植物细胞融合的研究进展_综述_郭学民
河北科技师范学院学报 第19卷第1期,2005年3月
Jo ur nal o f Hebei N or mal U niver sity of Science&T echnolog y Co llege V o l.19 No1.1M arch2005
植物细胞融合的研究进展(综述)
郭学民1,2,徐兴友1,2,王同坤1,王华芳2,尹伟伦2
(1河北科技师范学院生命科学系,河北秦皇岛,066600;2北京林业大学生物科学与技术学院)摘要:概述了原生质体分离和培养的影响因素,介绍了近年来国内外原生质体培养与融合及杂种细胞、筛选和鉴定的动态。
关键词:细胞融合;原生质体;筛选与鉴定
中图分类号:Q321+.2 文献标识码:A 文章编号:1672-7983(2005)01-0065-05
细胞融合(cy to mixis),亦称细胞杂交(cell fusio n),是指亲本的两个细胞在特定的物理和化学因子处理下合并为一个杂种细胞的过程[1]。植物细胞融合可分为体细胞杂交(somatic hybridizatio n)和配子-体细胞杂交(gameto-somatic hy br idizatio n),前者是指不经过有性过程,而直接由体细胞原生质体融合产生杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[2],后者是指性细胞(如小孢子四分体、精子、精细胞、幼嫩花粉、成熟花粉、卵细胞、助细胞和中央细胞等)原生质体和二倍体原生质体融合产生三倍体杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[3]。植物细胞融合是植物细胞工程的一个重要分支,是一种突破物种生殖隔离、创造远缘杂种的新途径,原生质体技术还可用于细胞突变体的筛选、细胞器移植和外源DNA的导入。
自1960年Cocking[4]用酶法分离出番茄根原生质体后,Natag a和T akebe[5]1970年首次利用烟草叶分离原生质体,经培养获得再生植株;1975年以色列的Vardi等[6]首次从木本植物Sham onti甜橙珠心组织诱导胚性愈伤组织,并从愈伤组织分离原生质体,经培养通过胚状体再生出植株;在禾本科植物中,除在珍珠谷、紫狼尾草用悬浮细胞为材料,较早获得原生质体再生植株外,直到1985年Fujim ur a[7]等率先在水稻原生质体培养中获得了再生植株,才出现了重大突破。现已从许多种内、种间、属间甚至亚科间的体细胞杂交获得杂种细胞系或杂种植株。随着多种植物原生质体的成功培养和融合技术的不断改进,植物细胞融合获得了巨大成功。植物细胞融合包括原生质体的制备、细胞融合的诱导、杂种细胞的筛选和培养,以及植株的再生和鉴定等环节。
1 原生质体的分离和培养
1.1 起始材料
起始材料及其生理状态对原生质体的制备及其活力有很大的影响。在以往的双子叶植物培养中,大多以叶片为分离原生质体的材料,近年来,起始材料的适用范围有了较大扩展。目前,以愈伤组织、悬浮细胞和体细胞胚为材料制备原生质体是最主要的方式;禾本科植物原生质体培养获得成功的试验,几乎都是用从幼胚或成熟胚诱导形成的胚性愈伤组织或胚性细胞系来游离原生质体。采用这些材料制备原生质体方法简便、产量高、不污染、不易破碎。
1.2 基因型
同一植物不同基因型的原生质体脱分化与再分化所要求的条件不同,所以在相同条件下,不同品种的再生能力不同。王光远和夏镇澳[8]在水稻原生质体培养中曾用26个品种进行组织培养,其中仅有3个品种(粳稻农虎6号、国香1号和上农香糯)能成功地用于原生质体培养,获得再生植株。据统计,小麦获得原生质体再生植株的基因型只有大约10个[9]。基因型的选择在植物原生质体培养中起着重要作用,它不仅影响原生质体的产量和活力,而且还影响植株的再生。Cheng和Veillenux证明芙薯(Solanum phureja)从原生质体培养到愈伤组织形成受2个独立位点的显性基因的调控[10]。因此,现有
收稿日期:2004-03-09;修改稿收到日期:2004-12-12
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条件下,并不是所有植物种都能获得原生质体再生植株。为了提高原生质体培养的成功率,要采用多品种和适当品种作为原生质体培养的起始材料。
1.3 培养基
培养基对原生质体培养影响很大。为了使原生质体能持续生长、分化,最重要的条件之一是选择合适的培养基。在木本植物原生质体培养中,常用的培养基有M S,M T,WPM,KM8p等。Crosser等用MT 改进后建立的BH3培养基已成为柑橘原生质体培养中较为通用的培养基[11];利用KM8p经多次改进得到的培养基V-KM已成功地培养了200多种原生质体,是目前适用范围较广的原生质体培养基[12]。在禾本科植物原生质体培养成功的例证中,常用的培养基是以M S,LS,Du,N6,KM等为基础改进而来的。
无机盐是培养基的主要成分,其浓度要比细胞培养时低。其中氮源研究较多,马锋旺和罗建平等在原生质体培养中发现高浓度NH+4抑制原生质体分裂[13,14]。
培养基中的碳源和渗透剂在原生质体培养中起重要作用。渗透压过高,原生质体会发生皱缩直至失去活力;渗透压过低,原生质体吸水膨胀而破碎,故在酶解和初培养时,由于原生质体无细胞壁,培养基保持较高的渗透势状态是必要的。随着原生体培养时间的延长,可逐步降低渗透势以提高细胞的耐受力[15]。常用的碳源、渗透剂以葡萄糖较好,可获得较高的植板率,且对细胞毒害也小[16],但有些植物用葡萄糖+山梨醇、蔗糖+葡萄糖、麦芽糖、甘露糖等效果较好[17～19]。
原生质体培养中的激素以生长素和细胞分裂素为主。不同植物的原生质体培养,对激素的浓度要求差异很大,需要生长素和细胞分裂素的适当搭配[20,21]。但也有学者证明添加NAA可提高原生质体的分裂率[16]。在禾本科植物原生质体培养中,培养基中2,4-D的作用十分重要。
1.4 培养方法
原生质体的培养方法分为液体培养、琼脂糖包埋和看护培养几种方式。有些植物适于采用液体浅层培养[22～24],另外,固液双层培养法也被应用于原生质体再生[25]。
1.5 培养密度
原生质体的接种密度对培养效果影响很大。密度过小,原生质体内含物外渗而引起褐变或进行一次分裂后即死亡;密度过高,造成营养不良,再生细胞团很小,而且很快停止生长。在一定范围内,原生质体具有较强的恢复分裂能力,一般密度以104～105mL-1为宜[26]。
1.6 酶制剂
在木本植物中,原生质体的分离常用的酶为纤维素酶(Cellulase Onzuka R-10)、果胶酶(Pectinase)、离析酶(M acerozy me r-10)和半纤维素酶(Hemicellulase)。但不同植物所用酶的种类有较大的差别。在苹果和山桃的原生质体分离中只需纤维素酶和果胶酶即可[27],枣树则用纤维素酶和离析酶[20]。禾本科植物原生质体的分离普遍使用了Y-23果胶酶来消除细胞壁,保证了原生质体的质量。
1.7 材料的预处理
许多研究者报道,酶解之前对材料进行预处理有利于原生质体的分离。在正常培养基中生长的草莓试管苗幼叶,直接酶解仅能产生少量原生质体,如果在分离前将试管苗转入降低了蔗糖浓度的培养基中预处理2～3周,或暗处理1周,原生质体的产量将大为提高[28,29]。在悬铃木叶片酶解前,将其放在CPW-12M(含质量分数为0.12的甘露醇)中1.5～2h,使细胞质壁分离,缩短了酶解时间[16]。在实验中,材料是否需要预处理要根据不同的情况而定。
2 原生质体融合
2.1 应用原生质体融合技术产生杂种植株
自Car lson等[30]在1972年获得第一株烟草体细胞杂种植株以来,原生质体融合技术在植物中已广泛应用。据不完全统计,到2003年初,已获得木本植物近100个组合的体细胞杂种植株[26];T erada R.等[31]最早在1987年,将稗草与水稻的原生质体融合,获得了杂种水稻植株,至1999年底,已获得17例水稻体细胞杂交组合的杂种植株[32];现已有10多种植物性细胞的20多个不同组合的配子-体细胞杂交实验,有的已获得再生植株。
2.2 原生质体融合方法
原生质体的融合方法经历了一个逐步改进和完善的过程。在早期原生质体融合的方法有NaNO 3法、高pH /高Ca 2+法、PEG(聚乙二醇)法,后来逐渐发展为PEG 与高Ca 2+、高pH 相结合;20世纪80年代初又开始探索使用电融合法,并发展出一些其他方法。这些方法各有特点,但目前广泛使用的是PEG 法和电融合法。
1974年高国楠建立了PEG 法,经过不断改进已逐步走向完善,并得到广泛应用[33],其融合频率可达10%～15%,无种属特异性,几乎可诱导任何原生质体间的融合。在应用PEG 进行融合时,重要的影响因素是PEG 的种类、纯度、浓度、处理时间、原生质体的生理状况和密度。近年来一些研究建议在PEG 溶液中加入融合促进剂(如伴刀豆球蛋白、二甲基亚砜等),可有效提高原生质体的融合频率。最近PEG 诱导成对原生质体融合的成功,使得PEG 融合技术更精确化,并有可能免除杂种细胞的筛选[34]。
1979年Senda 建立的电融合法发展迅速,是目前最流行的融合方法[35]。至今已广泛应用于动植物及微生物细胞的融合。该方法对细胞没有毒害作用,并且操作简便,融合同步性好,可在显微镜下观察融合的全过程,整个过程中的参数容易控制。但是电融合法需要昂贵的电融合仪,因此目前仍不如PEG 法适用普遍。Schw eiger [36]把电融合法与微培养法相结合,建立了单对原生质体融合技术程序,这是近年来融合技术上取得的最突出的成就,它不仅改进了融合方法,而且是两亲本间一对一融合,有可能解决融合细胞的选择问题,是一种有前途的技术体系。目前正在研究用电脑控制进行自动化操作,以提高操作效率。
配子-体细胞原生质体融合技术主要借鉴了体细胞原生质体的融合方法。性细胞原生质体对融合处理很敏感,容易与其它原生质体融合[37]。但是因为它的形态、密度等多不同于体细胞原生质体,其融合技术与体细胞杂交有所差异。影响因素主要有融合处理方式、原生质体密度与比率、融合诱导剂的浓度等。性细胞原生质体往往形体小而密度大,为了提高融合效率,通常在提高性细胞原生质体密度的同时,相对降低后者的密度,以寻求最佳比例[38,39]。
2.3 原生质体融合的方式
原生质体的融合方式有两种:对称融合和非对称融合。通过这两种融合方式可产生3种类型的杂种:对称杂种、非对称杂种和胞质杂种。
3 杂种细胞的筛选和鉴定
3.1 杂种细胞的筛选
在原生质体融合后的群体中,有融合体、未融合体、多元融合体和嵌合体,杂种细胞的筛选就是从中区分出预期的融合重组类型。目前主要的筛选方法有3种: 突变细胞互补选择法。包括遗传互补、营养缺陷互补、白化突变体之间互补以及生长激素的自主互补等。该方法的局限性在于突变体不易获得,而且有些突变体不易再生,所以尚未得到广泛应用。 根据原生质体特性差异的机械选择法。例如根据愈伤组织的颜色、荧光特性等在显微镜下机械分离杂种细胞。当以荧光特性作为根据时,可采用流式细胞光度计来区分杂种细胞,该法不但准确,而且效率高(大约5×102个细胞/s),用荧光化合物标记原生质体并不影响细胞再生植株的能力[2],但由于仪器价格昂贵,使用者还很少。 根据杂种细胞生长差异的选择法。
近年来,兴起的不对称融合也是一种筛选杂种细胞的方法。不对称融合指一方亲本的全部原生质与另一方亲本的部分核物质及胞质物质重组,产生不对称杂种[40]。一般用碘乙酰胺(IOA)或碘乙酸(IA)处理受体,使其细胞失活,单独培养不能生长和分裂;而供体由于受到射线辐射,大部分染色体受到损伤,细胞不能生长;只有融合体发生互补作用才能生长,从而挑出杂种,用此法筛选已有很多成功的例子[41,42]。据统计,现在90%以上的体细胞杂交为不对称融合。
一般地,配子-体细胞杂交产生杂种细胞的筛选方法是:性细胞原生质体被异硫氰酸荧光素(FIT C )或DAPI 预染后,再与体细胞原生质体融合,在荧光显微镜下可清楚地完成杂种细胞的鉴定[38,39]。
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3.2 杂种细胞的鉴定
获得再生植株后,必须进一步证实杂种的真实性并了解它与亲本的联系与区别。除了传统的形态学、细胞学及生化方法得到了继续发展外,近年来基因组DNA的RAPD和AELP分析以及细胞器DNA 的Southern杂交分析广泛应用于对称或不对称杂种细胞鉴定[42]。
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(责任编辑:石瑞珍)
Progress of Research for Plant Cytomixis (Summary )
GU O Xue-min 1,2,XU Xing -you 1,2,WANG T ong-kun 1,WANG Hua-fang 2,YIN Wei-lun
2
(1Dept o f Life Science ,HNUST ,Qinhuang dao Hebei ,066600;
2College of Life Science ,Beijing Forestry University ;China )Abstract :T he effect factor s of protoplast isolation and culture were sum marized and the latet achiev em ents o f protoplast culture and fusio n,somatic hybrid selection and authentication w ere intro duced as w ell .
Key words :Cytom ix is;protoplast;selectio n and authentication
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(责任编辑:石瑞珍)
Application of Unascertained Rational Number in Evaluating Chrysanthemum
CHEN Hai-jun
(Dept of M athematics,Handan Colleg e,Handan Hebei,056006,China)
Abstract :A m ethod of mathem atical model to evaluate beauty of chrysanthemum based o n the theo ry of the Unascer tained Rational N umber w as g iv en and used to guide flow ers planting and pro duction .Key words :chry santhemum;metho d of evaluation;the U nascertained Ratio nal Num ber 69
1期 郭学民等 植物细胞融合的研究进展(综述)
植物细胞产酶的研究进展
植物细胞培养产酶的研究进展 王鑫 （吉林师范大学生命科学学院四平136000） 指导教师: 杨丽萍 摘要：随着植物细胞培养技术的迅速发展，利用植物细胞培养技术生产天然产物的 技术也取得了新的进展。其中，酶是植物细胞培养产生次生代谢产物中的主要产物 之一。本文重点介绍了植物细胞培养产酶的方法和提高酶产量的有效措施，包括植 物培养细胞的技术方法、生产过程中的条件控制、提高酶产量的措施、产生酶的种 类、以及该技术未来的应用和前景。 关键词：植物；细胞培养；酶 Research progress of enzyme production obtained by plant cell culture Wang Xin （College of life science,Jilin Normal University,S iping 136000, China） Instructor: Y ang Liping Abstract:The natural production obtained by using of plant cell culture is progressing steadily along with the rapid development of plant cell culture technology. We can get many secondary metabolites by plant cell culture，including enzymes production. This article focuses on plant cell culture methods to get enzyme production and the effective measures to improve the enzyme production, including the plant cultured cells technology and methods, the conditions of control in the production process, the measures to improve enzyme production, as well as applications and prospects of the technology in the future. Keywords：plant; cell culture; Enzyme 植物细胞培养技术起源于本世纪初，从80年代起就迅速发展起来，并且拥有非常广阔的前景。目前，植物细胞培养主要有两种类型，包括单倍体细胞培养，原生质体培养[1]。植物细胞培养具有很多优越性，它不受环境，以及气候条件的限制，节约了生产空间，增值速度也要比整体植株栽培快很多[2]。植物细胞培养技术主要应用在三个领域，其中就包括有用物质的生产，因为在植物细胞生长过程中会产生丰富的代
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细胞生物学在药学方面的研究综述 摘要：细胞是生命的基础，一切生命问题的真正解决都必须在细胞中得到真正解决。细胞生物学所面临的主要任务是探索药物在细胞中的作用机制，理解新的药物靶标的细胞学基础。细胞生物学采用现代细胞生物学的原理与技术，通过揭示细胞生命活动的本质，在细胞与分子水平研究药物的吸收、转运与作用机制，来解决新药筛选，细胞工程制药等方面的难题。 关键词：细胞生物学药物筛选制药 1.新药筛选 1.1细胞周期与抗肿瘤药物 癌症的进展涉及无休止的基因突变，并通过进化选择成为最具侵袭性的肿瘤表型。这些基因突变形成了癌症的几种特质：漠视增殖、分化停止信号的存在；具备无限增殖的能力；逃避凋亡；侵袭性；新生血管生成的能力。其中前三种特质与细胞周期密切相关并为诊断及临床治疗提供了思路。[1] 林晓钢等人据Hela 细胞中的芳香族氨基酸、嘌呤以及嘧啶在细胞分裂过程中的相应变化引起的光谱变化建立Hela细胞的紫外吸收光谱模型，并且可以通过该光谱模型判读出Hela 群体大致处于细胞周期的哪一时相。[2]通过此项研究可以从细胞分子水平的变化来了解肿瘤细胞增殖周期的规律。研究细胞周期的规律与调控机制对于探索肿瘤发生机制、抗癌药物的设计和作用机制具有重要的指导意义。 1.2DNA与靶向药物 脱氧核糖核酸(DNA)是生物的基本遗传物质，是遗传信息的载体。许多分子能与DNA结合，破坏DNA的模板作用，影响基因调控和表达功能，从而诱发很多生物效应。因此DNA与靶向药物分子相互作用的研究是分子生物学和生物化学的重要领域。DNA与靶向药物分子相互作用的研究不仅可以从分子水平阐明生命过程机理、疾病的致病机制，而且可以引导药物的设计与合成、药物体外筛选以及探讨药物的治病机理。另外，对双链DNA(或单链DNA)具有选择性结合或具有序列特异性结合的靶向药物分子可以作为DNA分子杂交与否或识别特定序列
文献综述
细胞工程在生物工程中的应用 摘要 生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 关键词：细胞工程；生物技术；应用；培养 1.引言 所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。细胞工程根据研究材料的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。动物细胞工程和植物细胞工程均主要由两部分构成。其一是上游工程，包含细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。第二则是下游工程，是将已转化的细胞应用到生产实践中去，以生产生物产品的过程。其中细胞培养是细胞工程的技术基础。细胞培养技术也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的细胞工程技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程。 动物细胞工程主要技术设计细胞融合、细胞拆合、染色体导入和基因转移这四方面，是从细胞水平、核质水平、染色体水平以及基因水平这四个不同层次来改造细胞。植物细胞工程是以细胞的全能性和体细胞分裂的均等性作为理论依据，在细胞水平上对植物进行操作的育种新技术。 2.动物细胞工程在生物技术中的应用 2.1动物细胞工程的概念 动物细胞工程（animal cell engineering）是以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，使细胞产生某些人们所需要的生物学特性，从而改良品质，加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。其应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞培养与细胞工程（二级学科）。
药剂学综述栓剂的研究进展[1]
栓剂的研究进展 【摘要】栓剂是古老剂型之一，栓剂不仅可以起局部治疗作用，还可以起全身治疗作用。近年来栓剂广泛应用于临床各科，应用筒单方便，效果明显可靠。对近年来栓刺的特点、处方组成、制备工艺、新型栓剂等方面进行了综述。随着新制药技术和新基质的不断出现，国内外对栓剂的研究及使用也显著增加，出现了很多新型栓剂，如中空栓剂、双层栓剂、泡腾栓剂等，中药栓剂也得到了一定发展。【关键词】栓剂；研究概况；综述；新剂型； 引言：栓剂是古老的外用固体制剂。在我国，汉代时期就已有对栓剂的记载。栓剂系将药物与适宜基质制成的有一定形状供腔道给药的固体制剂。随着栓剂新基质的不断出现和栓剂生产自动化的实现，栓剂现已生产的品种和数量都显著增加，如中空栓、泡腾栓、微囊栓、海绵栓、凝胶栓等新型栓剂，尤其中药栓剂不断涌现，栓剂的研发热潮仍在进行中。 1 .栓剂概述[1] 栓剂系指将药物和适宜的基质制成的具有一定形状供腔道给药的固 体状外用制剂。栓剂在常温下为固体，塞人人体腔道后，在体温下迅速软化，熔融或溶解于分泌液，逐渐释放药物而产生局部或全身作用。栓剂因使用腔道不同而有不同的名称，如肛门栓、阴道栓、尿道栓、喉道栓、耳用栓和鼻用栓等。目前，常用的栓剂有直肠栓和阴道栓。这两种栓剂的形状和大小各不相同。肛门栓的形状有圆锥形、圆柱形、鱼雷形等；阴道栓的形状有球形、卵形、鸭嘴形等；尿道栓呈笔形，一端稍尖。 2.栓剂分类 2.1按作用
分局部作用栓剂和全身作用栓剂。 2.2按应用部位 分直肠栓、阴道栓、尿道栓、脐栓、耳栓等，其中直肠栓和阴 道栓最为常见.Kyong-Hoon Eun等【2】曾用家兔做过栓剂直肠实验。2.3按形状大小 有圆锥形、圆柱形、鱼雷形和球形、卵形、鸭嘴形等，前者多为肛门栓，塞人肛门后，由于括约肌的收缩容易压人直肠内。后者多为阴道栓，亦称阴道弹剂，因相同重量的栓剂，鸭嘴形的表面积较大，因此以鸭嘴形较好。 2.4按基质 1．脂肪性基质，包括可可豆油、半合成甘油脂肪酸酯类、乌桕油和氢化油等。 2．水溶性及亲水性基质，包括甘油明胶、聚乙二醇类、吐温一6l等。 2.5按剂型 分双层栓剂、泡腾栓剂、微囊栓剂、中空栓剂、海绵栓剂、渗透泵栓剂、不溶性栓剂、凝胶栓剂等。【3】 3．栓剂作用特点【4】 栓剂给药的作用包括两个方面：其一为栓剂在腔道内起局部作用；其二为栓剂中的药物经由腔道吸收进入血液而发挥全身作用。局部作用主要为润滑抗菌、消炎、收敛、止痒、止痛局麻等作用，例如甘油栓，紫珠草栓及苯佐卡因栓等。这类局部作用是栓剂的特色和长处之所在，因其能够将药物直接送达病所。所以疗效显著，副作用小。全
蔗糖酯合成研究进展 综述
蔗糖酯的合成研究进展及应用 李** 西南大学化学化工学院，重庆 400715 摘要：蔗糖酯是一种良好的表面活性剂，有着广泛的用途，它的应用领域还在不断开发；蔗糖聚酯是新型的低热量油脂，可作为脂肪代用品及高血脂、高胆固醇的治疗预防药物。本文介绍了蔗糖酯的性质、合成方法和应用。关键词：蔗糖酯；合成；应用 Progress in research of synthesis and application of sucrose ester LI *-* School of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University Chongqing 400715, China Abstract:As a good kind of non-ionic surfactant,sucros esters are used extensively;sucrose polyester is a new kind of low-calorie lipin,which is regarded as fat substitute and medication of high cholesterol.This article introduces propertise,synthetic methods and application of sucrose esters. Key words:Sucrose esters;Synthesis;Application 蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯( Sucrose Esters, 简称SE) , 是一种新型的多元醇型非离子型表面活性剂。其外观为白色至黄褐色的粉末状、块状或无色至微黄色的粘稠树脂状。蔗糖酯的蔗糖部分为亲水基, 长链脂肪酸部分为亲油基。蔗糖酯具有良好的乳化、分散、增溶、润滑、渗透、起泡、粘度调节、防老化、抗菌等性能。同时, 它还具有无毒、易生物降解等特性。现已被批准作为食品添加剂。蔗糖酯还广泛应用于医药、化工、石油开采、化肥、化妆品、制糖和果蔬保鲜等工业中。 我们通常所说的蔗糖酯是单、二、三酯组成的混合物。蔗糖多酯( Sucrose Polyester, SPE) 通常指的是三酯以上的蔗糖酯。确切地讲, 蔗糖多酯是蔗糖分子中8 个羟基有6 个以上的羟基发生酯化反应时( 即酯化度n= 6~ 8) 生成的一类蔗糖酯。多酯具有许多特殊的性质, 饱和度和脂肪酸链长都会对其有影响。一般地, 多酯在室温下是金黄色透明的油状液体, 物理性质类似于食用油酯, 其色、香、味均与植物油脂一样, 但不被人体内的脂肪酶水解, 不产生热量, 不会被消化系统吸收, 无毒、副作用, 是一种理想的脂肪替代品和减肥剂 , 还可降低血清中的胆固醇, 治疗冠心病,是高附加值产品。 1 蔗糖酯的合成 世界各国科学家研究出了很多种合成方法：从反应方式分有酰氯法、直接脱水法、酯交换法和酶法，从反应状态分有均相法和非均相法，从工艺条件分有溶剂法、微乳化法和无溶剂法等。 1.1 酰氯酯化法
植物糖生物学研究进展_尹恒
植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2010, 45 (5): 521–529, https://www.wendangku.net/doc/4314988238.html, doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2010.05.001 —————————————————— 收稿日期: 2010-01-18; 接受日期: 2010-03-23 基金项目: 863计划(No.2006AA10A213, No.2007AA091601)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(No. KSCX2-YW-G-041) * 通讯作者。E-mail: zxm@https://www.wendangku.net/doc/4314988238.html,; dyguang@https://www.wendangku.net/doc/4314988238.html, 植物糖生物学研究进展 尹恒, 王文霞, 赵小明*, 杜昱光* 中国科学院大连化学物理研究所辽宁省碳水化合物重点实验室, 大连 116023 摘要 自1988年糖生物学概念提出以来, 国内外科学家在动物、微生物领域取得了大量的研究成果, 但植物糖生物学的研究进展较慢, 目前少见系统的专著或综述。该文围绕植物正常生长时糖信号、逆境时糖信号、糖蛋白及其糖链、重要糖基转移酶及植物凝集素等植物糖生物学的主要问题, 全面阐述植物糖生物学的各个研究分支, 并介绍各领域的最新研究进展。提出了植物糖生物学的概念, 并将其定义为研究植物与糖类互作机制及植物体内糖(糖链与糖分子)结构及生物学功能的科学。 关键词 糖蛋白, 糖基转移酶, 凝集素, 植物糖生物学, 糖信号 尹恒, 王文霞, 赵小明, 杜昱光 (2010). 植物糖生物学研究进展. 植物学报 45, 521–529. 糖类是生物体的重要组成成分, 在自然界中分布广泛, 含量丰富。但直到20世纪上半叶, 糖类仍被视为是缺乏生物特异性的一类惰性化合物, 只是作为代谢能量来源或充当结构保护材料(如植物细胞壁和昆虫的外壳), 在生物体内功能较少。由于糖类物质结构复杂、糖链分析技术缺乏, 科学家们对其研究关注不多, 使得糖类的研究远远落后于另2种生物大分子 ——核酸和蛋白质。 20世纪70年代以来, 随着糖链解析技术水平的提高以及分子生物学的发展, 尤其是人、拟南芥(Arabidopsis thaliana )等模式生物基因组测序的完成, 围绕糖类物质的研究工作日渐增多。越来越多的证据表明, 糖类物质全面参与了生物的生殖发育、生长、应激等过程, 是很多生理和病理过程中分子识别的决定因素。最初, 这些围绕糖的研究工作被认为是糖化学的一个分支, 但很快其中大量的生物学工作远远超出了糖化学的范畴, 因此科学家们提出了糖生物化学的概念, 而随着研究内容的进一步深入, 糖生物化学也不能完全涵盖糖在生物领域的最新研究进展。1988年, 生化领域的著名杂志《生物化学年评》发表了英国牛津大学Rademacher 等人题为“糖生物学(Glycobiology)”的一篇综述文章(Rademacher et al., 1988), 标志着糖生物学这一学科的正式诞生。此后, 围绕着糖链结构及糖的生物学功能, 科学家们在糖链与疾病的关系、天然产物中糖的分离提纯以及功能糖的制备与应用等方面进行了大量的工作, 取得了一定进展。2001年, Science 杂志汇编了Hurtley 等人的7篇综述和6篇简介, 以《灰姑娘的马车来了》为题编辑了一期“糖和糖生物学”专辑, 对糖生物学最新的研究成果及前景进行了综述和展望, 从而将糖生物学的研究推向了一个新的高度(Hurtley et al., 2001)。2006年, Nature 杂志也推出了糖化学与糖生物学的专辑, 全面介绍了糖生物学领域的研究进展。我国糖生物学的开展与国际接轨较快, 1995年金城等人将糖生物学概念引入中国(金城和张树政, 1995), 此后, 我国科学家在糖生物合成和糖链功能解析等领域取得了一定进展。 广义糖生物学的含义是: 研究自然界中广泛分布的糖(糖链或聚糖)的结构、生物合成和生物学意义。但有关糖类结构和生物合成的研究也是已有学科糖化学和糖生物化学的主要研究内容之一, 所以糖生物学研究和讨论的对象更多地聚焦在一些重要的功能糖、生物体内糖缀合物的生物学功能上。实际上, 糖生物学的研究焦点是糖类和其它分子的关系, 有一种观点认为, 蛋白质和糖类的相互作用是糖生物学的基础(王克夷, 2009)。目前糖生物学的工作多围绕动物、 ·特邀综述·
牙髓干细胞 研究进展综述
牙髓干细胞 1牙髓干细胞概念 牙髓组织位于牙齿内部的牙髓腔内，是牙体组织中唯一的软组织。2000年Gronthos[1]等通过对人牙髓细胞的研究，发现了一种与骨髓间充质干细胞有着极其相似的免疫表型及形成矿化结节能力的细胞，细胞中形态呈梭形，可自我更新和多向分化，有着较强的克隆能力。这些由牙髓组织中分离出的成纤维状细胞就称为牙髓干细胞(Dental Pulp Stem Cells,DPSCs)。现在普遍认为牙髓组织中具有形成细胞克隆能力和较强增殖能力的未分化间充质细胞即DPSCs[2]。 2牙源性干细胞 至今，已从人类牙齿相关组织中分离和鉴定出7种干细胞: (1)牙髓干细胞(dental pulp stem cell,DPSC)[1]，来自恒牙牙髓；张巍巍等[3]以人牙髓干细胞为种子细胞与PLGA支架材料在体外进行复合培养，表明PLGA 有利于于牙髓干细胞的粘附与增值。Lindroos等[4]得到DPSC与其他间充质源性干细胞具有相似的表面标志物和骨相关性的标志物的结论，支持DPSC在硬组织再生方面的可能性。从成人第三磨牙牙髓中分离的DPSC在适宜的条件下可诱导分化为有功能活性的神经细胞，并在基因和蛋白水平表达神经组织专有的标志物[5]，为治疗神经系统方面的疾病提供了新的途径。DPSCs不表达成牙本质细胞特征性蛋白DSP、DMP，则表明DP-SCs尚处于未分化状态[6]。我国学者通过对根髓和冠髓进行比较时发现：DPSCs 存在于全部牙髓之中,在根髓中的密度更高[7]。 (2)人类脱落乳牙牙髓干细胞(stem cell from the pulp of human exfoliated deciduous teeth, SHED),来自儿童脱落乳牙的牙髓;Miura等[8]研究发现，正常脱落的乳牙牙髓中的细胞经培养会表现出成纤维细胞样生长，其增殖率和群体倍增数均比骨髓基质干细胞(BMMSC)、DPSCs高，于是首次提出了SHED的概念。Shen YY等[9]发现SHED在体外培养过程中可以表达成骨细胞的标志，如RUNX-2、OCN、BSP，表明SHED在体外可以分化为成骨细胞;将SHED与人类牙齿切片复合后，在体外培养或是植入免疫缺陷小鼠皮下，均表达成牙本质细胞分化的标志( DSPP，DMP-1，MEPE)[10]。一系列实验表明SHED在体内只能诱导宿主细胞分化为成骨细胞[11]，而其自身无法分化为成骨细胞，但在体外培养过程中却可以分化为成骨细胞。SHED 可能还具有参与机体的免疫调节等功能[12]。李丽文[13]等用不同密度接种培养DPSCs,计算细胞产量、倍增次数, 观察细胞形态、检查克隆形成率和钙结节形成能力的方法得到，1.5～3cells/cm2低密度接种培养DPSCs 有利于细胞快速扩增,扩增后的细胞保持较高的增殖和分化潜能。SHED 的增殖能力、克隆形成效率和钙结节形成能力均优于DPSCs。 (3)根尖乳头干细胞(stem cell from the apical papilla,SCAP)[14,15]，来自牙根发育未完成的根尖乳头；Abe等[16]从人年轻第三磨牙根末端分离根尖周牙乳头，并采用酶消化法从中分离出细胞进行研究，结果发现这种细胞在低密度下培养时，
细胞工程
细胞工程在生物制药中的应用 摘要：细胞工程是生物制药工业中的关键技术，它是利用动物细胞体外培养和扩增来生产生物产品，或者作为发现和测试新药的工具。本文综述了细胞工程发展的历史、现状和未来，以及它在生物制药领域中的应用和局限。 关键词细胞工程；生物制药 Abstract: Cell Engineering biopharmaceutical industry is a key technology, which is the use of animal cells in vitro and amplified to produce biological products, or as a tool for discovering and testing new drugs. This article reviews the history, present and future, as well as its applications and limitations of cell engineering development in the biopharmaceutical field. Keywords: cell engineering; biopharmaceutical 1.动物细胞技术的历史 在疫苗产业早期，往往利用动物来生产疫苗，如用家兔人工感染狂犬病毒生产狂犬疫苗，用奶牛来生产天花疫苗，用某些细菌接种到动物身上来生产抵抗该种细菌的疫苗。在1920年至1950年，已经开发了多种病毒或细菌疫苗，如伤寒疫苗、肺结核疫苗、破伤风疫苗、霍乱疫苗、百日咳疫苗、流感疫苗和黄热病疫苗等。 早在1950年代，已经能够利用动物细胞培养技术来生产病毒。先在反应器中大规模培养动物细胞，待细胞长到一定密度后，接种病毒，病毒利用培养的细胞进行复制，从而生产大量的病毒，这一突破
白芍总苷的研究进展综述
白芍总苷研究进展的综述
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 一、白芍化学成分研究 1.1 单萜及其苷类成分 (2) 1.2 黄酮及其苷类化合物 (2) 1.3 鞣质类 (2) 1.4 多糖 (3) 二、提取工艺 2.1 回流提取法 (3) 2.2 煎煮法 (4) 2.3 超声提取法 (4) 三、精制工艺 3.1 大孔树脂纯化法 (5) 3.2 联合技术纯化 (6) 四、检识 4.1 liebermann-burchard反应 (6) 4.2 薄层色谱检识 (7) 4.3 指纹图谱检识 (7) 五、含量测定的方法 5.1 高效液相法测白芍中白芍总苷的含量 (8) 5.2 其他方法测白芍中白芍总苷的含量 (8) 六、药理作用 6.1 TGP对心血管系统作用 (9) 6.2 TGP对神经系统作用 (9)
6.3 TGP对内分泌代谢系统作用 (9) 6.4 TGP对消化系统作用 (9) 6.5 TGP对泌尿生殖系统作用 (10) 6.6 TGP对皮肤及骨骼系统作用 (10) 七、展望 (10) 八、参考文献 (10)
【摘要】：白芍来源于毛茛科植物芍药的干燥根，含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷等单萜类化合物, 合称白芍总苷。近年来由于提取工艺以及检测方法的提高，对白芍中的白芍总苷的研究越来越深入，本文就白芍中的白芍总苷的提取分离、含量等研究作综述。 【关键词】：白芍总苷，提取，纯化，含量测定 白芍来源于毛茛科植物芍药Paeonia lactif loraPa ll1 的干燥根, 别名金芍药, 主产于浙江、安徽、四川等地。白芍性微寒, 味微苦、酸, 归肝、脾经, 具有平肝止痛、养血调经、敛阴止汗等功效。白芍中主要含芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷等单萜类化合物, 合称白芍总苷( TGP) [1] ，也是白芍的有效部位, 具有镇静镇痛、抗炎、免疫调节等作用。因 此对于白芍总苷的提取分离、含量测定的研究很有必要性。 【 abstract 】: the root of herbaceous peony from ranunculaceae plant peony dry root, including paeoniflorin, paeonia lactiflora lactone glycosides, oxidation paeoniflorin, benzoyl paeoniflorin and single terpenoids, root of herbaceous peony are total glycosides. In recent years due to the extraction technology and the improvement of detection method, the root of herbaceous peony root of herbaceous peony total glycosides research more and more thorough, in this paper the root of herbaceous peony root of herbaceous peony total glycosides extraction separation, content and research review. 【 key words 】: root of herbaceous peony total glycosides, extraction, purification, the content determination Root of herbaceous peony from ranunculaceae plant peony Paeonia lactif loraPa ll1 dry root, alias gold peony, mainly produced in zhejiang, anhui, sichuan, etc. Root of herbaceous peony sex small cold, taste slightly bitter, acid to the liver, spleen, liver pain with flat, keep blood to regulate the menstrual function, gathered Yin hidroschesis effect and so on. The main root of herbaceous peony contain peony glucoside, paeonia lactiflora lactone glycosides, oxidation paeoniflorin, benzoyl paeoniflorin and single terpenoids, root of herbaceous peony are total glycosides (TGP) [1], is also the root of herbaceous peony effective parts, have composed analgesic, anti-inflammatory and immune regulation effect. So for the root of herbaceous peony total glycosides in the extraction and separation of the content determination, the research is a necessity
植物次生细胞壁加厚调控研究进展
植物生理学报 Plant Physiology Journal doi: 10.13592/https://www.wendangku.net/doc/4314988238.html,ki.ppj.2015.0568 2016, 52 (1): 8–188收稿 2015-10-22 修定 2015-12-15 资助 国家自然科学基金(31130012)和国家重点基础研究项目 (2012CB114502)。 * 通讯作者( E -mail: lgli@https://www.wendangku.net/doc/4314988238.html,)。 植物次生细胞壁加厚调控研究进展 黄成, 李来庚* 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室, 上海 200032 摘要: 植物细胞壁是植物细胞的特征性结构。植物体中, 所有细胞都会形成初生壁的结构, 而一些特定组织的细胞会在初生细胞壁内侧进一步加厚形成次生壁, 为这些细胞实现正常生理功能和高等植物发育提供必需的结构。本文分别从转录水平调控、激素调控、加厚模式调控及人工调控等方面介绍目前对于次生细胞壁加厚调控的研究进展。关键词: 次生细胞壁; 转录调控; 木质素; 纤维素 细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的一种重要细胞结构。植物细胞完成分裂后, 由中间的细胞板区域开始形成初生细胞壁。一些特殊组织的细胞停止扩展后, 在质膜和初生细胞壁之间形成次生细胞壁。次生细胞壁从结构上可分为S1、S2、S3三层, 主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。植物次生细胞壁大量存在于维管组织管状细胞和纤维细胞, 提供植物直立生长所需要的机械支撑力, 疏水性木质素的存在加固管状分子以抵抗负压, 使得植物体能够连续高效的运输水分。同时, 在植物生长过程中, 植物积累的大部分光合作用产物储存在次生细胞壁, 构成植物体结构, 是纤维材料和生物质能源原料的重要来源。次生细胞壁是植物细胞特异分化后产生的细胞结构, 其加厚过程受到多种因素的调控。目前的研究发现植物体中存在复杂的多级转录网络作用于纤维素、半纤维素和木质素合成基因, 从而调控次生细胞壁加厚过程, 多种激素等信号因子也可能参与其中, 木质部纤维细胞和导管细胞次生壁加厚模式与皮层微管密切相关。同时, 由于木质纤维生物质是地球上重要的可再生资源, 人们试图通过各种方式调控次生壁加厚以获得可高效利用的木质纤维原料。本文就这几个方面的研究进展进行综述。 1 植物次生细胞壁加厚的转录水平调控 近十几年来关于次生壁转录调控有大量研究, 目前认为次生壁形成主要由一系列NAC 转录因子和MYB 转录因子形成分层次的网络逐级调控下游次生壁中纤维素、半纤维素和木质素的合成, 同时也有很多其他调控因子参与其中。最近一些文章对次生壁加厚转录调控进行了较详细的综述(Wang 和Dixon 2012; Zhong 和Ye 2015a; Nakano 等2015)。 1.1 转录开关因子 拟南芥中有两类NAC (NAM 、ATAF1/2、CUC2)结构域转录因子被发现作为转录开关因子分别调控维管组织导管细胞和纤维细胞次生壁合成。第一类VND (vascular-related NAC domain)基因家族VND1-7被认为参与导管细胞发育。在百日草悬浮细胞系中过表达VDN6和VND7能诱导各种薄壁细胞转分化为具有环纹和螺纹加厚的原生导管细胞以及具有网纹和孔纹加厚的后生导管细胞, 显性抑制这2个基因能抑制拟南芥根中原生导管和后生导管的形成(Kubo 等2005)。随后的研究发现单独抑制VND7的正常功能就能抑制拟南芥根和茎中所有类型导管的形成, 并且可能形成同源或与其他VND 基因形成异源二聚体行使功能(Ya-maguchi 等2008)。VND1-5在拟南芥花序茎中特异表达在木质部, 过表达能激活次生壁合成途径转录因子和酶基因表达, 引起薄壁细胞异常加厚, 显性抑制VND3使花序茎导管次生壁变薄而塌陷, 这些结果表明VND1-5同VND6、VND7一起特异性调控导管细胞次生壁加厚(Zhou 等2014)。第二类包括NST3/SND1 (NAC secondary wall thickening pro-moting factor 3/secondary wall-associated NAC do-main protein 1)、NST1和NST2, 参与开启维管束间纤维细胞和木质部纤维细胞次生壁加厚(Zhong 和Ye 2015a)。拟南芥NST3/SND1特异性表达在维管束间纤维及木质部纤维细胞, 异位过表达SND1能激活非厚壁细胞中的次生壁合成, 显性抑制SND1
黄芪研究进展综述
中药黄芪药理作用的研究发展 周春竹 【摘要】黄芪为蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥的根。黄芪性微温．味甘，具有补中益气、固表敛汗、利水消肿、托疮生肌等功效。现代研兜分析发现其舍有苷类、黄嗣、多糖、氧基酸、亚油酸、生物碱和胆碱等多种有效成分。本文就黄芪的药理作用的研究发展作出综述。【关键词】黄芪；药理作用；综述 黄芪为豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根[1]。始载于《神农本草经》，黄芪味甘，性温，归肺、脾经，具有益气升阳、固表止汗、利水消肿和托毒生肌的功效[2]。黄芪用途广泛，可用于脾肺气虚或中气下陷之症；卫气虚所致表虚自汗；气血不足所致痈疽不溃或溃久不敛以及浮肿尿少和气虚血滞导致的肢体麻木，关节痹痛，气虚津亏的消渴等症[3]。 多年来人们对黄芪的化学成分、药理作用及临床应用进行了大量的研究，特别是对黄芪新的药理作用成为研究焦点。本文主要针对黄芪的药理作用进行综述。 1.对心脏器官的作用 1．1改善心功能 1．1．1 增强心肌收缩力黄芪对改善心功能具有肯定的作用。黄芪皂苷是黄芪正性肌力作用的主要活性成分，不但对正常犬和心功能受抑制犬左室表现正性肌力作用，且对收缩和舒张功能均有改善作用，而不增加心肌耗氧[4]。王氏等[5]采用B受体阻滞剂心得安诱发麻醉犬体内急性心衰模型的方法，通过血流动力学测定，观察到黄芪注射液增加心输出量，增强心肌收缩力和改善心脏舒缩功能的作用。 1．1．2 减轻心脏负荷研究表明[6]，黄芪扩血管作用和组胺释放或肾上腺素d、B受体无关，而可能通过血管平滑肌细胞诱导一氧化氮合成酶的产生，促进NO产生，继而激活血
管内皮细胞一氧化氮鸟苷酸环化酶途径，导致血管扩张。 1．2保护心肌细胞 1．2．1减少心肌细胞凋亡彭氏等[7]利用培养的心肌细胞造成缺氧模型，发现缺氧30分钟时细胞凋亡率较正常细胞显著增高，109／L黄芪对缺血心肌无保护作用，1009／L、10009／L的黄芪使凋亡率分别降低34．96％、37．02％，结果表明一定浓度的黄芪可能抑制缺氧心肌细胞的凋亡，但作用并非与浓度呈正相关，且缺氧心肌细胞中TNF-otmRNA的水平和凋亡率都增高，提示TNF．a可能参与诱导缺氧心肌细胞凋亡。 1．2．2稳定细胞膜李氏等[8]观察到一定浓度的黄芪可提高SOD活性，使MDA、CK水平降低，但未恢复正常，该作用并非与浓度呈正相关，提示黄芪可能通过抗自由基和稳定细胞膜来防止细胞受损。 1．3 心脏的保护作用采用体外兔心缺血再灌注模型和培养心肌细胞缺氧复氧模型，从器官和细胞2个水平，运用免疫组织细胞化学、流式细胞仪、免疫印记、RT—PCR、生化学检测等多种方法，发现该药物具有调节抗再灌注损伤的MAPK细胞信号通路的作用，而这种作用很可能是其心肌保护效应的机制之一。并且特异性抑制剂并不能减弱黄芪作用，说明黄芪可能是通过多种途径发挥作用[9]。 1．4对血压的影响黄芪具有降低血压的作用。在大鼠体外胸主动脉环灌流模型上[10],表明黄芪注射液对去除内皮的血管具有舒张作用，其机制可能与阻断血管平滑肌细胞内质网上的三磷酸肌醇敏感的钙离子通道，抑制内钙的释放有关。 2.对免疫功能的影响 2．1 增强细胞免疫功能细胞免疫是由T细胞结合抗原后，活化、增殖分化为效应细胞通过直接杀伤靶细胞或产生多种细胞因子来发挥效应。朱培成[11]等观察到斑秃患者给服黄芪多糖后可显著下调Thl型细胞因子(IFN-y，IL-12)及转录因子T-bet基因表达，逆转斑秃患者Thl型反应，提示APS可抑制斑秃患者转录因子T-bet及Thl型细胞因子基因表达，逆转Thl型反应，促进Th2型细胞因子IL-IO基因表达，逆转Thl型反应，使之向Th2型漂移。蔡小燕[12]通过研究黄芪对系统性红斑狼疮细胞凋亡和T淋巴细胞亚群的影响，发现黄芪治
细胞工程
细胞工程综述 摘要：细胞工程学是应用细胞生物学和分子生物学原理与方法，在细胞 水平研究改造生物遗传特性，以获得具有目标性状的细胞系或生物体的有关理论和技术的学科。它是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科。它是现代生物技术的重要组成部分，同时也是现代生物学研究的重要技术工具。其研究技术涉及到细胞器、细胞、组织和器官水平利用工程技术原理和手段所进行的各类体外操作。本文以学习细胞工程的意义为起点，接着从细胞工程涉及领域、应用及其种类对细胞工程进行了论述。 关键词：细胞工程涉及领域应用种类展望 细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。细胞工程所涉及的范围很广，按生物类型可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程，按实验操作对象可分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 1 细胞工程种类 根据设计要求，按照需要改造的遗传物质的不同操作层次，可细胞工程学分为染色体工程、染色体组工程、细胞质工程和细胞融合工程等几个方面。 1．1染色体工程 染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。可分为动物染色体工程和植物染色体工程两种。动物染色体工程主要采用对细胞进行微操作的方法(如微细胞转移方法等)来达到转移基因的目的。植物细胞工程目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的。 1．2染色体组工程 梁色体组工程是整个改变染色体组数的技术。自从1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑麦等。 1．3细胞质工程 又称细胞拆合工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞。可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作。 1．4细胞融合工程 是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。可用于产生新的物种或品系(植物上用得多，动物上用得少)及产生单克隆抗体等。其中单克隆抗体技术利用克隆化的杂交瘤细胞分泌高度纯一的单克隆抗体，具有很
药物分析学现状及研究进展综述
药物分析学现状及研究进展 药物是预防、治疗、诊断疾病和帮助机体恢复正常机能的物质。药品质量的优劣直接影响到药品的安全性与有效性，关系到患者的生命安危。虽然药品也是一种商品，但是由于其特殊性，对它的质量控制远比其他商品严格。因此必须运用各种有效手段，包括物理、化学生物学以及微生物学等等的方法，通过各个环节来全面保证、控制以及提高药品的质量。传统的药物分析手段大多包括化学方法来分析药物分子，控制药品质量。但是，如今的药物分析无论是分析领域，还是分析技术都已经大大的拓展。从静态发展到动态，从体外分析发展到体内分析，从品质分析发展到生物活性分析，从单一技术分析发展到联用分析，从小样本分析发展到高通量分析，从人工分析发展到计算机辅助分析，从而使得药物分析从20世纪初的一门分析技术，逐步发展成为一门日渐成熟的科学——药物分析学。药物分析学采用化学、物理、数学、生物学和信息学等分析理论和方法，结合现代化学、光谱、色谱及连用技术，对化学药物、中药/天然药物和生物技术的研发、生产、和临床应用等各环节进行全面的质量控制。 药物分析学作为药物科学研究的眼睛，梳理并逐步明确了重点方向的重大科学问题，形成了关键的技术和方法，观念不断更新，研究范围也不断拓宽。分析科学、计算化学、生物学等相关学科的发展，促进了药物分析学的理论、技术和方法的发展；药学学科的发展对药物分析学提出了更高的需求，药物分析学不仅是静态的化学药物、中药和生物技术药物的分析，而且拓展到对生物体内、代谢过程、工艺流程、反应历程的动态分析、检测和综合质量评价分析。基因组学、蛋白质组学和代谢组学在新药开发中日益受到重视，对药物分析学提出了新的挑战和机遇，药物分析学已从以物质为中心转移到与生命科学的结合，即药物成分和药物活性的相关分析。现就药物分析学的一些较重要发展领域和分析技术的进展作一概述。手性药物分析 美国药典药名字典所收载的药物中有一半至少含有一个不对称中心。而其中绝大多数人工合成的手性药物，例如90%抗癫痫药，β-受体激动剂和阻断剂、口服抗凝剂，50%抗炎药和局麻药都以其外消旋体供药用。生物系统由生物大分子组成，如蛋白质、糖脂、多核苷酸、受体等，这些生物大分子都由L-氨基酸和D-糖类构成，因而生物体是一个手性环境。在手性药物的两个对映体分子被引入体内后，具有手性的受体、酶蛋白质将其作为两个不同的化合物处理，因而药物对映体具有不同的代谢途径和药理作用，进而产生不同的疗效或毒副作用。另外，一些药物在体内发生手性转化，如S-(+)-布洛芬是优映体，但低活性的R-(-)-劣映体可在生物体内转化为高活性的S-(+)-体。由于个体差异等原因使用外消旋体不易控制有效剂量，特别是当肾功能减弱时，S-(+)-优映体易在体内蓄积，通过抑制肾环氧化酶，加剧肾局部缺血，而发生毒副反应。美国等国药品管理部门已要求在申请新手性药物时，提供每一种对映体的药动学、药理学和毒理学研究资料，并对研制外消旋体而不是单个对映体做出合理的解释。常规的分析方法用于外消旋体药物的药动学、浓度-效应关系研究时，会导致错误的结果。因此目前需要建立对映体选择性分析方法，用于研究手性药物对映体的药物动力学、药效学和手性药物的质量控制。 对映体的分离和测定在分离科学上曾被认为是最困难的工作之一。经典的分级结晶、旋光等方法的重现性或灵敏度欠佳。随着手性色谱学，尤其是手性高效液相色谱法、性气相色谱法和手性毛细管电泳法等的发展，为解决上述问题提供了有效的手段。色谱法分离药物对映体的方法可分为两大类：间接法（手性衍生化试剂法，CRD）和直接法。间接法采用手性衍生化试剂与手性胺类、醇类、羧酸类等反应形成非对映体衍生物。非对映体对在常规色谱系统中，根据非对映体分子的手性结构、手性中心所连接的基团、色谱系统的分离效率（包括溶
植物细胞融合的研究进展_综述_郭学民
河北科技师范学院学报 第19卷第1期,2005年3月 Jo ur nal o f Hebei N or mal U niver sity of Science&T echnolog y Co llege V o l.19 No1.1M arch2005 植物细胞融合的研究进展(综述) 郭学民1,2,徐兴友1,2,王同坤1,王华芳2,尹伟伦2 (1河北科技师范学院生命科学系,河北秦皇岛,066600;2北京林业大学生物科学与技术学院)摘要:概述了原生质体分离和培养的影响因素,介绍了近年来国内外原生质体培养与融合及杂种细胞、筛选和鉴定的动态。 关键词:细胞融合;原生质体;筛选与鉴定 中图分类号:Q321+.2 文献标识码:A 文章编号:1672-7983(2005)01-0065-05 细胞融合(cy to mixis),亦称细胞杂交(cell fusio n),是指亲本的两个细胞在特定的物理和化学因子处理下合并为一个杂种细胞的过程[1]。植物细胞融合可分为体细胞杂交(somatic hybridizatio n)和配子-体细胞杂交(gameto-somatic hy br idizatio n),前者是指不经过有性过程,而直接由体细胞原生质体融合产生杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[2],后者是指性细胞(如小孢子四分体、精子、精细胞、幼嫩花粉、成熟花粉、卵细胞、助细胞和中央细胞等)原生质体和二倍体原生质体融合产生三倍体杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[3]。植物细胞融合是植物细胞工程的一个重要分支,是一种突破物种生殖隔离、创造远缘杂种的新途径,原生质体技术还可用于细胞突变体的筛选、细胞器移植和外源DNA的导入。 自1960年Cocking[4]用酶法分离出番茄根原生质体后,Natag a和T akebe[5]1970年首次利用烟草叶分离原生质体,经培养获得再生植株;1975年以色列的Vardi等[6]首次从木本植物Sham onti甜橙珠心组织诱导胚性愈伤组织,并从愈伤组织分离原生质体,经培养通过胚状体再生出植株;在禾本科植物中,除在珍珠谷、紫狼尾草用悬浮细胞为材料,较早获得原生质体再生植株外,直到1985年Fujim ur a[7]等率先在水稻原生质体培养中获得了再生植株,才出现了重大突破。现已从许多种内、种间、属间甚至亚科间的体细胞杂交获得杂种细胞系或杂种植株。随着多种植物原生质体的成功培养和融合技术的不断改进,植物细胞融合获得了巨大成功。植物细胞融合包括原生质体的制备、细胞融合的诱导、杂种细胞的筛选和培养,以及植株的再生和鉴定等环节。 1 原生质体的分离和培养 1.1 起始材料 起始材料及其生理状态对原生质体的制备及其活力有很大的影响。在以往的双子叶植物培养中,大多以叶片为分离原生质体的材料,近年来,起始材料的适用范围有了较大扩展。目前,以愈伤组织、悬浮细胞和体细胞胚为材料制备原生质体是最主要的方式;禾本科植物原生质体培养获得成功的试验,几乎都是用从幼胚或成熟胚诱导形成的胚性愈伤组织或胚性细胞系来游离原生质体。采用这些材料制备原生质体方法简便、产量高、不污染、不易破碎。 1.2 基因型 同一植物不同基因型的原生质体脱分化与再分化所要求的条件不同,所以在相同条件下,不同品种的再生能力不同。王光远和夏镇澳[8]在水稻原生质体培养中曾用26个品种进行组织培养,其中仅有3个品种(粳稻农虎6号、国香1号和上农香糯)能成功地用于原生质体培养,获得再生植株。据统计,小麦获得原生质体再生植株的基因型只有大约10个[9]。基因型的选择在植物原生质体培养中起着重要作用,它不仅影响原生质体的产量和活力,而且还影响植株的再生。Cheng和Veillenux证明芙薯(Solanum phureja)从原生质体培养到愈伤组织形成受2个独立位点的显性基因的调控[10]。因此,现有 收稿日期:2004-03-09;修改稿收到日期:2004-12-12