物理学的技术和方法,在医学研究和医疗实践中的应用也越来越广泛。光学显微镜和X射线透视对医学的巨大贡献是大家早已熟悉的。光学纤维做成的各种内镜已淘汰了各种刚性导管内镜,计算机和X射线断层扫描(X—CT)、超声波扫描仪(B超)和磁共振断层成像(MRI)、正电子发射断层显像术(PET)等的制成和应用,不仅仅大大地减少了病人的痛苦和创伤,提高了诊断的准确度,而且直接促进了现代医学影像诊断学的建立和发展,使临床诊断技术发生质的飞跃。 1.X射线透视 1895年11月8日,伦琴在德国维尔茨堡大学实验室研究稀薄气体放电时发现X射线。X射线发现后3个月就应用于医学研究。X射线透视机早已成为医学中不可缺少的工具。伦琴也由此成为世界上第一个荣获诺贝尔物理学奖的人。

X射线透视是根据不同组织或脏器对X射线的衰减本领不同,强度均匀的X射线透过身体不同部位后的强度不同,透过人体的X射线投射到照相底片上,显像后就可以观察到各处明暗不同的像。X射线透视可以清楚地观察到骨折的程度、肺结核病灶、体内肿瘤的位置和大小、脏器形状以及断定体内异物的位置等。X射线透视机已成为医院的基本设备之一。 2.B超 B超是超声波B型显示断层成像的简称,之所以称为B超显示,是因为对过去显示超声检查结果的方法又创立了一种方案而增加的新名称,把已有的那种一维显示一串脉冲波的方案称为A型显示,而新的这种二维纵向断层显示称为B型显示。 B超的基本原理是将一束超声波从体外垂直于人体表面射向体内,当超声波在体内组织中传播时,碰到有分界面或不均匀处就会产生反射。把这种反射超声波再在体外同一部位接收下来,根据发射探头的所在位置,可以知道反射点在体内对着探头的位置,而根据发射超声波的时间差,可以知道它在体内垂直于体表的深度。B超图像非常直观,很容易看懂。 B超与X射线透视相比,其结果的主要差别是:X射线透视所得的是体内纵向投影的阴影像,而B超得出的是纵切面的结构像,在切面方向没有重叠,可以准确判断切面的情况。 3.X射线电子计算机辅助断层扫描成像(X—CT) 1972年英国EMI公司的电子工程师洪斯菲尔德在美国物理学家柯马克1963年发表的数据重建图像数学方法的基础上,发明了X—

配合物在医学中的应用.

配位化合物在医学中的应用 配位化合物是一类广泛存在、组成较为复杂、在 理论和应用上都十分重要的化合物。目前对配位化 合物的研究已远远超出了无机化学的范畴。它涉及 有机化学、分析化学、生物化学、催化动力学、电化学、量子化学等一系列学科。随着科学的发展,在生物学和无机化学的边缘已形成了一门新兴的学科生物无机化学。新学科的发展表明,配位化合物在生命过程中起着重要的作用。除此之外,配位化合物广泛应用于生化检验、药物分析、环境监测等方面。本文对配位化 合物理论的发展及其在医学、药学中的重要作用和应用作简单的论述。 1 配位化合物及其理论的发展 1. 1 配位化合物的组成配位化合物( coordination compound, 简称配合物, 旧称络合物) 是指独立存在的稳定化合物进一步结合而成的复杂化合物。从组成上看,配位化合物是由可以给出孤对电子对或多个不定域电子的一定数目的离子或分子(统称为配位体)和具有接受孤电子对或多个不定域电子空位的原子或离子(统称中心原子)按一定组成和空间构型所形成的化合物。 中心原子大多是位于周期表中部的过渡元素。配位体中可作为配原子的总共约有14种元素,它们主要是位 于周期表的A、A、A族及H - 和有机配体中的C原子,这些元素是: H、C、O、F、P、S、Cl、As、Se、 Br、Sb、Te 、I[ 1]。 1. 2 配位化合物理论的发展配位化合物理论的发展经历了一个漫长的过程。国外最早的文献记载是在1704年,普鲁士染料厂的工人迪巴赫( Dies-bach) 把兽皮或牛血、Na2CO3在铁锅中煮, 得到一种兰色染料普鲁士蓝( Fe4[ Fe( CN)6]3)[ 2]。虽然如此,人们通常还是认为配位化合物始自1798年法

细胞凋亡主要发生机制及相关作用研究

细胞凋亡主要发生机制及相关作用研究 摘要 细胞凋亡是一种有序的或程序性的细胞死亡方式,是细胞接受某些特定信号刺激后在基因调控下所发生的一系列细胞主动死亡过程,通常来说是一种正常生理应答反应。目前认为细胞凋亡信号传导通路主要包括三种:内源性途径、外源性途径以及内质网途径。细胞凋亡的研究已成为当前生命科学研究热点之一。研究细胞凋亡的信号传导通路及其调控对进一步认识和治疗凋亡相关疾病有重要意义。 关键词:细胞凋亡信号传导通路疾病治疗

ABSTRACT Apoptosis is an orderly or programmed cell death way, is a series of cells active death process under gene regulation that after cell accepted certain specific signal stimulation, it is a normal physiological response. At presently, the cell apoptosis signaling pathways mainly includes three types: intrinsic pathway, extrinsic pathway, and the way of endoplasmic reticulum. The research of apoptosis has become the life science research hotspot. Researching cell apoptosis signaling pathways and regulation can get further understanding and also have the important meaning to treatment of apoptosis related diseases. Key words: A poptosis Signal conduct pathway Treatment of diseases

浅谈物理在医学上的应用

浅谈物理在医学上的应用姓名:雷宜学号:20112744 班级:食质11-2班物理是一个包罗万象的学科,学习物理不只是学习它的理论知识,更是要学以致用。物理在各个领域都有非常广泛的应用,这次我就来浅谈一下物理在医学领域上的一些应用。 一、物理在植物医学上的应用 利用温、光、电、磁、辐射、遥感、激光等物理技术防治农作物病、虫、草、鼠害,具有无污染、无残毒、效果好、成本低的特点,是一种无公害植保新技术,应用前景广阔,促进农业可持续发展。1、微波、荧光、激光杀虫 美国用微波快速加热杀死面粉和谷物中的害虫,当微波加热到60℃时所有害虫都被杀死,用15千兆赫以上频率的微波杀虫仅需6秒钟。象鼻虫寄生于玉米、麦类籽粒中由于虫体的含水量比谷物高微波可快速杀死谷物中的害虫而不影响其发芽率。荷兰菲利浦照明灯具公司研制成一种太阳能荧光杀虫器用太阳能电池板作电源太阳光照射1小时,电池板可使,13-15小时,采用TL—16超节能灯管和高频镇流器,省电55%-60%杀虫电场的电流和电压更高杀虫范围更宽。英国用激光扫描法鉴别寄生在马铃薯中的线虫种类。德、日用红外线扫描早期诊断作物病害提高防治效率。 2、静电、磁场处理农药 用静电或磁场处理农药,使农药分子极化,更有效地被吸附于害虫和植物体上,可提高农药药效,减少农药用量50%。

3、辐射、空气放电保鲜 利用辐射线、静电场、空气放电产生的空气负离子、臭氧可杀虫灭菌广泛用于水果、蔬菜等农产品的贮藏保鲜。浙江省柑桔研究所用空气放电技术保鲜柑桔110天好果率94%。广西桂林空军炮兵学院用空气放电技术保鲜,金柑贮藏50天,好果率89%,温州蜜柑29000kg,贮藏127天,好果率99%。中科院石家庄辐射技术中心年处理水果和马铃薯各24000t,增加经济效益500多万元。 二、物理在疗养医学上的应用 自然界的物理因子——电、光、声、磁与人类生存与健康息息相关,这些物理因子具有双重作用:离开它们人类不能生存;超过一定强度,则引起机体损伤甚至死亡。物理疗法是将自然物理因子和人工物理因子作用于机体预防和治疗疾病,促进康复,提高健康水平的一种治疗方法。在我国已有几千年的历史。理疗学的发展和进步丰富了疗养学的治疗手段,尤其在缺乏海水、矿泉等自然疗养因子的疗养院,理疗已成为主要治疗方法。正确运用人工物理因子,对提高疗养效果、加速疾病康复起着重要的作用 1、电疗法与药物离子导入疗法 慢性非结石性胆囊炎患者可进行肝胆区直流电疗,15次1个疗程,有预防结石形成的作用。对慢性支气管炎患者进行脾区直流电疗,可调节细胞免疫与体液免疫。 近年来,有学者研究了较大分子药物,如利多卡因、地塞米松、透明质酸酶、芬太尼等的导入。每隔数分钟逆转1次极性的方法可使

细胞凋亡检测方法的比较和选择(二)

细胞凋亡检测方法的比较和选择(二)关键词:细胞蛋白酶试剂标准物质北京标准物质网 一、PI-Annexin V 优点:细胞发生凋亡时,膜上的PS外露早于DNA断裂,因此Annexin V联合PI染色法检测早期细胞凋亡较TUNEL法更为灵敏,不需固定细胞,是目前最为理想的检测细胞凋亡的方法。 缺点:需要流式检测,设备要求高,操作难度高。 二、caspase-3 优点:①不同细胞在凋亡早期均出现caspase-3蛋白高表达,本方法具有普遍意义:②在蛋白酶级联切割过程中,caspase-3处于核心位置;③本法可用于各种培养细胞凋亡诱导研究,而且灵敏度高,特异性强,与其他已知的caspases 无交叉反应。 缺点:①在细胞凋亡的晚期和死亡细胞,caspase-3的活性明显下降,因此本法对于凋亡晚期灵敏度较差;②本法对特定样本中的检测下限随凋亡过程的动力学、诱导凋亡的试剂,以及在细胞总数中受影响的细胞数而不同。 三、线粒体膜势能的检测 优点:①早期检测细胞凋亡;②可用来检测各种细胞类型包括单核细胞和神经细胞,以及完整组织和纯化的线粒体;③检测灵敏度强。 缺点:①操作步骤复杂,设备要求高,费用高;②不能说明细胞凋亡的机制,需结合其他凋亡检测方法进行综合分析(如caspase、形态学、生化)。 四、凋亡相关蛋白TFAR19蛋白的表达和细胞定位分析 优点:在细胞凋亡早期均出现TFAR19蛋白高表达和核转位,荧光染色定位显示清晰,便于区分凋亡细胞和正常细胞,同时伴随细胞形态学的变化,并持续较长时间,为研究细胞凋亡期所发生的时间提供一项新型技术和指标。不同细胞在凋亡早期均会出现TFAR19蛋白高表达和核转位,因此可以广泛应用于检测不同种类的凋亡细胞,具有普遍意义。

五行学说在医学上的应用

五行学说在医学上的应用 五行学说也是被引进医学领域的哲学学说,代表着一种比阴阳学说更进一步的哲学思想租认识方法。阴阳学说的认识方法建立在“一分为二”的基础上,主要是针对互相对立统一的两个方面。五行学说的认识方法建立在“五行归类”的基础上,则不再是针对互相对立统一的两个方面,而主要针对各种事物或现象之间,以及事物或现象内部结构之间的互相联系。古代医家将五行学说引进医学领域,为研究人体脏腑组织结构之间和生理病理之间的相互联系,提供了一种比较原始的系统思维,进一步完善了中医学领域的哲学思想。 五行学说以五行为论理工具,具有比较朴素的系统思想,被引进医学领域以后,仍是发挥论理工具和系统思想的指导作用。 五行学说在医学上的应用,主要是以五行的特性分析研究人体的复杂结构和脏腑组织器官的五行属性;以五行之间的生克制化来分析研究脏腑组织器官在生理功能之间的相互关系;以五行之间的乘侮来阐释病理情况下的相互影响,并指导疾病的诊断和治疗。 用五行学说阐释五脏的生理功能,首先要将五脏与五行的基本特性相比类,分别确定五脏的五行属性。即:肝属木,心属火,脾属土,肺属金,肾属水。 在此基础上,将六腑和其他组织器官以及与人体生命活动密切相关的五方、五时、五气、五昧、五色、五音、五律等,分别归属五行。然

后,根据各自的基本特性和五行之间的相互关系,说明五脏之间、五脏与其他组织器官之间以及与自然界之间的内在联系和相互影响。比如: 肝属木,心属火,因木能生火,故肝藏血以济心。 心属火,脾属土,因火能生土,故心阳之热以温脾。 脾属土,肺属金,因土能生金,故脾生化气血以充肺。 肺属金,肾属水,因金能生水,故肺之清肃可助肾水下行。 肾属水,肝属木,因水能生木,故肾水藏精可以养肝。 这是用五行“相生”说明五脏之间互相资生的关系。 再如: 肝木克制脾土,可以疏泄脾土之雍滞。 脾土克制肾水,可以制约肾水之泛滥。 肾水克制心火,可以制约心火之亢盛。 心火克制肺金,可以制约肺金清肃太过。 肺金克制肝木,可以制约肝阳之过亢。 这是用五行“相克”说明五脏之间相互制约的关系。

细胞凋亡机制的研究及其意义

细胞凋亡机制的研究及其意义 摘要: 细胞凋亡是维持神经系统正常发育, 维持其免疫系统正常功能所必需过程。目前, 对细胞凋亡的研究已经成为生命科学领域研究的热点。本文就细胞凋亡的发生机制、基因调节机制等方面作一综述。 关键词: 细胞凋亡; 机制;意义 引言:细胞凋亡对机体的健康发育甚为重要,在生理条件下,它作为机体正常细胞群生长与死亡相协调的重要方式,有利于清除多余的细胞、无用细胞、发育不正常细胞、有害细胞、完成正常使命的衰老细胞;有利于维持机体细胞群的自身稳定,从而维持器官组织的正常发育。细胞凋亡过少时,机体易患肿瘤性疾病、自身免疫性疾病;细胞凋亡过多时,机体易患神经系统方面的疾病。人的艾滋病等疾病之所以发生,主要是由于机体细胞凋亡发生异常的结果。 正文: 1、细胞凋亡机制 1.1 信号传递机制 凋亡一般由细胞外的调节因素与其在细胞表面的受体结合而启动。经活化的受体又启动胞内第二信号系统,激活核酸内切酶,引起DNA裂解,进而引发细胞凋亡。细胞外的调节因素包括生理活性因子:如肿瘤坏死因子、转化生长因子及表皮生长因子等;非生理因素:如X射线、紫外线、一氧化氮、毒素及化疗药物等;感染因素:如EB病毒、腺病毒及HIV病毒等。有学者认为,细胞凋亡的信号传导能使用或部分利用细胞增殖和分化过程中的传统信号途径。传统信号途径包括G 结合蛋白信号途径和酶蛋白信号途径,前者可以调节第二信使cAMP和钙离子的生成,细胞内cAMP和钙离子浓度的变化可以对细胞凋亡产生影响;后者可通过酪氨酸蛋白激酶(PTK)、Ras-MAPK或JaK-STAT等途径参与凋亡信号的传导。但众多研究表明可直接启动细胞凋亡的信号途径或死亡信号途径是两种死亡因子,即肿瘤坏死因子和Fas配体与细胞膜表面的相应受体TNF受体和37? 结合以后所发生的凋亡反应。目前对TNF和FasL与相应受体结合所介导的细胞凋亡信号途径及其机制已取得了突破性进展 1.2 酶学机制 1.2.1 caspases蛋白酶 胱冬蛋白酶(caspases)是近几年研究的热点之一,属于ICE/CED3蛋白酶家族成员,目前发现至少有14种之多,分别命名为caspases1-caspases14。与细胞凋亡密切相关,它是通过级联反应,最终激活核酸内切酶来实现的。也有人认为凋亡并不总是引起caspases的释放,而caspases的释放也并不总是引起凋亡,很可能还与细胞的迁移和分化有关.。蛋白酶前体可在天冬氨酸位点上被切断成3部分,H2N端是抑制区域被移去,另一端COOH端断裂成一大一小亚单位

人工智能在医学中的应用

人工智能在医学中的应用 随着电子计算机技术的迅速发展,特别是微型计算机的普及,计算机人工智能技术已渗透到医学及其管理的各个领域。 人工智能是当代计算机应用的前沿。利用人工智能技术编制的辅助诊治系统,一般称为“医疗专家系统”。这种系统借助计算机辅助诊断和辅助决策,在计算机上建立数学模型,对病人的信息进行处理,提出诊断意见和治疗方案。其核心由知识库和推理机构成。由于在诊治中有许多不确定性,人工智能技术能够较好地解决这种不精确推理问题,使医疗专家系统更接近医生诊治的思维过程,获得较好的结论。有的专家系统还具有自学功能,能在诊治疾病的过程中再获得知识,不断提高自身的诊治水平。 这类系统较好的实例如美国斯坦福大学的MYCIN系统,它能识别出引起疾病的细菌种类,提出适当的抗菌药物。在中国类似的系统有中医专家系统,或称“中医专家咨询系统”。此外,人工智能在医学还有很多的方面的应用。 医院信息系统(HIS): 用以收集、处理、分析、储存和传递医疗信息、医院管理信息。一个完整的医院信息系统可以完成如下任务:病人登记、预约、病历管理、病房管理、临床监护、膳食管理、医院行政管理、健康检查登记、药房和药库管理、病人结帐和出院、医疗辅助诊断决策、医学图书资料检索、教育和训练、会诊和转院、统计分析、实验室自动化和接口。 医学情报检索系统: 利用计算机的数据库技术和通讯网络技术对医学图书、期刊、各种医学资料进行管理。通过关键词等即可迅速查找出所需文献资料。 计算机情报检索工作可分为三个部分:①情报的标引处理;②情报的存贮与检索;③提供多种情报服务,可向用户提供实时检索,进行定期专题服务,以及自动编制书本式索引。 美国国立医学图书馆编制的“医学文献分析与检索系统”(MEDLARS)是国际上较著名的软件系统,这是一个比较完善的实时联机检索的网络检索系统。通过该馆的IBM3081计算机系统能提供联机检索和定题检索服务,通过通讯网络、卫星通讯或数据库磁带的方法,在16个国家和地区中形成世界性计算机检索网络。其他著名的系统如IBM4361,MEDLARS等。中国开发了一些专题的医学情报资料检索系统,如中医药文献、典籍的检索系统。 药物代谢动力学软件包: 药物代谢动力学运用数学模型和数学方法定量地研究药物的吸收、分布、转化和排泄等动态变化的规律性。人体组织中的药物浓度不可能也不容易直接测定,因此常用血尿等样品进行测量,通过适当的数学模型来描述和推断药物在体内各部分的浓度和运动特点。在药代动力学的研究中,最常用的数学方法有房室模型、生理模型、线性系统分析、统计矩和随机模型等。这些新技术新方法的发展与应用,都与计算机技术的应用分不开。已开发了不少的药代动力学专用软件包,其中较著名的有NONLIN程序(一种非线性最小二乘法程序)。 疾病预测预报系统: 疾病在人群中流行的规律,与环境、社会、人群免疫等多方面因素有关,计算机可根据存贮的有关因素的信息并根据它建立的数学模型进行计算,作出人群中疾病流行情况的预测预报,供决策部门参考。荷兰、挪威等国还建立了职业病事故信息库,因此能有效地控制和预测职业危害的影响。中国上海、辽宁等地卫生防疫部门,对气象因素与气管炎、某些地方病、流行病(如乙型脑炎、流行性脑膜炎等)的关系作了大量分析,并建立了数学模型,用这些模型在微型机上可成功地作出这些疾病的预测预报。 计算机辅助教学(CAI) 可以帮助学生学习、掌握医学科学知识和提高解决问题的能力以及更好地利用医学知识

细胞凋亡在医学上的应用

细胞凋亡在医学上的应用 (专业:动物遗传育种与繁殖) 摘要:细胞凋亡是细胞的自杀过程,通过自杀方式去除体内非必需细胞或即将发生变异的细胞,细胞凋亡不同于创伤性死亡,它可以帮助人类预防诸如癌症和自身免疫性疾病。细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,凋亡过程的紊乱与许多疾病的发生有直接或间接的关系,如早老性痴呆症、帕金森症、舞蹈症肿瘤,自身免疫性疾病等。研究表明,多种人类恶性肿瘤细胞具有较低响应生理刺激而经历凋亡的能力[1]。因此,诱导癌变细胞凋亡被看作是一种新的癌症治疗方法[2]。开发各种有效提高细胞凋亡能力的试剂——细胞凋亡诱导剂,可能是最有前途的治疗癌症的策略。许多抗癌药,如adrlamycin,vinblastin和紫杉醇等,都可以通过诱导肿瘤细胞凋亡来治疗癌症。细胞凋亡异常在肿瘤特别是肝癌发生中具有重要作用。 正文:细胞凋亡在免疫学和临床医学中的应用中受到广泛应用,在免疫学中研究胸腺细胞成熟过程中的凋亡及活化诱导的细胞死亡较为突出,细胞凋亡在临床医学中,发现HIV病毒感染造成CD4+细胞减少是通过细胞凋亡机制,同时,从细胞凋亡角度看,肿瘤的发生是由于凋亡受阻所致,更为重要的细胞凋亡的研究将给自身免疫病带来真正的突破。 最新研究进展 蛋白尿促肾小管细胞凋亡机理:武汉大学中南医院肾病内科李晓宁博士经多年研究发现,蛋白激酶C-delta在蛋白尿中表达升高,会成为尿蛋白诱导肾小管细胞死亡的“元凶”,如成功抑制,有望避免致肾小管细胞死亡的现象。研究人员发现,肾病水平的蛋白尿可以在体内和体外诱导肾小管细胞凋亡,他们同时发现细胞凋亡的早期特征性事件以及晚期特征性事件等,从而分别从细胞水平,亚细胞水平、DNA水平和蛋白质水平证实了白蛋白对肾小管细胞的直接毒性作用。为找到治疗手段,研究人员分别用化学药物和基因转染的方法,成功抑制了蛋白尿诱导的肾小管损伤。李晓宁认为,这一结果在蛋白激酶C-delta基因敲除的蛋白尿小鼠模型中得到证实,这表明医学界有望在进一步研究中通过药物控制蛋白激酶C-delta水平,以彻底消灭蛋白尿引起的肾小管损伤[3]。 ( 发现细胞凋亡开关有助癌症治疗:美国科罗拉多大学博尔德分校的研究小组通过研究线虫,首次发现引起细胞凋亡的“开关”,此项研究结果可用于治疗人类由于“非正常细胞凋亡”引起的癌症等疾病。研究小组利用线虫的半胱天冬酶( caspase )进行试验。半胱天冬酶是细胞凋亡的“酶刽子手”,因为它的主要作用就是切断和破坏细胞的蛋白质。但是,研究小组在试验中发现半胱天冬酶对Dicer酶具有不同的作用,当半胱天冬酶分裂 Dicer酶后,它并没有杀死Dicer 酶,而只是改变了 Dicer酶的功能( Dicer酶是一种RNA切割酶),Dicer酶开始分裂染色体,并杀死细胞。这个实验首次表明,利用半胱天冬酶分裂Dicer 酶(这是一种RNA切割酶),可以改变Dicer酶的功能,使其转变为DNA切割酶."

回归分析在医学中的应用

毕业论文 (2014 届) 题目回归分析在医学中的应用 学院数学计算机学院 专业数学与应用数学 年级2010级3班 学生学号12010244100 学生姓名蔡慧 指导教师纳艳萍 2014年5月8 日

毕业论文任务书 附表一 论文题目回归分析在医学中的应用选题方向应用数学 学生姓名蔡慧所学专业数学与应用数学班级10级(3)班指导教师姓名纳艳萍所学专业应用数学职称讲师 一、毕业论文基本要求(指导教师填写:包括学生论文应完成的基本环节及各环节要求、学生应遵循的学术规范、论文对本专业相关能力的训练要求等)。 1、所选论文题目具有一定的实际意义和理论价值. 2、认真学习回归分析的基本理论,搜索、查阅与论文有关的各种资料. 3、按规定程序认真撰写论文,按时完成初稿并提交论文. 4、论文的观点正确,内容充实,条理清楚,层次分明. 5、引用参考资料、信息及运算准确无误. 指导教师签名:年月日 二、学生学术诚信承诺: 郑重承诺:本论文在选题、写作、修订完稿过程中将保守学术诚信之要,由本人在指导教师指导下独立完成;论文所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠,凡论文引用他人观点、材料均将注明出处,保证不剽窃或不正当引用他人学术成果。如有违反上述内容者,本人愿承担一切后果。 学生签名:年月日 三、毕业论文合作者及分工: 独立完成 四、毕业论文进度安排 阶段各阶段内容起止时间指导教师 检查签名 1 选择论文题目,查阅相关文献2013.12.1—2014.3.1 2 撰写开题报告2014. 3.1—2014. 3.10 3 论文初稿2014. 3.10—2014. 4.10 4 论文修订稿2014. 4.10—2014. 4. 20 5 定稿2014.4.20—2014.5. 8

基因工程在医学上的应用和发展

基因工程在医学上的应用和发展 发表时间:2010-11-01T13:32:03.983Z 来源:《中外健康文摘》2010年第28期供稿作者:于欣王玉红[导读] 重组DNA技术的发展使得设计新的无毒副作用的疫苗成为可能,并已取得了突破性进展。 于欣王玉红(通讯作者)(辽宁大连医科大学附属第一医院辽宁大连 116011)【中图分类号】R969 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085(2010)28-0206-02 【摘要】基因工程在诊病、制药、病毒疫苗、治疗疾病中发挥了巨大作用,它在医学上的广泛应用已经成为人们关注的热点。人们期待着基因工程能给人类带来财富、健康和幸福。 【关键词】基因工程抗体 DNA 遗传基因重组基因工程制药基因工程抗病毒疫苗基因工程治疗疾病基因工程诊病随着社会的发展,时代的进步,医学已经进入了一个飞速发展的阶段。随着人们生活水平的日益提高,随之而来的便是各种疾病。新的药物层出不穷,在医学历史上掀起一阵又一阵的波澜。近年来,尤以基因工程,蛋白质工程,胚胎细胞工程,动、植物细胞工程备受科学家青睐。其中最为基本的就是基因工程。那么,究竟什么是基因工程呢? 基因工程 基因工程是按着人们的科研或生产需要,在分子水平上,用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质,在体外切割,拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合,再将其引入到没有该DNA片段的受体细胞中,进行复制和表达,生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状,并使之稳定地遗传给下一代。按目的基因的克隆和表达系统,分为原核生物基因工程、酵母基因工程、植物基因工程和动物基因工程。基因工程具有广泛的应用价值,为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径,也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法。基因工程还可应用于基因的结构、功能与作用机制的研究,有助于生命起源和生物进化等重大问题的探讨。基因工程是最为复杂的科学技术之一。 基因工程的基本程序简单可分为以下几个步骤: 1.对目的基因的提取;2.对基因表达载体的构建;3.将目的基因导入受体细胞;4.受体细胞导入的检验。 2 基因工程在医学上的发展和影响 目前,通过重组DNA产生的工程菌已大量高效地合成出许多人体中的活性多肤,为人体战胜多种疑难疾病提供了有力的武器,也是国际医药工业发展的新的增长点。 重组DNA技术的发展使得设计新的无毒副作用的疫苗成为可能,并已取得了突破性进展。目前,正在开发研制的疫苗种类繁多,成为控制疾病的有效手段。 蛋白质工程是指根据蛋白质的立体结构,采用基因工程等各种手段,根据人们的意愿对天然蛋白质进行修饰改造,使之在多种性能方面优于天然蛋白质。在医学方面,可望通过某些单克隆抗体免疫球蛋白与毒素队融合,来制造“生物导弹”药物,用以攻克肿瘤及其他疾病的治疗等。转基因动物已进入实用阶段,把人的基因或其他外源基因导入动物的技术已经成熟,一种用途是建造新的动物模型;另一种用途是使转基因动物成为一种生物反应器,将有医学价值的活性蛋白基因导入易于繁殖的家畜或家禽受精卵中,在长成的转基因动物体液或血液中收获基因产物。 人类基因组计划和恶性肿瘤的防治从1991年开始的人类基因组计划,是人类科学史上最重大的科学项目之一,是当今生物学,医学领域内一项最为引人注目的系统工程。 3 基因工程在医学上的应用 3.1基因工程制药 基因工程制药开创了制药工业的新纪元,解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在,人类已经可以按照需要,通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂,取得了巨大的经济效益和社会效益。 3.2基因工程抗病毒疫苗 为人类抵御病毒侵袭提供了用武之地。基因工程乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、流行性出血热病毒疫苗、轮状病毒疫苗等应用于临床,提高了人类对各种病毒病的抵御能力。 3.3基因工程治疗疾病 基因治疗有两种途径,一是体细胞的基因治疗,二是生殖细胞的基因治疗。体细胞的基因治疗是将正常的遗传基因导入受精的卵细胞内,让这种遗传物质进入受精卵的基因组内,并随着受精卵分裂,分配到每一个子细胞中去,最终纠正未来个体的遗传缺陷。而生殖细胞的基因治疗是将人类设计的“目的基因”导入患有遗传病病人的生殖细胞内,此法操作技术异常复杂,又涉及伦理,缓行之理充足,故尚无人涉足。 3.4基因工程诊病 运用基因手段诊病,从基因中寻找病根,旨在根治遗传性疾病和为癌症、艾滋病、白痴病之类的“不治之症”寻找新的诊断渠道。目前,聚合酶链反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。此外,用在法医上,特别是鉴定犯罪,只要在犯罪现场采到一滴血、一根毛发或者微量的唾液、精斑或者单个精子,都可为擒获犯罪提供线索。 基因工程是20世纪生命科学领域中最伟大的成就,开辟了生命科学的新纪元。基因工程是一种分子水平上的生物工程,是生物工程的核心,是生物工程的灵魂,它可以超越动物、植物和微生物之间的界限,创造出新的生物类型。基因工程不仅在医学上应用广泛,而且广泛应用在工业、农业、冶金、环保等领域,为人类的丰衣足食和健康长寿提供了持续的实用价值很高的产品,发展前景极为广阔。参考文献 [1]李立家,肖庚富.基因工程.2004. [2]朱宝泉.基因工程技术在医学工业中的应用及进展.1997(2).

激光在医学中的应用

激光在医学中的应用 骆旺达 (北京工业大学应用数理学院612班15061230) 摘要: 目的:了解激光的基本特性及激光仪器在医学中的作用。 方法:通过分析激光4个基本特性,对其在医学中的应用进行分类总结。 内容:进行传统医学与激光医学的对比,探讨激光在医学上的应用。 结果:通过对比分析,了解激光为何能在医学中发展。 结论:激光已被广泛应用于基础医学研究及医疗诊断、治疗。 关键词: 激光;激光医学仪器应用;激光特性;激光针灸 引言 激光(laser)是受激辐射光放大的简称。1964年经钱学森教授建议而得此名,它是20世纪最重大的科技成就之一。激光医学是激光技术与医学相结合的一们新兴的边缘学科。上世纪60年代,激光问世不久,就与医学结合起来。激光技术从临床诊断、治疗到基础医学研究被广泛应用。目前激光医学已基本上发展成为一门体系完整、相对独立的学科。在医学科学中起着越来越重要的作用. 激光有4个特性: 1)方向性好。普通光源表面所辐射出来的每列光,是向四面八方发散的;而激光束的发散角是很小的,与普通光束相比差10倍~10000倍,是理想的平行光束。利用激光方向性好的特点,经聚焦后可获得不同尺寸的光斑,分别用做普通手术刀和微手术刀;还可以进一步压缩光斑到1um,直接对DNA等生物大分子进行切割或对接。 2)高亮度,强度大。激光的方向性好,其能量可以在时间及空间上高度集中起来,使激光的亮度达到普通光的1×1012倍1×1019倍,强度可达1×1017W/cm2,在医学上用其独特的优点,可以对肿瘤及其他病变组织进行照射治疗,可使病变组织立即汽化而消失或做组织的切割及组织焊接。 3)单色性好。一般的激光器只发射单一波长的激光,是世界上最好的单色光源,给医学研究和临床诊断增加了新的手段。 4)相干性好。激光器发出的激光,具有相对固定的位相差,使得激光的相干性非常好。激光全息技术已广泛地应用在牙科、眼科和肿瘤科,来观察和分析细胞及其生物组织的形态。 激光仪器在医学上的应用:

激光技术在医学临床上的应用

激光技术在医学临床上的应用 ——物理技术在医学上的应用 【摘要】:应用是高新技术发展的一个重要推动力.本文从激光的基本特性出发,以激光与人体相互作用产生的热效应为根据,综合论述了激光在医学临床上的两种主要应用方式:激光凝固疗法和激光汽化疗法. 【关键词】:应用激光医学临床激光技术激光汽化激光凝固疗法【引言】:激光是物质受激辐射产生的一种相干光,具有单色性好,高亮度,辐射方向性强等特点。这些特点使激光非常适合于疾病的诊断、监测和高精度定位治疗。1963年Goldm an等人用激光有效地治疗了皮肤病,从而揭开了激光医疗技术革命的序幕。随着各种新型激光器的研制与开发,激光技术在医疗领域的应用越来越广,形成了别具特色的激光疗法。激光疗法具有非接触、无侵袭等传统方法无可比拟的优点。激光用来治疗疾病时,就是利用激光高能量密度辐射对人体组织所产生的生物效应,这些生物效应主要包括: 光热效应、光压效应、光化效应、生物刺激效应、强电磁场效应等。本文从激光的生物效应机理以及临床应用方面阐述激光技术在医学上的若干应用。

一、临床应用 1. 激光诱导荧光光谱诊断 近年来,激光诱导荧光技术在诊断恶性肿瘤方面的应用价值,已引起国内外肿瘤专家的关注。这种方法有利于在肿瘤早期找出其存在的部位,实现肿瘤的早期诊断与治疗。目前,人们利用激光诱导荧光法诊断肿瘤组织主要有两种方法: a. 外加光敏物质诊断 根据荧光物质与肿瘤组织有比较强的亲和力的原理,在病人静脉注射或口服光敏剂后一段时间(一般为48~72h)接受激光照射,根据记录下来的荧光光谱特性曲线,便可以确定肿瘤的部位。但这种方法常受到其他组织荧光和自体荧光的干扰,容易引起误诊,所以这种非自身的激光诱导荧光从医学的角度来看尚待改进,医学界正致力于寻求更为有效且无副作用的染色药物。 b. 自体荧光光谱诊断 该方法不用外源性荧光物质,利用人体组织在激光激励下产生的荧光,进行光谱特征分析,可以将肿瘤组织与正常组织区分开来。以荧光强度比为参数诊断胃癌在实验和临床上已获得成功。该方法能够避免注射或口服光敏药物所带来的副作用,不会损伤病变组织的生物状态和正常细胞的生理功能,因而是一种无侵袭诊断技术。同时该方法快捷、无损伤,避免了活检需长时间等待病理分析结果的缺点,它将会成为早期肿瘤诊断的一种重要手段。

细胞凋亡及检测方法

细胞凋亡 细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常称为细胞编程性死亡(programmed cell death,PCD)。具体指细胞遇到内、外环境因子刺激时,受基因调控启动的自杀保护措施,包括一些分子机制的诱导激活和基因编程,通过这种方式去除体内非必需的细胞或即将发生特化的细胞。例如,蛙的个体发育过程中,四肢的形成过程中尾巴消失等现象,都涉及细胞的自动死亡。 在形态学上把细胞凋亡分为三个阶段:第一个阶段是凋亡的开始,此阶段只是进行数分钟,细胞中所表现的特征是:微绒毛消失,细胞间接触消失,但是质膜保持完整性,线粒体大体完整,核糖体逐渐与内质网脱离,内质网囊腔膨胀,并与质膜发生融合,染色质固缩等等;第二阶段是形成凋亡小体,核染色质发生断裂,形成许多的片段,与一些细胞器聚集在一起,然后被细胞质膜包围,形成凋亡小体;第三阶段是凋亡小体被吞噬细胞所吞噬,而其残留物质被消化后重新使用。细胞凋亡是一个主动性自杀过程,所以它是一个耗能的过程,需要ATP提供能量。 【细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞发生凋亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,对于这种生物学观察,借用希腊“Apoptosis”来表示,意思是像树叶或花的自然凋落,可译为细胞凋亡。 人体内的细胞注定是要死亡的,有些死亡是生理性的,有些死亡则是病理性的,有关细胞死亡过程的研究,近年来已成为生物学、医学研究的一个热点,到目前为此,人们已经知道细胞的死亡起码有两种方式,即细胞坏死与细胞凋亡(apoptosis)。细胞坏死是早已被认识到的一种细胞死亡方式,而细胞凋亡则是近年逐渐被认识的一种细胞死亡方式。 细胞凋亡是细胞的一种基本生物学现象,在多细胞生物去除不需要的或异常的细胞中起着必要的作用。它在生物体的进化、内环境的稳定以及多个系统的发育中起着重要的作用。细胞凋亡不仅是一种特殊的细胞死亡类型,而且具有重要的生物学意义及复杂的分子生物学机制。 凋亡是多基因严格控制的过程。这些基因在种属之间非常保守,如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因如C-myc、抑癌基因P53等,随着分子生物学技术的发展对多种细胞凋亡的过程有了相当的认识,但是迄今为止凋亡过程确切机制尚不完全清楚。而凋亡过程的紊乱可能与许多疾病的发生有直接或间接的关系。如肿瘤、自身免疫性疾病等,能够诱发细胞凋亡的因素很多,如射线、药物等。 细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程 在不同的情况下,细胞凋亡的信号转导途径是有差别的,根据对caspase家族(半胱氨酸蛋白酶,它们的活性位点均包括半胱氨酸残基,能够特异的切割靶蛋白天冬氨酸残基后的肽键,目前已有13种caspase成员被先后发现或克隆,其中6种caspase与细胞凋亡有关)的依赖性可分为两大类型。一类称为外在途径,由细胞表面的死亡受体,如Fas和肿瘤坏死因子受体家族(TNF-R)引发,死亡受体与配体结合后,通过跨膜信号转导把死亡信号转导入细胞内死亡域,进而引起caspase联级反应;另一类称为内在途径或线粒体途径,由许多应激条件、化学治疗试剂和药物所表1细胞凋亡和细胞坏死的区别区别点细胞凋亡细胞坏死起因生理或病理性病理性变化或外界因素的巨变如高温、强压等范围单个分散的细胞大片组织或成群细胞细胞膜保持完整,一直到形成凋亡小体破损,通透性增加染色质凝聚在核膜下呈半月状呈絮状细胞器无明显变化,保持完整

人工智能在医学上的应用

姓名:班级:学号: 摘要:本文阐述了人工智能的概念,概括了人工智能的起源和发展,总结发展历史,对人工智能发展前景进行探索,并探讨了人共智能在医学领域的研究与应用。 关键词:人工智能,医学,应用。 前言:人工智能作为一门引领未来的科学技术,其思想、理论、方法和技术已经渗透到科学技术的各个领域和人类社会的各个方面,与此同时,各种冠以“智能”的学科、技术、系统、工程和产品,以及各种以智能为标志的社会形态、产业领域和生活方式等如雨后春笋般地涌现。“智能”这个具有无限潜力的学科,正在以其无穷的魅力引领者现代科学技术的发展和人类文明的进步。在医学领域,其应用前景无限,同时也任重道远。 人工智能是一门研究如何用人工的方法去模拟和实现人类智能的学科,它是集计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的综合性交叉学科。它的新思想、新观念、新理论、新技术较传统科学技术技特别突出。 人工智能从产生以来走过一条坎坷和曲折的发展道路。从古希腊伟大哲学家亚里士多德创立的演绎法,到德国数学家和哲学家莱布尼兹奠定的数理逻辑的基础;再从英国数学家图灵1936年创立的图灵机模型,到美国数学家、电子数字计算机的先驱莫克利等人1946年研制成功世界上第一台通用电子计算机,这些都为人工智能的诞生奠定了重要的思想理论和物质技术基础。

1943年,美国神经生理学家麦卡洛克和皮茨一起研制出了世界上的第一个人工神经网络模型,开创了以仿生学观点和结构化方法模拟人类智能的途径;1948年,美国著名数学家威纳创立了控制论,为以行为模拟观点研究人工智能奠定了理论和技术基础;1950年,图灵发表《计算机能思维吗》著名论文,明确提出了“机器能思维”的观点。至此,人工智能初步形成,这一时期被称为人工智能的孕育期。 1956年夏季,以美国年轻数学家、计算机专家麦卡锡为主的10位来自美国数学、神经学、心理学、信息科学和计算机科学方面的年轻杰出科学家在达特茅斯大学举行夏季学术研讨会,他们在一起共同学习和探讨了用机器模拟人类智能的有关问题,麦卡锡提议正式采用“人工智能”这一术语。从此,一个以研究如何用机器模拟人类智能的新兴学科——人工智能诞生了。此后,人工智能有了较大的发展。正当人们为人工智能所取得的成就而高兴的时候,人工智能遇到了许多困难,遭遇了很大挫折。但先驱们没有放弃,在反思中总结经验教训,开创了一条以知识为中心、面向应用开发的研究道路,人工智能逐步向应用方向发展。至今,科学家们在人工智能在医学上的应用研究越来越积极。 通过查阅资料,我总结出人工智能技术在医学领域的应用有如下这些: (1)、人工智能可以为医生提供完整和有效的信息,从而为疾病的诊断和治疗提供科学、可靠的依据。 (2)、人工智能极大提高医学数据的测定和分析过程的自动化

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