严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究

严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究
严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究

一、关键科学问题及研究内容

(一)拟解决的关键科学问题根据严重创伤后损伤组织修复与再生发生的病理生理过程,结合现代细胞与分子生物学的研究进展,本项目拟解决的关键科学问题是“严重创伤后全身与局部内环境改变对重要组织和器官修复与再生的影响及其相关机制”,主要包括以下四个方面(图1):

1、严重创伤全身性损害对局部组织修复与再生影响的细胞与分子机制。主要从整体了解严重创伤缺血缺氧导致全身内环境改变与平衡失调对局部组织修复与再生影响的细胞与分子机制等;

2、严重创伤局部微环境改变对重要组织器官损伤修复与再生的影响与调控机制。主要阐明严重创伤后局部微环境改变的特征与相关机制,以及这种改变对组织修复细胞(多种成体干细胞)的诱导分化与重编程作用,明确这些作用对修复速度与质量的影响;

3、几种代表性组织器官严重创伤后修复与再生关键的细胞与分子机制。主要从严重创伤后全身与局部改变的共性机制影响个性机制入手,研究皮肤、肺、骨、软骨与外周神经等代表性组织器官修复与再生的“始动”与调控机制;

4、重要组织器官完美修复与再生的关键性制约因素。解决和突破促进组织修复与再生关键技术的瓶颈,为建立创新的治疗技术和方法打下基础。

(二)主要研究内容根据需要解决的关键科学问题,本项目主要研究内容如下(图1):

1、严重创伤缺血缺氧对组织修复与再生的影响与关键机制。重点解决缺血缺氧的始动因素以及缺血缺氧导致机体内环境改变影响重要组织器官修复与再生的机制;

2、严重创伤免疫紊乱和全身炎症对重要器官修复与再生的影响。重点解决严重创伤免疫失调和全身炎症导致的内环境紊乱对重要器官修复与再生影响的机制;

3、严重创伤局部微环境改变对成体干细胞分化的影响及其与组织器官修复和再生的关系。重点研究创伤局部微环境改变对主要修复细胞分化的调控作用及其与不同修复结局的关系;

4、严重创伤后肺损伤修复与再生机制。肺是严重创伤时最易受累的靶器官之一。重点研究急性肺损伤时肺组织的自身修复与再生规律,局部微环境的促修复作用与调控机制,建立促进肺组织内源性修复与再生的关键技术与措施;

5、严重创伤后皮肤及其附件完美修复与再生。从细胞、分子与基因水平以及局部创面微环境改变模式,研究减少皮肤过度纤维化修复和促进皮肤附件,特别是汗腺再生的相关机制,建立关键的促修复与再生措施;

6、严重创伤后骨、软骨和周围神经损伤修复与再生机制。重点从细胞、分子与基因水平研究骨、软骨和周围神经损伤修复与再生的机制,了解制约修复与再生的相关因素,建立促进修复与再生的创新技术和方法。

图1 项目拟解决的关键科学问题和主要研究内容

二、预期目标

(一)项目的总体目标

通过项目研究,要基本阐明严重创伤后全身内环境变化和局部微环境改变对机体重要组织和器官修复与再生影响的细胞与分子机制,阐明严重创伤缺血缺氧的始动因素以及这一过程对组织修复与再生的作用;揭示通过调节和改善严重创伤后全身免疫紊乱和炎症反应以达到减轻损害、促进组织修复与再生的规律;解析严重创伤局部微环境改变对重要组织器官损伤修复与再生的影响与调控机制,为实现严重创伤后组织的完美修复与再生提供理论基础;解决和突破影响严重创伤后重要组织器官(包括皮肤、骨、软骨、周围神经和肺)实现功能重建和完美修复与再生的关键技术瓶颈,为建立创新的治疗技术打下基础。通过研究为我国在该领域培养一批优秀的创新人才和建立相关的创新基地,使我国在该领域的研究总体处于国际先进,部分处于领先水平。

(二)项目的五年预期目标

通过项目研究,要基本阐明严重创伤后全身内环境改变和局部微环境变化对机体重要组织和器官修复与再生影响的细胞、分子机制,解决制约和影响组织修复与再生的关键科学问题,提出创新的理论和认识用于指导组织修复与再生的基础研究和临床治疗。在国际本专业SCI杂志发表高水平学术论文200余篇,力争在国际著名杂志,如Nature等杂志发表论文有突破,获得国际同行的认可。

通过项目研究,要突破影响组织修复与再生的关键技术难题,建立约10种促进重要组织和器官(包括皮肤、骨、软骨、周围神经和肺)修复与再生的创新技术和方法,获得相关发明专利30余项,临床应用批文6-8件,真正实现基础研究

成果向实际应用的转化,使这些重要器官修复与再生的治愈率提高10%,伤残率下降15%。

通过项目研究,进一步推动和完善我国创伤修复与再生医学的创新基地建设并大力推动创伤和组织修复与再生转化医学的发展。在现有基础上,通过项目带动和优化布局,在我国东西南北中的重要区域形成10个区域性的国家级创伤修复与组织再生研究中心和临床治疗中心,推广建立20个专门用于创面治疗的示范病房,形成基础与临床结合,研究与转化并举,各种高新技术(包括细胞治疗技术、组织工程技术、蛋白工程技术等)综合应用的中心,以适应国家的重大需求。

通过项目研究,进一步加快我国创伤修复与组织再生人才队伍的建设。力争通过5年的培养,产生1-2名两院院士、2-3名具有国际一流水平的创新型领军人才、3-4名国家杰出青年基金获得者、20名左右国内一流的创伤修复与组织再生创新型人才。

三、研究方案

(一)学术思路

本着“承接我们前期创伤973项目的创新性成果,进一步凝练关键科学问题,突出重点、有限目标以及理论创新与成果快速转化应用并重”的原则,本项目集中在阐明“严重创伤后全身内环境改变与损伤组织局部微环境变化对组织修复与再生影响的细胞与分子机制”和“加速几种重要组织器官修复与再生关键措施的建立”两个方面。这两个方面既具有内在的联系,又具有各自的重点和可以实现的目标。即第一个重点是共性问题,是解决影响组织修复与再生的基础,因为组织修复与再生并非既往所考虑的只是一个局部的问题,同时也是一个受到全身内环境影响的过程。而第二个重点则是落实到几个重要组织器官修复的具体体现。皮肤、骨、软骨、神经与肺等几个组织、器官的选择一方面是基于以前工作的基础,同时也是考虑到这些组织、器官在严重创伤后对伤员早期救治和后期康复中的重要影响与作用。

(二)技术途径

从技术途径来讲,利用统一可量化的创烧伤模型,结合活体动态相关检测技术与方法,从严重创伤后机体全身整体的内环境改变入手,结合损伤组织局部微环境的改变进行系统研究,阐明组织修复与再生内环境改变对组织修复与再生影响的细胞与分子机制。基于内环境改变影响组织修复与再生的相关理论,具体研究在这种全身和局部内环境改变下皮肤、骨、软骨、神经与肺这几个重要器官修复与再生的细胞与分子机制,阐明制约修复与再生的关键环节,建立起提高修复速度与质量的关键技术,最终目标是促进这些组织器官的完美修复与再生。在整

个项目中始终贯穿着一条主线,即阐明愈合和再生的关键科学问题与建立相关的促愈合措施相结合。与此同时,现代高新技术手段和方法(干细胞、蛋白工程、组织工程等)既是研究组织修复与再生的手段与载体,也是实现组织完美修复与再生的重要措施。

(三)项目的创新性与特色

1、在研究内容方面,继承与创新相结合,突出创新。本团队前期完成的创伤973项目产生了大量创新性成果,在此基础上,本项目一方面要继承前期在严重创伤损害机制与皮肤修复领域的创新理论和技术,使之进一步深化和完善,另一方面又特别强调要区别于前期973项目,要突出本项目的创新内容,即研究集中在影响组织修复与再生的关键科学问题和技术难题上,突破制约和影响组织完美修复与再生的瓶颈问题,最终达到实现组织完美修复与再生的目标。

2、在研究思路方面,整体与局部相结合,突出局部。组织修复与再生表面上看是一个局部问题,实际上在严重创伤条件下也是一个全身改变在局部的表现。研究严重创伤后的组织修复与再生有别于单纯从发育学或细胞生物学来研究组织修复与再生的关键,就在于严重创伤后的全身反应和内环境变化对局部组织的修复与再生过程将产生重要影响。因此,本项目在重视和集中研究皮肤、骨、软骨、神经与肺等几种重要组织器官本身修复与再生机制的同时,也关注全身环境变化对局部修复的影响,这也是与前期完成的创伤973项目的重要区别之一。

3、在研究技术方面,静态与动态相结合,突出动态。本项目将紧紧围绕拟解决的关键科学问题,采用统一公认的致伤模型和现代高新研究技术与手段(如在体观察细胞归巢与类型转变等),从整体、细胞与分子多个层面系统了解和展示组织修复与再生的动态过程,这种技术方法上由过去的静态转为动态的变化,

有助于揭示既往难以发现的影响修复与再生的关键环节与制约因素。

4、在成果转化方面,理论与应用相结合,突出转化。组织修复与再生是一个理论性和实践性都非常强的科学,既有许多关键的科学问题需要解决,同时其研究成果又具有很强的实用性,可以很快实现转化应用于病人的治疗。因此,本项目提出将理论成果尽快转化为实际应用的思路,正是体现了转化医学在创伤修复和组织再生领域应用的特点。

(四)课题设置

课题1:严重创伤缺血缺氧对组织修复与再生的作用研究

1.研究内容

(1)不同氧浓度对皮肤创面愈合影响的研究。利用在体、离体缺血缺氧创面愈合模型、观察不同氧浓度对皮肤创面愈合、表皮细胞损伤的影响,明确启动和促进创面愈合的最适氧浓度与时间阈值及其对创面愈合关键环节的影响。

(2)缺血缺氧对表皮(干)细胞增殖、分化与移行的作用及其机制研究。采用HIF-1α 条件性基因敲除小鼠,从Ca2+、ROS 等激活的PI3K/Akt 信号途径入手,阐明缺血缺氧对创面表皮(干)细胞增殖、分化与移行的影响及其分子机制,阐明生物化学/物理因素之间可能的交互作用及其信号交汇点,进一步揭示缺血缺氧促进创面愈合的新机制,并提出促进创面愈合的新措施。

(3)缺血缺氧对创面血管生成的影响及其机制研究。以内皮祖细胞(EPC)为切入点,明确缺血缺氧创面毛细血管芽胚生长、新生毛细血管密度以及局部血流量与创面局部内皮祖细胞的数量与功能的关系,揭示因子和相关信号通路在EPC 动员、归巢中的作用。在此基础上,探寻严重创伤后促进创面血管生成与愈

合的新药物和靶分子。

(4)缺血缺氧对心肌损伤修复与再生的作用及其机制研究。以烧伤后受损心脏为模型,研究严重创伤缺血缺氧对原位心肌干细胞(CSC)增殖、定向分化、迁移(归巢)及对受损心肌组织修复的影响,阐明缺血缺氧以及复合生物电场导致CSC微管结构变化,激活p38/MAPK-PI3K/Akt信号途径,进而调控CSC在受损心脏局部增殖、定向分化和迁移的分子机制,探讨促进损伤心肌组织再生修复的新策略。

2、研究目标

通过研究缺血缺氧对表皮细胞、表皮干细胞、内皮祖细胞和心肌干细胞增殖、分化、迁移的影响,了解其对组织损伤修复的作用及其机制,阐明严重创伤缺血缺氧对组织修复与再生的作用,证明“缺血缺氧激活PI3K等信号,经由信号交汇,改变细胞电趋性和生物理化因素间的交互作用,调控表皮(干)细胞增殖、分化、定向迁移和创面修复”和“调控缺血缺氧CSC微管三维结构,促进CSC增殖、定向分化、迁移及心肌组织修复”的假设,为严重创伤后机体组织修复与再生提供新理论、新技术和新方法,并培养一批该研究领域的优秀人才。

经费比例:16.6%

课题2 :严重创伤免疫紊乱和全身炎症对重要器官修复与再生影响的研究

1、研究内容

(1)创伤后中枢性HMGB1调控外周免疫反应、器官损害与修复机制研究: 采用严重创、烧伤动物模型,观察HMGB1及其受体表达规律及其与胆碱能通路和

CRH途径之间的时空关系。通过脑室注射HMGB1或中枢拮抗HMGB1、切断迷走神经和采用α7 nAchR、CRH基因敲除小鼠等,论证严重创、烧伤后中枢HMGB1通过自主神经通路影响外周免疫反应和内脏损害及修复的可能机制,为促进重要受损器官的修复提供潜在方法。

(2)抗炎细胞因子及其相关信号分子在全身炎症反应及重要器官修复中的作用研究: 利用严重烧伤、烧伤脓毒症和不同类型细胞模型,并采用Smad3基因敲除小鼠,从TGF-β的经典信号转导通路入手,研究通路中关键效应蛋白Smad3在烧伤后炎症反应平衡、内脏并发症(肺脏等)和组织修复中的作用及其分子调节机制;深入探讨严重创、烧伤后新型抗炎细胞因子IL-35和IL-37的表达规律、可能作用及其对机体免疫、炎症反应、内脏损伤与修复的影响,为严重创、烧伤的救治开辟新的途径。

(3)抗炎、促自噬、抗凋亡分子的靶向设计合成及对严重创伤内脏损害的促修复作用: 分别合成叶酸-抗炎多肽、叶酸-吴茱萸碱、叶酸-亚精胺等,在体外激活的巨噬细胞培养体系和动物实验中验证其抗炎、促自噬、抗凋亡效果以及对重要靶器官功能的改善和促修复作用。进一步开展新型抗凋亡化合物的筛选、抗炎/促自噬活性验证及其体内应用,对前期从142种化合物中筛选获得的13种可抑制PUMA依赖性凋亡的先导化合物,在体外激活的巨噬细胞培养体系中验证其抗炎、促自噬效果,最终达到减少创伤后继发性炎性损害并促进修复的目的。

2、研究目标

通过深入研究严重创、烧伤后免疫功能紊乱和全身炎症反应等重要因素对多器官损害与修复的影响,提出中枢性晚期炎症因子经由自主神经通路调控外周免疫反应、器官损害与修复的理论假设,阐明抗炎细胞因子及其相关信号分子在全

身炎症反应及重要器官修复中的作用和意义,并采用抗炎、促自噬、抗凋亡分子的靶向设计合成,通过改善损伤后重要生命器官的继发性损害病灶的免疫微环境,以达到减轻损害、促进修复的目的,为最终降低严重创伤后多脏器功能障碍综合症(MODS)的发生率和死亡率开辟新途径。

人民解放军第三军医大学

经费比例:16.6%

课题3 :严重创伤局部微环境对成体干细胞分化的影响及其与组织器官修复和再生关系的研究

1、研究内容

(1)体外扩增对成体多能干细胞功能的影响与安全性评价:重点研究以骨髓间充质干细胞(MSCs)、真皮多能干细胞等为代表的多能干细胞体外扩增时恶性转化的细胞与分子机制,评价恶性转化的条件,建立比现有技术更为敏感的干细胞体外恶性转化预警的分子标志,为安全采用干细胞修复与再生受损组织与器官提供理论基础。

(2)皮肤严重创伤局部微环境改变对多能干细胞分化的影响及其与组织器官修复和再生关系研究:重点研究严重创伤条件下骨髓间充质干细胞(MSCs)等归巢的效应、作用与机制等,阐明创伤微环境对干细胞参与皮肤与毛囊修复再生的作用和机制。

(3)皮肤严重创伤局部微环境诱导表皮干细胞增殖分化、转分化与重编程的调控效应及机制:重点观察和阐明通过驯化诱导方法使表皮干细胞获得多能性

的条件、诱导方法、鉴别指标、相关效应与机制,为利用表皮干细胞作为种子细胞实现多种组织再生提供理论基础。

2、研究目标

探寻严重创伤后成体干细胞对组织修复与再生动态表观遗传学图谱及关键的调控因素,在理论上阐释成体干细胞在创伤局部微环境作用下分化的特点与机制,明确其在组织修复与再生中的作用和意义,提出新的分子靶点;在应用策略上,通过对体外培养条件下成体干细胞功能活性改变的研究,探索成体干细胞恶性转化的预警标志和建立干细胞功能评价的新方法,明确成体干细胞促进严重创伤组织修复与再生的安全性和有效性,进而为利用成体干细胞促进严重创伤组织完美修复与再生提供扎实的科学基础,最终在成体干细胞与创伤修复领域,特别是在皮肤干细胞可塑性调控研究领域形成特色和亮点。

医科大学

经费比例:16.6%

课题4:严重创伤后肺损伤修复与再生机制研究

1、研究内容

(1)严重创伤后内源性肺干/祖细胞的修复作用与调控机制:包括急性肺损伤时内源性肺干/祖细胞的生物学改变特性、局部微环境因素影响肺内源性干/祖细胞的信号调控机制、内源性肺干/祖细胞迁移、分化的调控机制以及与急性肺损伤修复的关系等(重点是与肺发育相关分子Eya1、BMP4/noggin、Runx3的调控作用)。

(2)严重创伤后终末分化肺组织细胞的修复作用与调控机制:包括急性肺损伤时肺组织细胞的生物学特性变化与调控机制、肺组织细胞的去分化和增殖作用、局部微环境对肺组织细胞去分化的影响,细胞去分化和增殖的调控机制以及与肺损伤修复和再生的关系(重点是肿瘤抑制分子Rb、AFR、Pten、P63的调控作用)。

(3)急性肺损伤后激活内源性肺修复机制的调控策略:包括采用外源性干细胞、生长因子或小分子物质,建立适当条件促进内源性肺/祖细胞和终末分化肺组织细胞发挥修复与再生作用的相关机制,为建立通过外源性调控加速肺损伤修复与再生,减少肺纤维化发生提供理论基础。

2、研究目标

明确急性肺损伤后内源性肺干/祖细胞以及终末分化细胞的变化及其在肺组织修复与再生中的作用;揭示急性肺损伤后局部微环境对内源性肺干/祖细胞以及终末分化细胞生物学特性的调控作用,明确激活肺内源性修复能力的始动因素;揭示内源性肺干/祖细胞发挥修复作用的调控机制与关键环节;揭示终末分化肺组织细胞修复作用的调控机制与关键环节;提出1-2 种激活肺内源性修复能力,防治急性肺损伤/ARDS 的修复性治疗措施。

经费比例:16.6%

课题5 :严重创伤后皮肤损伤修复与再生研究

1、研究内容

(1)创面微环境改变(包括生物电、创面小分子物质变化等)诱导成体干

细胞修复创面和再生汗腺的机制研究:阐明严重创伤后皮肤创面局部微环境改变的特征,进一步明确这种改变在诱导汗腺结构性和功能性再生的作用核相关调控机制。

(2)再生汗腺发汗功能及其机制研究:重点是探究再生汗腺有别于正常汗腺在发汗功能方面的差异性机制。因为前期研究已经观察到创面再生的汗腺与正常汗腺在组织结构上存在一定差异,但再生的汗腺却能像正常汗腺一样具有发汗功能,因此二者在发汗方面应存在不同的机制,由于发汗过程涉及到细胞学、电生理学等多个方面,是一个复杂的生物学过程,这是需要深入研究和明确的主要内容。

(3)开展建立和完善干细胞再生汗腺的转化技术体系研究:目标是评价再生汗腺具有长期发汗功能的细胞学基础,从大体、细胞与分子层面评价其安全性,为再生汗腺临床应用的技术和系统方法的建立提供基础,为多中心应用提供理论依据和治疗方案。

(4)严重创伤后皮肤瘢痕形成机理及干预手段的基础研究:研究三维结构调控修复细胞生物学效应中结构和成分两大要素的相互关系,明确组织结构对细胞调控的基础作用,以及三维结构对干细胞增殖、分化的调控模式和机制以及结构对成分调控的“允许作用”。目标是探索哺乳动物瘢痕形成过程的关键分子通路和反馈回路,进一步完善已经提出的“模板学说”的理论和技术。

2、研究目标

以严重皮肤创伤后抑制皮肤增生性瘢痕形成和促进皮肤附件再生等亟待解决的关键科学问题为基础,以成体干细胞和再生医学等重大关键技术的建立并用

于诱导汗腺等皮肤附件再生和干预瘢痕形成为突破口,在阐明成体干细胞对皮肤修复过程的多重影响和调节作用机制等关键科学问题的基础上,解决受损皮肤完美修复与再生的关键性技术难题,为临床治疗提供实用的创新技术和方法,为我国在该领域培养一批优秀人才。

军区广州总医院、中国人民解放军军事医学科学院经费比例:21.1%

课题6 :严重创伤后骨、软骨和周围神经损伤修复与再生研究

1、研究内容

(1)严重创伤骨折修复机制及促愈合措施的研究:建立可在骨细胞诱导表达Cre 的小鼠模型,研究LPS 等全身因素对骨损伤修复的影响和机制,明确骨损伤修复过程中FGFs/FGFRs的变化规律。构建FGF1、2、4、7等FGFs分子的表达载体,在细胞及动物水平观察它们调节骨修复的作用与机制。研究皮质骨生成的机制和促进修复的措施。在研究骨折修复机制的基础上,筛选联合应用生长因子、人工生物材料等综合措施促进骨折修复的方法。

(2)软骨损伤修复机制与促修复措施的研究:建立可在软骨细胞诱导表达Cre的小鼠模型。研究LPS对软骨损伤修复的影响和机制。观察HIF-1α及miRNA29等分子对软骨细胞形成、肥大及凋亡的影响,以及它们对软骨损伤修复的调节作用。研究超声对软骨细胞分化、肥大及软骨修复的影响,筛选出合适的应用参数,为研制出防治创伤性关节炎、退变及促进损伤修复的超声治疗装臵提供理论基础。

(3)外周神经损伤机制及促修复措施的研究:应用基因芯片及蛋白组学等手

段筛选参与外周神经修复的基因与蛋白。研究FGF9、FGFR3在坐骨神经损伤修复中的作用。建立神经再生评价动物模型,明确神经趋化性再生的分子生物学机制,研究促神经趋化再生的新方法和新技术,并评价其用于临床治疗的安全性、有效性和可行性。开展以组织细胞外基质为原料的组织工程神经支架材料的制备技术研究。

2、研究目标

在深入研究全身内环境改变及FGF、HIF-1α 等局部相关分子对骨、软骨及外周神经损伤修复影响的基础上,进一步明确其细胞与分子机制,为研发促进这些重要组织损伤修复与再生的分子药物、物理治疗装臵及组织工程骨、软骨与外周神经等提供理论基础。

交通大学、成都军区昆明总医院

经费比例:12.5%

(五)课题间关系

针对本项目的总体目标设置6个课题,其中课题一、二是了解严重创伤后全身内环境变化及其对局部组织修复与再生的影响,是共性问题,是影响组织修复与再生的共同基础。因为组织修复与再生并非既往所考虑的是一个局部的问题,同时也是一个受到全身影响的过程。课题三是了解创伤局部微环境改变对修复细胞,特别是干细胞的影响,也是一个共性的问题,是组织修复与再生的基础。课题四、五、六则是集中在阐明具有代表性的几种机体重要组织和器官修复与再生的关键科学问题,是项目第二个重点内容的具体体现与落脚点。皮肤、骨、软骨、神经与肺这几个器官的选择一方面是基于前期工作的基础,同时也是考虑到这些

器官在严重创伤后对伤员后期康复的影响与作用。有关项目与6 个课题之间的关系详见图2。

完美修复与再生共性变化

个性变化

预期研究目标

图2 课题之间相互关系

课题设置与项目总体目标的关系

本项目集中在阐明“严重创伤后全身内环境变化与损伤组织局部微环境改变对组织修复与再生影响的细胞和分子机制”与“加速几种重要组织器官修复与再生关键措施的建立”两个方面。这两个方面既具有紧密的内在联系,又具有各自的重点和可实现的目标。为此,整个项目设置6个课题,其中课题一、二是共性问题,是影响组织修复与再生的共同基础。课题三也是一个共性的问题,是组织修复与再生的基础。课题四、五、六则是集中在阐明具有代表性的几种机体重要组织和器官修复与再生的关键科学问题,是项目第二个重点内容的具体体现与落脚点。最终目标是通过了解严重创伤全身和局部内外环境改变,阐明皮肤、骨、软骨、神经与肺这几个重要器官修复与再生的细胞与分子机制,建立促进这些组织和器官完美修复与再生的创新技术和方法。

课题设置与本项目的五年预期目标的关系

1、课题一、二、三阐明严重创伤后全身内环境改变和局部微环境变化影响机体修复与再生的细胞、分子机制,解决制约和影响组织修复与再生具有共性的关键科学问题,提出创新的理论和认识用于指导组织修复与再生的基础研究和临床治疗。

2、课题四、五、六则侧重阐明严重创伤重要器官修复与再生关键的个性的科学问题,要突破影响组织修复与再生的关键技术难题,建立约10种促进重要组织和器官(包括皮肤、骨、软骨、周围神经和肺)修复与再生的创新技术和方法。

四、年度计划

细胞和组织的损伤

第一章细胞和组织的损伤 单项选择题 癌症患者首先发生萎缩的组织是 A. 脂肪组织 B. 骨骼肌 C. 心肌 D. 肝细胞 E. 神经元A 符合萎缩的描述是 A. 器官体积小于正常即为萎缩 B. 萎缩的器官间质增生 C. 萎缩细胞功能正常 D. 萎缩器官的细胞数目正常 E. 供血断绝引起萎缩B 关于肾脂肪变性的描述,错误的是 A.与肾小球毛细血管通透性升高有关 B.脂肪变性主要累及远曲管上皮细胞 C.可见于中毒 D.可见于脂性肾病 E.可见于严重贫血 B 纤维素样坏死不见于 ... A. 风湿病 B. 恶性高血压 C. 动脉粥肿 D. 系统性红斑狼疮 E. 类风湿性关节炎C 纤维组织内颗粒状、团块状、强嗜酸红染的无结构物质,状似纤维素,此病变称为 A.水变性 B.脂肪变性 C.玻璃样变性 D.纤维素样坏死 E.钙化 D 血管壁玻璃样变多见于 A.大动脉 B.中型动脉 C.细动脉 D.大静脉 E.小静脉 C 男,30岁,酗酒时间约8年余,日消费北京二锅头酒约500ml。近半年来经常出现恶心、呕吐、食欲不振。肝穿刺显示肝细胞广泛脂肪变性,肝细胞灶状坏死。肝细胞内可见大小不等的红染的半透明小体。这些透明小体为 A.前角蛋白微丝

B.免疫球蛋白 C.血浆蛋白 D.乙型肝炎病毒表面抗原 E.肝糖原 A 不符合 ...变性的病变是 A.间质内类粘液的积聚 B.肝细胞内出现脂滴 C.血管壁出现半透明、均匀红染的物质 D.心肌细胞内水分增多 E.细胞核破碎 E 粘液样变性常见于 A. 甲状腺功能低下的皮下组织 B. 高血压的心脏 C. 硬癌的间质 D. 颗粒性固缩肾 E. 瘢痕A 细胞内线粒体肿大、内质网扩张常见于 A.水变性 B.脂肪变性 C.玻璃样变性 D.纤维素样变性 E.钙化 A 肝细胞气球样变属于 A. 水变性 B. 脂肪变性 C. 玻璃样变性 D. 淀粉样变性 E. 纤维素样变性 A 干酪样坏死灶周边部钙盐沉积称为 A.水变性 B.脂肪变性 C.玻璃样变性 D.纤维素样变性 E.钙化 E 形成脂褐素的细胞器是 A. 高尔基器 B. 粗面内质网 C. 光面内质网 D. 溶酶体 E. 线粒体D 脂褐素电镜下为 A. 扩张的光面内质网 B. Russell小体 C. Mallory小体

生物医用材料研发与组织器官修复替代-国家科技部

附件10 “生物医用材料研发与组织器官修复替代” 重点专项2018年度项目申报指南 “生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项旨在面向国家发展大健康产业和转变经济发展方式对生物医用材料的重大战略需求,把握生物医用材料科学与产业发展的趋势和前沿,抢抓生物医用材料革命性变革的重大机遇,充分利用我国生物医用材料科学与工程研究方面的基础和优势,以新型骨骼—肌肉系统、心血管系统材料、植入器械及高值医用耗材为重点,开发一批新产品,突破一批关键技术,培育一批具有国际竞争力的高集中度多元化生产的龙头企业以及创新团队,构建我国新一代生物医用材料产业体系,引领生物医用材料产业技术进步,为我国生物医用材料产业跻身国际先进行列提供科技支撑。 本专项按照多学科结合、全链条部署、一体化实施的原则,鼓励产、学、研、医联合申报,围绕项目的总体目标,部署前沿

科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务,以及涉及前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范等的医用级原材料的研发及产业化、标准和规范研究、临床及临床转化研究3项重点任务。 2018年将继续围绕前沿科学及基础创新、关键核心技术、产品开发、典型示范4大研究任务部署12个方向,拟支持19个项目,国拨经费约为3亿元。实施周期为2018—2020年。 1. 前沿科学及基础创新 1.1纳米生物材料及其纳米生物学效应与风险的基础研究 研究内容:自然组织的纳米结构及其装配;合成纳米生物材料的积极和负面的纳米生物学效应及其临床应用前景和风险,包括:特定自然组织的纳米分层结构及其自装配原理及高通量计算模拟和实验研究,纳米粒子对细胞选择性凋亡和增殖的作用机制研究,纳米生物材料在体内的降解机制、降解产物对组织再生的影响及生物学风险研究,纳米生物陶瓷及复合材料的高生物活性

第二章组织器官和系统练习题答案

普通生物学练习题 第二章组织、器官和系统答案 一、选择题(每题0.5分,总共18分。答案必需写在括号内) 1、不是由一个胚层发育而来的组织是( C) A.肌肉组织 B.神经组织 C.上皮组织 D.结缔组织 2.高等动物胚的外胚层发育出( D ) A.呼吸道的上皮 B.真皮 C.消化道的上皮 D.神经系统 3.土壤表层中的种子萌发后,根总是垂直向下长,与种子存在的位置(横放,竖放等)无关。其原因是:( A) A.根冠 B.分生区C.土层的结构D.成熟区 4.人体内最大的消化腺属于( B ) A.外胚层发育而成的外分泌腺 B.内胚层发育而成的外分泌腺 C.外胚层发育而成的内分泌腺 D.中胚层发育而成的内分泌腺 5.根据所学知识,判断蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为(B)A、低温、干燥、低氧 B、低温、湿度适中、低氧 C、高温、干燥、高氧 D、高温.湿度适中、高氧 6.人体下列各组织器官分别依次来自外、中、内胚层是( B ) A.脊髓、肾脏、子宫B.眼睛、脊柱、肝脏 C.毛发、胰脏、膀胱D.肾脏、心脏、肝脏 7.动物胚的发育过程受外界环境影响较大的是(A ) ①海豚②鸵鸟③蛇④狗⑤蝾螈 A.②③⑤ B.①②③ C.①③⑤ D.②③④ 8. 大豆种子的胚是由下列哪项发育而来的?( C ) A.基细胞 B.泡状细胞 C.受精卵 D.受精极核 9. 皮肤的生发层和卵巢分别是由哪个胚层发育来的?( A ) A.外胚层和中胚层B.内胚层和中胚层 C.外胚层和内胚层D.内胚层和外胚层

10. 被子植物受精作用完成于( C ) A.花柱 B.柱头 C.胚珠 D.卵巢 11. 下列腺体中,不是由外胚层分化而成的是( C ) 1)肠腺2)睾丸 3)皮脂腺 4)汗腺5)小唾液腺 A.1) 3) 5) B.2) 3) C.1) 2) 5) D.3) 4) 5) 12. 我们所吃的大米、面粉、大豆和花生的营养物质依次是取自于植物种子(B) A.胚乳、子叶、子叶、胚乳B.胚乳、胚乳、子叶、子叶 C.胚乳、子叶、子叶、子叶D.子叶、胚乳、胚乳、胚乳 13. 人的胃腺是由下列哪项发育而成的( A ) A.内胚层B.中胚层 C.外胚层D.内、中、外胚层都有 14. 多细胞生物的个体发育依次要经过的过程是:( C ) A.细胞分裂、器官形成、组织分化B.组织分化、器官形成、细胞分裂 C.细胞分裂、组织分化、器官形成 D.器官形成、细胞分裂、组织分化 15. 高等脊椎动物和人体以下各器官分别来自外、中、内胚层的是( D) A.脊髓、睾丸、子宫B.汗腺、眼球、心脏 C.毛发、肾、卵巢D.指甲、脊柱、鼻腔上皮 16. 下列各项中,由胚胎的外胚层发育成的是( D ) A.呼吸道上皮B.真皮C.消化道上皮D.神经系统 17.切西瓜和番茄果实时,流出的汁液是( B ) A、水分 B、细胞液 C、细胞质 D、液泡 18、植物组织的形成是( D )的结果。 A、细胞分生 B、细胞生长 C、细胞分裂 D、细胞分化 二、填空题(每空0.5分,共27分)

试验一细胞和组织的适应损伤与修复

实验一 细胞和组织的适应、损伤与修复 一、实验目的 1. 掌握细胞水肿、脂肪变性、玻璃样变性的大体和镜下标本的病变特征 2.掌握不同类型坏死的大体表现 3. 掌握肉芽组织的形态、结构 二、实验内容 (一)大体标本观察 1.脑萎缩:脑体积缩小、重量减轻,脑回变窄,脑沟变宽。 2.心脏萎缩:心脏体积缩小,重量减轻,呈深褐色或棕褐色。心脏表面的冠状动脉呈蛇行状迂曲,切面心壁变薄。 3.心脏肥大:高血压性心脏病时,心脏重量增加,左心室心肌代偿性肥大,左心室壁增厚,可达2.0cm ,乳头肌、肉柱增粗。 4. 肾细胞水肿:肾脏肿胀,包膜紧张,重量增加;切面隆起,边缘外翻;灰白混浊,失去正常光泽,似沸水烫过。 5.肝脂肪变性:肝脏增大,边缘钝圆,包膜紧张;切面稍隆起,边缘外翻;色淡黄、质软、有油腻感。 6.脾凝固性坏死:脾的近表面区域见一个或多个边界清楚、锥体形的梗死区(凝固性坏死),锥体的底位于脾表面,稍凹陷,尖端指向脾门。切面见呈梗死灶呈楔形,土黄色或灰白色,均匀一致,质致密而干燥。 7. 淋巴结干酪样坏死:淋巴结体积增大,切面正常淋巴结结构消失。新鲜干酪样坏死为淡黄色,质地松软、细腻,状似干奶酪样或豆腐渣样(固定后及陈旧性干酪样坏死呈灰白色)。 脑回变窄 脑沟变宽

8.足干性坏疽:足自其远端起始发生凝固性坏死,坏死组织干固皱缩,呈黑褐色,与周围健康组织之间有明显的分界线。 9.足湿性坏疽:足明显肿胀,湿润。呈暗绿或污黑色,与正常组织间无明显分界线。 10.肺脓肿(液化性坏死):肺切面可见单房之脓肿,脓液已流失,腔较大,边界清楚,有一较厚的脓肿壁,由灰白色的纤维结缔组织构成。 (二)病理切片观察 1. 肾细胞水肿:首先找到肾小体,区分肾小体周围的近曲小管和远曲小管。观察:近曲小管上皮细胞体积增大,细胞界限不清,凸出于腔内,以致管腔狭小而不规则;胞浆内有伊红染色的颗粒,颗粒细小,大小较一致。部分胞浆已崩解脱落入管腔,细胞核清晰。肾间质中毛细血管受挤压。 2.肝细胞水肿:此为急性普通型病毒性肝炎之切片。肝细胞因胞浆内水含量增多而明显变大,胞浆淡染,称胞浆疏松化;有的肝细胞胞浆透明,称气球样变。肝细胞核的形态大致正常。肝窦受压变狭窄。 3. 肝脂肪变性:肝小叶的结构尚存在(肝细胞以中央静脉为中心呈放射状排列)。肝细胞体积增大、变圆,胞浆内出现了大小不等、边界清楚的脂肪滴空泡(该空泡处原为脂滴,制作石蜡切片时被有机溶剂溶去)。有的空泡细小、量多,分布在核周围,有的融合成一个大脂滴空泡,将肝细胞核压向边缘,形似脂肪细胞。肝窦受压、变狭窄。 4.肉芽组织:肉芽组织内有大量新生的毛细血管,内皮细胞肿胀;毛细血管之间为纤维母细胞和各种炎细胞,纤维母细胞胞体呈圆形、椭圆形或星芒状,胞浆丰富,略显嗜碱性,胞核体积大,染色淡,可有1~2个核仁;炎细胞以巨噬细胞为主,也有多少不等的中性粒细胞及淋巴细胞。 5. 结缔组织玻璃样变:玻璃样变性的结缔组织,纤维细胞明显减少,胶原纤维变粗,彼此融合,形成均质的梁状或片状粉染、半透明的玻璃样物质。 6. 血管壁玻璃样变:常见于高血压病时的细动脉,如脾中央动脉、肾入球小动脉等。此为血浆蛋白渗入内膜,在内皮下凝固,形成均匀红染的无结构状物质,使血管壁增厚、变硬,管腔狭窄甚至闭塞,又称细动脉硬化, 7.宫颈腺体鳞状上皮化生:宫颈管粘膜部分粘液腺泡腺腔尚可辩认。部分宫颈管粘膜固有的柱状上皮被复层鳞状上皮取代,鳞状细胞分化成熟,腺泡腔消失,细胞团周围有完整基底膜。腺泡之间结缔组织内有慢性炎细胞浸润。

组织、器官和系统_教案

器官与系统 【教学目标】 1.理解组织的概念及动植物体组织类型。 2.了解细胞分化形成组织。 【教学重难点】 1.重点:组织的概念,动植物组织的名称。 2.难点:组织的概念,组织名称的区分。 【教学过程】 一、导入 人是多细胞的生物,人体中的细胞都一样吗?你能认出哪些人体细胞,并说说它们的功能呢? 出示图片:血细胞、肌肉组织、洋葱表皮组织、神经细胞组织。 师:人是从一个细胞——受精卵发育而来的,当新生儿诞生时,他体内的细胞数量已经非常多了,这个过程经历了细胞的什么活动? 生:…… 图片展示:受精卵到形态、结构和功能的细胞图。 师:到受精卵分裂到一定阶段,出现了各种不同的细胞,这个过程我们称为? 生:…… 给出“组织”概念:由许多形态相似,结构、功能相同的细胞群,称为组织。组织是细胞分化的结果。 二、观察番茄果实的细胞 比较各处果肉的形态、结构,并思考这些细胞有什么功能。 师:在番茄中,你找到哪些细胞是形态相似的细胞群呢? 生:……(分类概况,由实例引出植物组织。) 表皮,有保护作用,属于保护组织; 果肉,储存营养物质,属于营养组织; 茎,能运输水和营养物质,属于输导组织。 师:除了番茄中的这些植物组织,还有哪些植物的生命活动需要的组织呢?

图示:分生组织、分泌组织、机械组织。 图示:叶的结构。 生分析:叶片是由什么组织组成的? 提问:当一个严重烧伤时,需住入无菌病房,这是为什么呢? 生:……(引出动物体组织) 图示学习:上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织(从特点、功能、分布等方面介绍。)图示:皮肤的结构。 生分析:皮肤是由什么组织组成的? 三、课堂小结 1.组织; 2.植物的组织; 3.动物的组织。 四、课堂练习 1.组织是有许多___相似,___和___相同的细胞联合在一起所形成的____。 2.下列结构中属于营养组织的是() A.番茄的果实;B.白菜的叶;C.番茄的果肉;D.叶片。 3.心脏和血管的内表面主要由什么组织构成的() A.神经组织;B.肌肉组织;C.上皮组织;D.结缔组织。

免疫组织与器官

免疫组织与器官 免疫系统(ImmuneSystem ) 由免疫器官、免疫细胞和免疫分子构成 第一节中枢免疫器官和组织

中枢免疫器官,是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所 一、骨髓 是各种血细胞和免疫细胞发生及成熟的场所 ㈠骨髓的功能 1?各类血细胞和免疫细胞发生的场所 2.B细胞分化成熟的场所 3?体液免疫应答发生的场所再次体液免疫应答的主要部位 二、胸腺 是T细胞分化、发育、成熟的场所 ㈠胸腺的结构 胸腺分为皮质和髓质。皮质又分为浅皮质区和深皮质区; ㈡胸腺微环境 由胸腺基质细胞、细胞外基质及局部活性物质(如激素、细胞因子等)组成,其在胸腺细胞分化发育过程的不同环节均发挥作用。 ㈢胸腺的功能 1.T细胞分化、成熟的场所 2?免疫调节

3.自身耐受的建立与维持 第二节外周免疫器官和组织 外周免疫器官是成熟淋巴细胞定居的场所,也是这些淋巴细胞针对外来抗原刺激启动初次免疫应答的主要部位 一、淋巴结 1.T、B细胞定居的场所 2.免疫应答发生的场所 3参与淋巴细胞再循环 4.过滤作用(过滤淋巴液) 二、脾 人体最大的外周免疫器官 1.T、B细胞定居的场所 2.免疫应答发生的场所 3.合成某些生物活性物质 4.过滤作用(过滤血液) 三、粘膜相关淋巴组织(MALT ) 主要指呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道粘膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织,以及某些带

有生发中心的器官化的淋巴组织 1.参与黏膜局部免疫应答 2.(B细胞)产生分泌型IgA 四、免疫细胞 免疫细胞(immunocyte ) 是指所有参与免疫应答或与之有关的细胞。根据免疫细胞在免疫应答中的作用 可概括为四类: ①淋巴细胞 包括T、B淋巴细胞,由于T、B细胞可以TCR、BCR特异识别抗原故也称抗原特异性淋巴细胞。其分别介导细胞免疫和体液免疫。 ②抗原递呈细胞(APC细胞) 包括树突状细胞、巨噬细胞等。能捕获、处理并递呈抗原的细胞,在免疫应答过程中具有重要的递呈抗原肽及免疫调节作用。 ③吞噬细胞 包括单核-巨噬细胞和中性粒细胞。具有吞噬和杀菌功能,在固有免疫中发挥 重要作用 ④自然杀伤细胞

细胞和组织的适应与损伤

细胞和组织的适应与损伤 ?病理学教研室龙捷 ?电话:37103237 (A1-637) ?主要教学内容 第一节细胞和组织的适应 第二节细胞和组织的损伤 重点掌握适应性反应、变性和坏死的病变特点。 ?第一节细胞和组织的适应 ?适应(adaptation):细胞和由其构成的组织、器官对内、外环境中各种有害因子的刺激作用的非损伤应答反应,称为适应。 适应性反应包括: 1.萎缩 2.肥大 3.增生 4.化生 ?萎缩(atrophy) ?已发育正常的实质细胞、组织和器官体积缩小,可以伴发细胞数目的减少。 ?病理性萎缩的类型 营养不良性萎缩:全身性、局部性 压迫性萎缩:肾盂积水、脑积水; 失用性萎缩:长期卧床; 去神经性萎缩:ALS,脑卒中,神经离断; 内分泌性萎缩:绝经后子宫、卵巢萎缩 老化和损伤性萎缩:阿尔茨海默病、萎缩性胃炎

?萎缩的病理变化 ?大体:器官均匀性缩小,重量减轻,功能降低。质韧、色深、包膜皱缩。 ?光镜:细胞数目、体积、细胞器、残存体。 ?类型: 1 生理性:运动员的肌肉、妊娠期的子宫 2 病理性: ①代偿性肥大 如高血压早期的左心室、单侧肾切除后的对侧肾 ②内分泌性肥大 如甲亢时的甲状腺、垂体瘤时的肾上腺 ?病变: ?大体:体积增大、重量增加、功能增强。 ?光镜: ①细胞器体积大、数目多,核DNA含量↑; ②细胞体积增大。 ?肥大有一定的代偿功能 ?过度肥大会诱发器官组织的损害 ?假性肥大 实质细胞萎缩、间质细胞增生、器官体积不变或增加

? 2 病理性: ?(1)代偿性增生:肉芽组织、慢性炎症 ?(2)内分泌增生:子宫内膜增生过长 ?增生与肥大的关系 ?细胞分裂增殖能力活跃的器官,其体积增大是肥大和增生的共同结果 ?细胞分裂增殖能力低的器官,其体积增大仅仅是肥大所致?化生(metaplasia) 定义:一种分化成熟的细胞类型被另一种分化成熟的细胞类型所取代的过程称为化生。 ?类型 ①鳞状上皮化生:气管柱状上皮,胆囊粘膜上皮,宫颈粘膜柱状上皮。 ②肠上皮化生:胃粘膜转化成小肠或大肠粘膜。 ③结缔组织化生:软骨化生,骨化生,骨化性肌炎 ?化生的意义 ?化生可以是正常的生理现象 ?化生可以是一种防御反应 ?化生也可以是一种癌前病变(如食管癌、肺癌)

组织、器官和系统1

第三节组织、器官和系统(第一教时) 教学目标:1)理解组织的概念及动植物体组织类型; 2)了解细胞分化形成组织 教学重点:组织,动植物组织的类型、功能 教学难点:名词较多,学生容易混淆;组织的形成 教学过程: 引入:细胞是构成生物体的基本单位,那么细胞是如何构成生物体的呢? 细胞通过分化形成组织,不同组织的联合形成器官,由不同的器官构成生物体。 问题①:我们观察过的洋葱表皮细胞都有哪些相同的结构?(答:有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核及液泡等) 问题②:构成洋葱表皮和细胞在结构和排列上有何特点?(答:细胞壁较厚、排列紧密) 问题③:表皮内部细胞呢?(回答:壁薄、体积较大、排列松散) 问题④:壁厚的细胞紧密地排列在一起,形成表皮,具有了保护的功能;壁薄液泡大的细胞集中于表皮内,具有了贮藏养分的功能,假如它们不分开,而是混杂在一起生活行吗? 问题⑤:形态相似的细胞集中在一起就能体现出一定的功能,发挥一定的作用而分散开则不行。这是一种什么现象呢?植物细胞是怎样实现细胞的分而聚之的呢?下面我们就来研究一下这个问题 一、植物的组织: 组织的类型:先让学生回忆洋葱表皮细胞形态、结构、排列等特点,再让学生猜测它的功能,然后老师告诉学生洋葱表皮的细胞形状相似,紧密地排列在植物体这个部位的表面,有保护的功能洋葱表皮细胞都是长方体形,结构相同;由它们构成的一群细胞就是一种组织,叫保护组织。 又可提问学生:你认为植物体哪些部位还有保护组织?它的细胞有何主要特点? 学生讨论、交流后师生 总结出:保护组织的特点、功能(细胞排列紧密、细胞壁较厚;保护内部结构)。 提问:制作洋葱表皮临时装片,如果标本撕得太厚,看到的细胞不是一层,哪些细胞与表皮细胞形态一样吗?食用桃子、番茄等果实时,它外皮与果肉的有何不同? 实验:观察番茄的果肉细胞,比较各处果肉的形态,结构,并思考这些细胞有什么功能? 1、直接观察番茄果实的保护组织、营养组织、输导组织(内的丝或筋); 2、制作果肉临时装片,观察细胞形态、结构; 3、观察导管 提问:“果皮和果肉的口感有何不同?” 结论:它们是由不同的细胞组成的。果皮不易嚼烂,说明组成它的细胞排列紧密,且细胞壁较厚,而果肉汁多,味儿甜,易嚼,口感好,说明组成它的细胞壁薄,液泡大且细胞间排列疏松。 学生讨论、交流后,而番茄或其他瓜果的果肉细胞则排列松散,集中于植物体的内部,细胞壁薄、液泡内存有大量的细胞液,所以具有贮存水分和营养的功能,是营养组织。含有叶绿体的叶肉细胞,他们能进行光合作用,为植物的生长提供有机物,这些细胞群也属于营养组织 得出营养组织的特点功能。 输导组织同样也可采用举例、讨论的方法进行教学。莲藕的茎断开时有许多细丝,在显微镜下看到是的一排排的导管,所以是属于输导组织 机械组织、分生组织、分泌组织老师只要简洁说明名称和主要功能就行了(图示)

胡杨离体器官再生体系的建立

胡杨离体器官再生体系的建立 赵鹏 陈己任 王华芳* (北京林业大学,北京,100083,*联系人作者) 摘要:胡杨是我国干旱沙漠地区唯一的乔木建群树种,耐旱、耐盐、耐高低温胁迫,属国家渐危保护树种。以无性繁殖技术快速扩繁其种苗对于保持树种优良特性、获得高质量苗木十分重要。组织培养的工作十分艰难的主要问题在于培养材料在培养基上黄化致死尚未得到解决。本文在测定胡杨叶片营养元素含量及其比例的基础上,拟定胡杨组织培养基组成(暂定名为MP2);以基本培养基MS、B5、MP2,植物激素BA、IAA、GA进行因素实验,筛选适合胡杨不定芽再生的培养基和培养条件。结果表明:MP2+BA0.5+IAA0.1+GA2 mg/l,pH 6.3较为合适。 关键词:胡杨,组织培养,植物激素,微型快速繁殖,离体培养 Establishment of in Vitro Culture of Populus Euphratica Olivea Zhao Peng Chen Jiren Wang Huafang* (Beijing Forestry University, Beijing 100083, * responding author) Abstract:Populus euphratica olivea is a great role in drought, salt, high or low temperature stress tolerance, it is a along only vulnerable or threatened and protected indigenous arbor tree in China. Micropropagation of the woody plant keeps with the rare plant individual identity and plantlet consistence. However, a big problem existing still in its in vitro culture is that the culture on medium etiolated and died. This paper is to establish a regeneration system for micropropagation of Populus euphratica Olivea. On a bases of analyzing the plant leaf mineral nutrition, a special medium formula was proposed and named MP2. Optimizing medium for the plant in vitro culture, media, Murashige and Skoog’s (MS medium), B5, MP2, hormones, auxin IAA, cytokine benzyladenine(6-BA), gibberellic acid (GA3) were employed in the medium factorial experiment, respectively. Vegetative shoots derived from cuttings of adult plants taken from Xingjiang on an selected medium with MP2+BA0.5+IAA0.1+GA2 mg/l, incorporated sucrose 30 g/l and adjusted pH on 6.3. Key words:Populus euphratica Olivea, tissue culture, plant hormones, micropropagation, in vitro culture 1前言 胡杨是我国唯一能在干旱沙漠环境中生长的乔木建群树种,具极强的耐旱、耐盐、防风、固沙等能力,是国家濒危物种资源[1]。在国家西部大开发战略中,该树种对防风固沙、稳定绿洲、保障农业生产等生态效益具有极其重要的意义[2]。常规实生苗繁殖中因其种子极易丧失生活力,不能很好地保持其优良性状,且繁殖周期长;而扦插繁殖难以生根,嫁接育苗繁育速度慢,这都显著了胡杨大规模繁殖[3]。由于组织培养繁殖作物的突出特点是快速,而且组培技术应用于胡杨的良种繁育不再是停留在理论阶段,已经过试验研究完成了组培的全过程,使之成为加速胡杨良种无性系繁育的重要手段[4]。 孙雪新[5]等人提出可以通过利用胡杨优株上的单芽茎段直接诱导成苗进行快繁,或利用嫩芽诱导产生愈伤组织,经分化丛生绿芽诱导产生小植株。谷瑞升、蒋湘宁[6]等人研究了离体条件下胡杨茎段、叶片及愈伤组织的器官发生和植株再生技术。但是由于胡杨无性系差

第2章 免疫组织和器官

第二章免疫器官和组织 免疫系统(immune system)是机体执行免疫应答及免疫功能的一个重要系统。免疫系统由免疫器官和组织、免疫细胞(如造血干细胞、抗原提呈细胞、淋巴细胞、NK细胞、粒细胞、肥大细胞、红细胞等)及免疫分子(如免疫球蛋白、补体、各种细胞因子和膜分子等)组成。本章重点介绍免疫器官和组织的结构与功能,免疫细胞和免疫分子将在后续相关章节介绍。 免疫组织(immune tissue)又称为淋巴组织(lymphoid tissue)。淋巴组织在人体内分布广泛,其中胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道等黏膜下含有大量非包膜化的弥散淋巴组织(diffuse lymphoid tissue)和淋巴小结(lymphoid nodule),在黏膜局部抗感染免疫中发挥主要作用。淋巴组织是胸腺、脾、淋巴结等包膜化淋巴器官(lymphoid organ)的主要组分。淋巴器官因具有免疫功能,又被称为免疫器官(immune organ)。 免疫器官按其发生和功能不同,可分为中枢免疫器官和外周免疫器官(图2-1),二者通过血液循环及淋巴循环互相联系。中枢免疫器官发生较早,由骨髓和胸腺组成,多能造血干细胞在中枢免疫器官发育为成熟免疫细胞,并通过血液循环输送至外周免疫器官。外周免疫器官发生相对较晚,由淋巴结、脾及黏膜相关淋巴组织等组成,成熟免疫细胞在这些部位定居,并在接受抗原刺激后产生免疫应答。 淋巴细胞和单核细胞经血液循环和淋巴循环进出外周免疫器官和组织,构成免疫系统的完整网络,既能及时动员免疫细胞,使之聚集于皮肤及内脏各处病原体等抗原存在部位,又能使这些部位的抗原经抗原提呈细胞摄取并携带至相应外周免疫器官或组织,进而活化T细胞或B细胞,从而发挥适应性免疫应答及效应作用。 第一节中枢免疫器官和组织 中枢免疫器官(central immune organ)或称初级淋巴器官(primary lymphoid organ),是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所。人或其他哺乳类动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。鸟类的腔上囊(法氏囊)是B细胞分化发育的场所。 一、骨髓 骨髓(bone marrow)是各类血细胞和免疫细胞发生及成熟的场所,是机体重要的中枢免疫器官。 (一)骨髓的结构与造血微环境 骨髓位于骨髓腔中,分为红骨髓和黄骨髓。红骨髓具有活跃的造血功能,由造血组织和

细胞和组织的适应、损伤与修复

细胞和组织的适应、损伤与修复 第一节适应 在环境发生变化时,机体的细胞和组织为了避免损伤,可通过改变自身的代谢、功能和形态结构以适应变化的环境,与之协调的过程称为适应。在形态学上的改变表现为萎缩、肥大、增生和化生。 (一)萎缩 1.概念发育正常的器官、组织体积变小称为萎缩。通常是由于该器官的实质细胞体积缩小所致,有时也可因细胞数目减少引起,或二者兼有。萎缩有生理性和病理性之分。病理性萎缩有的表现为全身性萎缩,如消化道慢性梗阻;有的表现为局部组织器官萎缩,如动脉粥样硬化引起心、脑、肾等器官萎缩。此外,萎缩又可分为:①营养不良性萎缩;②废用性萎缩;③压迫性萎缩;④神经性萎缩;⑤内分泌性萎缩等。 2.病变萎缩的器官体积变小、重量减轻、颜色变深、质地变韧、包膜增厚。光镜下萎缩的细胞体积变小或数目减少,或两者兼有。胞浆常深染,核浓缩。心肌萎缩时,其胞浆内可出现脂褐素。 3.后果萎缩一般是可复性的,如原因持续存在,萎缩的实质细胞最后消失。 (二)肥大 概念:细胞体积增大,使该器官、组织体积增大,称为肥大。 一般可分为生理性肥大和病理性肥大两类。病理情况下,例如高血压病,左心负荷加重,心肌纤维体积增大,属代偿性肥大。肥大有时需与实质细胞萎缩、间质增生引起的假性肥大区别。 (三)增生 概念:细胞数量增多,使该组织、器官体积增大,称为增生。 增生也有生理性增生和病理性增生之分。肥大和增生常同时存在,也可单独存在。 (四)化生 1.概念化生是指一种已分化成熟的组织细胞,转化为另一种相似性质的、分化成熟的组织细胞的过程。化生是一种可复性病变,原因去除后大多可恢复。 2.类型 (1)鳞状上皮化生:气管及支气管的假复层柱状纤毛上皮、胆囊粘膜上皮、宫颈粘膜上皮、肾盂的移行上皮等在慢性炎症时转化为鳞状上皮。 (2)肠上皮化生:慢性胃炎时,部分胃粘膜上皮转化为肠粘膜上皮,出现杯状细胞、潘氏细胞及具有纹状缘的吸收上皮甚至形成小肠绒毛。如果一种腺上皮转化为另一种腺上皮,则称为腺性化生。 (3)结缔组织和支持组织化生:如间叶组织化生为脂肪组织或透明软骨。 3.意义化生对机体是有利的,但也有其局限性和不完善性。

严重创伤重要组织器官修复再生的细胞与分子机制研究

一、关键科学问题及研究内容 (一)拟解决的关键科学问题根据严重创伤后损伤组织修复与再生发生的病理生理过程,结合现代细胞与分子生物学的研究进展,本项目拟解决的关键科学问题是“严重创伤后全身与局部内环境改变对重要组织和器官修复与再生的影响及其相关机制”,主要包括以下四个方面(图1): 1、严重创伤全身性损害对局部组织修复与再生影响的细胞与分子机制。主要从整体了解严重创伤缺血缺氧导致全身内环境改变与平衡失调对局部组织修复与再生影响的细胞与分子机制等; 2、严重创伤局部微环境改变对重要组织器官损伤修复与再生的影响与调控机制。主要阐明严重创伤后局部微环境改变的特征与相关机制,以及这种改变对组织修复细胞(多种成体干细胞)的诱导分化与重编程作用,明确这些作用对修复速度与质量的影响; 3、几种代表性组织器官严重创伤后修复与再生关键的细胞与分子机制。主要从严重创伤后全身与局部改变的共性机制影响个性机制入手,研究皮肤、肺、骨、软骨与外周神经等代表性组织器官修复与再生的“始动”与调控机制; 4、重要组织器官完美修复与再生的关键性制约因素。解决和突破促进组织修复与再生关键技术的瓶颈,为建立创新的治疗技术和方法打下基础。 (二)主要研究内容根据需要解决的关键科学问题,本项目主要研究内容如下(图1): 1、严重创伤缺血缺氧对组织修复与再生的影响与关键机制。重点解决缺血缺氧的始动因素以及缺血缺氧导致机体内环境改变影响重要组织器官修复与再生的机制;

2、严重创伤免疫紊乱和全身炎症对重要器官修复与再生的影响。重点解决严重创伤免疫失调和全身炎症导致的内环境紊乱对重要器官修复与再生影响的机制; 3、严重创伤局部微环境改变对成体干细胞分化的影响及其与组织器官修复和再生的关系。重点研究创伤局部微环境改变对主要修复细胞分化的调控作用及其与不同修复结局的关系; 4、严重创伤后肺损伤修复与再生机制。肺是严重创伤时最易受累的靶器官之一。重点研究急性肺损伤时肺组织的自身修复与再生规律,局部微环境的促修复作用与调控机制,建立促进肺组织内源性修复与再生的关键技术与措施; 5、严重创伤后皮肤及其附件完美修复与再生。从细胞、分子与基因水平以及局部创面微环境改变模式,研究减少皮肤过度纤维化修复和促进皮肤附件,特别是汗腺再生的相关机制,建立关键的促修复与再生措施; 6、严重创伤后骨、软骨和周围神经损伤修复与再生机制。重点从细胞、分子与基因水平研究骨、软骨和周围神经损伤修复与再生的机制,了解制约修复与再生的相关因素,建立促进修复与再生的创新技术和方法。

第二章组织、器官和系统

第二章组织、器官和系统 一、选择题 1.花生雌蕊柄之所以能将花生的花推入土中因为其基部有下列之故? A.顶端分生组织 B.侧生分生组织 C.居间分生组织 D.原分生组织 2.被子植物中,具有功能的死细胞是。 A.导管分子和筛管分子 B.筛管分子和纤维 C.导管分子和纤维 D.纤维和伴胞 3.裸子植物靠输导水分。 A.导管和管胞 B.管胞 C.筛管 D.筛胞 4.筛管分子最明显的特征是其。 A.侧壁具筛域 B.为具核的生活细胞 C.端壁具筛板 D.为有筛域、筛板而无核的生活细胞 5.次生分生组织可由直接转变而成。 A.原分生组织 B.初生分生组织 C.侧生分生组织 D.薄壁组织 6.周皮上的通气结构是。 A.气孔 B.皮孔 C.穿孔 D.纹孔 7.水稻和小麦等禾本科植物拔节、抽穗时,茎迅速长高,是借助的活动。 A.顶端分生组织 B.侧生分生组织 C.次生分生组织 D.居间分生组织 8.厚角组织与厚壁组织的差别,在于厚壁组织是。 A.细胞,壁均匀地次生加厚 B.胞,壁均匀地次生加厚 C.细胞,壁均匀地初生加厚 D.细胞,壁均匀地初生加厚 9.下列哪种组织常常有叶绿体,能进行光合作用。 A.厚壁组织 B.厚角组织 C.输导组织 D.分泌组织 10.草本植物体内数量最多,分布最广的组织是。 A.输导组织 B.薄壁组织 C.机械组织 D.厚壁组织 11.韭菜叶切断后,能继续生长,是因为下列何种生长的结果。 A.顶端生长 B.侧生生长 C.居间生长 D.产生离层 12.根的吸收作用主要在________。 A.根冠 B.分生区 C.根毛区 D.伸长区 13.中柱鞘细胞可产生________。 A.部分维管形成层和木栓形成层 B.不定芽和不定根 C.侧根 D.A、B和C

第二章免疫组织和器官

第三章免疫组织和器官 学习要点: 1、熟悉中枢免疫器官和外周免疫器官及功能 2、了解粘膜相关淋巴组织 3、了解淋巴细胞再循环 免疫系统包括免疫器官与组织、免疫细胞和免疫分子,是承担免疫功能的组织系统,是机体对抗原刺激产生应答、执行免疫效应的物质基础。 第一节中枢免疫器官 中枢免疫器官(central immune organ)是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所,并对外周免疫器官的发育起主导作用,某些情况下(如再次抗原刺激或自身抗原刺激)也是产生免疫应答的场所。在人和哺乳动物主要是胸腺和骨髓。 一、骨髓(bone marrow):是重要的中枢免疫器官。它具有如下功能: 1.是各类血细胞和免疫细胞发生的场所:骨髓是人和哺乳动物的造血器官,也是各类免疫细胞发育的场所。骨髓造血干细胞具有自我新生和多种分化潜能,可分化为髓样祖细胞和淋巴样祖细胞;其中髓样祖细胞在骨髓中多种细胞因子(SCF,GM-SCF,IL-3、TPO、EPO)刺激下逐步分化发育为中性粒细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、红细胞和血小板;淋巴样祖细胞在细胞因子(SCF、IL-3、IL-11)作用下分化发育为祖T/NK细胞和祖B 细胞,之后分别在胸腺和骨髓中最终成熟。 2.B细胞分化成熟的场所。淋巴样前体细胞经早祖B细胞、晚祖B细胞、大前B细胞、小前B细胞,发育成为未成熟B细胞,并且表达B细胞受体(BCR),未成熟B细胞经血循环至外周免疫器官最终发育为成熟B细胞。 二、胸腺 胸腺位于胸骨后面,紧靠心脏,呈灰赤色,扁平椭圆形,分左、右两叶,由淋巴组织构成。胸腺表面有结缔组织被膜,结缔组织伸入胸腺实质把胸腺分成许多不完全分隔的小叶。小叶周边为皮质,深部为髓质。 胸腺的功能如下: 1.T细胞分化、成熟的场所。腺的淋巴细胞又称为胸腺细胞,经历“双阴性(CD4-CD8-)”胸腺细胞、双阳性(CD4+CD8+)胸腺细胞、单阳性(CD4+或CD8+)胸腺细胞(成熟T 细胞)的过程: 阳性选择:在胸腺皮质中,CD4+CD8+双阳性T细胞,其TCR能与胸腺基质细胞表面

免疫器官和组织ppt医学免疫学课件

免疫器官和组织ppt医学免疫学课件第一章免疫学概论 1、机体的免疫功能:①免疫防御:防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质(超敏反应/免疫缺陷病);②免疫监视:随时发现和清除体内出现的“非己”成分,如由基因突变而发生的肿瘤细胞以及衰老、凋亡细胞(恶性肿瘤);③免疫自身稳定:通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳定(自身免疫病)。 2、根据免疫应答识别的特点、获得形式以及效应机制,可分为固有免疫(先天性免疫/非特异性免疫)和适应性免疫(获得性免疫/特异性免疫)。 3、固有免疫和适应性免疫的比较 4、适应性免疫应答可分为三个阶段:①识别阶段:T细胞和B细胞分别通过TCR和BCR精确识别抗原,其中T细胞识别的抗原必须由抗原提呈细胞(APC)来提呈;②活化增殖阶段:识别抗原后的淋巴细胞在协同刺激分子的参与下,发生细胞的活化、增殖和分化,产生效应细胞(如杀伤性T细胞)、效应分子(如抗体、细胞因子等)和记忆细胞;③效应阶段:由效应细胞和效应分子清除抗原。

5、适应性免疫的三个主要特点:特异性、耐受性、记忆性。 6、关系:固有免疫往往是适应性免疫的先决条件;适应性免疫的效应分子可大大促进固有免疫应答。 7、免疫:是机体识别“自己”,排除“异己”过程中所产生的生物学效应的总和,正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性防御功能。(是指机体免疫系统识别自身与异己物质,并通过免疫应答排除抗原性异物,以维持机体生理平衡的功能。) 第二章免疫器官组织 1、免疫系统的组成 2、中枢免疫器官(中枢淋巴器官或一级/初级淋巴器官)是免疫细胞发生、分化、筛选与成熟的场所,包括胸腺和骨髓,在鸟类还包括腔上囊(法氏囊)。 3、骨髓:是各类血细胞和免疫细胞发生及成熟的场所,是机体内重要的中枢免疫器官。(既中枢又外周)

再生医学

再生医学 再生医学的概念与范畴 有位专家认为,再生医学是通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理,寻找有效的生物治疗方法,促进机体自我修复与再生,或构建新的组织与器官,以改善或恢复损伤组织和器官的功能的科学。他提出移植干细胞可优势分布于损伤局部,但数量有限(<3%),将基因克隆到腺病毒表达载体能加强定向,转染干细胞使之增加基因表达,增强了促愈合作用。同时还发现了3个来源于大鼠、5个来源于人的真皮干细胞克隆、体外长期连续培养过程中全部发生恶性转化。不同干细胞克隆转化时间从5 0代至80代不等,建议在临床实际应用中不要用培养很多代的干细胞。 有的专家指出,再生医学是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官,使其具备正常组织和器官的机构和功能。卢世璧院士还介绍了软骨组织工程方面的进展。 还有专家认为,再生医学的概念应有广义和狭义之分。广义上讲,再生医学可以认为是一门研究如何促进创伤与组织器官缺损生理性修复以及如何进行组织器官再生与功能重建的新兴学科,可以理解为通过研究机体的正常组织特征与功能、创伤修复与再生机制及干细胞分化机理,寻找有效的生物治疗方法,促进机体自我修复与再生,或构建新的组织与器官以维持、修复、再生或改善损伤组织和器官功能。狭义上讲是指利用生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法,研究和开发用于替代、修复、改善或再生人体各种组织器官的定义和信息技术,其技术和产品可用于因疾病、创伤、衰老或遗传因素所造成的组织器官缺损或功能障碍的再生治疗。 英国《再生医学》杂志1月刊登了一份由加拿大麦克劳克林—罗特曼全球卫生中心完成的关于中国再生医学研究现状的报告。该报告认为,进入21世纪以来,中国再生医学领域的研究迅速发展,在国际学术期刊上发表的相关论文数量位居世界第五,一些研究成果处于世界领先地位。 所谓再生医学,是指利用生物学及工程学的理论方法,促进机体自我修复与再生,或构建新的组织与器官,以修复、再生和替代受损的组织和器官的医学技术。这一技术领域涵盖了干细胞技术、组织工程和基因工程等多项现代生物工程技术,力图从各个层面寻求组织和器官再生修复和功能重建的可能性。 “再生医学”这一名词的提出还不到20年时间。这是在生命科学、材料科学、工程学、计算机技术等多学科的飞速发展和日益交融的基础上发展起来的一门新兴学科,是人类医学发展的一次飞跃。再生医学的发展同时也带动了上述各学科向应用领域的发展以及交叉合作。 干细胞具有再生各种组织器官的潜在功能,干细胞技术因而成为再生医学的基础。干细胞是一群尚未完全分化的细胞,它就像是万能细胞,在特定条件下可以向各种组织细胞分化,在生命体的胚胎发育、组织更新和修复过程中扮演着关键的角色。1968年,美国明尼苏达大学医学中心首次采用骨髓造血干细胞移植,成功治疗了一例先天性联合免疫缺陷病。干细胞移植技术现已用于多种疾病的临床治疗和相关基础研究,几乎涉及人体所有的组织和器官。 组织工程是指采用各种种子细胞和生物材料在体外进行组织构建,再造各种人工组织或器官,它涉及生命科学、材料学和工程学等多个领域。目前,多种生物材料已经成功应用于人工骨和关节、人工晶体、医用导管、人工心脏瓣膜以及血管支架,人造肺、心脏、肝、肾和角膜等各种人工器官也在大力研究开发。 基因工程技术是再生医学中必不可少的手段。对干细胞甚至已经分化的体细胞进行基因重新编程,可以用于治疗各种基因缺陷造成的遗传性疾病或恶性肿瘤。人工器官中的种子细胞往往也需要通过基因重新构建向特定方向分化。结合基因打靶技术以及干细胞克隆技术可以改变异种组织和器官的表型,使得异种移植有望成为可能。 再生医学的核心和终极目标是修复或再生各种组织和器官,解决因疾病、创伤、衰老或遗传因素造成的组织器官缺损和功能障碍。可以想象,如果将来人类有能力对任何细胞都进行编程和干细胞诱导分化,生产制造出任何一种人工器官,那么,绝大多数疾病就能治愈,人类可实现延长寿命之梦。

组织、器官和系统知识点

4.3组织、器官和系统 一、组织 1、组织的形成:是由许多形态相似,结构和功能相同的细胞联合在一起而形成的。 组织的形成:受精卵分裂→一部分失去分裂能力→具有不同功能→在形态和结构上发生变化→联合形成了不同的组织。 总之,组织的形成是的结果。 2、植物组织: 植物组织的分类: (1)、保护组织:保护组织的细胞排列紧密,细胞壁较厚;保护内部结构。如。(2)、营养组织:营养组织的细胞壁薄,液泡大且细胞间排列疏松。如。(3)、输导组织:如。 (4)、分生组织(如)、机械组织(如)、分泌组织(如) 2、动物的组织 (1)动物的组织的分类:主要有、、和四类。 (2)动物各种组织的比较: 生物体的组织就是由许多、和相同的细胞联合在一起而形成的。 二、器官 1、植物的器官 器官:由不同的按照一定的次序联合起来,形成具有一定的结构就是器

官。植物有、、、、、六种器官。他们相互联系、相互制约,共同完成植物的全部生命活动。其中根、茎、叶属于,花、果实、种子属于。 一、植物体的组成 细胞:植物体结构和功能的基本单位。↓ 组织:由许多形态相似,结构和功能相同的细胞联合在一起而形成的细胞群。↓ 器官:由不同的组织按照一定的次序联合起来,形成具有一定功能的结构。↓ 植物体:根、茎、叶、花、果实、种子六大器官构成完整的植物体, (二)动物的器官包括:感觉器官、消化器官、呼吸器官、循环器官、生殖器官、排泄器官。 (三)动物的系统 1、动物的系统:共同完成某种连续的基本生理功能的多个器官的集合体。 包括:消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、运动系统、生殖系统、神经系统、内分泌系统。 这些系统在神经、体液调节下,相互联系、相互制约,共同完成整个生物体的全部生命活动,以保证生物体个体生存和种族绵延。 (四)动物或人体的组成 细胞:动物体或人体的结构和功能的基本单位。 ↓ 组织:由许多形态相似,结构和功能相同的细胞联合在一起而形成的细胞群。 ↓ 器官:由不同的组织按照一定的次序联合起来,形成具有一定功能的结构。 ↓ 系统:共同完成某种连续的基本生理功能的多个器官的集合体。 ↓ 动物体或人体

相关文档
最新文档