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组织工程化皮肤研究进展_综述_周玲玲

组织工程化皮肤研究进展_综述_周玲玲

皮肤组织工程支架材料

中国生物工程杂志ChinaBiotechnology,2005,25(10):58~62 皮肤组织工程支架材料术 曹成波1,4” 王一兵2 沈翔3 王 勇4 (1山东大学化学与化工学院 济南250100 2山东省立医院济南250021) (3山东大学材料科学与工程学院济南250061) (4山东大学控制科学与工程学院生物医学工程研究所济南250061) 摘要皮肤组织工程支架材料为种子细胞提供生长和代谢的环境,是人工皮肤研究中的重要内容,可按来源分为合成支架材料和天然支架材料。近几年的研究重点是:前者通过表面仿生技术增强其对细胞的黏附性;后者通过物理或化学方法提高其力学性能和渗透性等。今后应重点研究以下内容:深入研究合成支架材料的表面改性,进一步提高其引导细胞行为的功能,促进材料对细胞的黏附;进一步提高天然支架材料的微观渗透性和生物活性,促进毛细血管的长入;制备结构仿生支架材料及高活性复合支架材料。 关键词 皮肤组织工程合成支架材料天然支架材料仿生支架材料 目前最成功的组织工程产品是人工皮肤,已经商 品化的主要有美国的Inte目阻、AⅡode咖、Dem妒R、 Apligraf等。但现有人工皮肤并不具备完整的皮肤结构和功能,没有达到人工重建皮肤的目的,因此,近些年国内外众多研究者都在为实现真正意义上的人工皮肤而努力。皮肤组织工程支架材料作为细胞外基质,为细胞提供了黏附、生长、迁移、增殖和分化的环境,在人工皮肤的构建中起着关键作用,是皮肤组织工程的重 要研究内容,现简要综掘醚跨筏捌糖糍搦醚珏馨饔隧嘴黧罐壁同源j 蓁雾舞夔简瑟霆 鳇羹羹毳霭鞋堡塑召型娶学王莶撂短皓璎黑凿荐 揩羹委鬣涩冶氇囊引耐羹需满;嘉鞍i秭影孙i鬟rotein,cH P)也被称为钠氢离子交换活性 调节亚单位,是NHE的结合蛋白。各种cHP亚型表达在不同的组织细胞,CHPl广泛表达在各种组织细胞旧 ̄9J,cHP2表达在部分肿瘤组织细胞和细胞系[3,10“川,CHPl3表达在分化阶段的心、脑、肾等组织细胞p,13J。各种cHP亚型扮演着不同的角色,分别影响NHE活性,进而影响细胞内pH值变化,及肿瘤细胞生长和疾病进程[3“3|。 我们重点研究cHPl与NHEl结合部位、结合方式,以及CHP对NHEl活性调节作用。观察cHP调节NHEl活性对细胞生长和死亡的影响。 收稿日期:2005JD4JD5 修回日期:2005.06旬7 {天津市科委应用基础基金资助项目(05YFJⅢc02100)十,通讯作者,电子信箱:tiaIIxi8Il印a119@yalloo.com.cn 1 材料与方法 1.1材料和设备 1.1.1材料人体多种组织cDNA、真核细胞表达质粒pEGFP—N1均购自clorltech公司,细胞培养液DMEM购自Invitrogen公司,同位素22Na+购自PerkinElmer Life science公司。NHEl的抑制剂EIPA由日本国大阪新药特药研究室提供。NHE表达缺失的Psl20细胞系,包含野生型人NHEl的真核细胞表达质粒pEcE,抗人NHEl多克隆抗体、抗人cHPl多克隆抗体均由日本国家循环系统疾病中心研究所赠送。抗人NHEl多克隆 抗体的抗原决定簇是人NHEl细胞质区域氨基酸残 基;抗cHPl多克隆抗体的抗原决定簇是人cHPl全部氨基酸残基。1.1.2设备细胞内阳离子测定系统、共聚焦荧光显微镜(MRc-1024con‰almicrosc叩e)、放射线检测仪。1.2分析方法 应用共聚焦荧光显微镜检测cHPl.GFP融合蛋白在细胞内分布,研究细胞内cHPl定位。用放射线检测仪计数细胞摄入放射性钠的数值。应用显微镜计数分

组织工程人造皮肤

组织工程人造皮肤 1 组织工程人造皮肤重要性 皮肤是人体的重要器官之一,在60天内可完全更新一次。皮肤不仅能使人不受到污物或细菌的侵袭,也能保持人体内的水分不致逃逸。当大面积的皮肤受到严重的烧伤或损害,医生必须立即输入液体并保护伤口,如果仅是皮肤的浅层受损,新皮肤会再生。如果病人受到了严重的烧伤,皮肤就不能靠自己修复。长期以来,人们对严重的皮肤缺损创面,只能靠切取自体正常部位的皮肤移植修复,尽管能治愈创面,但在取皮部位却留下了新的创伤,常常导致疤痕增生,甚至因取皮过深,供皮区难以自愈,形成水疱,反复溃疡,导致“好了旧伤又添新疤”。 据介绍,遇到大面积严重烧伤的病人,如果其正常皮肤所剩无几,缺乏自体皮源及时封闭创面,常常引起创面及全身严重的感染等一系列并发症,有可能危机生命。因此,国际医学界一直试图在体外制造一种皮肤代用品,用来更换人体损坏的皮肤组织。过去,能让重度烧伤病人活下来的,在100人中只有22人;用了人造皮肤后,增加到64人。负面作用是,人造皮肤固然挽救了生命,但也带来感染,有时人体还会对它作出不良反应:结成很硬的疤。 今天,人造皮肤用于皮肤移植的第一期治疗。人造皮肤保护伤口免受感染,并促进结缔组织的生长。人体的免疫系统会逐渐分解多聚物,一旦病人自己的表层皮肤被植上以后,伤口会很快愈合。 2 组织工程人造皮肤研究历史 临床上对组织器官的大量需求,促进了组织工程研究及其产业的快速发展。美国、欧洲、日本、新加坡和韩国,是世界上组织工程研究最为发达的国家和地区。美国在组织工程领域处于世界领先地位,早在1988年就以基金的形式资助了组织工程的系列研究课题。 2001年美国成立了组织工程学会,并逐渐形成全球性的学术组织。据统计,1995年-2002年,组织工程领域累计投入45亿美元,产业的综合规模年扩增率为11%。到2002年底,16个国家从事组织工程产业的公司有89 家、人数达2611人。组织工程生产分为4类:细胞类(如干细胞/治疗性克隆、微囊化细胞治疗);代谢类(如生物人工肝、生物人工肾、生物人工胰腺);结构类(如皮肤、心血管病、骨骼肌);其他类型。近年来细胞类公司发展最为迅速,几乎占组织工程

植物组织培养研究进展

植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养;存在问题;措施;发展 20 世纪后半叶,植物组织培养发展十分迅速,利用组织培养,不仅可以生产大量的优良无性系,并可获得人类需要的多种代谢物质;细胞融合可打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力;还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体;组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此,植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支,如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等,并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业,产生了巨大的经济效益和社会效益,被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下,将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱发产生愈伤组织或潜伏芽等,或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3],大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直到单个细胞,即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜力的观点。1943年,美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下,植物组织培养技术得到了迅速发展,其理论和方法趋于完善和成熟,并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同,会对培养基做一些不同的处理,一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多,但只有在植物周围的营养物和激素被吸收,如果其他残留的培养基也能被利用,对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基,加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基,培养效果与原继代培养基的基本相同,说明继代培养基再利用是可行的,这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下,研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响,结果用液体培养基直接诱导花芽率更高,分化高峰期出现的时间也更早,说明液体培养基对外植体的生长更有利,只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染;外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起,是指在接种或培养过程中病菌入侵,例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因,应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌,外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少;而外植体的内部带菌是不

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状 (1)

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状 郑必祥彭代智陈博左海斌周灵周新刘敬基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划,2006AA02A121),国家重点基础研究发展计划(973计划,2005CB522605) 作者单位:400038 重庆,第三军医大学西南医院全军烧伤研究所,创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室 通讯作者:彭代智,Email: dzpeng@https://www.wendangku.net/doc/b911521145.html, 组织工程皮肤是组织工程研究最为成熟的一个领域,其核心内容是构建一种支持细胞生长的三维支架,与角质形成细胞和/或成纤维细胞进行体外复合培养,形成可用于创面覆盖与修复的皮肤等同物[1]。其中支架材料为种子细胞提供了黏附、迁移、增生和分化的空间环境,在组织工程皮肤的构建中起着重要作用。组织工程皮肤支架材料包括人工合成组织工程皮肤支架材料(简称人工合成支架材料)和天然组织工程皮肤支架材料(简称天然支架材料)两大类。人工合成支架材料主要包括聚乳酸、聚乙醇酸、聚原酸酯、聚己内酯、聚氰基丙烯酸烷基酯及其共聚物等。人工合成支架材料始终无法模拟天然真皮的三维空间结构,其成分为人工合成,亲水性不够理想,缺乏细胞识别信号,与细胞间缺乏生物性相互作用,对细胞黏附力较弱[2]。而天然支架材料来源于天然组织,来源丰富,制作较为简单,造价低廉,且在三维结构、组织亲和性、机械性能及生物降解性等方面显著优于人工合成支架材料,从目前研究来看,是组织工程皮肤支架材料的研究热点[3]。但天然支架材料因来源和所含成分不同,存在着不同程度的免疫原性,限制了其临床的广泛应用。目前这方面的研究较多,因此,有必要结合天然支架材料的分类来概括其免疫原性研究现状。 一、天然支架材料的分类 按加工处理天然组织的方法分类,天然支架材料大致可以分为脱细胞支架材料和基质提取成分支架材料两大类。脱细胞支架材料是通过各种物理和化学的方法去除天然组织中的细胞成分,同时保留了原有组织的三维支架结构和主要细胞外基质成分的支架材料。目前应用较多的有脱细胞真皮基质(acellular dermal matrix, ADM)、脱细胞小肠黏膜下层(small intestinal submucosa, SIS)、脱细胞羊膜基质等。基质提取成分支架材料主要指通过从天然组织中提取某些成分,再构建出具有三维空间结构的支架材料。目前提取的天然细胞外基质成分主要有胶原类、壳聚糖类、透明质酸类等,由于单一成分合成的支架均有非常明显的缺点,因此,这类支架材料多以一种

植物组织培养的研究进展和发展趋势

植物组织培养的研究进展和发展趋势 (甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术,甘肃兰州730070) 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;研究进展;发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着 科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力,现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前,国内外已

中国组织工程与再生医学的最新研究进展

中国组织工程与再生医学的最新研究进展 王春仁,白东亭 ( 中国药品生物制品检定所,北京, 100050) 摘要:本文介绍了我国组织工程和再生医学方面的研究、标准制定以及管理方 面的最新进展。我国的组织工程在国家的大力支持下在基础研究方面取得了很大的成绩,研究的重点主要是组织工程皮肤、软骨、骨、肌腱、角膜、血管、微囊化细胞等。目前西安第四军医大学组织工程研究中心研究的组织工程皮肤最为显著,已经获得国家食品药品监督管理局医疗器械产品注册证,其他的组织工程医疗产品尚处于研发和临床前研究阶段。组织工程质量标准研究主要从种子细胞、材料支架和组织工程产品三个方面进行控制。在组织工程质量标准制定方面完成了8个组织工程医疗产品的相关标准,其他多个标准正在起草研究中,标准的研究为组织工程的产业化发展起到了很好的作用,也为组织工程的管理提供了技术支持。 关键词: 组织工程;再生医学; 标准;组织工程医疗产品 Recent development of tissue engineering and regenerative medicine in China WANG Chun-ren, BAI Dong - ting (National Institute for the Control of Pharmaceutical and Biological Products, Beijing, 100050 , China) Abstract: This paper described the recent development of tissue engineering and regenerative medicine related with scientificre s ea r ch, d r afti ng st anda r d s and r egu l a ti on i n Ch i na . Si gn i fi can t advance s have been m ade i n t he p a st dec2 ade i n tiss ue engi nee ri ng and r egene r a ti ve m ed i c i ne unde r t he s uppo rt by t he na ti ona l fi nance i n Ch i na . The tiss ue engi nee ri ng r e s ea r ch m a i n l y i nv o l ve i n t he tiss ue engi nee r ed s k i n, ca rtil age, bone, c o r nea, b l ood ve ss e l and enca p 2 s u l a t ed ce lls e t c . The tiss ue engi nee r ed s k i n deve l op ed by Shaanxi A i e r f u A c ti vitiss ue Engi nee ri ng Co . , L t d ha s been a pp r oved by t he St a t e Food and D r ug A d m i n istr a ti on ( SF DA ) f o r m a r ke ti ng . O t he r tiss ue engi nee r ed p r oduc ts

浅谈组织工程神经血管化研究进展.docx

浅谈组织工程神经血管化研究进展临床上,由于创伤、肿瘤等原因造成的周围神经缺损非常多见,周围神经损伤已成为全球所面临的健康问题之一[1]。目前,临床修复周围神经缺损的主要方法是自体神经移植,但存在自体神经来源有限、供区神经功能丧失及神经直径难以匹配等问题。同种异体神经或异种神经是理想的神经来源,但因存在严重免疫排斥反应常导致治疗失败[2]。因此需要进一步研究理想的永久性修复材料。近年来,随着材料科学、细胞生物学的进步,采用组织工程技术构建组织工程周围神经,为神经损伤的修复带来了新希望。但构建的组织工程周围神经修复大段周围神经缺损还存在诸多问题,尤其是组织工程周围神经的血管化问题成为限制其发挥生物学效能的一个“瓶颈”[3-4]。组织工程周围神经早期血管化问题日益受到学者们的关注。组织工程周围神经血管化的研究主要包括以下5个方面:周围神经再生局部微环境及血供特点、支架材料修饰、种子细胞、自体血管束的植入、促血管因子。本文将围绕上述5个方面进行文献回顾及总结。 1周围神经再生局部微环境及血供特点 众所周知,周围神经主干结构是由神经纤维束及其周围包括血管在内的结缔组织构成[5]。神经移植后,移植段神经血管再形成大致有两种形式:①神经内形式,即内部丛状血管,可持续24周;②神经外形式,即外部纵行血管,出现在移植后3~6周内。有研究表明[6],不带血管的神经移植后3d内为缺血状态,1周左右开始出现血流急剧增加;而带血管的神经移植后早期虽有血流增加,但基本处于

平稳状态,这对于维持周围神经微环境的稳定具有一定意义。局部微环境及神经再生所需要的各种营养物质对周围神经的修复再生非常重要,而这些都与局部血供有重要关系[7]。神经移植物早期血管化,可以为移植的各种细胞提供足够营养,进而促进轴突生长、神经再生;另一方面,可以减少体内胶原纤维形成,便于新生轴突通过。另外,神经移植物早期的血管化还可以聚集来源于血液中的巨噬细胞[8],以利于快速清除周围神经损伤后轴突、髓鞘的各种溃变产物,从而为新生轴突向远端生长提供良好的通道[9]。近年来,随着组织工程学迅速发展,应用组织工程周围神经修复神经缺损已成为研究趋势[10]。对于大段神经缺损,血管化不足是制约其修复成功的关键因素。组织工程周围神经不能早期血管化,不能早期在体内建立血液循环,制约了其进一步向临床应用[11]。有研究表明,细胞在血管周围150~20XX 年,最初研究者们试图通过离子交互作用将肝素锚定在生物材料表面,减轻材料致凝性并获得成功[20]。随着对生物材料研究的深入,为了增加材料的生物相容性以及对细胞的黏附性等生物特性,药物缓释系统成为研究热点,而肝素具备与多种蛋白结合的能力,基于肝素的药物缓释系统被证明可以装载各种生物效应迥异的生长因子[21]。本课题组利用肝素作为缓释载体,制备了能够缓释VEGF的组织工程周围神经,促进了组织工程周围神经形成血管的能力,实现了组织工程周围神经的血管化[22]。 3种子细胞 ECs是血管形成、再生中的主要细胞[23]。刘春晓等[24]在体外成

组培的研究进展及发展趋势

组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心

国内外苔藓植物组织培养研究进展

国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上,重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签:苔藓植物;组织培养;消毒方法;培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群,主要生活在阴湿的环境中,是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替,孢子体则寄生于配子体上生活,孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前,全世界大约有2.3万种苔藓植物,其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分,因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外,苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质,因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究,此后的50余年时间内,科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上,对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年,Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养,首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后,世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前,可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体,此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年,Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体,并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年,高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织,并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年,于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养,获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等,不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明,适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅(2007)研究表明,适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠,消毒时间为5分钟。梁书峰(2010)研究表明,适用

组织工程的研究现状

?组织工程? 组织工程的研究现状 张 晨3 张 东3 高景恒3 十九世纪和二十世纪中叶,生物学的两大发现是细胞和DNA的双螺旋结构,标志着细胞生物学和分子生物学的形成,它们是现代医学发展的两个重要里程碑。 近二十年来,在国际上兴起了一门由生物医学和工程学技术相结合的边缘学科,即生物医学工程学(B i om edical Engineering),它的基础研究涉及自然科学的各个领域,并随着自然科学各个学科的进步而取得令人瞩目的进展。目前,已着手进行人工合成和复制生命物质,并且日趋工程化,这正是现代医学区别于以往生物科学的显著特点,因此可望成为现代医学发展的第三个里程碑。 在人工复制的还原组织、器官的研究方面,一门新的学科正在产生,即组织工程(T issue Engineer2 ing)。它是应用生物学和工程学的原理,研究开发能够修复、维持或改善损伤组织功能的生物替代物的一门科学[1~3],方法是将体外培养的高浓度的功能相关的活细胞种植于天然的或人工合成的细胞外基质(extracelluar m atrix,EC M),然后将它们移植到动物体内,达到形成新的有功能的组织的目的[4~11]。 1 组织工程提出的历史背景 现代外科的发展已使人类替换病损组织的梦想成为现实。替换物包括异种、同种异体以及自体组织和人工合成物质,但这些替代物由于种种问题而不能满足临床需要;异种组织引起的相当快速的排斥反应;同种异体移植尽管在形态方面与自体移植相似,在术后早期可被宿主短时间接受,但排斥反应不可避免,且组织器官的来源有限;自体组织移植会造成供区损伤以及所能供给组织的局限性;人工合成物质植入后所引起的异物反应,继发感染及裸露等, 3 辽宁省人民医院整形外科(辽宁沈阳,110015)这些都迫使科学家们寻求新的、更为理想的组织替代物。 早在本世纪50年代,市场上可应用的营养素(nutrients)和酶可将组织离解为有功能的细胞成份,从而开始体外细胞培养的研究。细胞工程(Cellu2 lar Engineering)的诞生使大规模细胞培养成为可能。进入80年代以后,随着组织类型培养技术(h is2 to typ ic culture techniques)的普及,对体外细胞间的相互作用进行了研究,并预示了重建有功能的组织的到来[8]。 2 组织工程的研究现状 组织工程一经提出,引起了世界范围的关注。在美国,从1988年起,就由国家科学基金会(T he N a2 ti onal Science Foundati on),以研究基金和资助方式建立一系列实验室[5]。日本也发展相应的研究[2,4,12,13]。1989年在全美力学工程学会(T he Am erican Society of M echanical Engineers)的冬季年会上,日、美两国还就组织工程举行了专题讨论会。到目前为止,关于组织工程方面的研究主要包括下面三方面内容:①细胞外基质替代物的开发;②种子细胞性质的研究;③组织工程化组织(tissue engi2 neered tissue)对各种病损组织替代的研究。 2.1 细胞外基质替代物的研究 组织是由形态相似,功能相关的细胞和细胞间质即EC M所组成,EC M是细胞附着的基本框架和代谢场所,因此,它的形态和功能直接影响其所构成的组织的形态和功能,其替代物的研究也就成为组织工程的研究焦点之一。 2.1.1 人工合成的EC M替代物的研究 常用于组织工程的两种EC M替代物是聚乳酸(po lylatic acid,PLA)和聚羟基乙酸(po lyglyco lic acid, PGA),后者又称聚脂肪酸或聚乙二醇酸[5,7,9,14~17]。由于这两种聚合物(po lym er)在体内能够逐步分解

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势 发表时间:2012-09-04T08:13:38.717Z 来源:《时代报告》2012年第6期作者:白立伟 [导读] 传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。 白立伟(西南大学园艺园林学院,重庆北碚 400715) 中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1003-2738(2012)06-0322-01 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用。 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质[2]。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术。 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本[3]。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心兰试管苗可正常生长[4]。开放式组织培养突破了封闭式培养的限制,从根本上简化了组织培养环节,使将来规模化开放式组织培养成为可能。 3.光独立培养技术。 光独立培养法又称无糖培养法,是指利用CO2代替葡萄糖作为植物组织培养的碳源,人工控制组织培养苗生长所需的光、温、水、气、营养等条件,促使组织培养苗快速转变为自养型的培养方式。一方面避免了由葡萄糖引起的杂菌污染;另一方面,增强了组织培养微环境的人工调控能力。屈云慧等以虎眼万年青为对象的无糖培养研究表明万年青再生芽的生根率高, 种苗质量也优于常规培养[5]。肖玉兰、丁永前等设计的全套无糖组织培养设备培育出的苗具有抽叶多、植株健壮、节间距短、根系发达、干物重积累多、光合自养能力强等更优良的生物学性状。目前,无糖培养法还处于理论研究和应用的开始阶段,随着理论研究的不断深入及相关配套技术的不断完善,必将成为组织培养技术的一种重要手段。 4.多因子综合控制技术。 近年来,随着对植物组织培养机理的深入研究和交叉学科间的相互促进作用,多因子综合控制的环境调控设施越来越多的应用到实际生产中,大大降低了组织培养成本, 促进了组织培养苗商品化的进程。崔谨等运用CO2 监控系统对甘薯组培苗进行调控的结果表明, 在CO2监控系统方式下培养的甘薯组培苗, 具有生长迅速、光合产物积累明显、叶色深绿、根系发达等特点[6]。刘文科等设计了一种新型密闭式组培室, 并研制出一套用于该组培室的综合环境控制系统[7]。李传业等设计的一套能对组培箱内CO2 浓度、相对湿度进行调控的组织培养微环境控制系统试验结果表明, 组织培养箱内CO2摩尔分数和相对湿度达到了预期目标。 二、植物组织培养的应用研究 植物组织培养技术的应用主要理论基础有两方面。一是细胞全能性,植物修复与完善、快繁脱毒苗、育种、种子和种质资源保存、植物检疫等都是其发展和应用的成果。二是悬浮培养液,主要应用于植物次生代谢产物的提取。 1.“全能性”的应用。 植物修复与完善是模拟植物组织培养过程中器官形成和细胞增殖形成的一套全新理论,植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面,因其快速、无毒的特点,已经广泛应用于观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物,并已形成产业化、商品化。植物组织培养技术为培育优良作物品种开辟了新的途径,利用该技术,通过花药和花粉培养、胚胎培养与细胞融合、细胞无性系变异、基因工程及突变体筛选等手段,已经培育出一大批具有优良性状的植株。借助植物组织培养技术保存种子和种质资源,因其优于常规方法的特殊性越来越受到重视,已在1000多种植物种和品种上得到应用, 并取得很好的效果。 2.愈伤组织或悬浮培养液的应用。 植物次生代谢物如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他活性化合物是许多医药、食品、香料、色素、农药和化工产品的

组织工程化皮肤:从形态和功能安全替代的前景

王晓静,女,河南省洛阳市人,黎族,2012年第四军医大学毕业,博士,主治医师,目前主要从事组织工程再生医学领域及种植体技术的研究。 通讯作者:王晓静,解放军海军青岛第一疗养院口腔科,山东省青岛市 266071 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2017)16-02600-06 稿件接受:2017-05-08 Wang Xiao-jing, M.D., Attending physician, Department of Stomatology, Qingdao First Sanatorium of PLA Navy, Qingdao 266071, Shandong Province, China Corresponding author: Wang Xiao-jing, Department of Stomatology, Qingdao First Sanatorium of PLA Navy, Qingdao 266071, Shandong Province, China 组织工程化皮肤:从形态和功能安全替代的前景 王晓静1,王国伟2,惠光艳1,赵铱民3 (1解放军海军青岛第一疗养院口腔科,山东省青岛市 266071;2解放军海军第401医院崂山分院口腔科,山东省青岛市 266061;3解放军第四军医大学口腔医院,陕西省西安市 710032) 引用本文:王晓静,王国伟,惠光艳,赵铱民. 组织工程化皮肤:从形态和功能安全替代的前景[J].中国组织工程研究,2017,21(16): 2600-2605. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.16.024 ORCID: 0000-0001-8771-1099(王晓静) 文章快速阅读: 文题释义: 真皮组织作用:决定了机体皮肤的外观特征,并为皮肤提供了牢固的机械保护作用,真皮在愈合、生长、抗菌和防御外伤等方面起着重要作用。 Integra 人造皮肤:是目前最为广泛应用的一种人工真皮替代物,可用于急性重度半厚和全厚皮肤烧伤以及烧伤后皮肤重建。 摘要 背景:组织工程学是近年来迅速发展起来的一门新学科,涉及皮肤,角膜、骨、软骨、肌腱等多个领域,组织工程化皮肤为近年年的研究热点,组织工程化皮肤为临床解决皮肤缺损的修复提供了良好的前景。 目的:综述近年来组织工程化皮肤研究新进展。 方法:由第一作者用计算机检索Medline 数据库(1996年至2017年),检索词为“Epidermis ;dermis ;tissue engineered skin ”,语言设定英文,从表皮和真皮皮肤替代物对该领域的最新研究现状进行综述,探讨皮肤组织工程目前存在的问题及未来发展方向。 结果与结论:纳入文献65篇。复合皮肤替代物虽然包括了表皮与真皮两层结构,但缺乏毛囊、汗腺和皮脂腺等皮肤附属器。如何解决组织工程化皮肤缺少附属器的问题,仍是目前皮肤组织工程研究的热点和重要方向。组织工程化皮肤的构建要在短时间内,生产出能够永久覆盖的皮肤替代物,并可将黑色素细胞和朗格罕氏细胞构建入组织工程皮肤替代物结构中去。现存的生物组织工程皮肤替代物既无法从形态上也无法从功能上完全替代皮肤组织,还需未来进行深入研究。 关键词: 组织构建;组织工程;皮肤黏膜组织构建;皮肤;表皮替代物;真皮替代物;组织工程;黑色素细胞;朗格罕氏细胞;国家自然科学基金 主题词: 组织工程;生物相容性材料;皮肤 基金资助: 国家自然科学基金(81271104) Tissue-engineered skin substitutes: a prospect evaluation from the aspects of morphology and function Wang Xiao-jing 1, Wang Guo-wei 2, Hui Guang-yan 1, Zhao Yi-min 3 (1Department of Stomatology, Qingdao First Sanatorium of PLA Navy, Qingdao 266071, Shandong Province, China; 2Department of Stomatology, Laoshan Branch of No. 401 Hospital of PLA Navy, Qingdao 266061, Shandong Province, China; 3Stomatological Hospital of the Fourth Military Medical University, Xi’an 710032 , Shaanxi Province, China) Abstract BACKGROUND: Tissue engineering is a booming subject in recent years, involving skin, cornea, bone, cartilage, tendon and etc. Noticeably, tissue-engineered skin is an issue of concern, which provides an alluring prospect for the repair of skin defects. OBJECTIVE: To overview the latest research progress of tissue-engineered skin. METHODS: A computer-based research of Medline database from 1996 to 2017 was performed, with the English keywords of “epidermis, dermis, tissue engineered skin”. The latest research status of

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