细胞生物学期末作业_细胞生物学作业
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生殖细胞的应用价值方面的研究进展
学号：122013000139
姓名：陈彬彬
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摘要: 生殖细胞，即精子和卵, 被作为生物技术和遗传操作的工具,也是细胞全能性的研究对象。在植物生殖生物学中，研究的重点是植物有性生殖过程,广义上来讲, 可以包括各种形式的营养体无性繁殖和孢子生殖过程。动物生殖生物学包括有动物细胞的有性生殖，在该过程中体外技术的引入，使得细胞具有更强的可操控性质。
关键词:生殖细胞(germ cell)、基因改造(gene modification)、克隆(clone)
传统生殖过程中，对于受精机制的研究, 首先要了解性细胞精子和卵的分化和发育过程, 以及它们的细胞学特点进而分析性细胞的识别机制和细胞表面识别蛋白的特点, 最终掌握双受精的机理。对于果树生殖过程中的遗传控制，了解并掌握果树生殖生物学特性对于果树遗传研究与品种改良具有积极的指导意义【1】。
在经济林木中, 花和果是最复杂也是最具吸引力的器官。从20 世纪80 年代以来, 随着生殖生物学理论和实验手段的不断丰富, 有关梨的生殖生物学的研究取得了一定的进展, 在梨属植物中, 人们对于梨的品种认识不断加深，由于在研究植物有性生殖过程中组织解剖工作繁琐, 需要各个边缘学科之间的相互渗透, 所以, 梨的生殖生物学方面的研究近年主要集中在自交不亲和方面的研究上【2】。克服杂交不亲和性的方法很多,如花粉蒙导、用生理活性物质处理雌蕊、重复授粉、受精工程等.在杨树杂交中主要采用蒙导花粉授粉,使柱头不能识别不亲和的花粉,以克服种间杂交不亲和性,获得杂种【3,4,5】。美国华盛顿大学的Stettler 教授在这方面作了许多工作【4,5，6】。
年代以来,应用电镜和细胞化学等生物新技术,研究探讨了杨树有性生殖过程中某些结构和生理功能的关系,诸如花粉壁和柱头表面的结构成分与花粉柱头相互识别的关系,绒毡层细胞结构成分与雄性不育的关系等.同时,我们还应看到在杨树生殖生物学的研究中,还有许多急待解决的问题,如雄性不育的机理,受精作用中不亲和性的机制,配子体形成过程中的遗传控制机制和配子体的基因表达等【7】。
动物的克隆, 利用核移植和干细胞技术, 获得了遗传上完全一样的克隆动物。这对人类病理研究和动物遗传育种等都有极大意义【8】。例如用单精子细胞向卵细胞质中注射, 获得受精和新生个体动物，这是试管动物和婴儿技术的新发展。通过精子中X 和Y 精子D N A 差异分离精子, 使分离的X 和Y 精子效率达90 % , 为动物性别控制研究提供了新途径。我们在转基因猪器官供人类器官移植技术研究上获得突破,并且转基因猪心赃移植到猴子上已获成功。
青鳉鱼单倍体胚胎干细胞系已被成功获得且被用来测试研究新的繁殖技术【9】.在正常的繁殖过程中, 授精会使来自精子和卵子的两个减数分裂单倍体细胞核融合成合子核.为此人工模拟授精就是胞质注射精子已达到的精核和卵核相遇而融合的技术, 这项技术已被日益广泛地用于治疗某些男性不育症, 此类不育男性通常具有生殖细胞且能进行减数分裂但不能进行减数分裂后的变态成熟过程,所以缺少有功能的、成熟的精子【10】.此外, 通过把二倍体体细胞核移植入去核卵母细胞而生成的胚胎能产生可育后代, 这种技术已经在蛙类、鱼类及哺乳类中建立【11,12,13】, 这种技术为动物克隆、人类胚胎干细胞的获得及分析细胞核的再程序化等实验研究提供了有力工具【11】.然而, 因为这种克隆技术的成功率低且涉及到产生的后代会只是细胞核捐献者的复制品等伦理问题, 所以关于克隆技术是否可用于辅助人类生殖, 这一点一直是一个具有争议的问题【14】.刘林洪、史小芳等人建立了体外共培养体系及其初步分析鉴定方法, 对精原干细胞的维持及分化机制的研究、药物毒理学的分子机制的研究尤其是长期毒理对生殖影响的分子机制研究、新型避孕药的研究以及用于生精细胞载体转基因动物的研究都有潜在的应用价值;为进一步在体外开展雄性生殖的机理及应用研究奠定了实验基础【15】。精原干细胞(spermatogonial stem cell, SSC)作为生殖干细胞, 在濒危物种种质资源保存、转基因动物制作、精子发生机理及男性不育症上发挥着不可替代的作用。随着对SSC的迁移、增殖、分化以及凋亡等调节机制的研究及精子发生机理的研究和SSC异体、异种移植技术的发展, 都迫切需要找到一种可行的方法开展SSC体外增殖与分化研究【16】。虽然SSC的分离纯化方法已经在一些物种上获得了成功【17,18,19】, 并且实现了少数动物SSC的长期培养[2-3]以及SSC体外分化成有功能的精子【20】。但是, SSC的体外鉴定, 尤其是大动物SSC的体外鉴定, 一直缺乏特异性的标志;已有的大鼠SSC鉴定标志多为体内SSC鉴定标志, 其是否能在睾丸组织长期培养体系中适用也是个未知数。此外, 现有的SSC长期培养体系和分化体系不能兼容。这些情况限制了利用体外培养体系模拟体内情况进行精子发生机理研究的范围, 也限制了体外生精体系用于辅助生育技术和药物毒理研究【21】。
在动物身上，例如蚤状溞、隆线溞孤雌溞，我们在其cDNA 文库初步构建成功的情况下，进一步采用分子生物学的方法研究隆线溞孤雌溞、两性雌溞及雄溞生殖转化过程中的基因变化，筛选出与隆线溞生殖转化、雌雄性别分化有关的功能基因是一件很有意义的事情，这将最终为了解隆线溞生殖转化的规律奠定基础．从形态学、环境生态学、遗传学、分子生物学及蛋白质组学等方面综述了隆线溞等枝角类动物的生殖生物学研究进展，为了解其生殖转化的规律奠定基础【22】．
在分子生物学方面，OCT4是标记精原细胞瘤、生殖细胞瘤、无性细胞瘤和胚胎性癌的一种特异而敏感的指标;联合应用OCT4、CD117和CD30对于诊断和鉴别诊断精原细胞瘤、生殖细胞瘤、无性细胞瘤和胚胎性癌具有较高的应用价值【23】。因此，研究其在不同生殖细胞肿瘤类型中的表达,及其在鉴别诊断中的应用价值。
Xin Huang等人设计的自我复制结构能够适应适应环境，他们得出结论自适应是通过自然和最佳的（greedy-like）选择方案；自适应性（Self-adaptations）为生存和繁殖提供了更多的机会；自适应（Self-adaptations）允许出现显著的多样性【24】。
Be´atrice Albert利用收集在一个自然野外数据调查白蜡精益求精繁育体系人口和在种子园。首先，我们证明功能trioecy（共生的男性，雌雄同体，女），男性产生花粉，雌雄同体同时生产这两种花粉和种子，和女性产生种子。第二，我们发现F.excelsior的生殖系统是不是不稳定，性别表情似乎通过时间是稳定的。三，性别是由遗传，因为不同的树确定属于在果园相同的克隆表现出相似性的表型【25】。
生殖生物学的研究趋势和特点是边缘学科之间的相互渗透深入，动用近代细胞生物学和分子生物学的最新成就和技术根据器官重演律的观点, 以个体发育为手段, 探讨系统发育问题。我们通过不断深入学习了解交叉学科，更好的了解生殖生物学的这一研究领域。
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