三维细胞培养技术在再生医学研究中的
应用
摘要：体外细胞培养技术已成为细胞生物学、药学、毒理学、干细胞、系统生物学和新药创制等领域必不可少的工具。传统平板细胞培养方法使细胞单层生长于二维环境，不能产生体内的细胞外基质屏障。且细胞表型也异于原代细胞，而三维细胞培养技术通过模拟机体内细胞生长的生理微环境，利用各种支架或设备来促进细胞生长和组织分化，产生具有合理形态结构和功能性的组织，具有细胞培养直观性和条件可控性的优势，故其在再生医学应用方面有着非常大的发展潜力。本文从干细胞、血管再生、器官移植、以及组织修复等方面综述了近期三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用，并介绍了三维细胞培养技术在功能性生物材料方面研究中的作用，有助于对功能性生物材料的表面改性设计研究。
关键词：三维细胞培养技术；再生医学；干细胞；血管再生；器官与组织修复
随着生物医学的发展．疾病的治疗方式已得到了极大改进。但组织器官严重损伤后修复缓慢，或由于创伤过大而致组织器官无法修复，使得再生医学成为当今生物医学的关注焦点和研究热点。体外建立适合细胞和组织生长的生理微环境对再生医学研究至关重要，而传统的单层平面培养的细胞无论是在形态，结构和功能方面都与在体内自然生长的细胞相去甚远．由于无基质支持，细胞仅能贴壁生长。从而失去其原有的形态特征及生长分化能力，而三维细胞培养技术以其能为细胞和组织创造一个均衡获取营养物质、进行气体交换和废物排出的理想生理场所。又易于形成具有合理形态和生理功能的组织器官等特点，广泛应用于再生医学的研究[ ]。目前，三维细胞培养方式发展迅速，包括皮氏培养瓶、灌注小室、搅拌式生物反应器、中空纤维生物反应器、以及微重力旋转生物反应器等培养方式。其中微重力旋转细胞培养技术因其特有的微重力环境，使细胞与细胞、细胞与载体的交联度、沉降力、机械力、压力等发生相互作用、相互制约，模拟了近似生物体内细胞的生长状态和微环境，在再生医学领域应用中备受关注.。除再生医学以外，三维细胞培养技术也常被应用于药物载体、药物毒理、药物筛选、肿瘤治疗等方面的研究
1 三维细胞培养技术在再生医学应用中的优势
三维细胞培养技术使用三维支架或设备细胞提供类似体内生长环境的支架或基质．建立细胞问及细胞与胞外基质问的联系．促进细胞近似于体内的基因表达、基质分泌及细胞功能活动，形成一定的三维结构，既保留了体内细胞微环境的物质结构基础．又实现了细胞培养的直观性及条件可控制性，便于研究人体生理、病理状况，以及预防或疾病的治疗。三维细胞培养技术主要通过体内和体外两种方式。实现其在再生医学中的应用，两者皆采用从机体获得功能细胞。细胞体外扩增培养后，与三维结构的生物材料按一定比例混合。前者是直接植入体内
的病损部位，利用机体天然的生长环境．扩增分化．并分泌细胞外基质，最后形成所需的组织器官。而体外方式为达到相同的生长环境，需人工建立一个近似的生理生长环境，因此，体外三维细胞培养技术有着独特的优势：(1)易形成接近于机体的活体组织，可对病损组织的形态、结构和功能进行合理重建；(2)与体内培养相比，体外培养更安全，呵直接观察生成组织的形态结构，检测其功能是否正常，为再生器官和组织的研究，提供更安全有效的物质基础。
2 三维细胞培养技术在再生医学上的应用
2．1 干细胞分化、生长骨髓间充质干细胞又称为骨髓基质干细胞．为造血干细胞的生长、分化及自我更新提供重要的微环境，具有多向分化潜能。能分化为造血实质细胞和基质细胞，以及肌肉细胞、脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞等各种类型细胞，但由于其分化效率低限制了其在临床治疗方面的应用。最近，Wang 等采用光刻微图案化技术．建立了维球形细胞培养系统，研究表明该系统能调控骨髓问充质干细胞分化的相关基因表达，使骨髓间充质干细胞的分化效率提高了5倍，为程化维细胞培养分化效率机制的研究，以及再生医学和药物选择研究提供依据。此外，定向测控骨髓问质干细胞分化，一直以来都是再生医学中的难点。Mauck等从时空角度检测功能性细胞外基质基因的转录情况，观察动态刺激对定制压缩式生物反应器系统中骨髓间充质干细胞三维生长的影响，研究表明该系统显著提高骨髓问充质干细胞中功能性糖胺聚糖的转录和沉积，提示该系统具有促进骨髓间充质干细胞定向分化的作用。
由于可变的通畅率，材料利用率，免疫排斥等原因，极大限制了组织工程血管在心血管疾病移植治疗中的应用，但采用自身胚胎干细胞培养的组织工程血管则能降低移植治疗带来的特异性免疫排斥。Abilez等[H 通过建立模拟生理脉动条件下二三维培养体系。使未分化的小鼠胚胎十细胞成功生长，为基于自身胚胎干细胞的组织T程血管构建提供了基础。同样，利用旋转生物反应器培养在三维支架上的小鼠胚胎干细胞也显示，同常规平面培养、静态三维培养相比，动态刺激能显著提高三维支架上细胞外基质相关蛋白的表达、以及生长因子和细胞粘附因子等相关基因的表达．表明三维旋转培养对小鼠胚胎干细胞的造血分化能力具有显著的促进作用。因此，这些三维细胞培养技术大大提高了胚胎干细胞在再生医学中的应用。但由于胚胎干细胞固有的分化能力，使维持其未分化状态、保持其正常的活力和形态成为再生医学研究的重点和难点。为模拟体内免疫隔离的生理微环境．Zhang等采用微胶囊三维细胞培养技术培养未分化小鼠胚胎干细胞，细胞活力检测和组织学观察、以及细胞内Oct4基因的表达．均表明微胶囊中的小鼠胚胎干细胞呈未分化状态，且维持了正常的生长形态，显示该方法便于胚胎干细胞的大量培养和优化。
2．2 血管组织再生目前。血管组织再生研究已广泛在再生医学的临床应用中开展。血管的建立包括血管生成和血管新生。血管生成是在生长因子作用，由造血干细胞增殖、分化形成新的血管组织，而血管新生则是在已有血管网络结构基础上，经由生长因子作用下内皮细胞的迁移、增殖、分化，最后出芽形成新的血管网络结构El7]。因此，血管组织再生需要细胞、细胞外基质和信号系统共同参与完成，然而在体外很难维持正常的细胞外基质和信号系统．即具备合适的pH值，氧分压，细胞接种密度，生长因子和营养物质。而三维细胞培养技术可
为血管组织工程提供成熟化的新生血管技术、高效的生物材料和可行的干细胞应用。三维细胞培养技术可使细胞呈立体生长，更接近于体内生长模式。为血管生长模拟了类似于体内的三维空间，并在生长因子的作用下诱导细胞发生出芽、增生、迁移或分化等一系列变化，对于评估各种影响因素对血管生成更具有实际应用价值。
作者采用由美国宇航局(NASA)开发的旋转式细胞培养系统RCCS(rotary
cell culture system)，研究脐静脉内皮细胞在不同材料微载体上的生长情况。观察到生长的细胞因随机变化的重力矢量而悬浮，从而在培养液中形成连续的自由落体状态．经由生长因子作用内皮细胞在不同材料微载体上发生了立体的迁移、增殖，其中尤以表面覆以明胶的微载体生长较好．同时又加入高剂量和极低剂量的过氧化氢刺激细胞，通过定量和细胞形态学的鉴定检测，结果显示高剂量过氧化氢具有很强的细胞毒性，而低剂量过氧化氢则能显著提高细胞的增生能力，提示氧化应激可能参与了血管内皮的再生，有助于功能性复合生物材料在表面改性、血管再生、组织修复等方面的设计。
2．3 器官与组织修复
2．3．1 肝脏修复目前，由于肝脏疾病仍占据疾病发生率与死亡率的前位，但可供移植的肝脏组织的缺乏，使肝脏疾病的治疗无法有效开展。SchmelzerE 等利用具有独立中空纤维膜系统的三维多室生物反应器．培养人原代肝实质和非实质细胞，由于该系统可体外模拟体内营养物均匀交换、氧气供给的生理环境．结果显示所培养的实质细胞团块内可见复杂的胆管网络和祖细胞样的细胞集落．并检测到血管样结节部位的分裂细胞中含肝细胞生长因子．肝细胞和胆管细胞中有肝细胞生长因子的活化因子及肝细胞生长因子受体c—Met的表达．为临床上体外培养肝细胞，用于肝脏移植提供依据。此外，三维细胞培养以其利于肝细胞生长、扩增、分化，以及近似体内环境等优点，使其成为人工肝理想的再生模式_加_。
2. 3．2 心脏修复尽管目前临床上已可成功阻止和减轻心脏疾病，但心脏器质性损害的恢复仍是一个难题。然而对具有分化能力心肌干细胞的研究，为再生医学提供潜在的细胞来源，但其在临床应用中的分化问题仍难以解决。Hosseinkhani等采用微米和纳米级的三维细胞培养系统培养心肌干细胞，观察到心肌干细胞在三维灌流培养系统中粘附、增殖的潜伏期显著高于二维静止培养，提示三维细胞培养技术为心肌细胞的再生，以及心脏疾病的治疗提供了有效的途径。魏国峰等为实现小鼠胚胎干细胞的生长、分化，构建了小鼠胚胎干细胞．胶原复合体的三维培养体系，结果显示小鼠胚胎干细胞在该三维培养体系内生长、增殖状态良好，且能建立起细胞连接，并经诱导后细胞自发性分化为具有表达心肌蛋白cTn—T等特异性蛋白的心肌细胞。另外，随着针对心血管修复的细胞治疗技术发展。用于心脏血管再生的心血管前体细胞培养也倍受关注。Karuparthi等采用模拟细胞外基质的三维细胞培养技术．观察内皮细胞生长培养基对心外膜前体细胞基因表达和形态变化的作用．结果显示一b~l-膜前体细胞表达了内皮和平滑肌细胞的标志基因．并生成细胞内液泡、聚集形成多细胞导管结构，超微结构也进一步证实心外膜前体细胞形成了内皮细胞特异细胞器
WP(Weibel—Palade)小体，表明这种三维细胞培养技术促进了一b~l-膜前体细胞的分化，为心脏保护的细胞治疗提供了依据。
2. 3. 3 骨组织构建骨骼系统是一个动态的、矿化的管状网络结构，是神经、
血管以及肌肉组织的结构支架。目前，成熟的软骨细胞和胚胎干细胞的三维培养技术已被广泛开展．并用于骨组织工程中软骨、骨、韧带、肌腱和膝关节半月板的损伤再生。因此，骨组织丁程的最终目标是利用载体诱导骨细胞发生迁移，并在载体上沉积为骨基质，在结构与功能上达到天然组织的状态，其中骨细胞在载体上的固化显得尤为重要。Smith等利用光敏感脂质体一藻酸盐凝胶对骨源细胞进行三维固化培养．观察到细胞被较好地定位于凝胶中，并保持良好的活力，显示该三维固化方法可促进骨源细胞在理想位置的生长，利于骨组织工程支架和人工骨组织的研究。
唐少锋等通过将松质骨和骨皮质固定于j维支架表面．制备了特殊三维支架脱钙骨基质载体结构，用来培养脂肪干细胞，结果显示了细胞在可降解脱钙骨基质的表面和空隙内均能良好地粘附生长。并能增殖和分泌细胞外基质。
此外，由于氧气和营养物在三维基质中分布的不均，导致三维支架培养的骨组织自外向内出现不均一的增殖和分化情况，从而阻碍了骨组织工程的利用Volkmer等通过比较静态和动态灌注三维细胞培养方法对前成骨细胞生长的影响，观察到同静态三维培养相比，动态灌注生物反应器能明显提高三维支架中心区的前成骨细胞生长，改善支架内部氧气梯度的分布，降低氧浓度不均而致细胞死亡，显示了动态三维细胞培养技术能显著促进工程化的骨组织的生长。另外．Du 等[驯等利用多孔陶瓷支架结合三维灌注方法培养小鼠成骨细胞样MC 3T3一E1细胞也进一步证实静态培养、三维单向灌流和三维振荡灌流培养对细胞生长的不同作用．研究显示三维单向灌流能显著提高细胞增殖，但细胞生长不均一，而三维振荡灌流不但使细胞在支架上均匀生长，还明显提高了细胞的活力。因此，三维振荡灌流细胞培养技术为骨组织工程提供了一个简洁、安全、高效的方法。
3 前景展望
三维细胞培养技术以其具有模拟体内微环境的优势，现已在再生医学领域中广泛应用，但由于其技术理论，以及所需生物材料的发展，故其仍有待进一步完善。维细胞培养技术为再q|医学提供皮肤、软骨和牙组织，甚至复杂的器官，要求相关的生物材料、生物医学等多学科进行交叉合作，从而使其由以往注重经验方法向更加系统的方法学转变，促进三维基质制造技术的发展。因此，未来三维细胞培养技术要求生物材料除了具备化学和丁程的功能以外，还需具备系统性的可控性．即要维持良好的细胞生长环境，又需促进细胞的进一步分化和发育．为再生医学提供保持良好功能的细胞、功能性i维组织、甚或功能性三维器官．满足大规模移植的需求。
专题2细胞工程 一、选择题 1.运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种,操作过程中能形成愈伤组织的是( )。 ①植物组织培养②植物体细胞杂交③动物细胞培养 ④转基因植物的培育 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④ 2.生物技术的发展速度很快,已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚死亡,以下较易成功“复生”野驴的方法是( )。 A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体 B.将野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体 C.取出野驴的体细胞核移植到母家驴的去核卵细胞中,经孕育培育成新个体 D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体 3.下列关于细胞工程的叙述,错误的是( )。 A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体 D.某种植物甲、乙两品种的体细胞杂种与甲、乙两品种杂交后代的染色体数目相同 4.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织,下列叙述错误的是( )。 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 5.名为“我的皮肤”的生物活性绷带自从在英国诞生后,给皮肤烧伤病人带来了福音。该活性绷带的原理是先采集一些细胞样本,再让其在特殊的膜片上增殖。5~7天后,将膜片敷在患者的伤口上,膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口,并促进新生皮肤层生长,达到加速伤口愈合的目的。下列有关叙述中,不正确的是( )。 A.“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程 B.人的皮肤烧伤后会因人体第二道防线的破坏而导致免疫力下降 C.种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人 D.膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口,加速患者自身皮肤愈合与细胞膜上的糖蛋白有关 6.既可用于DNA重组技术又可用于细胞融合技术的是( )。 A.病毒 B.纤维素酶 C.聚乙二醇 D.质粒 7.培育农作物新品种的过程中,常利用植物组织培养技术。下列叙述正确的是( )。 A.培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体 B.在植物组织培养过程中用理化因素诱导可获得大量有益突变体 C.单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体 D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性 8.下列与细胞工程技术相关的表述中,不正确的是( )。 A.植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍 B.动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分基本相同 C.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性 9.经植物组织培养技术培养出来的植物一般很少有植物病毒危害,其原因在于( )。 A.在组织培养过程中经过了脱分化和再分化,进行的是快速分裂和分化
名称解释 细胞培养（动物细胞培养）：动物细胞培养是指将动物活体体内取出的组织用机械或消化的方法分散成单细胞悬液，然后放在类似于体内生存环境的体外环境中，进行孵育培养，使其生存、生长并维持其结构与功能的方法。 组织培养：从生物体内取出活的组织（多只组织块）在体外进行培养的方法。有时泛指所有的体外培养。 器官培养：是将活体内的器官（一般是胚胎器官）、器官的一部分或器官原基在体外进行培养的方法。 合成培养基：根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的、配方恒定的培养基。 无血清培养基：由基础培养基和替代血清的补充因子（生长因子和激素、结合蛋白等）组成。 完全培养基：在合成培养基里添加血清后的培养基。 接触抑制：体外培养的细胞在贴附底物上连接成片、相互接触后失去运动的现象。 无限细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代细胞为细胞系。 去分化（脱分化）：细胞在体外不可逆地失去原有特性。注意：去分化不意味分化能力完全丧失！在适当调节信号刺激下仍能表现出分化特性。但分化能力会随培养时间延长而逐渐丧失。 不适应：各种分化细胞，在体外培养时逐渐失去各自的形态与功能特征，表现出某种趋同性。原因：培养条件变化使分化发生阻抑 细胞分裂指数（MI）：是指细胞群中每1000个细胞中的分裂相数量 细胞群体倍增时间：是指培养物中细胞数量翻倍的时间。 原代培养：从机体取出后立即培养的细胞为原代细胞。培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。 传代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传代培养。
三维技术的发展历程 何为三维？三维技术有包含有哪些？所谓三位，按大众理论来说，只是人为规定的互相交错的三个方向，用这个三维坐标，看起来可以吧整个世界任意一点的位置确定下来。原来的三维是为了确定位置，现在，三维技术主要运用于动漫产业，下面我就以三维动画为例，简述三维动画在三维技术中的发展历程。 三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。 三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。 三维动画涉及影视特效创意、前期拍摄、影视3D动画、特效后期合成、影视剧特效动画等。 其发展到目前为止可以分为3个阶段。 第一阶段
1995-2000年是第一阶段,这一阶段是最初的三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)和初步发展时期。在这一阶段,皮克斯/迪斯尼动画电影是一个关于市场D的主要参与。. 1995年玩具总动员（Toy Story） 1998年虫虫危机（A Bug's Life） 1999年玩具总动员2（Toy Story 2 ） 2001年怪兽电力公司（Monsters, Inc.） 第二阶段 2001年至2003年为第二阶段,这一阶段是三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)的快速发展时期.在这个阶段,三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)从"一个人的游戏"已成为皮克斯和梦工厂动画的"两个人咬":你(梦工场)的史瑞克,我(皮克斯)来打开一个怪物公司;你(皮克斯)搞海底总动员,我(梦工厂)发起鲨鱼故事.此阶段发展迅猛，结合国外电脑硬件飞速发展，逐渐开始批量创作三维影视动画片。此刻中国三维动画也开始逐步兴起，有环球数码投入巨资和开展在中国本土培养优秀的影视制作人员，开始创作自己的第一部三维动画电影《魔比斯环》。 2003年海底总动员（Finding Nemo）★可爱小鱼尼莫的海底大冒险2004年超人总动员（The Incredibles）★炫目的超人家族 第三阶段 从2004年开始,三维到其发展的鼎盛时期第三阶段---动画.在这个阶段,三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)将成为"超过一人的游戏":华纳兄弟公司推出了强大的圣诞气氛,"极地快车";已成功推出了福克斯
细胞模拟试题及答案 一、填空（每空一分，共25分） 1.实验室的物理防护是由隔离的设备、实验室的设计、实验实施等三个方面组成，根据其密 封程度的不同，分为P1、P2、P3、P4四个生物安全等级。典型的P4实验室由更衣区、过滤区、缓冲区、消毒区、核心区组成。 2.细胞系是原代培养经初步纯化获得的以一种细胞为主的、能在体外长期生存的不均一细胞 群体。 3.细胞株是指从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单细 胞增殖形成的细胞群。 4.干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。干细胞的增殖特性为缓慢性和自稳性。 5.培养细胞的生长特点为贴附、接触抑制和密度抑制。 6.植物细胞培养的原理是基于动物细胞的全能性。 7.植物细胞悬浮培养的方法为分批培养法、连续培养法和半连续培养。 8.植物组织培养中培养材料的消毒过程中，消毒的基本原则是既要杀死附着其上的微生物又 不损伤材料。 9.细胞生长测定的一般方法为：细胞计数、测定细胞密实体积、细胞鲜重或干重。 10.体外培养的细胞根据其生长方式主要分为贴附型细胞和非贴附型细胞。 11.人工种子的组分包括胚状体、人工胚乳和人工种皮。 12.细胞融合主要经过了两原生质体或细胞互相靠近、细胞桥形成、胞质渗透、细胞核融合几 个步骤。其中细胞桥形成是最关键的一步。 13.花粉单倍体植株的鉴定方法有形态鉴定、细胞学鉴定、杂交鉴定、分子标记鉴定。 14.胚胎工程主要是对哺乳类动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作，然后让它继续发育， 获得人们所需要的成体动物。 15.人工诱导单倍体形成的方法包括：远缘杂交、延迟授粉、核置换、射线照射、花药培养等。 二、单项选择题（每题1分，共10分） 1.人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取产量极低，因而价格昂贵。 目前人参皂甙粉可以通过下列哪项技术迅速大量获取（B） A．基因工程 B．植物组织培养 C．植物体细胞杂交 D．发酵工程
文献综述 诱导性多能干细胞的研究进展及其在再生医学上的应用 摘要：通过特定转录因子的过表达使体细胞重编程为诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells， iPS 细胞），这一成果引起了整个生命科学领域的广泛关注. 由于 iPS 细胞不仅具有与人类胚胎干细胞（embryonic stem cell， ES 细胞）相似的基本特征，而且与 ES 细胞相比，不存在免疫排斥和伦理道德问题，因此，具有重要的临床应用潜能. 目前， iPS 细胞主要用于细胞分化和移植，并可提供体外的疾病模型，以便于研究疾病形成的机制、筛选新药以及开发新的治疗方法. 从 iPS 细胞的产生、诱导方法、生物学特征和在再生医学中的应用作以研究！ 关键词：诱导性多能干细胞；胚胎干细胞；重编程；再生医学 正文 1iPS 细胞的产生 主要经历了 3 个大的阶段. 1981 年，小鼠胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES 细胞）建系干细胞是近 30 年来生物学发展最快的领域（Evans 和 Kaufman），这些具有全能性的细胞在体外可以诱导分化为不同类型的细胞，为组织修复开辟了新途径. 尽管这些细胞来源于囊胚内细胞团，基本不存在去分化和重编程的问题，但自诞生之日起，就一直深受伦理道德和异体排斥等问题的困扰. 随着克隆羊“多利”的诞生，开创了体细胞在卵母细胞中去分化和重编程的先河. 2000 年，Munsie等从小鼠体细胞核移植囊胚中分离得到了小鼠 ES 细胞，从而拉开了治疗性克隆研究的序幕，使利用病人的健康体细胞对自身的病变组织进行修复成为了可能，尽管这一技术可以避免异体移植所造成的排斥反应，但仍然深陷伦理道德争论的漩涡之中.2006 年，Yamanaka 等将 4 个转录因子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞，进而获得了类似于 ES 细胞的多能性干细胞，即“诱导性多能干细胞”（induced pluripotent stem cells，iPS 细胞）. 2007 年，Yu 等和 Takahashi 等又分别采用相同的基因改造的方法将人的体细胞逆转为类 ES 细胞，这些划时代的成果不仅解决了利用干细胞进行组织修复所面临的免疫排斥和伦理学问题，在利用病人正常细胞进行组织自我修复方面具有巨大的应用前景，而且是用来研究细胞去分化和基因组重编程的重要途径（不需要胚胎或卵母细胞）. 这个具有里程碑意义的发现揭开了再生医学领域的新篇章. 2iPS 细胞的诱导方法 迄今为止，短短几年的时间内 iPS 细胞的研究取得了突飞猛进的发展，仅诱导方式而言，从病毒方法如逆转录病毒、慢病毒和腺病毒，到非病毒的转座子载体和蛋白质均能介导外源转录因子诱导产生 iPS 细胞. 利用逆转录病毒和慢病毒载体诱导生成 iPS 细胞时，可能会引起外源基因整合到体细胞基因组，引起插入突变，如果将这些 iPS 细胞应用于临床治疗，会存在安全隐患. 因此，Aoi 等利用不与宿主细胞整合的腺病毒、质粒为表达载体瞬时转染靶细胞可以获得 iPS
阶段质量检测(二) 细胞工程 (时间:4５分钟,满分:10０分) 一、选择题(每小题3分,共45分) 1、下列生物工程技术中,不属于细胞工程得就是( ) A.通过试管动物大量繁殖优良动物 Ｂ.利用含有人胰岛素基因得大肠杆菌生产胰岛素 C.通过体细胞克隆技术培养出克隆羊 D、将某人得肝癌细胞在实验室中繁殖成一个细胞系 2。下列关于植物体细胞杂交技术得叙述,错误得就是( ) A.获得原生质体得过程需要用到纤维素酶与果胶酶 B.利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株 C.植物体细胞杂交过程就就是原生质体融合得过程 Ｄ。可根据细胞中染色体数目与形态得差异来鉴定杂种细胞 3.植物体细胞杂交制备原生质体与动物细胞培养配制一定浓度得细胞悬浮液,所需要得酶依次就是( ) Ａ.淀粉酶与磷脂酶 B.纤维素酶与胰蛋白酶 C.脂肪酶与二肽酶 Ｄ。过氧化氢酶与半乳糖苷酶 ４.下列有关单克隆抗体制备得叙述,正确得就是( ) A.先利用特定得抗原蛋白饲喂小鼠,再从小鼠脾脏中分离B淋巴细胞 B。为避免病毒感染,只能用聚乙二醇、电激等处理来诱导骨髓瘤细胞与已免疫得B淋巴细胞融合 Ｃ.体外培养杂交瘤细胞需要在培养液中添加动物血清与抗生素 D.经过选择培养基初次筛选得杂交瘤细胞即可进行体内或体外培养 5。(全国高考)关于动物细胞培养与植物组织培养得叙述,错误得就是( ) A.动物细胞培养与植物组织培养所用培养基不同 Ｂ.动物细胞培养与植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C、烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖 D。动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱除病毒 ６。细胞工程中,选择合适得生物材料就是成功得关键、下列选择不合理得就是( ) A、选择高度分化得动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞 Ｂ。选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物得成功率 Ｃ、选择一定大小得植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
三维立体显示技术现状分析与应用前景
目录 引言： (3) 1、三维立体技术概述 (3) 1.1、概念 (3) 1.2、特点 (3) 2、三维立体显示技术研究 (4) 2.1、眼镜式3D (4) 2.1.1、色差式 (4) 2.1.2、互补色 (4) 2.1.3、偏振光 (4) 2.1.4、时分式 (5) 2.2、裸眼式3D (5) 2.2.1、光屏障式 (5) 2.2.2、柱状透镜 (5) 2.2.3、指向光源 (6) 3、三维立体技术应用 (6) 3.1、应用范围 (6) 3.2、目前已存在的 (6) 4、三维立体技术发展存在的问题 (7) 4.1、技术壁垒 (7) 4.2、消费者体验 (7) 5、三维立体技术发展前景 (8) 【参考文献】 (8)
【摘要】本文主要介绍了3D立体技术在商业应用上的发展现状，以及其发展前景。首先介绍了3D立体技术的概念和相关特征，然后简要说明其分类和技术应用，主要介绍了在显示方面的技术，分析了其存在的技术壁垒、发展存在的问题和适用盲区，最后介绍了它的发展前景。 【关键词】3D立体技术显示技术眼睛式裸眼式现状分析发展前景 引言： 随着计算机技术和和网络技术的飞速发展，3D立体的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现，2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计，2010年欧洲出现了第一张3D报纸，同年在国际消费电子展上出现了3D电视，而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度，国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。日本京都府精华町的东洋纺阪京研究所开发3D电子模特，也将3D技术应用到虚拟服装领域。目前，国内也出现了很多3D特效的商业广告，在昆明就有公交站台广告，一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告，满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。 1、三维立体技术概述 1.1、概念 （1）、三维立体图：是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助器材。 (2)、三维立体技术:利用先进的数码合成技术制作神奇三维立体，选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里，直接在电脑里利用专业的三维立体制图软件进行配图和数字处理，用高精度彩喷机打印出来，再用冷裱机装裱即可。 （3）、三维立体显示技术：将三维影像通过一定的手段显示出来，并被观众体验到的技术。 1.2、特点 （1）、视觉上层次分明色彩鲜艳，具有很强的视觉冲击力。 （2）、立体图给人以真实、栩栩如生，人物呼之欲出，有身临其境的感觉，有很高的艺术欣赏价值。 （3）、利用三维立体图像包装企业，使企业形象更加鲜明，突出企业实力和档次，增加影响力
生技28、查找阅读有关生物技术的英文文献并翻译成中文一、名词解释 Plasmid 目的基因 单克隆抗体技术 细胞融合 基因库 问答题：
1.疾病基因治疗有哪四大策略，肿瘤的基因治疗主要有哪两种策略？ 2.从cDNA文库和基因文库中获得目的基因有什么不同？ 3.如何从一片嫩叶经组织培养培育出众多的完整植株？ 4.开展干细胞研究对人类有何积极的意义？ 5.为什么说干细胞的应用将具有广泛的前景？ 6.人类基因组计划任务是什么？将解决什么问题？它对医学的发展有什么影响？ 7.生物法处理污水或废水有哪几种常见方法？污水治理的意义何在？ 8.空气污染治理与水污染治理有什么关系，常见的方法有哪几种 9.什么事生物修复技术，方法，举例说明其应用价值 10. 生物技术对经济社会发展的影响，试举例说明。
第二部分综合练习 一、单项选择题 4. 下面哪个不是生物技术包括的基本内容？ 细胞工程基因工程遗传工程酶工程 1、现代生物技术是一项高新技术，它具有高新技术的“六高”特征，下面哪个不属于“六高”？ A、高效益 B、高风险 C、高势能 D、高效率 2、生物技术是以下面哪个为核心？ A、基因工程 B、细胞工程 C、酶工程 D、发酵工程 3、分子克隆主要是指 A、DNA的大量复制 B、DNA的大量转录 C、DNA的大量剪切 D、RNA的大量反转录 4、多数限制性核酸内切酶切割后的DNA末端为 A、平头末端 B、3突出末端 C、5突出末端 D、粘性末端 5、设计聚合酶链反应的引物时，应考虑引物与模板的 A、5…端特定序列互补 B、5?端任章序列互补 C、3…端特定序列互补 D、3?端任意序列互补 6、用于鉴定转化于细胞是否含重组DNA的最常用方法是 A、抗药性选择 B、分于杂交选择 C、RNA反转录 D、免疫学方法 7、下列哪些是发酵技术独有的特点 A、多个反应不能在发酵设备中一次完成 B、条件温和、能耗少、设备简单 C、不容易产生高分子化合物 D、发酵过程中不需要防止杂菌污染 8、不是工业生产上常用的微生物为 A、担子菌 B、细菌 C、酵母菌 D、霉菌 9、机械搅拌发酵罐与通风搅拌发酵罐相比，下列不属于前者特点的是 A、发酵罐内没有搅拌装置，结构简单 B、发酵罐内有搅拌装置，混合速度快 C、耗能少，利于生产 D、发酵罐内没有搅拌装置，结构复杂 10、从微生物细胞制备酶的流程一般包括破碎细胞、溶剂抽提、离心、过滤、干燥这几 个步骤。
细胞工程练习题 一．选择题 1. 在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需 要的 A．消毒灭菌B．适宜的温度C．充足的光照D．适宜的养料和激素 2. 下列关于植物组织培养的叙述中，错误 ．．的是 A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同 3．我国科学工作者曾成功地将分别属于两个科的植物----烟草和菠菜杂交成功，从而获得一种新型的烟草品种。在此过程中，下列操作不．是必需的是 A．杂交前要除去两种细胞的细胞壁 B．原生质体融合前要先脱分化 C．原生质体融合后，要选出烟草----菠菜融合细胞加以培养 D．要诱导愈伤组织进行再分化 4．下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是 A．所得到的“白菜—甘蓝”植株不能结籽 B．愈伤组织是已高度分化的细胞 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程 D．诱导原生质体融合时可用聚乙二醇 5．下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相关叙述中正确的是 A．②阶段会发生减数分裂过程B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素C．此过程体现植物细胞具有全能性D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体6．下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是 A. 利用此过程获得的试管苗可能为杂合子 B．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化 C. 多倍体植株的培育需经过如图所示过程 D．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性 7. 各项培育植物新品种的过程中，不经过愈伤组织阶段的是 A．通过植物体细胞杂交培育白菜——甘蓝杂种植株 B．通过多倍体育种培育无子西瓜 C．通过单倍体育种培育优质小麦 D．通过基因工程培育转基因抗虫水稻 8. 作物新品种的过程中，常利用植物组织培养技术。下列叙述正确的是 A.培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体 ③ ② ① 四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株
三维软件CAD/CAM是在三维软件CAD和三维软件CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在三维软件生产中综合应用的一个新的飞跃。三维软件CAD/CAM是改造传统三维软件生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、三维软件结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。三维软件CAD/CAE在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为三维软件工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。 一、三维软件CAD/CAM发展概况 三维软件CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化(intelligent)、协同化(collaborative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。 二、三维软件CAD/CAM的特点 一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的三维软件CAD/CAM系统应该具备下列特点: (l)三维软件CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。三维软件设计中因为三维软件的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的三维软件，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制NC加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立三维软件零件的几何模型。因此，几何造型是三维软件CAD/CAM中的一个重要问题。 (2)标准化是实现三维软件CAD的必要条件。三维软件设计一般不具有唯一性。为了便于实现三维软件CAD，减少数据的存储量，在建立三维软件CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、三维软件零件和三维软件结构的标准化。有了标准化的三维软件结构，在设计三维软件时可以选用典型的三维软件组合，调用标准三维软件零件，需要设计的只是少数工作零件。 (3)设计准则的处理是三维软件CAD中的一个重要问题。人工设计三维软件所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。 三、三维软件CAD/CAM的优势 计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使三维软件设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和三维软件结构的优化。 (1) CAD/CAM可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD 与CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。 (2) CAD/CAM可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5?7锊捎肅AM可加工传统方法难以加工的复杂三维软件型面，可减少三维软件的加工和调试工时，使制造成本降低。CAD/CAM的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD/CAM术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。(3) CAE/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。 (4) 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，三维软件CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加三维软件的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高三维软件设计、制造的一次成功率。 四、三维软件行业采用三维软件CAD/CAM技术的原因 传统的三维软件设计与制造方法不能适应工业产品迅速更新换代和提高质量的要求。因此国内外企业纷纷采用三维软件CAD/CAM技术。三维软件行业采用三维软件CAD/CAM技术的主要理由是:
三维细胞培养技术在再生医学研究中的 应用 摘要：体外细胞培养技术已成为细胞生物学、药学、毒理学、干细胞、系统生物学和新药创制等领域必不可少的工具。传统平板细胞培养方法使细胞单层生长于二维环境，不能产生体内的细胞外基质屏障。且细胞表型也异于原代细胞，而三维细胞培养技术通过模拟机体内细胞生长的生理微环境，利用各种支架或设备来促进细胞生长和组织分化，产生具有合理形态结构和功能性的组织，具有细胞培养直观性和条件可控性的优势，故其在再生医学应用方面有着非常大的发展潜力。本文从干细胞、血管再生、器官移植、以及组织修复等方面综述了近期三维细胞培养技术在再生医学研究中的应用，并介绍了三维细胞培养技术在功能性生物材料方面研究中的作用，有助于对功能性生物材料的表面改性设计研究。 关键词：三维细胞培养技术；再生医学；干细胞；血管再生；器官与组织修复 随着生物医学的发展．疾病的治疗方式已得到了极大改进。但组织器官严重损伤后修复缓慢，或由于创伤过大而致组织器官无法修复，使得再生医学成为当今生物医学的关注焦点和研究热点。体外建立适合细胞和组织生长的生理微环境对再生医学研究至关重要，而传统的单层平面培养的细胞无论是在形态，结构和功能方面都与在体内自然生长的细胞相去甚远．由于无基质支持，细胞仅能贴壁生长。从而失去其原有的形态特征及生长分化能力，而三维细胞培养技术以其能为细胞和组织创造一个均衡获取营养物质、进行气体交换和废物排出的理想生理场所。又易于形成具有合理形态和生理功能的组织器官等特点，广泛应用于再生医学的研究[ ]。目前，三维细胞培养方式发展迅速，包括皮氏培养瓶、灌注小室、搅拌式生物反应器、中空纤维生物反应器、以及微重力旋转生物反应器等培养方式。其中微重力旋转细胞培养技术因其特有的微重力环境，使细胞与细胞、细胞与载体的交联度、沉降力、机械力、压力等发生相互作用、相互制约，模拟了近似生物体内细胞的生长状态和微环境，在再生医学领域应用中备受关注.。除再生医学以外，三维细胞培养技术也常被应用于药物载体、药物毒理、药物筛选、肿瘤治疗等方面的研究 1 三维细胞培养技术在再生医学应用中的优势 三维细胞培养技术使用三维支架或设备细胞提供类似体内生长环境的支架或基质．建立细胞问及细胞与胞外基质问的联系．促进细胞近似于体内的基因表达、基质分泌及细胞功能活动，形成一定的三维结构，既保留了体内细胞微环境的物质结构基础．又实现了细胞培养的直观性及条件可控制性，便于研究人体生理、病理状况，以及预防或疾病的治疗。三维细胞培养技术主要通过体内和体外两种方式。实现其在再生医学中的应用，两者皆采用从机体获得功能细胞。细胞体外扩增培养后，与三维结构的生物材料按一定比例混合。前者是直接植入体内
细胞工程学名词解释及问答题 一、名词解释 1、细胞工程（cytotechnology或cell engineering）：它是以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状，生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。 或应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 2、看护培养（nursing culture）：用一块活跃生长的愈伤组织来促进培养细胞持续分裂增殖的方法。 3、细胞杂交（cell hybridization）：指用人工方法把不同类型的两个或两个以上细胞合并成一个细胞的技术。 4、外植体〔explant〕：从植物体上分离下来的用于离体培养的植物组织、器官等材料。 5、人工种子：是指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中所形成的能发芽出苗的颗粒体。 6、花药培养（anther culture）：将成熟或未成熟的花药从母体植株上取下，放在无菌的条件下，使其进一步生长、发育成单倍体细胞或植株的技术。（指离体培养花粉和花药，使小孢子改变原有的配子体发育途径，转向孢子体发育途径，形成花粉胚或花粉愈伤组织，最后形成花粉植株，并从中鉴定出单倍体植株，使之二倍化的细胞工程技术。 7、条件培养基(conditioned medium)：培养过程中，有些细胞可能会分泌活性物质到培养液中，这种培养过某种细胞以后，含有细胞分泌物的培养液称为条件培养基。 8、植物脱毒：由人工用物理、化学和生物方法将植物体组织器官病原体消除，以使这些组织器官生成完整植株。 9、原代细胞系：指从机体中取出而直接培养的细胞，从一代到十代的细胞培养是原代培养，形成的整个系统叫原代细胞系。 10、体细胞杂交：指在人工控制条件下，不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。 11、胚胎培养：是指胚或具胚器官（如子房、胚珠等）在离体无菌条件下发育成幼苗的技术。 12、互补选择：是指利用两个亲本具有不同的遗传和生理特征，在特定培养条件下，具有发生互补作用的杂种细胞才能生长的选择方法。 13、悬浮培养(suspension culture):是细胞培养的基本方法，是将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。 14、植板率:植板率是能长出细胞团的单细胞在接种单细胞中所占的比例。 15、玻璃化冻存：是指液体转变为非晶态（玻璃态）的固化过程。 16、接触抑制(contact inhibition)：当细胞在基质上分裂增殖，逐渐汇合成片即每个细胞与其周围的细胞相互接触时，细胞就停止增殖，即细胞密度不再增加，这一现象称之为接触抑制或密度依赖抑制现象。 17、非对称融合（aymmetric fusion）：利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再进行融合。 18、对称融合（symmetric fusion）：两个完整的细胞原生质体融合。 19、胞质体：不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体。 20、体细胞胚：离体培养下没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物（不管培养的细胞是体细胞还是生殖细胞）。 21、永久细胞系：大多数细胞系在有限的代数内以不变的形式增殖，当超过有限世代后，在体外永久存活下来发育成永久细胞系或称连续细胞系。
三维技术的发展与应 用
三维技术的发展与应用 唐强数码艺术学院影视动画90952Y班 摘要：本文开篇以何为三维？三维技术又包含有哪些？这两问作为出发点，简述了三维的定义，并以三维技术中的三维动画为例简述三维动画在三维技术中的发展与应用。其中介绍了三维动画的定义、三维动画技术的应用与发展、三维动画设计与制作流程。并在最后探讨了中国三维动画的现状与未来，得出了中国三维动画产业发展潜力巨大，但技术的发展成熟仍然有很长的一段路要走。 关键字：三维技术；发展；应用 引言：何为三维？三维技术又包含有哪些？所谓三维，按大众理论来讲，只是人为规定的互相交错（垂直是一个很有特性的理解）的三个方向，用这个三维坐标，看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。【1】原来，三维是为了确定位置。现在，三维技术主要多运用于动漫产业，我国三维动画主要有《探索地球村》（据说是中国第一部三维动画），《精灵世纪》（中国首部原创高清晰全三维卡通巨片），《魔比斯环》等。下面我就以三维动画为例，简述三维动画在三维技术中的发展与应用。 1、三维动画的发展 1.1、什么是三维动画
三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。【2】 就在几年以前，我们还只能从中央视台和有限的境外频道看到少量的电脑动画镜头，因为当时的制作成本高，难度大。早先的计算机动画系统的价格要花成百上千万资金，而后在桌面工作站上制作动画成本大大降低。使得动画被越来越多的应用于电视、广告和电影中，到了今天，电脑的功能愈来愈强大，以至我们不仅可以看到电视栏目包装、广告、电影中充满电脑动画技术，更有不少电脑爱好者在自己的个人电脑上玩起了电脑动画制作。在各类动画当中。最有魅力并运用最广的当属三维动画。二维动画可以看成三维动画的—个分支，它的制作难度及对电脑性能的要求都远远低于三维动画。过去制作三维动画需要程序员的维护和操作。如今，计算机价格在不断降低，性能则在不断的增强，三维动画软件，则是功能愈来愈强大，操作起来也是愈来愈容易，这使得三维动画有更广泛的运用，毕竟我们的世界是立体的，所以只有三维动画才让我们感到更真实。因此，三维动画（3D动画）其实是相对于二维动画（2D动画师）而言的。因其采用了立体空间的概念。所以更显真实，而且对空间操作的随意性也比较强，也更容易吸引人。三维动画就是通过计算机用特殊的三维软件建造物体模型，把模型放在这个三维空间的舞台上，从不同的角度用灯光照射，然后赋予每个部分动感和强烈的质感得到的效果。
3D细胞培养技术的发展和应用 摘要：传统细胞培养技术在模拟细胞体内生存环境方面做得还不够。 3D细胞培养技术的发明就是为了在细胞培养过程中，为细胞 提供一个更加接近体内生存条件的微环境。本文阐述了何为 3D细胞培养技术，3D细胞培养技术的发展过程以及其最新科 学进展。主要描述3D细胞培养技术的基础理论发展到临床实 践应用的过程，让读者了解并知道什么是3D细胞培养技术以 及其临床实践应用，使3D细胞培养技术更能有效、普遍地应 用于临床治疗中去，造福处在疾病中的人们。 关键词：3D细胞培养技术 3D心脏组织人工器官 正文： 一、什么是3D细胞培养技术 体外细胞培养的一个重要原则是需模拟体内细胞生长环境,该模拟系统中最重要的核心因素是细胞与培养环境之间的相互作用。3D 细胞培养技术(TDCC)是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养,使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长,构成3D的细胞载体复合物。3D细胞培养是将细胞培植在一定的细胞外基质中,细胞外基质(ECM)蛋白充当生长支架,使得细胞能够分化产生一定的三维组织特异性结构,所创建的细胞生长环境,则最大程度地模拟体内环境。TDCC作为体外无细胞系统及单层细胞系统的研究与组织器官及整体研究的桥梁,显示了它既能保留体内细胞微环境的物质及结构基础,又能展现细胞培养的直观性及条件可控性的优势。近几年3D细胞培养技术在组织形成、血管发育和器官再造等发育生物学的分支领域得到了广泛的应用。 二、3D细胞培养技术的原理 利用磁性微球载体和磁悬浮技术使贴有细胞的微球载体悬浮在培养液中，确保了高质量、高密度的细胞繁殖，突破了传统有盖培养皿、培养瓶或微孔板细胞培养耗时繁琐，细胞产量微小等局限性。 三、3D细胞培养技术的临床应用 1、神经系统
第I卷（选择题） 1．利用植物组织培养技术将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，培育的过程中不需要 A. 导入外源基因 B.离体状态 C. 具有完整细胞核的细胞 D.一定的营养物质和激素 2．通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟草品种。下图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作不是必需的是( ) A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁 B.原生质体先进行脱分化处理再融合 C.原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养 D.诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株 3．能克服远缘杂交不亲和技术的是( ) A．组织培养 B．细胞融合 C．动物胚胎移植 D．单倍体育种 4．下列有关现代生物科技的叙述中，错误的是（） A．植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍 B．动物细胞融合技术开辟了制备单克隆抗体的新途径 C．利用基因工程技术可以使哺乳动物生产人类所需的药品 D．胚胎移植技术的优势是可以充分发挥雄性优良个体的繁殖潜力 5．关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是 A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C.给予适宜的条件，有的植物可在愈伤组织的基础上直接发育出花器官 D.细胞培养产生出变异的新植株，为选择有益性状的新作物创造了条件 6．利用生物工程技术能够实现对良种种畜的快速大量繁殖，以下哪项技术不具备此优点？ A．基因工程技术 B．细胞核移植技术 C．胚胎分割技术 D．试管动物技术 7．在细胞工程——植物体细胞杂交中，需要将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将（） A．皱缩 B．胀破 C．呈球形 D．保持原状 8．在生物体内，细胞没有表现出全能性而是分化为不同的器官，其原因是 A. 细胞丧失了全能性 B. 不同细胞中遗传信息的执行情况不同 C. 不同的细胞中遗传信息不完全相同 D. 在个体发育的不同时期，细胞内的遗传物质发生了变化 9．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是（） A．植物组织培养没有体现植物细胞的全能性 B．二倍体植株的花药经植物组织培养后得到稳定遗传的植株 C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
马子洋，男，1995年生， 北京市人，汉族，首都医科大学13级七年制口腔医学专业在读。 通讯作者：郭晓霞，博士，副教授，首都医科大学基础医学实验教学中心，北京市 100069 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2016)19-02872-07 稿件接受：2016-03-20 牙髓干细胞在再生医学中的应用研究与进展 马子洋1，郭晓霞2(1首都医科大学附属北京口腔医院，北京市 100050；2首都医科大学基础医学实验教学中心，北京市 100069) 引用本文：马子洋，郭晓霞. 牙髓干细胞在再生医学中的应用研究与进展[J].中国组织工程研究，2016，20(19):2872-2878. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.19.020 ORCID: 0000-0001-6676-4095(郭晓霞) 文章快速阅读： 文题释义： 牙髓干细胞：来源于牙髓腔内的软组织，可自我更新，有着较强的克隆形成能力，与骨髓间充质干细胞 有极其相似的免疫表型(CD105+/CD73+/CD34-/CD45-)。牙髓干细胞具有多向分化的潜能，在特定条件下能够分化为骨、软骨、神经样细胞、肌细胞等类型。 牙髓干细胞的转化医学研究意义：牙髓干细胞具有来源丰富、采集方便、免疫原性低、无伦理争议等优点，因此，牙髓干细胞在再生医学和组织工程修复中有着广泛的应用前景。牙髓干细胞在骨组织修复领域已进入临床研究阶段，而向其他组织分化的研究尚处于起步阶段或基础研究阶段，其调控机制存在着诸多问题，有着巨大的研究潜力。 摘要 背景：牙髓干细胞是具有良好分化与增殖能力的干细胞，因其取材方便，具有多向分化潜能等特征正逐渐为再生医学研究领域重视。 目的：通过分析整理国内外牙髓干细胞的研究进展，对其目前在再生医学领域的应用研究加以总结，为进一步研究提供线索和方向。 方法：以“dental pulp stem cell, regenerative medicine, tissue engineering ”为英文检索词，以“牙髓干细胞，再生医学，组织工程” 为中文检索词，由第一作者检索Medline ，PubMed ，万方，维普，中国知网数据库2000至2015年牙髓干细胞及再生医学相关文献，经过筛选最终获得46篇文献进行综述。 结果与结论：牙髓干细胞具有自我更新与多向分化潜能，获取方法简便，在再生医学领域拥有巨大发展潜能。牙髓干细胞在骨组织修复领域已进入临床研究阶段，在向其他组织分化方向的研究，尚处于起步阶段或基础研究阶段，有待进一步研究拓展。 关键词： 干细胞；分化；牙髓干细胞；再生医学；分离；储存；成骨分化；成神经分化；血管生成；心肌细胞形成 主题词： 干细胞；牙髓；再生医学；组织工程 牙髓干细胞与组织再生
第十章细胞培养技术和培养箱 首页习题习题参考答案 习题名词解释选择题简答题 一、名词解释 1. 细胞培养 2. 细胞培养传代 3. 原代细胞培养 4. 无限细胞系 5. 细胞融合 6. 细胞治疗 7. 培养箱 8. 缓冲室 9．手套操作箱 二、选择题 【A型题】在五个选项中选出一个最符合题意的答案（最佳答案）。 1.体外培养细胞的分类（贴附型或悬浮型）是根据（） A．细胞为上皮样或成纤维细胞样 B．能否贴附在支持物上生长 C．呈密度抑止特性 D．肿瘤细胞 E．细胞可多次传代 2. 下述细胞传代的概念中，正确的是（） A．当细胞增殖至一定密度后，分离出一部分细胞接种到其他容器的过程 B．从体内取出细胞接种到培养容器，细胞继续增殖的过程 C．培养细胞期间更新培养液的过程
D．当细胞增殖至一定密度后，分离出一部分细胞接种到其他容器并及时更新培养液使细胞增殖继续的过程 E．细胞倍增的过程 3. 细胞生长维持液，需添加的血清量的百分比为（） A．1％～2％ B．2％～5％ C．5％～10％ D．10％～20％ E．20％～25％ 4．培养细胞传代时，通常是（） A．根据不同细胞采取不同的方法 B．常用二乙烯四乙酸二钠（EDTA） C．EDTA与胰蛋白酶按不同比例混合使用 D．悬浮生长的细胞直接添加胰蛋白酶” E．贴壁生长的细胞添加新鲜培养液 5. 二氧化碳培养箱结构的核心部分，主要是 A．湿度调节装置 B．湿润的含水托盘 C．温度调节器 D．CO2调节器、温度调节器和湿度调节装置 E．气体保护器装置 6. 二氧化碳培养箱调节CO2浓度范围为（） A．0％～20％ B．20％～40％ C．10％～20％ D．20％～30％ E．30％～40％ 7. 厌氧培养箱通过自动连续循环换气系统保持箱内的厌氧状态，其换气过程是（） A．①气体排空→②净化→③气体排空→④N2净化→⑤气压平衡 B．①气体排空→②N2净化→③气压平衡