开展相关的前沿研究从不同层次分子细胞组织器官57页PPT

核酸纯化世界第一品牌德国QIAGEN公司提供的超纯质粒抽提试剂盒使您不必为DNA质量操心。 随着功能研究的兴起，其应用越来越广泛。
原位杂交：用核苷酸探针对特殊的核苷酸顺序在其原位进行
使细胞中靶基因编码的蛋
白合成量也大为减少
反义技术的应用：
① 基因功能的研究 ② 病毒基因组功能的研究 ③ 作为药物 ④ 抗肿瘤作用
的一种方法。
不同细胞有不同的培养基，血清和添加物。 ② 退火：降低温度至56℃使引物与模板DNA单链结合
或与目的基因互补配对的
但有些对此敏感的细胞如原代细胞会受到损伤，甚至死亡导致转染效率极低。
影响转染效率的主要因素有： 可用于DNA、RNA定位研究。
反义基因，通过它们的杂
荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH） ③ 用于药物筛选的动物模型
第五节 细胞Βιβλιοθήκη 子生物学研究方法一、原位分子杂交技术
DNA变性: 当溶液中的DNA分子处于高温或高pH值(13)条件下,
维持双螺旋在一起的碱基互补对就被破坏,DNA双链解离 成两条单链,这一过程叫DNA变性。
DNA复性: 当温度降低至合适温度或恢复pH值至中性，两条裂
解的单链按碱基互补配对原则重新形成双链结构,这一 过程叫DNA复性,又叫DNA杂交。
常规转染技术可分为两大类，一类是瞬时转染， 一类是稳定转染（永久转染）。前者外源DNA/RNA不 整合到宿主染色体中，因此一个宿主细胞中可存在多 个拷贝数，产生高水平的表达，但通常只持续几天， 多用于启动子和其它调控元件的分析。后者也称稳定 转染，外源DNA既可以整合到宿主染色体中，也可能 作为一种游离体（episome）存在。外源DNA整合到染 色体中概率很小，大约1/104转染细胞能整合，通常 需要通过一些选择性标记，如来氨丙基转移酶（APH 新霉素抗性基因），潮霉素B磷酸转移酶（HPH），胸 苷激酶（TK）等反复筛选，得到稳定转染的同源细胞 系。

• 细胞增殖速率、细胞存活期、细胞冻存与复苏、培 养细胞与体内生长细胞间的差异等
• 细胞生长与生存微环境的关系 • 功能细胞与支持细胞的相互关系 • 功能细胞与其支持物——ECM的关系 • 功能细胞的生长繁殖与三维空间的关系 • 功能细胞的生长繁殖与应力等物理因素的关系
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• 组织工程是近年来正在兴起的一门多学科交叉的边缘学科， 属于生物高技术范畴，它融合了细胞生物学、工程科学、 材料科学和外科学等多个学科，必将促进和带动相关高技 术领域的交叉、渗透和发展，并由此衍生出新的高技术产 业。
• 组织工程的概念一提出，就受到各国学者的广泛关注，目 前，美国已有相当数量的研究机构（包括NASA、DOE、 NIH等），许多相关大学（包括MIT、HMS、GIT、UCSD、 UMASTFFU）都参与了组织工程的研究。我国也掀起了一 股组织工程热，目前已在软骨、骨、肌腱、血管、皮肤、 角膜等领域取得了可喜的进展。
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• 基质细胞包括其他的疏松结缔组织细胞，在细 胞复合培养中充当“饲养”细胞的作用。基质 提供复合培养的支架，种植并生长于其中的基 质细胞分泌生长因子，以保证种子细胞增殖并 使细胞培养长期维持。
织类型广泛，理论上讲它能分化为所有的间充质组
织类型，如：软骨、脂肪、肌肉及肌腱等。
• 目前用于分离MSC的方法主要有：密度法三种。
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3.1.3 内皮细胞：
• 内皮细胞应用于组织工程构建，在技术上经历了三 个发展阶段：静脉内皮细胞单期种植；微血管内皮 细胞单期种植；自体内皮细胞扩增培养种植。 Munerett等对动脉和毛细血管系统来源的内皮 细胞进行了研究，发现主动脉内皮细胞所形成的毛 细血管结构比其他两种细胞形成的结构更稳定持久， 更适合成为组织工程种子细胞来源，但是主动脉组 织在临床难以获取，最终应用存在一定问题。

小分子抑制剂
针对特定靶点的小分子药物，具 有口服易吸收、作用机制明确等 优点，在抗肿瘤、抗病毒等领域 具有广泛应用前景。
PART 03
培训内容与目标
培训目标
培养学员掌握医学新 技术与前沿研究的基 本概念、原理和应用 。
促进学员之间的交流 与合作，共同推进医 学科技发展。
提高学员在医学领域 的研究能力和创新思 维。
人工智能在医学诊断中的伦理问题
人工智能在医学诊断中的应用 ，如深度学习和图像识别，提 高了诊断的准确性和效率。
但同时也引发了关于数据隐私 、误诊责任和人工智能决策透 明度的伦理问题。
需要制定相关法规和伦理指南 ，以确保患者权益和人工智能 在医学诊断中的合理应用。
3D生物打印的伦理问题
3D生物打印技术能够打印人体组 织和器官，为移植和再生医学提
基因编辑技术是一种能够对生物体的基因组进行精确修改的革命性技术，其中最 著名的就是CRISPR-Cas9系统。通过基因编辑技术，科学家们可以精确地编辑人 类基因，治疗遗传性疾病和传染病。
基因编辑技术具有巨大的潜力，但同时也面临着伦理和安全方面的挑战。在应用 基因编辑技术时，需要充分考虑其长期影响和潜在风险，确保技术的安全性和可 靠性。
邀请医学领域的专家学者进行 授课，深入浅出地讲解新技术 与前沿研究的原理和应用。
分组讨论
学员分组进行讨论，分享自己 的见解和经验，共同探讨医学
科技的发展方向。
实践操作
提供实践操作机会，让学员亲 身体验新技术与前沿研究的实
际应用。
时间安排
为期一周的培训，每天安排6 小时的学习和讨论时间，确保
学员充分掌握所学内容。
为新技术应用提供明确的法律和伦理框架 。
共同制定国际标准，促进技术共享和普及 。

➢ 大脑后动脉颞支缺血累及边缘系统的颞叶海马、海马 旁回和穹隆所致
临床表现
③ 双眼视力障碍发作 双侧大脑后动脉距状支缺血导致
枕叶视皮层受累，引起暂时性皮质盲
辅助检查
➢ CT或MRI检查大多正常，部分病例(发作时间 ＞60min者)于弥散加权MRI可见片状缺血灶
➢ CTA、MRA及DSA可见血管狭窄、动脉粥样硬 化斑
（五）基因突变分析 PCR与其他技术的结合可以大大提高基因突变检 测的敏感性 。
三、几种重要的PCR衍生技术
（一）逆转录PCR技术 逆转录PCR(reverse transcription PCR，RT-PCR)是将 RNA的逆转录反应和PCR反应联合应用的一种技术， 是目前从组织或细胞中获得目的基因以及对已知序 列的RNA进行定性及半定量分析的最有效方法。
➢ TCD可发现颅内动脉狭窄，并可进行血流状 况评估和微栓子监测
➢ 血常规和生化检查是必要的 ➢ 神经心理学检查可能发现轻微的脑功能损害
诊断及鉴别诊断
1.TIA的诊断
➢ 大多数TIA患者就诊时临床症状已消失，诊断主 要依靠病史
➢ 中老年患者突然出现局灶性脑功能损害症状，符 合颈动脉或椎-基底动脉系统及其分支缺血表现， 并在短时间内症状完全恢复(多不超过1小时)， 应高度怀疑为TIA
1.DNA序列分析 用于基因突变类型已经明确的遗传病的诊断及产 前诊断 ，例如血友病、囊性纤维变性、杭延顿氏 舞蹈症、抗胰酶缺乏症等均可检测。
2.PCR技术 • 快速检出样品中的痕量病原微生物，例如乙
型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎，爱滋病等。 • 微量DNA 样品中的基因及基因变异分析。 • 用于个体识别、亲缘关系鉴定、器官移植术
➢ PWI/DWI、CTP和SPECT有助TIA的诊断

1. 热点前沿及重点热点前沿解读
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1.1 物理学 Top 10 热点前沿发展态势
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2. 重点热点前沿——希格斯玻色子轻子味破缺衰变和 B 介子
半轻衰变
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3. 重点热点前沿——四夸克态和五夸克态的实验和理论研究
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八、物理学
2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读
57
1. 新兴前沿概述
57
2. 重点新兴前沿——基于 750GeV 双光子信号的标准模型研究 57
通过持续跟踪全球最重要的科研和学术论 文 是成簇的高被引论文频繁地共同被引用的情况， 可以发现研究前沿。当一簇高被引论文共同被 引用的情形达到一定的活跃度和连贯性时，就 形成一个研究前沿，而这一簇高被引论文便是 组成该研究前沿的“核 心 论 文 ” 。研究前沿的 分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学 问题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员 的背景不同或来自不同的学科领域。
02 2017 研究前沿
明
方法论和数据说
一、方法论和数据说明
1. 背景介绍
科学研究的世界呈现出蔓延生长，不断演 化的景象。科研管理者和政策制定者需要掌握 科研的进展和动态，以有限的资源来支持和推 进科学进步。对于他们而言，洞察科研动向、 尤其是跟踪新兴专业领域将对其工作产生重大 的意义。
为此，科睿唯安发布了“ 研 究 前 沿 ” （R 作研究前沿的专业领域的办法，源自于科学研 究之间存在的某种特定的共性。这种共性可能 来自于实验数据，也可能来自于研究方法，或 者概念和假设，并反映在科学家在论文中引用 其他科学家的工作这个学术行为之中。
06
2. 重点热点前沿——植物基因组编辑技术及其在农作物中的
应用研究
08

❖ 1990年实施“人类基因组计划”( human genomic project)是人类 认识自我一揭开人类的奥秘、追求健康、战胜疾病的伟大科学 工程。
❖ 已完成的“基因组计划” ：家猪基因组水稻、鸡，猪，马铃薯 ，白菜等。
❖ 以研究基因组结构为主要内容的“基因组学”( genomics)和以 研究基因组功能为主要内容的“后基因组学”( post-genomics) 成为研究热点。
2.5 生物芯片
❖ 生物芯片(biochip)是根据分子间特异性 相互作用的原理，将生命科学领域中不连 续的分析过程利用微电子、微机械、化学 、物理及计算机技术集成于芯片表面，构 建微流体生物化学分析系统，以实现对细 胞、蛋白质、核酸及其它生物组分的准确 、快速、大信息量的检侧和分析，并实现 过程连续化、集成化、微型化。
分子生物学前 沿
1 引言
•分子生物学(molecular Biology)是一门带动整个生命科 学的学科，是生物化学、遗传学、徽生物学、细胞学、生 物物理学等学科相结合的基础上发展起来的学科。 •分子生物学是生命科学的前沿和最活跃的学科。近年来 由于分子生物学的技术和方法不断为生命科学其他领域广 泛运用，使本学科越来越侧重于蛋白质等生物大分子及其 复合物的三维结构与功能研究方面。
” ❖1953年， Watson和Crick提出DNA双螺旋模型; ❖ 1958年，Crick提出中心法则; ❖1969，年全部 (三联密码子)遗传密码被破译….
❖ 随着分子生物学的发展，促使生物化学、遗传学 以及整个生物学科发生了深刻的革命。
❖ 人类进入21世纪10多年了，分子生物学也进入了 “基因组后时代”。
生物计算机的特点
❖ 依靠生物化学反应、能自我管理和自我修复； ❖ 运算速度快； ❖ 元件密度高； ❖ 传递信息的速度快； ❖ 可直接受人脑的指挥，为人脑的外延或扩充部分; ❖ 能以从人体细胞吸收营养的方式来补充能量 ❖ 能自我发展并不断完普其智能中心，可以彻底实现现有

➢ 小 的 核 酸 片 段 (<50bp) 常 被 称 为 寡 核 苷 酸 (oligonucleotide) 。 自 然 界 中 的 DNA 和 RNA 的 长度可以高达几十万个碱基。
DNA双螺旋结构的多样性
二、分子生物学早期理论形成期
1953，DNA双螺旋模型建立－－－－ 1970年，James Watson 第二版 《Molecular biology of the gene》标志 分子生物学开始有DNA
RNA
蛋白`1 质
逆转录 1970年H.Temin
1961-1969 Nirenberg 破译遗传密码
遗 传 密 码 表
三、20世纪70年代以来分子生物学飞速发展
1、逆转录酶 2、限制性内切酶、连接酶 3、断裂基因 4、DNA测序 5、核酶 6、PCR发明 7、增强子等调控序列 8、转基因动物 9、基因治疗 10、人类基因组计划
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串珠状染色质
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遗传信息的传递
遗传物质是DNA，遗传单位是基因，遗传信息贮存 于DNA中,通过半保留和半不连续复制传递到子代细 胞中。分子生物学核心是研究遗传信息及其传递
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(1) DNA结构
DNA的基本结构单位——单脱氧核糖核苷酸
磷酸
脱氧核糖
碱基
脱氧核糖核苷
脱氧核糖核苷酸
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碱基种类
c. 人类“种属”之间没有本质的区别； d. 存在 “热点”和大片 “荒漠”； e. 男性的基因突变率是女性的两倍； f. 约有200个基因来自细菌基因； g. 基因重排更复杂
沿DNA双轨的“淘金”热浪势不可挡，因 为这是最好的致富道路之一。
Gene = Money
知识和理论的致富 ▪ 人类基因组的DNA序列－－破译全部基

➢Abnormally high P-TEFb activity direct link to cardiac hypertrophy
➢May also relate to tumor progression
P-TEFb is essential for HIV-1 replication and gene expression
• Drosophila 42 repeats
• Mammals: 52 repeats
IIH IIE
Pre-initiation
CTD
IIF
CTD
IIFPol II
IIH IIE
Pol II
IIF IIBII D II A
TATA
+1
PIC asPsICembly
DNA temp
PromoItneritcilaetairoannce
Main Points
➢Transcription process of eukaryotic gene.
➢P-TEFb: functions and its Activity regulation
I. Transcription process
PIC assembly
Initiation
Promotor clearence
CTD
5 5
Pol II 5 5
TAR RNA
TTaatt CycT1
TTaattCycT1
CDK9
CDK9 CTD
25
Pol
II
2
2
2 5
5 5
Tat CycT1 TTaatt CycT1 CDK9
CDK9
HIV
+1

基因水平逐步深入，正如病理学前辈们所说：技
术是病理学之母。
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• 病理学技术包括传统病理学技术和现代新技术。有人 体病理学技术和实验病理学技术，二者相互渗透，互 为促进，传统的福尔马林固定、石蜡切片、HE染色是 病理学的基本技术，已广泛应用于基础和临床病理学
工作。根据科研的发展，临床病理学的需要，又不断
3．纯化抗体； 4．抗体标记组织切片； 5．染色反应； 6．观察结果。
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（二）常用标记物
1．酶 为最常用的标记物。作为标记的酶应具有以下条件：① 底物是特异性的，且易于显示；②酶反应产物稳定，不易 扩散；③容易获得纯酶分子且较稳定；④酶标记抗体后， 不影响两者的活性；⑤被检组织中不应存在内源性相同的 酶或其底物。常用的标记酶有辣根过氧化物酶（ HRP ）、 硷性磷酸酶（AKP）、葡萄糖氧化酶（GOD）等。 2．荧光素 指在高能量光波的激发下能产生荧光的物质。常用 的有异硫氰酸荧光素（ FITC ）、四甲基异硫氰酸罗达明 （TRITC）。 3．生物素 其与卵白素的亲和力明显高于抗原抗体的结合力。 4．金属标记物 如铁蛋白和胶体金。多用于免疫电镜。
1．孚尔根反应法（Feulgen reaction）显示DNA呈现紫红色。 2．甲绿-派郎宁法（Methyl Green-Pyronin method）显示核酸（ 甲绿染DNA呈现绿色，派郎宁染RNA呈现红色） 3．苏丹Ⅲ冰冻切片染色显示中性脂肪呈现橘红色。
4．普鲁士蓝反应显示组织中含铁血黄素。
5．过碘酸雪夫反应（Periodic acid schiffreaction, PAS）显示糖 原和其它多糖物质为紫红色。
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三．常用免疫组织化学染色方法
（一）直接法 • 将荧光素(免疫荧光法)或酶直接标记在第 一抗体上，以检查相应的抗原。直接法 具有特异性强的优点，但敏感性差，耗 费抗体多。