單細胞技術范文10篇
時間:2024-05-23 13:22:14
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瓜馥木化學成分研究論文
【摘要】目的研究瓜馥木的化學成分,尋找抗腫瘤的活性成分。方法采用硅膠柱色譜技術進行分離純化,運用波譜法進行結構解析,并進行體外抗腫瘤活性篩選。結果從瓜馥木根的乙醇提取物中分離得到1個化合物,經理化常數和波譜(EI²MS,1H²NMR,13C²NMR)分析,鑒定為馬兜鈴內酰胺AⅡ,化合物馬兜鈴內酰胺AⅡ對肺腺癌GLC²82、白血病細胞株HL60的細胞株的IC50分別為:234.35,101.17μmol·L-1。結論馬兜鈴內酰胺AⅡ生物堿化合物具有一定的抗腫瘤活性。
【關鍵詞】瓜馥木化學成分分離和提純馬兜鈴內酰胺AⅡ抗腫瘤活性
瓜馥木Fissistigmaoldhamii(Hemsl.)Merr.為番荔枝科(Annonaceae)瓜馥木屬(Fissistigma)植物,根入藥,性溫味辛,具有祛風除濕、鎮痛消腫、活血化淤等功效,主要用于跌打損傷、關節炎及坐骨神經痛的治療[1]。為尋找反映瓜馥木中抗炎、鎮痛活性特征成分,我們對瓜馥木化學成分進行了系統研究,已報道O-甲基芒籽堿(O-methyl-moschtaoline)、酸花木堿(毛葉含笑堿,oxylopine)、氧代克斑寧(7-oxocrebanine)和胡蘿卜苷(daucosterol)等成分的研究[2]。本文報道另一個化合物的分離和結構鑒定,并探討該化合物對肺腺癌GLC-82及HL60白血病細胞株的抗腫瘤活性。
1儀器與材料
顯微熔點測定儀(溫度計未校正);AB-HS型質譜儀;DRX-400型超導核磁共振儀,TMS為內標。3164型二氧化碳培養箱(美國FORMA公司);比色采用ThermoLabsystemsMultiskanMK3全自動酶標儀。
藥材采于江西,由江西中醫學院賴學文副教授鑒定為瓜馥木Fissistigmaoldhamii(Hemsl.)Merr.,標本存于廣東醫學院藥學教研室。
生物餌料在水產養殖中綜合應用
摘要:隨著人們的生活水平不斷提高,對食品質量的要求也越來越高。因此,生物餌料在水產養殖中的綜合應用越來越廣泛。分析目前國內幾種主要的生物餌料在水產養殖中的應用,以期對行業中相關人員提供參考。
關鍵詞:生物餌料;水產養殖;綜合應用
1光合細菌的綜合應用
光合細菌是一種原核生物,因其具有原始的合成光能的能力,因此將這一類能在厭氧條件下進行不釋放氧光合作用的生物統稱為光合細菌。光合細菌的分布十分廣泛,尤其是在一些光能充足且氧含量較低的水域中分布更為廣泛。光合細菌往往營養豐富且均衡,是良好的飼料。光合細菌菌體中含有氨基酸、維生素B12、葉酸等水產養殖對象所必需的營養物質,還含有較為豐富的生理活性物質輔酶Q。因此,通過投喂這類生物餌料,養殖對象往往能發育得更好,抗病性也更強。通過投放光合細菌可以起到凈化水質的作用。光合細菌的適應性較強,能分解水體系中亞硝酸鹽、硫化物、氰化物、酚類有機物等,達到凈化水質的作用,使得養殖戶實現無公害養殖。在水產養殖中,光合細菌作為飼料添加劑起到輔助膳食的作用,還具有預防疾病的功能,應用價值巨大。
2單細胞藻類的綜合運用
單細胞藻類是一類單細胞真核生物,廣泛分布在各個水域中,是絕大多數養殖對象的天然飼料。這類生物具有繁殖快、基數大等特點,用作水產養殖餌料具有營養豐富均衡、成本低等優勢。在水產養殖中育苗是一個極為重要的環節,而單細胞藻類正是這些苗種的優良飼料。這是因為單細胞藻類在一定程度上影響著受精卵孵化的成功率,單細胞藻類能夠幫助鞘磷脂的合成并對其營養強化,而鞘磷脂是苗種發育過程中必不可少的一種營養物質。單細胞藻類對環境的變化有很強的適應能力,世代時間很短,通過較小的遺傳變異,在一定時間內即可適應較大的鹽度變化。
苦蒿的性狀分析論文
1材料與儀器
樣品采自石河子市,經譚勇副教授鑒定為頂羽菊Acroptihnrepens(L.)DC.;YD1508型切片機;MOTICSFC-28型顯微鏡。
2方法與結果
2.1性狀鑒定莖淡綠色,被白色柔毛,手搓有白色粉霜,多分枝,分枝呈十字形互生,長20~40cm,直徑0.1~0.3cm,平直細瘦,具縱棱,折斷面較平坦,刺片狀,五棱形,老莖中空。葉互生,無柄,皺縮或破碎,完整者浸潤展平后呈長披針形,全緣,兩面密被柔毛。頭狀花序,單生枝端,總苞數層,白色或淡黃色,卵形或寬卵圓形,先端尖而柔軟。瘦果,白色,寬卵圓形,長2~3mm,寬1~2mm,略扁平,具白色冠毛。有的殘留有花,花冠淡紫色。體輕質脆,味辛、苦。見圖1。
2.2顯微鑒定
2.2.1葉橫切面
初中生物課外拓展實驗論文
摘要:最新一輪的課程改革有兩大亮點,一個是改善了傳統的評價方式,指出了單一“考試評價”模式的弊端;另外一個便是將綜合實踐活動看作是基本的教學內容。課外拓展實驗是初中生物學科“綜合實踐活動”的基本組成部分,本文便對開展初中生物課外拓展實驗的具體策略進行分析。
關鍵詞:初中生物;課外拓展實驗;策略
生物并未被列入中考應試科目之中,所以大多數初中學校并未安排充裕的生物教學課時,生物實驗課時更是少之又少,導致教師無法在課堂教學中按時、按量完成生物教學大綱所提出的實驗教學任務。另外,初中生學習生物的本質目的并非只是為了學習理論知識,更為重要的學習目的是掌握這些理論知識的應用方法,而這就需要教師合理開發生物課外拓展實驗。下面,筆者從依托教材、充分利用鄉土資源、聯系社會熱點三個層面,討論開發生物課外拓展實驗的具體做法。
一、依托教材
生物教材是最基本的課程教學資料,是傳播生物課程的主要載體之一。初中生物教師所開設的課外拓展實驗也應依托教材內容,以便鞏固初中生的課堂所學。另外,由于部分初中學校所購置的實驗器材、設備等不足,無法做到“人手一套實驗設備”,許多學生無法在課堂上進行實驗學習,而這就阻礙了“大眾教育”的進程;再加上有限的課堂時間無法讓初中生展開全面的生物探究,限制了初中生生物素養的健康發展。因此,依托教材,是開展生物課外拓展實驗的基本方式。在“單細胞生物”一課中,筆者以草履蟲為例,為學生講述了單細胞生物的細胞結構以及生活方式。在課堂教學中,筆者以多媒體展示了草履蟲的生活環境,介紹了草履蟲的生物結構,引導學生探究出草履蟲所依賴的生物環境。在課外拓展實驗中,筆者鼓勵學生找到生活中的“單細胞生物”,利用顯微鏡觀察這些單細胞生物的結構特征,感興趣的學生還可通過養殖單細胞生物,或者到單細胞生物培育中心觀察這些生物的生存與繁衍方式。如此一來,便可完成深化課堂所學知識的任務。
二、充分利用鄉土資源
淺析酵母菌處理養殖廢水
【摘要】本文以合成轉化的思路替代硝化反硝化作用的思路處理豬場厭氧消化液,從而達到降低沼液中氨氮和回收酵母,實現廢水再利用。
【關鍵詞】酵母菌;沼液;廢水
近年來我國大中型沼氣工程發展迅速,在新能源發展和農村環境改善等方面發揮了巨大作用,然而厭氧發酵剩余物(沼液)存在量大、集中的特點,但是目前沼液防病抑菌的機理和沼液施肥方式對其有效利用的影響都尚不能完全明確,沼液可以直接用于農田灌溉用作有機肥,但實際應用中發現,未經處理的沼液直接用于農田灌溉會產生燒苗、瘋長的現象。很多地方的農民已經完全不能接受沼液用于農田灌溉的應用方式。另一方面,由于規模化養豬場每天沼液產量很大,而周邊農田面積有限,即便農民愿意接受沼液直接灌溉,過多的招液和較少的農田也無法從根本上解決問題。
這就導致大量沼液向周邊溝渠、池塘、河流以及水庫排放,對環境造成極大的危害。此外厭氧消化后的沼液往往伴隨著黑臭,對環境有著直接的影響。由此可見,沼液對環境造成的二次污染是豬場擴大生產的重要限制因素。由于國家對環境保護重視度的增加,污水排放的標準有越來越嚴格的趨勢。因此,對沼液的處理成為養殖場急需解決的瓶頸問題。也是養殖場擴大再生產的重要限制因素。目前污水工藝處理的基本原理都是基于硝化細菌和反硝化細菌來降解氨氮,且由于氨氮被大量降解,無法將氨氮資源化利用,造成巨大浪費。拋離傳統的利用硝化細菌和反硝化細菌的硝化反硝化作用的凈化思路,改用細胞大,代謝旺盛,沉降系數好、對高濃度廢水及低耐受性好的酵母作為處理畜禽廢水的菌株,并且酵母的大量繁殖可將廢水轉化為單細胞單胞,酵母菌既有細菌的特點,如以單細胞形式存在、生長繁殖快、能形成較好的絮體,因此可適用于多種不同的生物反應器,同時酵母又具有絲狀真菌的特點,細胞較大,代謝旺盛,耐酸,耐高滲透壓,耐高濃度的有機底物,污泥負荷可以高出常規活性污泥的數倍,酵母菌廢水處理中產生的剩余污泥富含蛋白質和多種氨基酸,具有很高的詞料價值和潛在的回收利用價值。因此該技術特別適合于高濃度有機廢水的處理,而且具有處理效率高,需要場地小,處理成本低等特點,適合在中小型企業推廣應用。酵母菌對于一些普通活性污泥不易處理的工業廢水,如高酸和高鹽環境下的廢水處理具有優越性,酵母菌有較高的耐鹽能力,從而與常規生物廢水處理技術起到互補作用。另外,酵母菌與活性污泥法相比,處理負荷高,需要反應池小,產生的剩余污泥少,便于后續處理,應用前景廣泛。
酵母是一些單細胞真菌,在有氧和無氧環境下都能生存,屬于兼性厭氧菌,在有氧氣的環境中,酵母菌將葡萄糖轉化為水和二氧化碳。無氧的條件下,將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精,非系統演化分類的單元。是子囊菌、擔子菌等幾科單細胞真菌的通稱,可用于釀造生產,有的為致病菌,是遺傳工程和細胞周期研究的模式生物。酵母菌是人類文明史中被應用得最早的微生物??稍谌毖醐h境中生存。目前已知有1000多種酵母,根據酵母菌產生孢子(子囊孢子和擔孢子)的能力,其中自然界分布較廣的主要是出芽生殖的酵母,分布最廣最有代表性的為假絲酵母,在各種高滲透壓環境,高糖環境,甚至在石油(高碳)環境中均有大量分布;假絲酵母對環境的適應性高,使得其處理高濃度有機廢水成為可能。20世紀70年代后期酵母菌已經開始應用于有機廢水處理,啤酒生產廢水和食品加工廢水的處理的高效處理系統已經被日本科學家從環境工程的角度進行了工藝設計,酵母菌從此正式應用于有機廢水處理。在利用酵母生產單細胞蛋白已經成為一種被廣泛接受的常用技術。該技術的關鍵點在于廉價碳源的尋找,例如酒精廢液,糖蜜廢液等高廢液往往能較好的提供酵母所需碳源。但由于沼液中的碳素不易被酵母利用,真正可行的以環境處理為最終目的并最終應用于應用于沼液處理的相關技術國內外幾乎沒有。本技術利用一種具有極高耐污能力和快速生長能力的酵母菌將沼液中絕大部分的無機氮、氨基酸、微量元素以及部分有機污染物轉化為菌體,然后將菌體通過過濾的方式收集,一方面將菌體制成高蛋白飼料或工業發酵培養基原料,從而實現沼液的資源化利用。
該工藝主要利用酵母吸收沼液中氨氮合成菌體的作用達到去除沼液中氨氮的作用,并用做回流,降低氨氮對厭氧池污泥的毒害作用,將無機氮合成為有機氮,資源化利用了沼液中的氨氮,并初步處理沼液,降低其大部分氨氮,在此基礎上進行處理可以得到達標的出水,消毒后可作為回流水沖洗豬舍;而得到的酵母菌體又可作為工業碳源或是酵母飼料的原料,進一步降低成本,體現了循環利用的思路。解決了長期以來困擾豬場沼液處理的問題,形成了成本較低,處理效果較好的可行技術;為豬場廢水處理提供了新的思路,也為養豬場場的擴大再生產掃清了道路。
分析化學本科教學課堂實踐研究
[摘要]筆者通過在《分析化學》本科生教學課堂實踐中,運用生命分析化學前沿知識的穿插介紹,與單調、枯燥、簡單的PPT展示課本知識等傳統教學相比,這樣可以豐富學生對分析化學前沿,包括單細胞和單分子分析,痕量活性組分在線、原位、實時分析,功能納米材料在核酸組學、蛋白質組學中的應用,聯用技術與聯用儀器的使用等專業知識的了解,更能吸引學生的課堂注意力,提高學生課堂學習效率,進一步激發和培養學生的學習興趣和科研興趣。
[關鍵詞]生命分析化學;分析化學前沿;化學專業;本科教學;課堂實踐
二十世紀以來,生命、化學、醫學、信息、材料等多領域不斷交叉,尤其是分析化學與生理醫學、計算信息科學等學科的融合,是學科領域間的重要發展趨勢。早在二十世紀八十年代之初,我國學者就提出了“生命分析化學”這一新理念。生命分析化學不同于生物分析化學,已成為分析科學前沿領域[1]。
1基本概況
《分析化學》是高等師范院?;瘜W專業的一門基礎專業課程,讓學生掌握基本原理和基本知識,并培養他們的基本操作技能,以使他們具備初步分析和解決問題的能力。筆者以《分析化學》(上冊)授課為例[2],所授課對象為貴州師范大學求是學院化學專業學生,授課時間屬于大二上時間段,理論課共開設72學時,實驗18學時。由于求是學院屬于三本院校招生,學生具有基礎相對較薄弱,學習成績及學習能力水平參差不齊,因此,有相當一部分學生想通過考研得到進一步深造的機會?;诖?,在分析化學基礎專業課程教學時,通過對生命分析化學前沿知識的講解,可以提高學生課堂學習效率以及培養他們的科研興趣,引導提高他們的科研素養。
2生命分析化學前沿知識
微課在《分子與細胞》銜接教學的應用
摘要:初中與高中的生物教學存在一些差異,因此進行銜接教學是十分必要的。微課作為一種新的教學方式,受到了廣泛的關注。基于此,以《分子與細胞》為例,分析銜接教學的難點,闡述微課在《分子與細胞》銜接教學中的使用策略,必可促進此部分教學的高效。
關鍵詞:微課;銜接教學;《分子與細胞》
一、《分子與細胞》銜接教學的難點分析
實際調查發現,有63%的學生認為生物教學在初中教學中有著較為重要的地位;生物中考成績在16分以上的學生有82%;進入高中后,學生的生物成績在70分以上的有19%;能夠清晰地理解教學內容的學生有19.5%;認為高中生物知識點比較抽象的學生有45%,同時,筆者在調查中還發現,絕大多數學生對于微課的認可程度以及接受程度較高。由于初中階段,生物課程普遍不受重視,所以學生對于生物知識沒有充足的探索精神。以《分子與細胞》的相關知識點教學來說,在初中階段,學生對于細胞的認識停留在“細胞膜、細胞質、細胞核”以及植物細胞特有的“細胞壁”等知識點上,但是進入高中之后,對于細胞的認識更加的深入。學生在初中階段就沒有產生類似于“細胞中的成分還能如何細化”等一些探究問題,所以對于高中《分子與細胞》的學習積極性不高。另外,由于初中生物學習中存在初三階段一整年的斷層期,也為初高中銜接教學帶來了難度。
二、微課在《分子與細胞》銜接教學中的使用策略
(一)知識點的課前復習。由于初中生物教學存在初三階段一年的教學斷層,所以在進行《分子與細胞》的實際教學前,需要讓學生對于初中所學習知識點進行課前的回憶與復習。微課就能夠起到較好的教學效果,能夠做到在幫助學生進行初中知識點的回憶的基礎上,對高中生物知識點進行一定的延伸學習,幫助學生更加適應高中的生物課堂學習[1]。教師首先要明確這一階段微課教學的目的,所以在制作知識點復習的微課時,要將學生需要進行的課前知識點預習內容進行重點的展示,提升學生的學習興趣。例如,筆者在利用微課進行《分子與細胞》的知識點課前復習時,就將“介紹高中生物學習中較為常見的六種單細胞生物”以及“這些單細胞生物與人類之間的關系”作為了微課的教學目標,以此達到培養學生生物學習興趣的目的。在教學的過程中,筆者收集并展示了“草履蟲”“大腸桿菌”“眼蟲”“酵母菌”“衣藻”以及“變形蟲”的圖片,并對每一種單細胞生物的結構進行了講解,同時,將“繪制這六種單細胞生物的圖片”作為課后作業。將以上內容錄制成了微課,并發送給學生,為后續的課程進行作出鋪墊。(二)《分子與細胞》的新課導入。微課也可以在課堂中進行使用,用于新課程的導入。在這一階段的設計中,因為其目的在于課程的導入,所以并不需要涉及過多的高中生物知識點。例如,筆者在進行《分子與細胞》酵母菌的相關知識點講解時,就利用了微課的制作進行了課程的引出。筆者將教學目標設置為“了解生活中酵母菌的作用”以及“認識酵母菌的形態”。在微課的制作中,首先展示了饅頭、面包、蛋糕、紅酒等的實物圖片,以吸引學生的注意力。接著,利用微視頻對面包的制作過程以及釀酒的過程進行了展示。然后,利用之前的展示向學生傳達“這些食品的生產都離不開酵母菌”,并展示酵母菌的結構。最后,設置“為什么酵母菌能夠產生酒精和CO2這兩種產物?”的思考問題,引發學生對酵母菌的呼吸方式的思考。在利用微課進行新課導入時,教師不需要設置作業,且涉及的知識點要較為淺顯[2]。為了達到更好的課程導入效果,教師可以在微課結束后設置思考題,引發學生對于課堂所學內容的思考。(三)相關知識點的練習與鞏固。在高中生物教學階段,有一些知識點十分重要,但是學生的掌握情況并不是十分理想,常常會在實際的操作以及答題中出現問題。這就使對學生進行知識點漏洞的尋找和鞏固練習更加重要[3]。而微課的使用就能夠做到這一點。教師可以通過在微課中講解一些較為典型的習題,幫助學生對知識點進行鞏固練習。例如,筆者在進行《分析與細胞》中顯微鏡的使用的講解與學習時,就使用了微課的方式。為了讓學生更好地了解顯微鏡的使用,并熟練地掌握有關顯微鏡知識的答題技巧,筆者在微課中首先展示了紅細胞、神經細胞、病毒等圖片,以吸引學生的注意力。其次,引導學生回顧顯微鏡的結構、用法以及放大倍數等相關知識點。接著,結合了經典例題的講解,讓學生掌握相關的答題技巧。最后,通過布置練習任務,讓學生對顯微鏡的知識點以及有關答題技巧進行鞏固。
生態防病技術在集約化水產養殖中應用
[摘要]集約化水產養殖全面發展,水產養殖產量大幅提高,為養殖商戶帶來更多的經濟效益。同時,養殖環境惡化、疾病頻繁等問題隨之而來,生態防病技術主要是通過控制環境來預防和降低魚類疾病,保證魚類健康生長。
[關鍵詞]生態防病技術;集約化養殖;魚苗魚體
1改善水體生態環境
1.1適時消毒和清塘
經過一輪的養殖周期之后,必須及時進行養殖池的消毒清塘。新苗下塘前,要求相關養殖人員全面清除池塘的淤泥和各種雜物,借助于翻塘曬塘等方式把池底內相關有害微生物深入殺滅,在此基礎上促使池塘有機物的分解發酵。濕法和干法作為當前池塘消毒的主要手段,都是運用生石灰材料潑灑、沉淀于池塘。石灰熟化過程中可以進行水體寄生蟲以及有害微生物殺除,充分補充鈣鎂離子的含量。同時,池塘防水前也應該合理倒入生物性肥料,防止由于清塘作業造成水體清瘦過度。
1.2營造優質水生態
牙齒組織工程研究論文
[論文關鍵詞]牙齒組織工程
[論文摘要]牙齒組織工程學是指利用體外和體內培養的手段從單細胞獲得整個牙齒的組織工程手段。其關鍵之處是獲得具有較強生長和分化能力的種子細胞、優選較為適宜的支架材料,以及構建有較強再生能力的細胞-支架復合體。
近年來,隨著發育生物學、分子生物學、細胞生物學、干細胞以及生物材料學等領域的新進展組織工程學也取得了長足的發展。所謂的牙齒組織工程學是運用生命科學和工程學的方法、原理和技術,在體外構建有生物活性的組織,植入體內,修復缺損組織,重建功能的一門新興學科。眾所周知,牙齒的發生發育經歷有初始發生期、蕾狀期、帽狀期、鐘狀期、分化期、分泌期以及牙根的形成等階段,由上皮和間充質的相互作用完成。即便使用單細胞進行培養,牙齒結構的發生和發育也要經歷這些必然階段。這為牙齒組織工程學的研究奠定了基礎。然而組織工程學并不是一項簡單的工程,需要各個方面的工作相互協調,相互配合。
一、牙齒組織工程與干細胞
干細胞是一類具有自我更新能力的細胞,能夠產生至少一種類型的、高度分化的子代細胞。其可在體外分離、擴增和冷凍保存,在一定的條件下可被誘導分化為不同的細胞或組織。根據發生學來源的不同可將干細胞分為胚胎干細胞和成體干細胞。
隨著生物技術及組織工程學的發展,可通過干細胞定向分化技術,培育出特定的組織或器官。其原理是人為干預干細胞的分化方向,使這些細胞按照我們的需要分化成單一的組織或器官。組織工程牙齒的研究常以干細胞、信號分子及生物支架為基礎[1-2],在體外通過組織重組技術及器官培養等方法研究牙齒的再生。Sharpe等[3]利用小鼠胚胎牙上皮和不同來源的間充質干細胞(胚胎干細胞和神經干細胞)及成人骨髓干細胞重組后再植入小鼠體內可獲得牙齒結構,Young等[4]也通過組織工程的方法制備了齒/骨雜交體,即用豬第三磨牙的牙蕾細胞種植到生物可降解的支架PGA或PLGA上,在成年大鼠的視網膜上生長4周后即得牙移植塊;同樣從豬的骨髓中分離誘導成骨細胞,并種植到PLGA支架上,在透氧的生物反應器系統中培養10天后即得骨移植塊;將以上的牙移植塊和骨移植塊組合在一起重新植入大鼠的視網膜上生長8周后,經過組織學和免疫組化的方法分析發現齒/骨雜交體不僅能產生牙本質、修復牙本質及釉質組織,還能表達骨鈣蛋白、骨涎蛋白以及Ⅲ型膠原。Kramer等[5]將骨髓間充質干細胞與牙周韌帶細胞共培養,發現共培養的骨髓間充質干細胞骨鈣蛋白和骨橋蛋白的表達量明顯增加,而骨涎蛋白的表達量明顯降低,體現了共培養的骨髓間充質干細胞能夠獲得牙周韌帶細胞的特性,可用于進行牙周組織的修復。這在一定程度上說明了,利用組織工程的方法在體外再生牙齒是可能的[6-7]。且在一定條件下不僅牙髓干細胞能夠再生牙齒結構,其他來源的間充質干細胞也能夠產生類似牙齒硬組織的結構。
牙齒組織工程研究論文
[論文關鍵詞]牙齒組織工程
[論文摘要]牙齒組織工程學是指利用體外和體內培養的手段從單細胞獲得整個牙齒的組織工程手段。其關鍵之處是獲得具有較強生長和分化能力的種子細胞、優選較為適宜的支架材料,以及構建有較強再生能力的細胞-支架復合體。
近年來,隨著發育生物學、分子生物學、細胞生物學、干細胞以及生物材料學等領域的新進展組織工程學也取得了長足的發展。所謂的牙齒組織工程學是運用生命科學和工程學的方法、原理和技術,在體外構建有生物活性的組織,植入體內,修復缺損組織,重建功能的一門新興學科。眾所周知,牙齒的發生發育經歷有初始發生期、蕾狀期、帽狀期、鐘狀期、分化期、分泌期以及牙根的形成等階段,由上皮和間充質的相互作用完成。即便使用單細胞進行培養,牙齒結構的發生和發育也要經歷這些必然階段。這為牙齒組織工程學的研究奠定了基礎。然而組織工程學并不是一項簡單的工程,需要各個方面的工作相互協調,相互配合。
一、牙齒組織工程與干細胞
干細胞是一類具有自我更新能力的細胞,能夠產生至少一種類型的、高度分化的子代細胞。其可在體外分離、擴增和冷凍保存,在一定的條件下可被誘導分化為不同的細胞或組織。根據發生學來源的不同可將干細胞分為胚胎干細胞和成體干細胞。
隨著生物技術及組織工程學的發展,可通過干細胞定向分化技術,培育出特定的組織或器官。其原理是人為干預干細胞的分化方向,使這些細胞按照我們的需要分化成單一的組織或器官。組織工程牙齒的研究常以干細胞、信號分子及生物支架為基礎[1-2],在體外通過組織重組技術及器官培養等方法研究牙齒的再生。Sharpe等[3]利用小鼠胚胎牙上皮和不同來源的間充質干細胞(胚胎干細胞和神經干細胞)及成人骨髓干細胞重組后再植入小鼠體內可獲得牙齒結構,Young等[4]也通過組織工程的方法制備了齒/骨雜交體,即用豬第三磨牙的牙蕾細胞種植到生物可降解的支架PGA或PLGA上,在成年大鼠的視網膜上生長4周后即得牙移植塊;同樣從豬的骨髓中分離誘導成骨細胞,并種植到PLGA支架上,在透氧的生物反應器系統中培養10天后即得骨移植塊;將以上的牙移植塊和骨移植塊組合在一起重新植入大鼠的視網膜上生長8周后,經過組織學和免疫組化的方法分析發現齒/骨雜交體不僅能產生牙本質、修復牙本質及釉質組織,還能表達骨鈣蛋白、骨涎蛋白以及Ⅲ型膠原。Kramer等[5]將骨髓間充質干細胞與牙周韌帶細胞共培養,發現共培養的骨髓間充質干細胞骨鈣蛋白和骨橋蛋白的表達量明顯增加,而骨涎蛋白的表達量明顯降低,體現了共培養的骨髓間充質干細胞能夠獲得牙周韌帶細胞的特性,可用于進行牙周組織的修復。這在一定程度上說明了,利用組織工程的方法在體外再生牙齒是可能的[6-7]。且在一定條件下不僅牙髓干細胞能夠再生牙齒結構,其他來源的間充質干細胞也能夠產生類似牙齒硬組織的結構。
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