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发育生物学的研究进展范文1
本书以2004年9月在伦敦帝国理工学院举办的“干细胞修复与再生专题研讨会”讲义为基础，内容涵盖了当今在基础干细胞生物学、干细胞操作以及干细胞治疗的临床应用等领域的研究热点。
全书共16章。第1章概述干／祖细胞生物学的基本观点与最新研究进展；第2章介绍不对称分裂原理在成体干细胞的鉴别与扩增方面的应用；第3章介绍造血干细胞的形成与定向分化的转录调控；第4章介绍出生后新血管形成过程中内皮祖细胞、生长因子和细胞外基质分别发挥的作用；第5章介绍干细胞的位点特异性重组基因工程改造；第6章从动力学角度介绍造血干细胞自我更新、分裂以及植入体内后发生的变化，同时概述了实验血液学和造血干细胞移植的发展历程；第7章介绍干细胞与组织工程已取得的成就和面临的挑战；第8章介绍人胚胎间充质干细胞的特性，以及在产前诊断和基因治疗等方面的应用；第9章介绍基因修饰间充质干细胞在再生治疗方面的应用；第10章介绍源于胚胎干细胞的心肌细胞的药理学特性表征；第11章介绍成体干细胞在心脏细胞替代治疗方面的应用；第12章介绍胰脏与肝脏的再生；第13章介绍肝外干细胞在肝脏再生与修复方面的应用；第14章概述胚胎干细胞诱导分化β胰岛细胞的研究历程；第15章概述干细胞移植临床应用前的审核步骤与标准以及主要应用领域；第16章介绍应用于移植后干细胞体内示踪的核磁共振成像技术与对比剂。
本书的内容以研究进展和存在的问题为主，没有对基础理论与概念做系统讲解，贴近干细胞研究领域的前沿，可供对干细胞领域有一定了解的基础生物学、分子生物学、发育生物学、生物医学工程、临床医学等相关专业的研究人员、教师、研究生和高年级学生参阅。
发育生物学的研究进展范文2
M．A．库平斯基 H．H．巴雷特
本书系统地介绍了单光子发射计算体层摄影这一现代先进的成像技术。单光子发射计算体层摄影有助于新药的研发、药物的研究、分子成像和成像科学的发展。
本书汇集了在小动物单光子发射计算体层摄影研究方面的世界上顶级研究人员的成果，提供了从单光子发射计算体层摄影的基本原理到小动物试验方法，另外还包括了动物保定、成像质量评估和数据处理的内容，以使读者可以应用该书提供的技术和方法来设计和开展自己的研究。
全书共有25章，123幅图片。主要包括闪烁和半导体监测器技术，数字信号处理技术，系统模型和重建运算法则，动物监控和动物保定、成像评估、小动物成像的应用等章节。本书适用于应用成像技术进行药物作用、分子试剂研究的科研人员和疫病治疗的分子成像师、核医学科研人员以及有兴趣了解在癌症研究、心血管病研究和基因治疗方面应用单光子发射计算体层摄影的所有人员阅读参考。
李 刚，教授
(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所)
线虫学专论和展望2 第四届国际线虫学大会论文汇编
R．库克和D．J．亨特
2002年6月在西班牙的特内里费岛(Tenerife)举行了规模最大的“第四届国际线虫学大会”，有500多位代表参加。此次会议分为23个分会场，与会特邀代表交流了近年在线虫学研究的进展，特别是在植物线虫致病性基因、线虫寄主信号识别的分子机制、巴氏杆菌的人工培养、线虫的分子诊断等方面取得突出进展，本书是这次会议的论文集。内容涵盖线虫流行和检疫、利用线虫多样性作为指示生物、利用抗性和育种防治植物线虫病害、集约化和精准农业中的线虫治理方法、有机改良剂和线虫生防因子的市场开发等所有线虫学方面的研究进展，具有很高的科学价值和参考价值。
全书共分八个部分。第一部分作物线虫病害的治理，介绍了精准农业和GPS的应用，全球作物线虫病害治理方法的比较，粮食作物线虫病害治理、检疫性线虫、有机改良剂在植物寄生线虫防治中的应用，植物线虫生防因子的市场开发前景及植物线虫的分子诊断研究的进展。第二部分植物抗线虫育种，主要介绍了抗固定性内寄生线虫和非固定性寄生线虫育种的进展。第三部分线虫与植物的相互关系，主要介绍了线虫与植物的亲和性相互关系和非亲和性相互关系的研究进展。第四部分线虫与其它生物的相互关系，主要介绍了线虫作为伴生生物的关系，昆虫病原线虫现在的研究趋势和未来的发展方向。第五部分线虫生态学，主要介绍了线虫的生物多样性及线虫作为指示生物以及线虫在食物网中的作用。第六部分线虫生物学研究现状，主要介绍了线虫的寄生性，线虫系统树、进化和分类，线虫形态学和发育生物学，线虫的群体感应和行为。第七部分海洋和淡水线虫，主要介绍了海洋和淡水线虫的分类鉴定、生物多样性、生态学及其应用。第八部分松材线虫，主要介绍了松树萎蔫病害的流行学、日本松材线虫的起源、松材线虫复合种群的分子特征、松材线虫在介体昆虫体内的迁移、松材线虫在葡萄牙的发生和扩散、松树萎蔫病害的扩散模型和生物防治。
本书主要适合研究生、研究人员和从事线虫学科研教学的专业人士阅读参考。
发育生物学的研究进展范文3
关键词：昆虫肠道；微生物；多样性
引言
昆虫肠道是微生物分布的一类特殊生境，存在种类繁多、数量庞大的微生物。昆虫肠道系统受多变的环境影响，因此这类微生态具有多样性，该多样性与昆虫种类、食性、杀虫剂抗性机制、宿主的生理功能等密切相关。近年来，随着社会发展，社会对环境保护高度重视，这促进了昆虫肠道微生物研究，同时测序技术高速发展，为该研究提供了技术支持。已经有很多学者着手研究昆虫与肠道微生物的共生关系。
1 昆虫肠道微生物的种类及研究方法
肠道微生物可分为常驻群落和过路群落，常驻菌群是在昆虫肠道中长期存在的；过路菌群是指不能在健康的动物肠道里长期停留的菌群。同时菌群可分为益生菌和病原菌，在数量上占有绝对的优势的菌群基本均为常住菌群和益生菌。有些肠道微生物能够与昆虫互利共生则为共生菌，包括兼性共生菌和专性共生菌，有些肠道微生物会对昆虫的生长发育造成明显影响，甚至可能导致寄主死亡，为寄生菌。
昆虫肠道微生物多样性检测方法包括传统培养检测方法、分子检测的方法（16S rRNA基因的分子检测方法、基于宏基因组学的检测方法等）。其中由于16S rRNA基因的分子检测操作相对简单，可以作为昆虫肠道微生物检测和鉴定的首选方法。
2 昆虫与微生物互作的研究意义
2.1 提供营养物质
昆虫肠道中的微生物，含有多种酶系统，参与代谢，在昆虫的生化反应中起着重要作用。已有报道证实了肠道微生物能合成特定的氨基酸、合成类脂、维生素、并含有固氮作用，如根瘤菌。有时肠道微生物本身也可以成为昆虫的食物，为昆虫提供营养物质。
2.2 挖掘具有特殊功能的微生物资源
昆虫与微生物互作的研究，有利于从昆虫肠道这一特殊生境中挖掘具有特殊功能的微生物资源。现已有研究，进行昆虫肠道微生物的分离，以产生高活性生物活性物质为筛选目标，筛选获得有重要应用价值的微生物菌株，如产抗菌、抗肿瘤、特殊酶等活性物质的微生物菌株，分离纯化所产生物活性物质，研究活性物质组成和特性，优化活性物质产生条件，更好地开发微生物资源以及利用生物活性物质。
2.3 昆虫与肠道细菌的免疫互作
肠道细菌与昆虫的免疫系统的存在着相互作用。免疫的作用机制对害虫的生物防治具有重要的意义。宿主昆虫与肠道细菌的免疫互作，是肠道细菌研究的一个难点。其免疫的机制可以用于抵御外来病原微生物的入侵，同时又能抑制肠道微生物的过度增殖。从中也不难看出，在长期的发展中，肠道细菌与昆虫的共生关系达到一种协同作用，相互妥协，两者在免疫系统上的相互作用促进了各自的发展。
3 昆虫肠道微生物多样性的影响因素
3.1 摄取的食物
昆虫种类的多样使得其肠道环境也有多样性。肠道是昆虫的重要消化场所，肠道微生物菌能对特定食物进行代谢、降解。不同的昆虫食性不同，摄取的食物种类也有所不同。研究表明，小菜蛾成虫中肠道内阿氏肠杆菌含量较高，而阴沟肠杆菌较少，小菜蛾幼虫专性取食十字花科植物，成虫主要取食蜂蜜，这可能是小菜蛾肠道微生物多样性改变的原因之一，即食性的改变。
3.2 宿主的生理功能
通^研究暗黑鲍金龟成虫肠道、卵以及不同龄期幼虫后肠内微生物的群落组成，可以观察到暗黑银金龟，在不同发育阶段的肠道微生物分子多态性。证实了宿主的生理功能的确影响昆虫肠道微生物多样性和分子的多态性。
3.3 杀虫剂抗性机制
昆虫杀虫剂抗性机制与昆虫肠道微生物的多样性有关，昆虫利用肠道微生物对杀虫剂产生抗性，昆虫肠道内若共生有能够降解杀虫剂的菌群，昆虫即可以对杀虫剂产生抗性，并降解杀虫剂，而且通过宿主昆虫与肠道细菌的免疫互作，也能使宿主对生物农药的抗性提高。通过对该机制的研究呢，也有利于对昆虫的生物防治。
4 结束语
昆虫肠道内含有数以万计的微生物，含有丰富的微生物资源。昆虫为肠道微生物提供一个相对特殊且较外界环境稳定的生境，于此同时，昆虫肠道微生物为昆虫提供营养物质、协助免疫系统，为昆虫的发育和代谢作出贡献。
现已有关于昆虫肠道微生物多样性方面的研究报告，也见少量从家蚕、白蚁、蟑螂等少数昆虫肠道进行微生物菌株分离的报道，如从蟑螂肠道中分离获得产抗菌蛋白的假单胞菌，从螳螂肠道中分离获得产抗肿瘤活性分子的霉菌菌株。基于现今科学技术的发展及社会发展，昆虫肠道微生物的研究应着重于以下几个方面。首先是通过昆虫肠道菌群不断探索新的害虫防治方法。根据肠道微生物的研究结果，可以有效进行害虫的生物防治。此外，目前人们已经对许多昆虫的肠道微生物种类进行了研究，但对很多肠道微生物的作用和功能并不太了解，尤其是人们对肠道微生物彼此的复杂关系、其在昆虫生理、发育中所起的具体作用、以及相应的机制尚知之甚少，因此应致力于研究、理解其互作关系的机制，并投之于研制、应用微生态制剂。同数十万计的昆虫种类相比，目前关于昆虫肠道微生物资源的发掘和利用，只能算是刚刚起步，有大量的昆虫种类还有挖掘具微生物资源的价值，肠道微生物有更多我们未知的功能需要被继续研究利用。
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发育生物学的研究进展范文4
1992年，Reynolds[1]首次成功地从成年小鼠纹状体中分离出神经干细胞 （neuralstemcell，NSC），于是“神经干细胞”这一概念被正式引入神经科 学研究领域。可以总结为具有分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞的能力，能 自我更新并足以提供大量脑组织细胞的细胞。不少文献中还提到神经祖细胞和神经 前体细胞，目前认为，神经祖细胞是指比NSC更有明确发展方向的细胞，而神经 前体细胞是指处于发育早期的增殖细胞，可指代NSC和神经祖细胞：与NSC相比 ，二者的分裂增殖能力较弱而分化能力较强，是有限增殖细胞，但三者均属NSC 范畴。 1.NSC的起源、存在部位及生物学特征 中枢神经系统的发育起源于神经沟、神经嵴、神经管；研究发现，NSC在神 经管壁增殖，新生细胞呈放射状纤维迁移至脑的特定位置；主要存在于室管膜区， 在成脑生发区以外的区域也广泛分布，即具有高度可塑性的神经前体细胞。 现发现NSC的生物学特征为：（1）具有自我更新能力；（2）具有多向 分化潜能，可分化为神经元、星形细胞和少突胶质细胞；（3）处于高度未分化 状态；（4）终生具有增殖分化能力，在有损伤的局部环境信号变化的刺激下可 以增殖分化。其中（1）和（2）是NSC的两个基本特征。 2.NSC的基础研究进展 NSC的增殖和分化调控是目前NSC研究的核心问题，最近的研究资料显示， NSC的增殖、分化、迁移调控受多种相关因素的影响。 2.1神经递质 神经递质作为细胞外环境的一员，不仅介导神经元之间和神经元与效应器之间 的信号传递，还参与NSC的增殖和分化。这些神经递质包括谷氨酸（G1u）、 5-羟色胺（5-HT）、GABA、甘氨酸（G1y）、乙酰胆碱（Ach）一氧化氮 （NO）、肾上腺素与性激素等。 2.1.1G1u：在脑的发育过程中有高含量的G1u表达，Haydar等[2]发现 ，G1u可以通过大鼠胚胎皮质AMPA/KAR的激活调节室周区前体细胞的增殖，但 GLU对室管膜区（SZ）和室管膜下区（SVZ）体内细胞的影响是不同的，它可 增加SZ细胞的增殖，减少SVZ细胞的增殖；GLU还可促进神经元生长和分化。 2.1.25-HT：许多研究表明[3]，5-HT在皮质发育、突触形成中起重要作 用，抑制5-HT合成或选择性损伤5-HT神经元则引起齿状回及脑室下区神经元增 殖活性下降，5-HT可促进胶质细胞分化和髓鞘形成。 2.1.3GABA：GABA是成体脑发育过程中主要的抑制性神经递质。Haydar 等[2]发现，GABA受体的激活可控制神经前体细胞的细胞周期；Stewart等 [4]研究发现，GABA和G1u对脑内不同区域细胞增殖的影响是不同的，内源性 GABA激活GABA受体在新皮质和调节神经前体细胞增殖方面起重要作用。 2.1.4G1y及其它：G1y受体（G1yR）通过增加突触后细胞膜C1-通透 性而起突触后抑制作用。Flint等[5]发现，G1yR在胚胎大鼠和初生早期脊髓 中为未成熟迁移和分化的神经元中起重要作用，推测G1yR信号可能在突触形成中 其重要作用；Ach可通过α-7样烟碱乙酰胆碱受体激活导致新生大鼠嗅球原代 培养细胞神经突起过度生长，相反，Ach可抑制胚胎小鼠脊髓神经元的神经突起 生长。有资料显示，NO作为CNS的神经递质广泛参与神经细胞的存活、分化和 可塑性的发生。而肾上腺素和性激素则可使新生小鼠齿状回新生细胞数量减少。 2.2细胞外基质 细胞外基质（ECM）是组成间质和上皮血管中基质的不溶性结构成分，主要 有胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白多糖和糖蛋白等。研究表明，ECM可影响细胞分化 、增殖、黏附、形态发生和表型表达等生物学过程。NSC具有位置特异性的分化 潜能，其增殖、分化和迁移与ECM有非常密切的关系。 2.2.1B-链蛋白：新近资料表明，NSC与ECM的黏附功能可以调节细胞的 生长和增殖。NSC中的B-链蛋白和Tcy/Lef转录因子家族参与了细胞的成活、 增殖和分化。Chenn等[6]发现，在NSC中稳定表达B-链蛋白的转基因小鼠 ，其发育的大脑皮质表面积增大，沟深而宽，类似高级哺乳动物的皮质；侧脑 室腔变大，与之相邻的脑室壁有大量增生的细胞；并且其大部分NSC在有丝分裂 后可重新进入细胞周期，说明过度表达B-链蛋白并不破坏神经细胞正常发育分化 ，皮质的扩大是由于NSC增殖所致，提示B-链蛋白与NSC增殖有关。 2.2.2Ree1in：Ree1in是ECM中分子质量为400×103的蛋白质，与 神经细胞表面的整合素受体α3亚基、极低密度脂蛋白和载脂蛋白E相结合， 触发Dab-1胞液蛋白的衔接功能。在皮质发育过程中的神经元以及脊髓节前神经 元迁移中起重要作用。 2.2.3细胞黏附因子：细胞黏附因子是一种影响干细胞行为的重要信号蛋白， 包括整合素和黏合素等。研究表明，ECM中的整合素在调控NSC增殖、分化和迁 移方面有重要的作用。脑内整合素与配体的相互作用促进了神经细胞的迁移，神经 突起过度生长和少突胶质细胞髓磷脂膜的形成，在可塑性过程的成体突触结构形成 中也起重要作用。黏合素家族中的TN-C在早期发育的中枢神经系统中广泛表达， 但在分化过程表达下降；成脑受伤后，TN-C表达上调，提示TN-C在提高中枢神 经系统功能和可塑性方面有重要作用。Garcion等[7]用基因敲除TN-C的方法 ，发现小鼠少突胶质前体细胞向视神经方向迁移增加，但在各脑区的增殖率下降。 2.2.4细胞生长因子：NSC的增殖和分化还受多种细胞生长因子的调控，如 成纤维的细胞生长因子（FGF）和表皮生长因子（EGF）等。FGF有三种受体 ，FGFR1、FGFR2和FGFR3，发育早期FGF在胎脑内进行增殖或神经发生的区 域内表达，成年脑内在相应的神经发生区内也有FGF的持续表达，提示FGF在调 节NSC增殖中发挥重要作用，EGF在发育脑和成年脑内均有表达，神经元和星形 胶质细胞均可表达EGF。 2.2.5糖蛋白：糖蛋白家族包括层黏蛋白（LM），纤维连接蛋白（FN）和 腱蛋白（TN），LM为基底膜的构成成分，可促进细胞黏附，调节细胞形态、分 化及细胞迁移等；FN具有形成ECM，促进细胞黏附、伸展、迁移、吞噬及血液 凝固等多种生物学作用；TN有促进细胞黏附，促进或抑制细胞增殖和迁移等多种 作用，并有拮抗FN的细胞黏附作用。Takano等[8]新近发现，FN对小鼠神 经脊细胞中黑色素细胞的增殖、分化和迁移有重要作用。而Chipperfield等[9 ]则发现，ECM中硫酸乙酰肝素葡糖胺聚糖（HS）可促进FGF-1对成体NSC 的有丝分裂作用。 2.3基因调控 2.3.1Notch基因：Notch信号通路对于决定胚胎发生、造血和NSC分化起 着至关重要的作用，当Notch被激活，干细胞进行增殖，当Notch活性被抑制， 干细胞进入分化程序，发育为功能细胞。Tanigaki[10]等发现，Notch在成体 NSC发育为胶质细胞中起着重要作用，表达NotchIC明显增加星形细胞分化， 减少神经元和少突胶质细胞的产生。 2.3.2bHLH基因：bHLH基因具有高度同源性，是发育过程中转录网络的重 要组成部分，广泛参与神经和肌肉、细胞增殖分化、细胞谱系决定和性别决定等生 理过程。bHLH基因在神经上皮细胞发育为神经元中起关键并激活下游作用，可促 进细胞脱离细胞周期，使细胞游离出皮质，并激活下游特定神经元分化的遗传基因 表达。 2.3.3同源盒基因：同源合基因在生物进化中有高度保守性，对下游靶细胞具 有调节作用。同源盒基因目前有Hox、Pax和Lim等几大类；目前认为，Hox 的表达与中枢神经在发育中的分区有关，为不同神经元的发育提供位置特征；P ax的早期表达与神经发育过程中空间和时间的局限性有密切关系；Lim绝大多数 在特定的神经元亚群中表达，参与特定神经元的发育。Galli等[11]发现，成 体哺乳动物室周区的NSC表达同源盒基因Emx2分化成神经元和胶质细胞时Emx 2基因表达明显下调；然而，Emx2表达停止后，NSC对称分化为两个干细胞的 频率增加，随着Emx2表达的增加，这种对称分化能力逐渐降低。 2.3.4Nestin基因：Nestin属于中间丝蛋白家族，存在于分裂的NSC中， 成熟神经元和胶质细胞不表达，被选作NSC的识别物，通过检测Nestin的表达 即可确定多潜能干细胞的存在。 3.NSC的应用研究进展 随着对NSC了解的不断深入，国内外科学家积极开展对NSC的临床应用研究 。表现如下： 3.1细胞移植
试验研究表明，NSC可用于损伤的神经细胞替代；如脑缺血的细胞移植治疗
以成为目前脑移植的新热点。多项研究证实，移植胚胎脑组织是修复脑损害，重建
神经功能的有效治疗途径。目前有自体移植和异体移植两种途径，由于胎脑来源有
限，并受到孕龄选择、活力保持、异体排斥反应及伦理道德等因素制约，使异体移
植受到很大限制。于是自体移植的体外分离培养受到诸多科学家的深入研究并取得
成功。刘辉等[12]将人类胎儿海马NSC移植入大鼠颅脑损伤模型，一周后发现
NSC移植治疗组与未治疗损伤组相比，呈明显运动功能改善，NSC分裂增殖为神
经元或胶质细胞，并向受损脑组织迁移，所以，NSC是细胞移植治疗颅脑损伤的
一种良好来源。
3.2基因载体治疗
一些大分子物质如神经生长因子（NGF）、脑源性生长因子，尽管有治疗作
用，却不能通过血脑屏障，其治疗作用受到限制；然而，用NSC作载体，将编码
特定神经递质或蛋白质因子的基因转导入NSC载体，以治疗CNS疾病，取得可喜
进展，在脑肿瘤基因治疗更为突出。Benedetti等[13]将表达白介素-4的基
因转导到C57BL6J小鼠原代神经组织细胞，然后将这些细胞注入已建立的胶质母
细胞瘤模型中，结果导致大多数带瘤小鼠的存活，磁共振证实了大肿瘤渐进性缩小
、消失。
3.3神经损伤的再生
大量的试验研究表明，脑缺血可以出现发生区内源性NSC激活，以达到神经
再生。Iwai等[14]认为，脑缺血后的神经再生可分为增殖、迁移、分化三个阶
段；他们通过沙土鼠海马齿状回缺血再灌注损伤试验模型发现，沙土鼠脑缺血后第
10天NSC增殖达高峰；缺血后20天，开始增殖的细胞表达神经黏附分子，并
从颗粒层下区迁移至颗粒层；在到缺血后60天，这些迁移的细胞才分化为成熟细
胞。
3.4生命科学的研究
首先，通过干细胞的研究来检测人体的一些数量和浓度极为稀少的蛋白质；其
次，通过研究药物对胚胎神经干细胞的生长分化的影响，推测某些药物潜在的胎儿
致畸作用，人胚胎干细胞还可以提供在细胞和分子水平上研究人体发育过程中极早
期事件的方法，并且不会引起相关的伦理问题。目前采用移植NSC治疗帕金森病
、亨廷顿病、脊髓损伤、缺血性中风及老年痴呆等疾病取得一定进展，仍有待于进
一步的研究和探讨。
4.结语
近几年，对NSC的基础研究和应用研究均取得了可喜的进展，随着认识的不
断深入，尚有许多问题未能明确，如：人体能获得利用移植NSC的程度有多大？
移植物增殖分化的关键基因是什么？国内外的部分研究已发现神经干细胞移植到动
物脑内后有潜在的致瘤性，等等。这些都有待于深入研究和解决，也希望我们的研
究能广泛应用于临床。
作者简介：崔桂萍，女，主管检验师。
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发育生物学的研究进展范文5
【关键词】诊断性超声；绒毛组织；生物效应
【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】1004—7484（2013）11—0134—02
超声检查是早期妊娠诊断、监测评估胚胎及胎儿生长发育、确定胎龄、监测胎儿宫内环境的便捷、无创、安全手段，是产科实践中不可缺少的工具【1】，大量的研究表明诊断超声确定存在潜在的生物效应【2】，近年来，超声技术不断取得进步，彩色血流成像、脉冲多普勒技术、三维甚至四维超声技术以及高频超声已广泛应用于实践操作中，而这些技术和传统的灰阶成像技术相比，输出声强有大幅度提高，超声暴露时间也相对延长。研究表明，超声可以通过生物学效应（热效应、机械效应、空化效应）作用于器官组织并引起细胞和分子水平的变化【3】，从而可能影响胚胎和胎儿发育。因此，超声对早孕胚胎的不良生物学效应不容忽视，超声波辐射对胚胎及胎儿的安全性是长久以来人们一直关注并进行研究的课题，我国医务工作者在这一领域做了大量的工作，特别是对妊娠早期宫内绒毛组织的影响进行了大量活体条件下的研究，为诊断超声在孕早期的临床安全应用提供了依据， 本文在超声生物学效应的产生机制及超声对早孕绒毛的生物学效应方面就超声对人类早孕绒毛组织影响的研究综述如下：
1 超声生物学效应是指一定能量的超声（由辐照的声强和时间两个因素决定）在生物组织中传播时，导致生物组织的功能和结构发生的变化【4】，其产生机制包括以下3方面：
1.1 热效应：人体在不同的生理环境下对温度升高有一定的耐受力。然而，动物实验表明：胚胎和胎儿组织处在迅速复制和分化细胞形成器官期间，易于受到热损伤。温度升高2.5-5℃时，可能导致发育畸形和胎儿死亡。温度升高小于1℃，持续时间很短时，对胎儿一般无损害。然而近来的研究发现，在不少情况下，体内温度升高大于1℃或更高是可能的。
1.2 机械效应：超声波的传导是机械振动能量的传播过程，在传播过程中形成激烈变化的机械运动场，在场中，细胞及细胞内的物质不可避免的发生运动、旋转，引起膜性结构的拉伸、扭曲及断裂，使其功能及结构发生损害。
1.3 空化效应：Carstensen指出，倘若产生瞬态空化，其生物效应可能是很局部的，只会损伤靠近爆炸空腔周围的少数细胞。超声空化伴发的激烈物理过程，使周围组织细胞壁和质膜等被击穿，产生可逆或不可逆的小孔【5】。然而，对于人体的生殖细胞，或是处于发育灵敏期的胚胎和胎儿，如果在这种情况下产生空化，即便只是几个细胞也是不可容忍的。实验证明超声的空化作用可产生局部应力和自由基，局部应力可直接损伤细胞膜系统，自由基通过诱发细胞膜脂质过氧化间接并扩大细胞膜损伤【6】。以上三种作用机制常常会同时存在，但其中必然存在一个导致生物效应的主导机制，而且各种机制之间会产生相互影响。如瞬态空化会产生局部高温，而温升又会影响到空化强度等。在诊断超声中以空化作用最为重要【7】。
2 超声对早孕绒毛的生物学效应
2.1 对早孕绒毛超微结构的影响：胚胎绒毛来源于滋养层，是受精卵有丝分裂而形成的衍生物，具有与胚胎及胎儿同样的遗传信息，是维持早孕胚胎发育的重要组织。当胚胎绒毛受到内外因素损伤达一定程度时就会发生形态结构的改变：微绒毛排列杂乱、卷曲、断裂或丢失，胞质内空泡，核周间隙增大，线粒体肿胀，内质网扩张等改变。 国内有多数学者进行了超声对早孕绒毛的研究，经不同的阴道超声探头频率分别以不同时间辐照早孕绒毛来观察胚胎细胞结构改变。张永红等【8】采用阴道超声辐射胚胎来研究超声的生物学效应，经阴道探头（7、5 MHz）照射胚胎绒毛，5、10 min均引起早期胚胎细胞超微结构不同程度的损伤，并且在一定声输出强度下辐照时间越长，损伤越重，损伤最重的是滋养层细胞表面的微绒毛。霍丽蓉等【9】发现在孕早期用一定剂量（5 MHz，10 min）的超声辐照人的子宫，能够导致绒毛细胞超微结构发生改变。胡智安【10】等研究经阴道彩色多普勒超声辐照对人早孕绒毛细胞凋亡的影响，认为照射后72 h凋亡细胞数较照射后24 h有明显的减少并接近照射前状态。朱家起【11】报导经腹超声照射孕囊10min绒毛细胞部分微绒毛排列紊乱、卷曲；经腹超声照射孕囊20min会出现合体滋养细胞内质网扩张，线粒体外室扩张，内室收缩，嵴间隙增宽。陈珊珊等用阴道探头频率（7、0 MHz）分别辐照早孕胚胎后24h内取材，持续辐照5 min就有明显的细胞形态改变，但认为阴道超声辐照孕囊5 min内可以是安全的【12】。阴道超声照射早孕绒毛组织是否在更短（小于5min）的照射时间出现绒毛组织的损伤，近年有学者也进行了这方面的研究，焦彤等经阴道超声（探头频率5.0 MHz）分别照射妊娠囊3 min及10 min，观察到超声照射3min就出现部分绒毛细胞形态改变，认为对早孕妇女应避免经阴道超声检查【13】。使用阴道超声在短短的3min就出现早期绒毛的改变，可能是经阴道超声探头频率比经腹探头频率高，超声辐照剂量增大，且探头距胚胎组织更近，对胚胎绒毛细胞的损伤更早的缘故。
2.2 对早孕绒毛组织生化功能的影响 ：绒毛来源于滋养层组织，是受精卵有丝分裂而成的衍生物，具有胚胎的遗传信息，是维持早孕及保证胚胎发育的重要组织。随超声剂量的增加而逐渐降低由于超声波引起的脂质过氧化反应，不仅会消耗大量抗氧化酶，还会使抗氧化酶活性降低，造成自由基的堆积，堆积的自由基作用于不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化反应（LPO），而LPO又可产生自由基同时降低超氧化物歧化酶（SOD）活性，两者互为因果。LPO的最终产物是生成丙二醛（malondialdehyde，MAD），MAD的水映了不饱和脂肪酸的过氧化程度。崔运河等【14】用诊断剂量超声辐照绒毛20min后就可明显影响超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧物酶的活性，削弱了机体清除自由基的能力，导致自由基在体内堆积，生物膜过氧化加速。超声对早孕组织中丙二醛﹑超氧化物歧化酶的影响，焦彤等采用阴道超声分别辐照妊娠囊3、10min，发现阴道超声辐射孕囊3min SOD、MDA无明显改变，辐照10min SOD明显下降，MDA水平明显升高， MAD随着超声辐照时间延长而升高，SOD活性随超声辐照时间延长而下降。张永红等的实验以经阴道超声照射早孕妇女宫内胚囊，结果表明，照射10 min以上，绒毛细胞DNA单链断裂和DNA双链断裂明显增加，即DNA结构发生改变。因此可认为阴道超声对宫内早孕绒毛细胞的生化代谢会有一定的影响，且其影响程度与辐射时间密切相关。
2.3 对早孕绒毛DNA的影响：诊断超声对早孕绒毛DNA的影响研究主要集中在以下几个方面，包括DNA单链断裂（single—strandbreak，SSB），DNA双链断裂（double—strand break，DSB），DNA 含量测定，姐妹染色单体交换率（sisterchromatid exchange，SCE）及染色体畸变率（chromosome aberration，CA）【15】。CA包括数目和结构畸变， SCE是指来自同一染色体的两条染色单体在同源位点上互换部分染色质。SCE升高提示DNA可能受到某种损害或DNA修复系统受到影响，故可作为DNA损伤筛选的一种工具。大多数学者认为SCE频率升高是染色体DNA受损的敏感指标【16-17】。国内也有学者做过此方面的研究：焦彤等采用阴道超声分别辐照孕囊3、10min 其这两组与对照组间SCE差异无统计学意义（P>0.05），表明超声照射10min剂量尚不足以导致细胞核内的DNA损伤，阴道超声持续照射早期胚胎10min是安全的。DNA损伤是染色体畸变、SCE形成、突变、癌变及畸变效应的分子基础，因此，研究阴道超声对DNA的影响，尤其在妊娠早期处于分裂期的细胞时具有十分重要意义。
2.4 对绒毛细胞凋亡的影响：国内有多数学者进行了超声对早孕绒毛的研究，通过生物学效应造成组织细胞的凋亡，细胞凋亡过程受各种因子调控，包括诱导性因子和抑制性因子，如Fas家族 、FasL、P53 、Bcl–2和Caspase家族等。金亚玲等【18】研究发现，Caspase在细胞滋养层细胞和合体滋养层细胞中都有表达，研究认为超声波的空化效应，在细胞局部产生大量的自由基，产生脂质化反应，破坏细胞膜﹑细胞器等，在这种较强的凋亡刺激信号作用下，导致Caspase-3高表达，而这种高表达的Caspase-3可以通过作用于相应的底物，酶切ADP核糖多聚酶（PRPP）DNA损伤修复酶DNA-PK导致细胞凋亡，这种超声诱导的微小气泡引起的空化效应可能是阴道超声对早孕组织的主要损伤性机制。阴道超声作为一种外界应激源，是否会引起绒毛细胞凋亡，李子军等【19】从分子生物学的角度做了这方面的研究，用RT-PCR方法分析绒毛组织Caspase-3mRNA的表达，发现阴道超声辐照孕囊5min检测Caspase-3mRNA的表达增加，并随辐射时间延长Caspase-3 mRNA的表达增加。秦军丽【20】等研究了经阴道彩色多普勒超声辐照绒毛组织后24h取材，采用流式细胞仪检测绒毛细胞凋亡水平，5min就出现凋亡细胞，且绒毛细胞的凋亡会随着阴道辐照时间的延长而增高。胡淑君等【21】研究也证实诊断剂量的超声辐射可以诱导早孕绒毛和蜕膜细胞凋亡，而且随着辐射时间的延长细胞凋亡水平不同程度的增高。刘安等【22】报导一定剂量的诊断超声，尤其是多普勒超声，可以引起组织细胞不同程度的凋亡，然而所幸凋亡是近期效应、是可逆的。
诊断超声在产科的应用日益广泛，各种研究表明诊断级超声对早孕绒毛在超微结构、生化功能、DNA、细胞增殖与凋亡等方面都存在着一定的影响，其对胚胎组织潜在的危害性不能忽视。诊断剂量超声对胚胎组织的生物学效应取决于超声强度和辐照时间，在超声强度不变的情况下，辐照时间越长剂量越大，鉴于此，对声波强度和检查时间仍要尽可能坚持最小剂量原则【23】。在胚胎妊娠龄10周内，超声检查应慎重使用，如无特殊的医学指证，应尽量避免使用频谱和彩色多普勒模式检查【24】。相信随着对产科领域不同组织、不同器官诊断性超声的安全阈值剂量的不断规范、不断完善，诊断性超声在产科方面的应用前景会更加广阔。
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发育生物学的研究进展范文6
关键词：干细胞生物学中药神经细胞
我国现在是越来越重视中医药了，而且随着中医药研究的深入和发展，传统中医药的细胞生物学以及免疫学研究已经得到了很丰富的经验以及研究资料。基因组学研究带给了中医药研究新的切入点，而且随着中草药基因组学的研究更加深化，传统中医药将会走向世界。
一、干细胞生物学的发展和研究进程
干细胞是一种具有多向分化潜能、高度增殖以及自我复制的细胞,而且在一定条件下能够分化成具有多种功能的细胞。动物的发育离不开胚胎干细胞，这种细胞是一种高度还没有分化的细胞，有发育的全能性,可以把成体动物的全部器官和组织分化出来。胚胎干细胞通常是哺乳动物的基因表达调控、细胞分化以及早期胚胎发生等发育生物学研究非常理想的模型，其也广泛应用于临床医学的应用研究以及基础研究。在成年动物的器官和组织当中，都存在组织成体干细胞，这种细胞具有再生和修复和能力，在成体干细胞以及组织创伤修复中存在着非常重要的作用，在某些特定的情况下能够通过一定的程序进行分化，进而形成一些新的功能细胞，维持器官和组织衰退、生长的动态平衡。
（一）胚胎干细胞的发展
在上个世纪的七十年代其实胚胎干细胞研究就已经开始了，英国科学家MartinEvans爵士首次将小鼠中的胚胎干细胞分离了出来并进行了体外培养。在上个世纪的八十年代初，Kaufman和Evans首次制定了小鼠ES细胞（胚胎干细胞）系。在1998年Shamblott MJ和Thomason JA
将人类的ES细胞系建立了起来。Shamblott MJ已经证明了培养条件不一样的胚胎干细胞所具有的的重要性质也不一样，ES细胞确实有很多分化能力，能够把中胚叶、内胚叶已经原始外胚叶细胞表面所具有的的特异性标志蛋白表达出来。
（二）组织成体干细胞当前的研究进展
成年动物的很多器官和组织当中，都含有组织成体干细胞，在某种特定的情况下，新产生的或者是成体干细胞能够按照一定的程序进行分化，从而形成新的功能细胞，使器官和组织的衰退、生长都能够维持动态的平衡。一般来说，成体干细胞位于某些特定的微环境中，在这种环境之中的间质细胞可以产生一系列的配体或者是生长因子，和干细胞进行相互作用，达到控制干细胞的分化以及更新的目的。而且成年动物身体当中的组织器官再生和修复是离不开成体干细胞的。现在由于科技发展的水平高了，干细胞的理论研究有了深入的发展，相关的科学家在所有的组织内全部都发现存在有干细胞，并且当前已经证实了在胎儿或者是成体当中的神经、骨髓、上皮、肝脏、肌肉以及皮肤等组织中就有干细胞的存在，而且在体外这些细胞都能够多向分化、高度有限的增殖，在某种特定的条件下胚层起源不同的干细胞还可以进行互相转化。
二、中药和神经干细胞
（一）神经干细胞的生物学特性
神经干细胞是在1992年被ReynoldsBA首次在成年鼠的海马和鼠纹状体中分离出来的，这种细胞是一种有多分化潜能、能不断增殖的细胞群，能够分化为少突胶质细胞、神经元以及星形胶质细胞，可以进行自我更新，能够通过对称分裂以及不对称分裂确保祖细胞以及干细胞的数量，提供给脑组织修复必须的神经细胞。通过进一步的研究我们可以证实哺乳动物处于胚胎期时，神经干细胞主要分布在大脑的中脑、皮层、室管膜下层、纹状体以及海马等区域，等到其成年之后大脑的中枢神经系统还存在神经干细胞，但是主要被局限在纹状体、海马齿状回等处。在大脑受到损坏时，这些神经干细胞就会向损伤部位移动，对其实施修复。
（二） 中药所影响到的神经干细胞所进行的增殖分化
1、人参皂苷能够推动神经干细胞的增殖，大大的对学习记忆能力进行改善
大脑的海马结构齿状回有着非常多的神经细胞，能够增殖分化成很多种神经元，在这些神经元移动到了颗粒细胞层后，便会有突触传递功能，以及衰老、β-淀粉样蛋白、神经退行性疾病等对神经干细胞进行损坏的自我更新能力，其还能够对抗学习记忆能力减弱、新生神经元数量减少、海马逐渐萎缩等。
人参是一种五加科植物，在我国非常的普遍和常用，含有人参皂苷Rg1和Rb1。有实验证明，长期的使用人参皂苷Rg1能够帮助海马区大量的新生细胞存活下去，大大的提高存活率；对海马CA1区神经元细胞起保护作用，防止其受到缺血性损害；其还能够增强动物的学习以及记忆的能力。
2、银杏内酯能够对神经干细胞分化产生影响
银杏是一种银杏科植物，它的叶子能够提取出萜烯内酯类和黄酮糖苷类，而银杏内酯化合物是一种萜类化合物由二萜内酯和倍半萜内酯构，是一种非常重要的活性成分，其中包含着白果内酯以及银杏内酯A、B、C、M、J。银杏内酯B当中的拮抗氧自由基还能够对抗神经元的损伤作用，增强神经元的钙离子所具有的缓冲能力，对脑内钙的平衡起到双向调节作用，提高细胞膜的稳定性，达到与损害神经元的多种因素对抗的作用。银杏内酯B能够推动神经干细胞分化成为神经元细胞；银杏内酯B的不同浓度能够提高星形胶质样细胞在进行分化时的成功率。
总结：根据神经干细胞生物学所具有的特点，使用中医药来对神经系统疾病进行治疗的原理和方法研究，是当前的中药神经药理学等方面研究的热点。而且很多的学者研究探讨了中药推动神经干细胞进行增殖分化的方法，说明了在中枢神经的功能重建以及结构修复中中医药的作用机制。所以寻找能够促进神经细胞向少突胶质细胞、神经元以及胶质细胞分化，并可以增强分化数量的中药，这有利于补充修复神经损伤，具有非常大的社会效益，并为未来的新药开发提供基础。
参考文献：
[1]鞠秀兰. 中药皂苷对干细胞增殖分化的影响[J].时珍国医国药.2010(11)
