理论力学第七版课后习题答案

动物模型：斑斓的生命
不久以前，距今大约有十年左右，研究人员研究错综复杂的细胞和分子生物学和致力于新技术成像方面处于独立领导地位。

在过去的几年里，然而，两个阵营都发现他们有着惊人的共同之处。

他们的收敛性是一系列新技术生产，并且为研究人员提供了一系列新技术，从而使他们具备了史无前例的观察活动物体的能力，向他们承诺了一个丰富的信息的基本生物学过程，最终为人们提供更多更好的诊断和治疗疾病的方法。

两种趋势促成了这些进步。

在成像方面，研究者们学会了如何图像小动物，主要是实验室，如小鼠和大鼠。

在有些情况下，他们的适用技术之前仅限于人类或大型动物，如磁共振成像(MRI)，正电子发射断层扫描(PET)；在其他人，他们设计了光学成像技术来检测荧光或生物荧光分子引入动物。

同时，分子生物学家生产分子探针，寻找特定的蛋白质说，一种致癌基因产品在癌症细胞电池标签携带他们，使他们可以检测到MRI、宠物、和其他影像技术。

虽然产生的技术被广泛应用(科学，10月17日，第382页)，还有什么比这可贵哪里他们证明在癌症领域。

近年来，研究人员已经成为善于小动物模型，更准确地像各种人类癌症(科学，3月28日，第1972页)。

现在，新
的成像技术从未看到疾病在行动，通过参考分子变化的德继和传播的动物肿瘤在自然环境。

除了提供一个更好的理解癌症生物学，成像技术也应该是一件好事，因为它们允许药物开发人员确定一个治疗是有效的在需动物。

“这是一个必要的实验室工具，”丹尼尔·沙利文说，他带领了成像程序在国家癌症研究所(NCI)在马里兰州的贝塞斯达。

“你可以监控分子变化现实的设置。

癌症细胞不规矩…在实验室器皿中他们的行为在动物。

”
最终目标是使用成像技术来检测癌症和监控他们的反应在人类患者治疗。

虽然这是不可能的，大部分新探测器和对一些可能永远不会——几个成像技术正设法向临床试验。

这包括磁共振变异检测脑部肿瘤治疗的反应后几天，而不是几周，拿起癌症已经扩散到淋巴结，从而使检测无侵入性活检或手术。

支持这些努力，过去5年NCI已经提供支持一系列的体内细胞和分子成像中心(ICMICs，发音为“ickmicks”)。

他们已经建立了到目前为止在七个地点：加州大学洛杉矶分校(UCLA)；哈佛波士顿马萨诸塞总医院；约翰·霍普金斯大学医学院的马里兰州的巴尔的摩，纪念斯隆凯特林癌症中心在纽约市，密歇根大学医学院的安阿伯市，密苏里大学哥伦比亚；和华盛顿大学医学院的圣路易斯，密苏里州。

此外，NCI 是资助几个“pre-ICMICs”和小动物成像中心。

到目前为止，
沙利文说，学院已经提出的1.5亿美元到所有的中心，目的是生成动物成像方法和资源，还在开发更好的诊断和治疗癌症的方法。

看到基因作用标准成像技术描述主要解剖信息。

核磁共振成像，例如，收集其结构看起来不同的方式水是以资源高消耗的各种组织。

甚至宠物，它可以检测组织，是燃烧葡萄糖的高增长率，不能识别的生物化学变化，产生高的活动。

研究人员想要得到那些潜在的事件看，说，在基因表达模式在一个组织已采取不同的策略。

一个技术使得研究者直接看着基因活动在动物组织；它是大约10年前引入并迅速采用实验室全球范围。

它使用所谓的记者基因，基因重组为动物的细胞来点亮或激活染料当一个感兴趣的基因是活跃的。

例如，研究人员将监管序列，使目标基因被打开，叫做β-galactosidase的酶的基因。

这两个基因变得活跃的同时，它们一边检测到一个污点，变成了蓝色β-galactosidase面前。

一个问题，那就是：尽管这些动物被屠杀，这样他们的组织可以检查。

这需要使用许多动物如果一名调查员想观察活动在几个时间点耀目的基因。

当前的工作解决了这个问题，娶了记者的基因和生活成像技术，使得人们可以观看基因开启在动物。

“许多这种技术已经到位，”说成像专家 Ronald Blasberg斯隆-凯特琳癌症中心。

“什么是新的做报告基因成像体内。

“事实上，另一
个先锋的新成像的工作，Gambhir Sanjiv，他最近才从加州斯坦福大学，预计，这项工作将使杀戮动物只是为了观察基因表达“过时”。

调查人员现在有很多方法可以凝视着基因活动在活的动物。

一个常见的策略为生产PET成像的记者基因表达涉及病毒酶胸苷激酶添加磷酸基团的各种化合物，包括抗病毒药物疗效和FIAU。

宠物检测正电子发出某些放射性同位素，所以抗病毒化合物都贴有标签正电子发射器。

在他们的unphosphory？？（不懂）迟来的状态，标记化合物是由细胞。

但如果细胞含有活跃胸苷激酶，化合物获得一个磷酸盐和被困在里面，这使得电池可以捕捉到的宠物。

不同类型的方法，光学成像的生活的动物，也被证明它的勇气。

在这里，记者基因要么代码荧光分子，如绿色荧光蛋白(GFP)，或使酶，如荧光素酶的代理负责萤火虫的亮光，可以产生发光的产品。

动物携带记者成像与极度敏感的相机基于电荷耦合装置，拿起小数量的光子传输通过组织。

起初有些怀疑，光学成像将工作，斯坦福大学的Christopher Contag说，他的团队开始了这项技术在年代中期到1990年代后期。

最大的问题是简单的一个，他说：“你能得到足够的光通过组织获得一个形象?“至少在小动物，比如老鼠，甚至老鼠，答案将是肯定的。

最近，研究人员一直在结合了两个成像报告基因形式说，胸
苷激酶宠物和荧光素酶的基因相同的遗传成像的光学结构，用于传递到动物细胞。

这样有两种用途的答覆记者们提出的，“你可以使用成像技术，最适合你的实验问题，”位于美国首都华盛顿的大卫•皮温卡•沃兹说大学医学院。

宠物和其他方法，检测放射性同位素非常擅长成像深层结构但需要昂贵的设备为例，附近的一个回旋加速器产生短暂的发射正电子同位素。

光学成像更简单和更少的昂贵但有它自己的一些缺陷。

它的分辨率较低，而且它不能目前提供三维图像的其他技术可以。

但技术不发达可能很快解决这个问题。

一种可能性是拍摄动物从多个角度，然后使用电脑来生成三维图像，就像目前用x射线电脑扫描一样。

尽管他们的潜力仍在探索，成像方法已经证明他们在众多阶段的多功能性研究癌症基因的表达后跟踪开发转移到评估治疗的有效性。

尤其是，研究人员想要设计药物，工作，专门针对这个基因缺陷引起癌症的发展。

新的成像系统应该有“重大影响”在这些努力，•皮温卡•沃兹预测：“你建记者和看到操作的一种药物在体内的目标站点。

”
例如，一些研究人员，包括Blasberg已描绘出表达式的一个重要的抑癌基因p53突变，这是在一些人类癌症的50%。

Blasberg，处理Tjuvajev尤里，现在在安德森癌症研究中心在得克萨斯州的休斯敦，和他的同事创造了一个双重记者包含GFP和胸苷激酶基因与监管序列，接通开启p53基因。

看看记者可以跟踪p53表达的动物，他们引入了它进入肿瘤细胞包含一个正常p53基因然后接种小鼠细胞的改变，后来发展成肿瘤。

研究人员随后把动物一个通过促进p53的化学物质激活。

这应该和并激活记者。

这些细胞中p53活跃是可见的动物都由宠物的成像处理FIAU和荧光成像的肿瘤细胞。

这可能的援助，例如，在治疗的发展，旨在恢复p53活动。

在这种情况下，肿瘤生长的成像从介绍细胞，但是癌症研究人员正在研究小鼠模型的癌症的情况更多的自发出现类似于在人类身上会发生什么。

这些癌症，也可以用新的技术成像。

一个例子来自Anton Berns的团队在阿姆斯特丹的荷兰癌症研究所。

在一个相当复杂的基因工程的壮举，研究人员利用基因工程技术让老鼠，自发地开发垂体肿瘤由于（pituitaryspecific不懂？？）抑癌基因的失活成视网膜细胞瘤，还进行了荧光素酶的基因是活跃的只有在垂体细胞。

垂体肿瘤的生长后面可以使用生物荧光成像，可以肿瘤的收缩在对治疗的反应。

研究人员一直在使用系统，如这些研究另一种癌症疗法。

在所谓的收养免疫治疗，免疫细胞已经被“训练”认识到癌症细胞被注射到体内，这样他们可以寻找并摧毁他们的细胞。

到目前为止，结果在诊所已是普遍温和，但研究人员
希望跟踪的免疫细胞在体内的命运将提供信息，这将有助于提高治疗。

在工作今年报告的血液，反对标签的团队，以及罗伯•还在斯坦福大学，描述了小鼠模型做这件事。

他们训练有素的免疫细胞标记和一个荧光素酶记者之前把它们注入动物轴承反式种植淋巴瘤。

使用光学成像，“你可以看到[细胞的]贩卖到肿瘤网站，“Contag说。

研究人员发现，只有一个子集的细胞实际上的肿瘤，然而。

得益于GFP标记，它可以用来排序或计数细胞，Contag和他的同事现在正试图加强免疫细胞的数量，达到每个肿瘤。

基因表达决不是唯一的细胞活动，现在可以成像；一些其他人也提供诱人的治疗靶点。

例如，蛋白质之间的相互作用帮助控制宿主细胞的活动，包括基因转录和反应激素、生长因子和其他信号分子。

两Gambhir和Piwnica-Worms 团队已经想出方法成像这样的交互，这可能出错的癌症。

小组被一分为二的Gambhir萤火虫荧光素酶基因在两个，附加一个一半的基因相互作用的两个蛋白质和另一半给合作伙伴，然后把这些构造进入细胞。

产生的蛋白质荧光素酶基因不活跃，直到汇集了一半是由绑定的蛋白质，他们被附加。

由此产生的生物荧光可以探测到在肿瘤生长在老鼠。

iwnica-Worms的团队制作了一个双重的记者，既可检测PET 和光学成像，设计成仅表现在两个相互作用的蛋白的存在。

另一个目标是图像酶的活性，特别是蛋白酶，打通各种蛋白质，包括一些参与癌症发展或传播。

这里是忘掉设计一个记者变得活跃和检测蛋白，只有当它是削减目标蛋白酶。

这样的一个努力从Ralph Weissleder和他的同事们在质量一般，那些制定一个记者论坛蛋白酶称为组织蛋白酶b .结肠息肉，癌前病变发展成完全合格的癌症，如果不删除，表达高水平的酶。

在研究小鼠模型的遗传因子产生大量肠息肉，记者可以检测息肉小直径50微米。

探测器将进入临床试验有约一年，如果工作取得成功，它可能导致Weissleder说，一个新的诊断检测结肠癌，并不需要严格的肠道清洗，人们现在害怕面对结肠镜检查。

他估计在人类程序检测病变直径一毫米或少大约十分之一的大小到当前的方法。