医学细胞生物学课件：12 细胞工程

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1、细胞工程（Cell Engineering）http:/ 概 述第二节 主 要 技 术 第三节 细胞工程应用内 容Gene modified organism(GMO)第一节第一节 概概 述述 在细胞水平上，采用细胞生物学、发育生物学、遗传学及分子生物学等学科的理论与方法，按照人们人们的需要和设计对细胞的遗传性状进行人为修饰的需要和设计对细胞的遗传性状进行人为修饰，以获得具有产业化价值或其他利用价值的细胞或细胞相关产品的综合技术体系，也称细胞技术。细胞工程是现代生物技术（生物技术（biotechnology）的基本组成部分之一。一、细胞工程（一、细胞工程（Cell Engineering）20

2、13年年TOP10生物技术与制药公司生物技术与制药公司从神农尝百草到中国特色的调味剂从神农尝百草到中国特色的调味剂三、生物技术发展简史三、生物技术发展简史 近现代生物技术近现代生物技术第二节第二节 主要技术主要技术 细胞工程细胞工程p 动物细胞工程动物细胞工程p 植物细胞工程植物细胞工程p 微生物细胞工程微生物细胞工程一、大规模细胞培养（一、大规模细胞培养（large-scale cell culture）在人工条件下（设定在人工条件下（设定pH、温度、氧溶等），、温度、氧溶等），高密度大规模高密度大规模的在生物反应器（的在生物反应器（bioreactor）中培）中培养细胞用于生产生物产品的技

3、术，它是细胞工程的养细胞用于生产生物产品的技术，它是细胞工程的重要组成部分。重要组成部分。（一）大规模细胞培养的原则（一）大规模细胞培养的原则p 增加培养容积增加培养容积p 增大增大 附着面积附着面积p 抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡p 无血清培养无血清培养 v 首要考虑因素v 培养的容积越大，细胞的产量就越高v 是提高悬浮生长细胞产量悬浮生长细胞产量的最重要因素1 1、增加培养容积、增加培养容积Flow chart of cell culture in large scalev 提高细胞产量的另一个重要因素v 容器中添加细胞附着生长的支持物v 常用的支持物主要有：2 2、增大细胞的附着面积、增大细

4、胞的附着面积p 微载体（microcarrier）p 中空纤维（hollow fiber）p 微胶囊（microcapsule）p 高分子微细实心颗粒，100300mp 集单层培养和悬浮培养的特点于一体 p 增大细胞附着面积十分明显（1 1）微载体（）微载体（Microcarrier）HEK 292 cells on microcarriersinfected with Adenovirus with GFP marker Glass Ball Spinner System Cells on microcarrierGCS technology enables life science res

5、earchers to mimic in vivo morphology in an in vitro environment p 半透膜性两端开口的中空纤维，直径约200mp 细胞附着于外表面外表面，内部有培养液通过p 利于分泌型表达蛋白的纯化，不易放大培养（2）中空纤维（中空纤维（Hollow Fiber）Cross-section through hollow fiber culture system showing extracapillary spaceHollow Fiber Cell Culture System p 半透性膜所围成的囊，直径200m左右p 细胞生长在囊的内壁内壁

6、p 细胞密度大(108/ml),产物浓度高,分离纯化简单p 需研究人员自行制备（3）微胶囊（微胶囊（microcapsule）Fluorescence microscopy image of FITC-peroxides loaded polypeptide microcapsulesA scanning electron microscope image of a fractured microcapsule,once filled with healing agent3、抑制细胞死亡、抑制细胞死亡v控制细胞凋亡细胞凋亡v培养后期维持细胞的高活力v细胞静止（细胞静止（cell rest）技术

7、）技术可以有效降低营养成分消耗和代谢毒物产生，对提高培养细胞表达目的蛋白的产率是一种有效的手段4 4、无血清培养、无血清培养血清培养基与无血清培养基的比较血清培养基与无血清培养基的比较血清培养基无血清培养基质量稳定性存在批次的差异批次的差异有明确的质量标准，避免了批次差异培养基成分影响细胞生长的因子多、复杂程度高、不明确因素不明确因素多成分明确，培养基可针对不同的细胞株进行成分优化，以达到最佳培养效果与产品纯化的关系血清中蛋白含量 45g/l，成分复杂，且易被病毒或支原体污染，不利于下游纯化工作，产业化成本高下游产品纯化容易纯化容易，产品回收率高，不存在病原体污染问题，易于产业化实用性适用细胞

8、谱系较宽细胞谱系较宽适用细胞谱系窄细胞谱系窄。对某于具体的某种细胞的培养，通常摸索其培养条件。由于培养基的黏度小，其细胞在培养过程中易受机械损伤（二）大规模细胞培养系统（二）大规模细胞培养系统p 悬悬 浮浮 培培 养养 系系 统统 p 气流驱动培养系统气流驱动培养系统 p 微微 载载 体体 培培 养养 系系 统统 p 灌灌 注注 培培 养养 系系 统统 1、悬浮培养系统（悬浮培养系统（suspension culture system）p 细胞产量是最高的p 仅适合于悬浮生长细胞 旋转细胞培养系统（Rotary Cell Culture System,RCCS）2、气流驱动培养系统（、气流驱动

9、培养系统（Airlift Culture System）p被成功培养的细胞有：HeLa、BHK21、人类原始淋巴细胞以及植物细胞等p凡适合于在搅拌悬浮培养体系中生长的细胞都可以在本培养体系中生长，如用于制备单克隆抗体的杂交瘤细胞p不需要发动机和搅拌装置Airlift Culture System3、微载体培养系统（微载体培养系统（Microcarrier Culture System）p微载体与搅拌悬浮相结合的培养p适于贴壁生长细胞的大规模培养p微载体培养技术复杂 4、灌注培养系统（灌注培养系统（Perfusion Culture System）p 细胞始终处于较好的营养状态和生存环境较好的营

10、养状态和生存环境p 可以连续收集连续收集培养细胞所分泌的某些产物p 可改变培养液的组成实现细胞状态人为调控 ABCDABCD3D Perfusion Bioreactor System二、核移植（二、核移植（Nuclear Transfer）将将一个细胞的核植入于另一个已经去一个细胞的核植入于另一个已经去核的细胞中核的细胞中，得到重组细胞的技术。，得到重组细胞的技术。通常所说的核移植，则是指将一个二通常所说的核移植，则是指将一个二倍体的细胞核植入于另一个已经去核倍体的细胞核植入于另一个已经去核的细胞（受精卵或处于的细胞（受精卵或处于M期的卵母期的卵母细胞）中，以得到重组细胞，并使其细胞）中，以

11、得到重组细胞，并使其在一定环境中生长发育，最后获得新在一定环境中生长发育，最后获得新的个体的综合技术体系。的个体的综合技术体系。去/取核（A/B）-新核/移入（C/D）（一）核移植技术的基本技术流程（一）核移植技术的基本技术流程 p 受体细胞的选择 早期多采用受精卵（合子）受精卵（合子）细胞作为受体细胞，后发现处于M II期的卵母细胞期的卵母细胞更适合作受体细胞。受精卵及处于M II期卵母细胞的细胞质，可使所植入的细胞核基因组发生重编程发生重编程(reprogramming)。p 供核细胞的选择 供体细胞主要有两大类：早期采用胚胎细胞胚胎细胞作为供核细胞。如未分化的原始生殖细胞（PGCs）与胚

12、胎干细胞（ES细胞）和胎儿体细胞；成年体细胞甚至是高度分化高度分化的神经细胞、淋巴细胞等均可作为供核细胞的来源。克隆效率随其供核细胞分化程度的提高而下降。p 去核 细胞核移植能否成功的关键与前提。（1）紫外线照射去核 （2）盲吸法去核 （3）蔗糖高渗处理去核法 （4）透明带打孔去核法 （5）超速离心法p 重构胚的组建重构胚的组建 通常做法：显微操作将供核细胞移植到已去核的MII期卵母细胞（或受精卵）的透明带下，然后通过细胞融合（电融合或仙台病毒介导，实现细胞核与细胞质的重组。存在问题：供核细胞质参与重构胚，这有可能导致克隆动物组织细胞中线粒体的多样性。另一种做法：以显微针抽吸供核细胞，然后将核

13、直接注入已去核的受体细胞中，直接构成重组胚，该法主要被用于克隆小鼠的制作。p 重构胚的激活 正常受精过程中，会发生一系列的精子激活卵母细胞的事件。因而，在重构胚组合成功后，也必须要模拟体内的自然受精过程，对重构胚施以激活。激活通常采用化学激活与电激活方法。激活处理后的重构胚，继续培养后，能够卵裂的，表明重构胚已激活。否则，则激活失败。p 重构胚的培养与移植 重构胚激活后，需经一定时间的体外培养，或放入中间受体动物（家兔、山羊等）的输卵管内孵育培养数日，待获得发育的重构胚（囊胚或桑椹胚）后，方可将之移植至受体的子宫里，经妊娠、分娩获得克隆个体。（二）核移植技术可使用不同的供核细胞二）核移植技术可

14、使用不同的供核细胞p 胚胎细胞：分化程度低，恢复全能性容易p 成体细胞：分化程度高，恢复全能性不易 1938年，Spemann，两栖类动物细胞核移植。1952年，Briggs和King，青蛙细胞核移植。1963年，童第周，金鱼等鱼类核移植成功。1981年，Illmensee和Hoppe，哺乳动物克隆试验。1983年，Solter 和McGrath，小鼠胚胎细胞和内细胞团细胞为供核细胞获得克隆后代。1984年，Willadsen，世界上第一只以未分化的胚胎细胞为供核细胞的核移植绵羊。1995年7月，Wilmut等，已分化的胚胎细胞作为供核细胞，克隆了Megan和Morag。p 胚胎细胞核移植 克

15、隆羊克隆羊Megan和和Morag 1962年，Gorden将同种爪蟾的小肠上皮细胞的核植入到紫外线照射去核活性非洲爪蟾的卵细胞的，结果约1的重组卵发育为成熟的爪蟾。这一成功，标志着由体细胞核培育动物的技术体系在两栖类获得了成功。1997年2月23日，Wilmut等，乳腺细胞作为供核细胞，成功地培育了克隆羊“多莉”（Dolly）。1997年7月，Wilmut等，以培养的皮肤成纤维细胞为供核细胞，成功地培育了克隆羊“Polly”。p 成体细胞核移植这一成果的重要生物学意义：这一成果的重要生物学意义：p 已完全分化的动物体细胞仍然保持着胚胎细胞的全部遗传信息，体细胞能恢复了失去的全能性形成完整个体

16、。p 提示我们可以改选和生产物种。p 多利羊的诞生及生长表明，利用克隆技术复制哺乳类动物的最后技术障碍已被突破，在理论上已成为可能。Dolly as a lamb with her surrogate motherDolly,first mammal cloned from an adult cellDolly,as an adultDolly and her daughterCat cloneDonor and Surrogate mother with clone(Cc)Out of 87 implants only Cc survived to birthCc as an adultEp

17、igenetics 20122012年诺贝尔奖得主年诺贝尔奖得主约翰约翰-戈登和山中伸弥戈登和山中伸弥细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获奖（三）人类治疗性克隆（三）人类治疗性克隆 human therapeutic cloning体细胞核转移建立人多能干细胞？体细胞核转移建立人多能干细胞？u Hwang WS et al(2004).Evidence of a pluripotent human embr-yonic stem cell line derived from a cloned blastocyst.Science.303(5664):1669-74.u Hwang WS et

18、al(2005).Patient-specific embryonic stem cells derived from human SCNT blastocysts.Science.308(5729):1777-83.虽然是三倍体，但其分化潜能与hESC及iPS接近。去核去核不去核不去核人多能细胞克隆真的来了？人多能细胞克隆真的来了？Gretchen Vogel.Human Cells ClonedAlmost.Science,334:26-27.(2011)这次好像是真的来了！这次好像是真的来了！转录因子介导建立人多能干细胞转录因子介导建立人多能干细胞DifferentiationKazut

19、oshi Takahashi et al.Cell 131,861-872,(2007).Junying Yu,et al.Science.318:1917-1920,(2007).三、基因工程（三、基因工程（Gene Engineering）基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术重组技术。通俗通俗的说，就是按照人们的意愿，把的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。向地改造生物的性状。基因工程操作需要哪些工具？基

20、因工程操作需要哪些工具？1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”、基因的针线、基因的针线3 3、基因的运输工具、基因的运输工具1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 （限制酶）（限制酶）基因的针线：基因的针线：DNA连接酶连接酶G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C GG C T T A A A A T T C G用同种限制酶切割用同种限制酶切割3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体常用的运载体：质粒、常用的运载体：质粒、噬菌体

21、和动植物病毒噬菌体和动植物病毒标记基因，标记基因，便于进行便于进行检测。检测。导入扩增1234 基因工程 Gene Engineering。载体构建基因剪切基因转染方法有很多，分为物理法、化学法和生物法三大类1.电穿孔法电穿孔法 利用脉冲电场提高细胞膜的通透性，在细胞膜上形成纳米大小的微孔，使外源DNA转移到细胞中。该方法简单，广泛运用于培养细胞的基因转移，基因转移效率最高可达10-3。（一）物理和化学转化法（一）物理和化学转化法2.显微注射法显微注射法 显微注射法主要用于制备转基因动物。该方法转入的基因随机整合在染色体DNA上，有时会导致转基因动物基因组的重排、易位、缺失或点突变，但这种方法

22、应用范围广，转基因长度可达数百kb。显微操作系统显微注射电击转化仪便携式基因枪显微注射3.脂质体包埋法脂质体包埋法 将待转化的DNA溶液与天然或人工合成的磷脂混合，后者在表面活性剂存在的条件下形成包埋水相DNA的脂质体结构。当这种脂质体悬浮液加入到细胞培养皿中，便会与受体细胞膜发生融合，DNA片段随即进入细胞质和细胞核内。该方法基因转移效率很高，据报道最高时，100%离体细胞可以瞬时表达外源基因。293FT cell transfected with GFP plasmid转染复合物形成过程示意图脂质体脂质体膜融合膜融合4.4.磷酸钙转染法磷酸钙转染法 将待转化的 DNA溶解在磷酸缓冲液中，然

23、后加入 CaCl2溶液混匀，此时DNA与磷酸钙共沉淀形成大颗粒；将此颗粒悬浮液滴入细胞培养皿中，37下保温416h；除去DNA悬浮液，加入新鲜培养基继续培养7天即可进行转化株的筛选。在上述过程中，DNA颗粒也是通过胞饮作用进入受体细胞的。通过病毒感染的方式将外源基因导入动物细胞内是一种常用的基因转导方法。根据动物受体细胞类型的不同，可选择使用具有不同宿主范围和不同感染途径的病毒基因组作为转化载体。目前常用的病毒载体包括：DNA病毒载体（腺病毒载体、腺相关病毒载体、牛痘病毒载体）、反转录病毒载体和慢病毒载体等。用作基因转导的病毒载体都是缺陷型的病毒，感染细胞后仅能将基因组转入细胞，无法产生包装的

24、病毒颗粒。（二）生物转化法（二）生物转化法 Name CapacityStable cell phaseHelper Package cellAV37.8 kb No D&QYes293AAAV 4.0kbYes D&QYesAAV293RV10.0 kb Yes DYesPhoenix LV4.0kbYes D&QYes293T/FTComparison of different virus 293A&Phoenix:in trans complement the package proteins in 293 cell linesLentivirus based cell engineer

25、ingTwo-color cell cycle mapping using FUCCI cell cycle sensormAG-hgemininmCherry-hcdt1CFF expression mAG-hgeminin and mcherry-hcdt1p 生生 产产 医医 用用 蛋蛋 白白p 生产基因工程动物生产基因工程动物p 核移植与动物克隆核移植与动物克隆p 组组 织织 工工 程程p 细细 胞胞 治治 疗疗第三节第三节 动物细胞工程的应用动物细胞工程的应用一、生产医用蛋白一、生产医用蛋白 p 单克隆抗体的生产 -B 淋巴细胞杂交瘤技术p 复杂的人体蛋白的生产 -真核细胞表达体系（

26、CHO细胞）组织型纤溶酶原激活剂（tPA）凝血因子 促红细胞生成素 1975年G Kohler和C Milstein建立了B淋巴细胞杂交瘤技术制备单克隆抗体。B淋巴细胞杂交瘤技术将淋巴细胞产生单一抗体的能力和骨髓瘤无限增生的能力巧妙地结合起来，并可进一步筛选获得专一性的抗体。单克隆抗体的最主要的优点在于它的专一性、均质性、灵敏性以及无限量制备的可能性。（一）单克隆抗体的生产（一）单克隆抗体的生产1984年诺贝尔医学奖单克隆抗体单克隆抗体的生产的生产单抗用途：单抗用途：p 体外诊断试剂；体外诊断试剂；p 体内诊断试剂；体内诊断试剂；p 导向药物的载体；导向药物的载体；p 治疗药物。治疗药物。微生

27、物缺乏蛋白翻译后的加工修饰系统，故许多人体蛋白必须用真核动物细胞表达。（二）获得复杂人体蛋白二）获得复杂人体蛋白p 组织型纤溶酶原激活剂（tPA）p 凝血因子 p 促红细胞生成素Immune Cell Engineering Targeted Therapy of Cancer with Modified T CellsSciences Top 10 Breakthroughs of 2013二、生产基因工程动物二、生产基因工程动物 基因工程动物（genetically engineered animal）是通过遗传工程的手段对动物基因组的结构或组成进行人为的修饰或改造，并通过相应的动物育种技

28、术，最终获得修饰改造后的基因组在世代间得以传递和表现的工程化动物。人们可以在动物基因组中引入特定的外源基因，使外源基因与动物本身的基因组整合，培育出可将外源基因稳定的遗传给下一代的转基因动物（transgenic animal），也可以在动物基因组的特定位点引入所设计的基因突变，导致基因失活或替换，培育出基因剔除剔除动物（gene knock-out animal）或基因重组重组动物（gene knock-in animal）。转基因动物（转基因动物（transgenic animal）正正常常动动物物基基因因组组引入病毒基因组引入病毒基因组模拟病毒性疾病的发模拟病毒性疾病的发病过程，进行药物

29、有病过程，进行药物有害型和有效性评价害型和有效性评价引入药用蛋白基因引入药用蛋白基因生产药用蛋白生产药用蛋白引入靶引入靶DNA研究目的基因研究目的基因的功能的功能将外源DNA注射入受精卵的雄原核内显微注射技术显微注射技术Micromanipulator system for transgene表达绿色莹光蛋白（GFP）基因的转基因小鼠组织特异性表达报告基因LacZ的转基因小鼠 转基因动物生物反应器是指利用转基因动物生物反应器是指利用转基因活体动物转基因活体动物的某种能够高效表达外源蛋白的器官的某种能够高效表达外源蛋白的器官或或组织来进行组织来进行工业化生产活性功能蛋白工业化生产活性功能蛋白的技

30、术，这些蛋白一般是的技术，这些蛋白一般是药用蛋白或营养保健蛋白。药用蛋白或营养保健蛋白。用于表达的生物反应器包括动物用于表达的生物反应器包括动物血液血液、泌尿系统泌尿系统、精囊腺精囊腺、乳腺乳腺等，此外亦包括等，此外亦包括禽蛋禽蛋和和昆虫昆虫（例如（例如家家蚕蚕）个体等。）个体等。转基因动物生物反应器转基因动物生物反应器（transgenic animal bioreactors）A transgenic industry for future 乳腺生物反应器乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)，或称动物，或称动物个体乳腺表达系统，个体乳腺表达系统，即用于在乳腺中

31、生产生物活性物质即用于在乳腺中生产生物活性物质的转基因动物。将某种具有重要价值的生物活性蛋白的基的转基因动物。将某种具有重要价值的生物活性蛋白的基因导入动物的受精卵中培养出转基因动物，使外源基因在因导入动物的受精卵中培养出转基因动物，使外源基因在动物的乳腺中高效表达并分泌到乳汁中，再从乳汁中提取动物的乳腺中高效表达并分泌到乳汁中，再从乳汁中提取目的基因产物。目的基因产物。Transgenic sheep Tracy,a transgenic sheep,1999.High level expression of active human alpha-1-antitrypsin in the m

32、ilk of transgenic sheep.Biotechnology(N.Y.)1991;9:830-4.www.beep.ac.uk/content/456.0.htmlAAT and Transgenic sheepGM sheep grow bigger,produce more milk and wool A group of transgenic sheep,genetically modified with an extra copy of sheep growth hormone gene,in a field.Transgenic Chicken Hatching the

33、 Golden Egg:A New Way to Make Drugs in Science Vol.300,page 729-730,2 May,2003.去除特定的内源基因去除特定的内源基因基因剔除（基因剔除（Knockout）动物）动物正正常常动动物物基基因因组组研究相应的研究相应的功能丧失功能丧失定时定点去除特定的内源基因定时定点去除特定的内源基因建立特定基因缺陷型建立特定基因缺陷型小鼠品系，作为医药小鼠品系，作为医药研究的动物模型研究的动物模型组成型基因剔除小鼠组成型基因剔除小鼠诱导型基因剔除小鼠诱导型基因剔除小鼠Knockout小鼠建立过程小鼠建立过程Impaired Nocice

34、ption and Pain Sensation in Mice Lacking the Capsaicin ReceptorScience 14 April 2000:Vol.288.no.5464,pp.306-313基因敲除与基因敲减技术RNA干扰技术(RNA interference,RNAi)反义RNA与正义RNA形成的双链RNA特异性地抑制靶基因的转录后表达现象，它通过人为地引入与內源靶基因具有同源序列的双链RNA，诱导內源靶基因的mRNA降解，达到抑制基因表达目的。RNA干扰的机制锌指核酶基因敲除技术锌指核酸酶(Zinc-finger nucleases，ZFN)是人工改造的限制

35、性核酸内切酶，利用不同的锌指结构识别特异DNA序列，利用核酸酶切断靶DNA.生物体通过非同源末端连接或单链退火进行修复，修复过程常伴随碱基插入或缺失，达到位点特异性基因打靶。ZFN包括DNA结合结构域和核酸酶催化结构域DNA结合结构域含有3到4个串联的Cys2His2锌指蛋白能结合特定序列的3bp的靶DNA片段催化结构域由FokI组成，能以二聚体形式非特异切断DNA新的里程碑TALEN靶向基因敲除TALEN:Transcription activator-like effector nuclease(类转录激活因子效应物核酸酶)。表达一个重组核酸酶，在靶点识别结构域的作用下，核酸酶识别靶点核酸

36、序列，并发挥内切酶活性，打断目标基因，完成基因敲除。CRISPR:(clustered regularly interspaced short palindromic repeat)CRISPR是一个广泛分布于细菌和古细菌基因组中的特殊DNA重复序列家族。CRISPR位点通常由短的高度保守的重复序列（repeats）组成，重复序列的长度通常2148bp，重复序列之间被2672bp间隔列（spacer）隔开。CRISPR就是通过这些间隔序列（space）与靶基因识别。Cas(CRISPR associated)存在于CRISPR位点附近，是一种双链DNA核酸酶，能在guide RNA引导下对靶位

37、点进行切割。它与folk酶功能类似。但是它发挥功能并不需要形成二聚体。CRISPR-Cas系统基因修饰技术CRISPR-Cas原理：crRNA（CRISPR-derived RNA）通过碱基配对与 tracrRNA（trans-activating RNA）结合形成 tracrRNA/crRNA 复合物，此复合物引导核酸酶 Cas9 蛋白在与 crRNA 配对的序列靶位点剪切双链 DNA。而通过人工设计这两种 RNA，可以改造形成具有引导作用的sgRNA（short guide RNA），引导 Cas9 对 DNA 的定点切割。三、组织工程三、组织工程（tissue engineering）应

38、用应用工程学和生物学工程学和生物学的原理和方法来研究正的原理和方法来研究正常或病理状况下哺乳动物组织的结构、功能和生常或病理状况下哺乳动物组织的结构、功能和生长的机理，进而开发能够长的机理，进而开发能够修复、维持或改善损伤修复、维持或改善损伤组织组织的人工生物替代物的一门学科。的人工生物替代物的一门学科。组织工程与再生医学 生物材料与组织工程封面故事-未来医学欧阳宏伟编译医学发展趋势Development of Clinical Medicine Development of Clinical Medicine 人均寿命Life Span 医医 学学 发发 展展 阶阶 段段:Developme

39、nt of therapeutics:Development of therapeutics 化化 学学 手手 段段(Chemical principle)(Chemical principle)物物 理理 手手 段段 (Surgery:(Surgery:Physical principle)Physical principle)生物手段生物手段(Biology)(Biology)2009年 世界再生医学调查报告2008-2009年 已进入临床实验期的生物材和组织工程产品国际上2008-2009 已市场化的生物材料和组织工程产品目标组织关节软骨皮肤骨牙科眼科美容其他总计产品数152834114

40、1497目标组织关节软骨骨皮肤伤口愈合心血管糖尿病肝脏中枢神经系统总计产品数12172741431105干细胞治疗临床实验的进展干细胞治疗临床实验的进展一次心脏病发作可能使十几亿心肌细胞死亡，导致心脏泵血功能严重下降，即使经过治疗，也会留下疤痕组织，影响心脏功能。现在，通过向患者心脏注射干细胞，就可促进受损心脏自我修复，重建心肌组织，并消除心脏疤痕。心脏病治疗即将进入新的时代。目前已经有许多心脏病患者接受了类似的治疗，医生从病人自己的心脏、骨髓或非亲属捐献者身上提取干细胞，再回输到病人体内，这些病人的情况都有明显改善：疤痕组织减少，新生心肌组织增加，心脏泵血功能提高。再生医疗技术Regulat

41、ory of autologous cells based tissue engineering technology as novel medical technology by MOH in China 卫生部第三类医疗新技术管理规范-组织工程化组织移植技术管理规范再生医疗技术国家行业标准【SFDAYY/T 0606.10-2008 Tissue engineering technology】再生医疗技术转化路径（组织工程软骨移植研究）行业标准制定标准化操作制定标准化操作流程流程SOPs申报准入申报准入卫生部三类医疗新技术管理规范中检所中检所检测检测文献研究文献研究临床前研究临床前研究临床

42、研究临床研究再生医疗技术浙江大学ACI 典型临床病例 I患者男，19岁，因“左膝关节酸痛6月余”入院。查体结果：左膝关节外侧皮下可触及一凹陷，有游离体触及。关节镜示左膝关节腔内一约5 cm3 cm大小游离软骨片。入院诊断：左膝关节软骨损伤。治疗过程：入院后行左膝关节镜检取软骨术，并取适量软骨送培养扩增。两周后患者再次入院，行左膝关节软骨移植术。再生医疗技术浙江大学ACI 典型临床病例 I浙江省男排主力（二传）戴*，男，20岁骨折不愈合11月余术前术前术后术后3周周再生医疗技术Look Forward to Your Join！Zhe Jiang Univ测试题（4选2）1、细胞工程的基本概念。2、核移植的基本技术路线 3.基因工程基本步骤 4.细胞工程的用途扩展阅读：1.专著：组织工程基本原理 2.Pub Med文献：肿瘤免疫治疗，干细胞工程