世纪的生命科学热点与展望.pptx

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1、21世纪的生命科学世纪的生命科学热点与展望热点与展望第一部分第1页/共85页一.为什么要了解生命科学 ？ 生命科学是21世纪自然科学的带头学科 生命科学充满未解之谜 生命科学与人类社会的发展息息相关生命科学的重要性第2页/共85页( (一一) )生命科学是生命科学是2121世纪自然科学的带头学科世纪自然科学的带头学科 生命科学是当前自然科学的带头学科，开始从物理科学向生命科学转移（20世纪是物理学最为风光、最为辉煌、为人类文明与科学进步贡献最大的世纪。对物质原子结构的认识，使物理学进入鼎盛时期。原子弹的爆炸与人类走向太空，更使物理学登峰造极。最后，又以最简单的无机硅研制成芯片。）生命科学的重要

2、性第3页/共85页 二十一世纪是现代生物科学二十一世纪是现代生物科学的世纪，统计美国的世纪，统计美国“科学引文索科学引文索引引（SCI）”收录的收录的45004500余种学术余种学术刊物，发现有刊物，发现有23502350种左右为生物种左右为生物科学相关杂志！统计全世界引用科学相关杂志！统计全世界引用指数指数（Impact factor）在在10 10以上以上的超一流学术刊物，也发现的超一流学术刊物，也发现80%80%左左右是生物科学相关刊物。右是生物科学相关刊物。第4页/共85页学科杂志总数平均引用指数30杂志数总论化学物理数学生物22513817.811.822.018.219.10020

3、7引用指数在引用指数在10 10以上的超一流刊物分科比较以上的超一流刊物分科比较第5页/共85页生物科学的前沿 分子生物学的发展是生物科学发展史上的一个重要的里程碑 DNA重组技术 原生质体融合技术生命科学的重要性第6页/共85页DNA双螺旋结构生命科学的重要性第7页/共85页1953年，J. Watson和F. Crick 在前人研究工作的基础上，根据DNA纤维和DNA结晶的X-衍射图谱分析及DNA碱基组成的定量分析以及DNA中碱基的物化数据测定，提出了著名的DNA双螺旋结构模型，并对模型的生物学意义作出了科学的解释和预测。第8页/共85页21世纪将面临的许多世界性的难题 人口膨胀 粮食紧张

4、 环境污染 能源紧缺 遗传疾病生命科学的重要性第9页/共85页( (二二) )生命科学充满未解之谜生命科学充满未解之谜“猛犸之谜” “恐龙灭绝之谜” 龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性第10页/共85页“猛犸之谜猛犸之谜”生命科学的重要性在地球上生活了约50万年的猛犸（也叫毛象），为什么会在1万年前突然灭绝？ 是由于某种灾变引起的，还是由于猛犸自己缺少适应生存的条件而灭绝的呢？猛犸的灭绝，和恐龙的灭绝一样，都是生物进化史中的未解之谜。 第11页/共85页“恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜”生命科学的重要性第12页/共85页有人说，恐龙是被行星所害，有人说是被超行星所害，还有人说被火山所害，甚至有恐龙被

5、太阳所杀。可是被行星所杀最为受人们关注。 1980年，美国物理学家、诺贝尔物理奖获得者阿瓦雷斯和他的合作者，提出了一个惊人的论点： 6500万年前，杀害恐龙的罪魁祸首是一颗直径10千米、质量为千亿吨的小行星。 当时，这颗小行星突然从天外高速飞来，猛烈地撞在地球上，引起了惊天动地的大爆炸的威力相当于最大氢弹的100倍！ 爆炸产生的高温使森林燃起了火。爆炸所产生的尘埃抛上云霄，使地球大气层黑云密布。有几个月的时间，阳光被尘埃遮掩，地球上一片黑暗，温度骤低，气候剧变，植物因无法进行光合作用而枯死了，进而导致生物链的破坏，大量动物饿死。恐龙更为首当其冲，惨遭灭顶之灾。 但科学家一直未在地球上找到这么大

6、的陨石坑。在墨西哥成就尤卡坦半岛，发现地下深处有一个直径60千米的圆形构造。它形成时代正是恐龙绝灭绝的年代。有人推测，这个坑可能是当年撞击地球的小行星轰击出来的。 但仔细一测算，这个坑似乎太小了一点。有人想，也许当时10千米直径的小行星分裂成几个之后才与地球相撞的，而且多数没有落到陆地上，而是掉到海里去了? 第13页/共85页龟鳖家族的长寿之谜龟鳖家族的长寿之谜生命科学的重要性第14页/共85页龟鳖是一种爬行动物，它出现在石炭纪，与恐龙是同时代的动物。在白垩纪末期，几乎使全部有生命的肌体，包括恐龙在内都灭绝了，而龟得以生存下来。在漫长的世纪更迭中，由于地壳运动以及气候变化，分布在不同地区的龟，

7、为了生存的需要，有的迁入大海，有的深居内陆，有的栖居江湖中，经过漫长的自然筛选，使得龟类家族繁衍成海龟、陆龟和水陆两栖龟。目前，世界上已知龟鳖的种类有240余种。一般而言，死亡和心脏的停止跳动是密切相关的，而龟的离体心脏竟能在体外搏动2天之久。将龟头砍下，可活数周，龟的寿命长达几百年。细胞研究发现，动物的成纤细胞繁殖代数与动物寿命呈正相关。龟的成纤细胞体外培养高达117年代数，而人只达50年代数。龟通人性，有灵气，被放生的龟，能重返放生主人家，龟的长寿因子，活性物质的研究，抗癌保健药品的研制，是当前进一步研究和探索的内容。 第15页/共85页( (三三) )生命科学与人类社会的发展生命科学与人

8、类社会的发展 息息相关息息相关 农业方面 医药卫生方面 轻工业、食品工业、酶工程 其他方面生命科学的重要性第16页/共85页1.1.农业方面农业方面 遗传育种农作物、畜牧业的优良品种 （无籽西瓜） 人造种子 生物杀虫剂生命科学的重要性第17页/共85页无籽西瓜无籽西瓜生命科学的重要性第18页/共85页人造种子人造种子生命科学的重要性第19页/共85页科学家们从植物细胞具有“全能性”这个基本理论出发，在组织培养技术的基础上发明了人工种子技术。首先发明了人工种子技术的是美国人。他们很爱吃蔬菜，特别喜欢吃芹菜，经多年培育后，美国科学家们生产出了又大又嫩的杂种芹菜。遗憾的是，这种芹菜好吃不好种，不但种

9、子小、发芽慢，连杂交种子的获得也十分困难，因此种子价格极高。为解决这个问题，研究人员先把芹菜幼苗的嫩茎切成极小的碎片，使之在特定条件下诱发形成有生根发芽能力的胚状体，然后再用一种聚合物包裹作为人造种皮，做成了一种像小鱼肝油丸一样的胶囊种子。 人工种子由体细胞胚、人工胚乳和人工种皮三个部分组成。人造种子有许多优点。首先，它解决了有些作物品种繁殖能力差，结籽困难或发芽率低等问题；有利于保持杂种一代高产优势，防止第二代退化；使像无籽西瓜一类的不育良种得以迅速推广等。第二，人造种子可以工业化生产，提高农业的自动化程序。第三，随着包膜技术的改进，人造种皮中可以添加各种附加成分，如固氮细菌、防病虫药剂、除

10、草剂和肥料等，因此有利于培育壮苗、健苗，使作物稳产高产。同时，不管哪种作物都可以做成大小一致的种子，有利于农业机械通用化。第四，节约粮食。以胡萝卜为例，一个升的发酵罐在天内生产的体细胞胚可制成万粒人工种子，可供种植六百多万平方米地。中国每年全国农作物用种量多亿千克，如果用人工种子等于增加上亿亩耕地。第20页/共85页第21页/共85页生物杀虫剂（生物农药）生物农药因其生产周期短、成本低，使用效益高，不污染环境，对人畜无害，已被许多国家所接受，美国已有十多家公司生产，日本、捷克、俄罗斯等也都有专业生产厂。我国是一个农业大国，由于使用化学农药的残毒严重超标，使农副产品不能大量出口，影响了外汇的收入

11、。1972年我国已决定要加速发展生物农药，并于1991年提出了几十种化学农药不准生产和使用。目前我国在省市和一些开放地区推广生物农药。有些国家生物农药用量已达40-70%，但由于他们用量大、资源少，不得不到国外寻求资源。苏云金杆菌杀虫剂(称BT)是目前使用最广泛的一种生物农药，通过微生物发酵获得，生产过程中不污染环境，不危害人体健康 第22页/共85页2.2.医药卫生方面医药卫生方面 新的抗菌素、疫苗 免疫学 提高了异体器官移植的成功率，并发现了自体免疫疾病的病因 基因工程菌与基因疗法 胰岛素、干扰素、生长激素、淋巴细胞活素、血纤维蛋白溶解剂、白蛋白、血因子、单克隆抗体、DNA探针等生命科学的

12、重要性第23页/共85页干干 扰扰 素素生命科学的重要性第24页/共85页3.3.轻工业、食品工业轻工业、食品工业 酶工程 食品、医药、发酵、日用化工、轻纺、制革、水产、木材、造纸、能源、农业、环保等经济部门 发酵工程 酿酒制曲、味精、抗菌素、维生素等生命科学的重要性第25页/共85页溶菌酶的分子模型溶菌酶的分子模型生命科学的重要性第26页/共85页4.其他方面细菌造雪细菌保护古建筑无法假冒的生物笔生命科学的重要性第27页/共85页细细 菌菌 造造 雪雪生命科学的重要性第28页/共85页细菌保护古建筑细菌保护古建筑生命科学的重要性第29页/共85页无法假冒的生物笔无法假冒的生物笔生命科学的重要

13、性第30页/共85页 医药卫生（医药生物技术） 生命科学 农林牧渔（农业生物技术） 环境保护（环境生物技术）总之:可归纳为:第31页/共85页 人类基因组计划（HGP） 干细胞研究与发展前景 克隆技术的发展二、生命科学几个热点第32页/共85页（一）人类基因组计划（一）人类基因组计划Human Genome Project第33页/共85页我们是如何来到这个世界，又如何离去？为什么你那高高的鼻子那么像你的爸爸？那漂亮的眼睛又像你的妈妈？为什么我们都一样无疑是人类这个大家庭的一员，可我们大家又都不一样？生死、衰老、人之异同，已困扰了我们几千年，这些问题的答案现在尚可等候。可疾病对我们的危害确是每

14、一个人、每一个家庭、每一个负责的团体与国家政府都不得不考虑的问题。 “不知庐山真面目，只缘身在此山中”。站在太空上，人类以前所未有的视角，重新审视我们的栖息地地球。它与我们目前所知其他星球的主要区别之一，就是生物的存在。基因使地球郁郁葱葱，生机一片，它使我们对生命的奥秘与神奇充满新的遐想与好奇；也使我们对人类本身的了解提出新的质疑：我们已成为地球的主宰，却不能主宰自己。 第34页/共85页世界上仍有一半以上的人，不同程度地受各种慢性病的折磨。曾肆虐一时的传染病，尽管已得到控制，可并没有像天花一样销声匿迹。抗菌素等药物发现的步子越来越慢，相反，自然界抗药的病原微生物越来越多。 肿瘤、心血管疾病等

15、主要死因已成为人类祛除不掉的幽灵。艾滋病的出现与肆虐，使人类深感忧虑。从一战期间死于感冒美国士兵身上分离到的病毒又告诉我们：一不小心，它还可能要我们的性命，因为人类对这种致命的感冒病毒仍没有天生的免疫力。在此同时，医学研究的进展、新药的开发的步伐正在一步步减慢。近几十年没有新的抗生素问世。一种重要的药研究需要耗时12年，相当于三架波音747-400飞机的代价第35页/共85页 人类开始了对人类自己的最大的研究。对于自我、对于生命世界、对大自然开展了空前规模的探索，这就是六国参与的“国际人类基因组计划”。第36页/共85页6 6国科学家组成的国家人类基因组中心主要研国科学家组成的国家人类基因组中

16、心主要研究比例究比例 美国美国：WASHMIT等等7 7家研究中心，贡献率为家研究中心，贡献率为5454。 英国英国：SANGER一家研究中心，贡献率为一家研究中心，贡献率为3333。 日本：日本：RIKEN等两家研究中心，贡献率为等两家研究中心，贡献率为7 7。 法国：法国：GENOSCOPE研究中心，贡献率为。研究中心，贡献率为。 德国：德国：IMB等等3 3家研究中心，贡献率为。家研究中心，贡献率为。 中国：北京华大研究中心、国家南北方基因研究中国：北京华大研究中心、国家南北方基因研究 中心等三家，贡献率为中心等三家，贡献率为1 1。 第37页/共85页基因基因(Gene)第38页/共8

17、5页基因（gene）是1909年丹麦生物学家根据希腊文“给予生命”之意创造的。 现代分子生物学的基因概念 ： 合 成 有 功 能 的 蛋 白 质 或现代分子生物学的基因概念 ： 合 成 有 功 能 的 蛋 白 质 或RNARNA所 必 需 的 全 部所 必 需 的 全 部DNADNA序 列序 列（除 部 分 病 毒除 部 分 病 毒RNARNA），），即一个基因不仅包括编码蛋白质或即一个基因不仅包括编码蛋白质或RNARNA的核酸序列，还应包括为保证转录所必需的调控序列。的核酸序列，还应包括为保证转录所必需的调控序列。第39页/共85页第40页/共85页人类基因组包括分布于人类基因组包括分布于人

18、人4646条染色体条染色体3030亿亿核苷酸的核苷酸的30,000-35,00030,000-35,000个基因（后来研究估个基因（后来研究估计）计）。人类基因组计划最终目的是人类基因组计划最终目的是测定基因组的测定基因组的全部序列，弄清整个基因组的的结构、功能全部序列，弄清整个基因组的的结构、功能及其表达产物，彻底了解人类生命活动本质及其表达产物，彻底了解人类生命活动本质。第41页/共85页这一计划的科学意义重大，可与产生这一计划的科学意义重大，可与产生原子弹的曼哈顿工程和人类登月阿波原子弹的曼哈顿工程和人类登月阿波罗飞行任务相媲美，是当前国际生物罗飞行任务相媲美，是当前国际生物学、医学领域

19、内一项引人注目的工程，学、医学领域内一项引人注目的工程，是人类自然科学史上最重大的研究项是人类自然科学史上最重大的研究项目之一，将推动整个生命科学的发展目之一，将推动整个生命科学的发展。第42页/共85页人类基因组计划的意义人类基因组计划的意义生物与医学基础研究生物与医学基础研究基因诊断、基因疗法、基因药基因诊断、基因疗法、基因药物物带动一批高技术产业的发展带动一批高技术产业的发展第43页/共85页随着人类基因组逐渐被破译，一张生命之图将被绘就，人们的生活也将发生巨大变化。基因药物已经走进人们的生活，利用基因治疗更多的疾病不再是一个奢望。因为随着我们对人类 本身的了解迈上新的台阶，很多疾病的病

20、因将被揭开，药物就会设计得更好些，治疗方案就能“对因下药”，生活起居、饮食习惯有可能根据基因情况进行调整，人类的整体健康状 况将会提高，二十一世纪的医学基础将由此奠定。利用基因，人们可以改良果蔬品种，提高农作物的品质，更多的转基因植物和动物、食品将问世，人类可能在新世纪里培育出超级物种。通过控制人体的生化特性，人类将能够恢复或修复人体细胞和器官的功能，甚至改变人类的进化过程 第44页/共85页人类基因组计划的启动人类基因组计划的启动 19851985年，美国能源部年，美国能源部（Department of Energy, DOE）提出，要将共包含约提出，要将共包含约3 310109 9碱基对的

21、人类基因组碱基对的人类基因组全部碱基序列分析清楚；全部碱基序列分析清楚； 19861986年，美国宣布启动年，美国宣布启动“人类基因组计划人类基因组计划（Human Genome Project, HGP）”。第45页/共85页人类基因组计划的发展人类基因组计划的发展 19991999年年1212月月1 1日，首条人类染色体完成测序，人类第日，首条人类染色体完成测序，人类第2222号染色体号染色体DNA全序列测定宣布完成。全序列测定宣布完成。 20002000年年4 4月月6 6日，美国日，美国Celera遗传信息公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。遗传信息公司宣布，该公司已破译

22、出一名实验者的完整遗传密码。 20002000年年5 5月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。第46页/共85页二二000000年六月二十六日克林顿宣布年六月二十六日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成人类基因组草图绘制完成第47页/共85页 这是人类基因组计划首席科学家、这是人类基因组计划首席科学家、 美国国家人类基因组研究所所长美国国家人类基因组研究所所长 弗朗西斯弗朗西斯柯林斯在介绍情况。柯林斯在介绍情况。 第48页/共85页人类基因组草图基本信息人类基因组草图基本信息 由亿由亿bp组成组成 含万基因含万基因 与蛋白质合成有关

23、与蛋白质合成有关 的基因占的基因占2%2%人类基因组人类基因组人类蛋白质人类蛋白质 61%61%与果蝇同源与果蝇同源 43%43%与线虫同源与线虫同源 46%46%与酵母同源与酵母同源第49页/共85页人类基因组研究成果表人类基因组研究成果表明明基因数量少得惊人（不及线虫或果蝇的两基因数量少得惊人（不及线虫或果蝇的两倍）倍）人类基因组中存在人类基因组中存在“热点热点”和大片和大片“荒漠荒漠”三分之一为三分之一为“垃圾垃圾”DNA种族歧视毫无根据种族歧视毫无根据男性基因突变比例更高男性基因突变比例更高第50页/共85页中国人类基因组计划中国人类基因组计划 19931993年，中国人类基因组计划（

24、年，中国人类基因组计划（CHGP）启动，首先开展了）启动，首先开展了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研中华民族基因组中若干位点基因结构的研究究”。 19971997年，我国启动了年，我国启动了“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构与功能研究重大疾病相关基因的定位、克隆、结构与功能研究”项目。项目。 之后，在之后，在上海上海和和北京北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。第51页/共85页中国人类基因组计划研究成中国人类基因组计划研究成果果1%1%测序任务，测序任务， 第三条染色体第三条染色体30003000万万bp精确度精确度99.99%99.99

25、%发现发现142142个基因，个基因， 其中其中8080个为预测基因个为预测基因第52页/共85页人类基因组计划人类基因组计划1%1%测序中国实验室测序中国实验室第53页/共85页后基因组时代序幕拉开后基因组时代序幕拉开 哈佛大学科学家麦克贝斯说，人哈佛大学科学家麦克贝斯说，人类基因组图谱并没有告诉我们所有基类基因组图谱并没有告诉我们所有基因的因的“身份身份”以及它们所编码的蛋白以及它们所编码的蛋白质。人体内真正发挥作用的是蛋白质，质。人体内真正发挥作用的是蛋白质，蛋白质扮演着构筑生命大厦的蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块砖块”角色，其中可能藏着开发疾病诊断方角色，其中可能藏着开发疾病诊断方法

26、和新药的法和新药的“钥匙钥匙”。 第54页/共85页基因组: 人类细胞中的全部基因 蛋白组: 由全套基因组编码控制 的蛋白质 药物基因组: 即为一个病人的基 因组对单个药物反应的相互关系人类基因组、蛋白组和药物基因组 是生命科学研究路上的三个阶段 第55页/共85页人类蛋白质组计划是21世纪第一个大规模的国际性科技合作工程，旨在破译人类生命奥秘的“天书”，全景式揭示生命活动的本质，是生命科学进入后基因组时代的里程碑标志。它将与20世纪的曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划一起永载人类科技发展史册。国际人类蛋白质组组织（Human Proteome Organization,简称HUPO）

27、的成立拉开了人类蛋白质组计划的帷幕第56页/共85页第57页/共85页第58页/共85页（二）干细胞研究与发展（二）干细胞研究与发展前景前景第59页/共85页 长期以来，人类一直在研究和寻找能治长期以来，人类一直在研究和寻找能治愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。愈各种疾病、抗衰老甚至长生不老的方法。 随着现代科学技术的发展，尤其是干细随着现代科学技术的发展，尤其是干细胞的研胞的研 究，人类的这些幻想正在逐步变成究，人类的这些幻想正在逐步变成现实。现实。 19981998年，美国年，美国科学科学杂志将干细胞的杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展的首位。研究成果列在十大科学进展的首位。第60

28、页/共85页细胞是机体组成的基本单位细胞是机体组成的基本单位第61页/共85页干细胞的定义干细胞的定义 干细胞干细胞（Stem cell）即起源细胞。在细胞的分化过程中，细胞往往由即起源细胞。在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞。 因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。因此，干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。第62页/共85页干细胞的分类干细胞的分类全

29、能干细胞全能干细胞多能干细胞多能干细胞单能干细胞单能干细胞按分化潜能按分化潜能按发育状态按发育状态胚胎干细胞胚胎干细胞成体干细胞成体干细胞第63页/共85页全能干细胞：全能干细胞： 具有形成完整个体的分化潜具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞能。如胚胎干细胞（ES细胞细胞）多能干细胞：多能干细胞： 具有分化出多种细胞组织的具有分化出多种细胞组织的潜能。如造血干细胞、神经潜能。如造血干细胞、神经细胞。细胞。单能干细胞：单能干细胞： 只能向一种或两种密切相关只能向一种或两种密切相关的细胞类型分化。如上皮组的细胞类型分化。如上皮组织基底层的干细胞，肌肉中织基底层的干细胞，肌肉中的成肌细胞。的成肌

30、细胞。第64页/共85页胚胎干细胞胚胎干细胞ES细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。在未来几年，ES细胞移植和其它先进生物技术的联合应用很可能在移植医学领域引发革命性进步。第65页/共85页成体干细胞成体干细胞 成年动物的许多组织和器官，比如成年动物的许多组织和器官，比如表皮和造血系统，具有修复和再生的表皮和造血系统，具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下，成体干细胞或作用。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一

31、定的程者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。衡。 第66页/共85页干细胞的用途干细胞的用途治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。治疗遗传性疾病和恶性肿瘤。以干细胞为种子培育成某些以干细胞为种子培育成某些组织和器官，用于移植医学。组织和器官，用于移植医学。抗衰老，延年益寿。抗衰老，延年益寿。第67页/共85页干细胞工程干细胞工程核移植核移植去核胚胎干细胞去核胚胎干细胞组装胚胎干细胞组装胚胎干细胞组织干细胞组织干细胞各种组织器官各种组织器官体外体外诱导诱导培养培养第68页/共85页干

32、细胞治疗的进展干细胞治疗的进展 科学家们认识到干细胞可能成为一种科学家们认识到干细胞可能成为一种“拯救拯救生命生命”的有效的疾病治疗手段。的有效的疾病治疗手段。 例如：小剂量纯化的造血干细胞足可使患者例如：小剂量纯化的造血干细胞足可使患者骨髓再生，可以避免肿瘤病人进行自体骨髓骨髓再生，可以避免肿瘤病人进行自体骨髓移植时所致的瘤细胞（尤其是白血病细胞）移植时所致的瘤细胞（尤其是白血病细胞）污染。污染。 例如：成熟的神经系统中存在的干细胞，在例如：成熟的神经系统中存在的干细胞，在某些因素诱导作用下，可增殖和定向分化，某些因素诱导作用下，可增殖和定向分化，给神经退行性疾病（如帕金森氏病）、骨髓给神经

33、退行性疾病（如帕金森氏病）、骨髓损伤患者带来新的希望。损伤患者带来新的希望。第69页/共85页造血干细胞造血干细胞 造血干细胞是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血中。 造 血干细胞的移植是治疗血液系统疾病、先天性遗传疾病以及多发性转移性肿瘤疾病的最有效方法。 与骨髓移植和外周血干细胞移植相比，脐血干细胞移植的长处在于无来源的限制，对HLA配型要求不高，不易受病毒或肿瘤的污染。第70页/共85页神经干细胞神经干细胞神经干细胞的研究尚处初级阶段。理论上讲，任何一种中枢神经疾病都可归结为神经干细胞功能的紊乱。给帕金森氏综合症患者的脑内移植含有多巴胺生成细胞的神经细胞，可治愈部

34、分患者的症状。第71页/共85页苏州干细胞治疗中心苏州干细胞治疗中心造血干造血干/ /祖细胞祖细胞免疫细胞免疫细胞（DC+TDC+T）心肌干细胞心肌干细胞神经干细胞神经干细胞第72页/共85页（三）克隆技术的发展（三）克隆技术的发展克隆来源与英语克隆来源与英语“clone”或或“cloning”的音译，曾译为无性生殖或无性繁殖，的音译，曾译为无性生殖或无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂而形成的纯细胞系，这个细胞系每个细胞的基因彼此是相即由同一个祖先细胞分裂而形成的纯细胞系，这个细胞系每个细胞的基因彼此是相同的。同的。克隆技术第一个发展时期克隆技术第一个发展时期微生物克隆。微生物克隆。克隆技术第二

35、个发展时期克隆技术第二个发展时期生物技术克隆。生物技术克隆。克隆技术第三个发展时期克隆技术第三个发展时期动物克隆。动物克隆。第73页/共85页克隆羊多利克隆羊多利（Dolly）的诞生的诞生19971997年年1212月，英国月，英国Roslin研究所克隆羊多利研究所克隆羊多利（Dolly）的诞生揭示一个全新概念：由成的诞生揭示一个全新概念：由成年机体的一个体细胞核，可以复制一个基因年机体的一个体细胞核，可以复制一个基因完全相同的新生命个体。完全相同的新生命个体。克隆鼠、克隆牛等实验的成功进一步验证了克隆鼠、克隆牛等实验的成功进一步验证了其科学性，将体细胞核移植到去核卵细胞形其科学性，将体细胞核

36、移植到去核卵细胞形成的克隆细胞，其基因组成的克隆细胞，其基因组DNA与细胞核供体与细胞核供体一致，由克隆细胞复制出可供移植、无免疫一致，由克隆细胞复制出可供移植、无免疫排斥的各种组织细胞、器官，是排斥的各种组织细胞、器官，是2121世纪生命世纪生命科学的一个新里程碑。科学的一个新里程碑。第74页/共85页第75页/共85页克隆动物的现状。克隆动物的现状。什么时候会出现克隆人？什么时候会出现克隆人？有关克隆人的争议点。有关克隆人的争议点。第76页/共85页大家都知道，过去几年内，随着克隆羊多莉的问世和死亡，以及近几年在克隆技术方面的许多进展，引发了许多伦理上的争论。在国际上争论很热烈，国内也是一

37、样的。（特别是人是否能克隆？）在过去几年内，哪些反对克隆人的观点今天看来是可以不予考虑 ：第一个观点，早期人们担心克隆人的出现会搞乱人际关系。因为大家知道，克隆人出来以后，他跟这个基因提供者之间不知道是什么关系。父子也不像，母子，母女，都说不太清楚。一个人相差很大岁数也许是七八十岁，但是从生物学意义上讲他们又是孪生兄弟，所以有点乱。还有一个法律关系也是。所以，早期人们担心，人类复制这件事情会导致伦理关系和法律关系的紊乱（但有人认为在于自己规定，人类复制这件事情不是大规模成批量进行的话，如果限制在某些局部的范围的话，它不会引起大规模的伦理问题。） 第77页/共85页第二个，就是人们担心，克隆技术

38、会导致基因多样性的丧失。因为我们的有性繁殖不断导致新的基因的出现，维系我们人类这个物种的基因多样性。所以，人们担心这个单性复制会导致基因多样性的丧失，危害整个物种的安全。但是，如果我们假定克隆技术只是小规模的，大部分人类生殖还是按照自然生殖方式来进行，那么基因多样性也未必是一个很严重的问题。 第78页/共85页第三个，也是由于大家对克隆技术不太了解不太清楚造成的，就是怀疑会不会有战争狂人复制很多希特勒，给世界造成新的灾难。我们知道，这完全是对克隆技术的一个误解造成的。基因复制这件事情只能造就一个基因几乎相同，也不是完全相同的生物学意义上的人体。我们知道基因不仅存在于细胞核里面，在细胞质里面也有

39、一些，但是很少很少，所以说是几乎完全相同的这么一个生物学意义上的人。但是我们知道，在人类的发育成长过程中，后天环境起很大的决定性意义，所以复制一个爱因斯坦是不可能的，复制一个希特勒也是不可能的。当然了，人的性格有很大一部分也许60是受先天因素影响的，但是性格并不能决定一个人的社会属性。所以我们讲，过去这些反对克隆人的理由今天我们可以不予考虑。第79页/共85页我也不能同意一些支持克隆人的理由。支持克隆人呢，在国际上有一些，多是什么邪教组织、科学狂人。国内也有，应该说还有不少，但是公开站出来表态支持的不多。国内最有名的支持者就是何祚庥院士。他认为，克隆几个问题不大。那么他的理由是什么呢?作为一项

40、理性探讨，我们不要看他主张什么，要看他的理由是什么，看这个理由是不是站得住。我觉得他的理由可以归结为三个。第一个理由就是说，技术的发展是挡不住的，既然挡不住那么就让大家搞算了。这个理由当然是十分的荒谬了。为什么十分的荒谬呢?我们知道，杀人的事情每天都在发生，但是没有任何一种法律或者伦理道德支持杀人的，所以，实际上挡不住不等于伦理学可以支持。伦理学的辩护需要单独的理由。不能说现实中有些事情老发生，制止不住，比如打人、骂人、损人利己、还有谋杀，它就是伦理上可接受的。许多技术上的发展确实有可能是挡不住，狂人多的是，邪恶势力多的是，但挡不住不意味着它伦理上是可接受的。相反，要通过理性的辨明，指出它是违

41、反伦理的，从而引起我们的高度警惕。第80页/共85页第二个理由呢，他说自然生殖也会出现怪胎和残障婴儿。我们的自然生殖过程中的确也有不幸流产的，没有流产的生下来也有怪胎，也有缺胳膊少腿的，或者两个脑袋连在一起的这种，就是残障婴儿，是有的。他说既然自然生殖也会出现这种事情，那么我们克隆人技术出现个把怪胎啊，出现个把残障克隆人啊，也是可以容忍的。人家批评他说技术不成熟有风险不能搞克隆人，他说不成熟我们才要做实验。人家说做实验生下个怪胎，生下个生理有缺陷的孩子怎么办呢?他说那自然生殖也出现怪胎嘛。我认为这个观点也是十分荒谬的。 比如天上掉一块石头砸死一个人是有的，虽说不常见，但是你能说天上掉下一块石头

42、能砸死人，那我也可以把一个人砸死吗?你可以说，人都是要死的，所有人都要死，所以杀人也是可以的吗?既然自然状态下人都是要死的，那我杀个把人是不是也没什么?能不能这么说?从这里可以看出，他根本没有搞清楚什么是伦理学应该关注的话题，什么是自然状态下的情况。 彗星撞击一个地方，一不小心撞死一个人，你不能说这个不道德，因为这没有意义，彗星不是一个任何意义上的主体。它掉下来撞死一个人和你拿石头砸死一个人，完全不是一个性质的事情。这可能是一个广泛流传的得到许多人认可的论据，意思就是说自然生殖也有缺陷，那么我们人为的克隆生殖中出现个把缺陷是可以容忍的。这是完全错误的。第三个是说有阶级性（不在阐述） 第81页/

43、共85页其实目前的人类克隆技术有两种，一种叫生殖性克隆，刚才我们讲了半天的那个，就是把整个人都搞出来。还有一种叫治疗性克隆，不是把一个人生出来，而是利用这个技术生成相同基因的器官。比如说我身体患有某些疾病，需要移植某些器官比如说心脏。一般来讲，用别人的心脏或者用动物的心脏有很多排异性，心脏移植术做得好的能存活一段时间，但总存在排异问题。现在有一种办法，即从患者的身体取一个体细胞出来，把这个体细胞的细胞核拿出来，植入一个去了核的卵子里面，然后让它自己发育，发育成一个人类胚胎，这个过程实际上就是克隆过程。这个胚胎发育到15天，我们可以在胚胎里提取要害的细胞，称为干细胞，就是主干细胞。从主干细胞这里

44、可以按需要生长出很多东西来，通过某种方式进行技术加工，可以生长出各种各样的器官出来。用我的体细胞克隆出来的干细胞长出来的某种人类器官，就可以消除很多排异性问题。这就是所谓治疗性克隆。生殖性克隆世界各国基本上都是反对的有些国家可能没表态，但是表态的都是反对的。但是治疗性克隆在英国是通过了，获得议会的批准。 第82页/共85页我国对治疗性克隆技术的立场和态度是鲜明的。2003年12月，国家人胚胎干细胞研究伦理指导原则出台，明确规定：禁止生殖性克隆人研究，允许开展胚胎干细胞和治疗性克隆研究，但要遵循规范。同时规定：利用体外授精、体细胞核移植、单性复制技术或遗传修饰获得的囊胚，其体外培养期限自受精或核移植开始不得超过14天。不得将前款中获得的已用于研究的人囊胚植入人或任何其他动物的生殖系统 第83页/共85页结结 束束第84页/共85页感谢您的观看！第85页/共85页