清风_04
分子生物学技术在国内防制虫媒传染病领域的应用分子生物学在医院感染控制中的应用和评价觉得合适与我索取全文 
已经过去的20世纪是一个知识爆炸的历史时期。该世纪四五十年代，一门直接关系人类自身、人类生活的新学科— — 生命科学开始发轫，到70年代已成为当代热门学科，使广大自然科学和社会科学工作者不能不密切关注、积极参与。生命科学的崛起，豫于生物科学的突飞猛进，然而又不局限于生物科学范围。例如，研究生命运动的遗传学和分子生物学揭开了生命的奥秘，特别是生物遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)基因成分研究的突破，首例无性繁殖“多利 克隆羊的试验成功，以及安乐死问题在世界范围内的争论，都和社会科学有着千丝万缕的联系，从而生命科学不仅是当代自然科学发展的最大趋势，而且对人类的生命活动规律和现有生存方式产生巨大的影响。把握这种规律，认识这种影响，又势必成为社会科学专家学者的课题。生命哲学、生命伦理学、生命法学、生命美学等新学科，就是由生命的发展所拓展的当代社会科学新视野。一、生命哲学：对生命本身的哲理思考过去的哲学只关注人的社会或文化属性，而忽视人的自然生命属性，这就把人只看成是社会或文化的存在，投注意人因为有了自然生命存在而存在。生命科学启示我们，投有自然生命就投有一切，对人来说，第一宝贵的就是自己的自然生命，因此人应该认真思考，人怎样括着才符合生命的本性，才最有意义和最有价值?生命科学又启示我们，人的自然生命之所以能够存在，是因为有自然生命的能量即生命力存在，因此人活着如果符合生命的本性，就活得最有意义和最有价值，所以人应该激发、保持和加强生命的力度，使有限的生命具有无限的生命力。这种从生命科学引发而成的生命哲学，促使现代人辩证地对待自己的生命历程，既克服消极的悲观主义，又消除盲目的乐观主义；既怀有积极人世的人文主义精神，又不乏顺其自然的自然主义态度；既洋溢对生命限度的超越性，又充满对生命价值的创造性。生命哲学之所以能够从生命科学获得启示，原因盖出于对现代人自然生命态度和质量的忧虑。人们看到现实社会中，固然有不少人热爱生命，珍惜生命，甚至为他人生命的存在而奉献自己的生命，体现了最为辉煌的生命价值取向，但也有不少人为了满足声色犬马的生理刺激，追求灯红酒绿的官能满足，不 暗浪费生命，甚至为吸毒而摧残自己的生命，为贪财而毁灭他人的生命。人们还看到现代文明固然为现代人带来了福祉，但也带来了人类生存环境的破坏，使不少人产生了一种源于自然生命深层的忧患意识。此外，过于理性的社会和富裕的物质生活，又使不少人缘于自然生命底蕴的欲望和血性之气消弭，失去了个性的鲜亮的原生色泽，递减了生命力的自然形态的强度。因此，出于对现代人自然生命的深切关怀，生命哲学也就以唤醒生命、指导生命、强化生命为己任。生命哲学在获得以上所述生命科学启示的同时，又把这种启示和与生态学相互联系的生态哲学结合起来，研究人和自然的相互作用，成为一种引人注目的生态智慧。哲学不仅是古希腊人所说的极具活力的“爱智慧”的学问，而且哲学关注的智慧本来就是人生命中的能力和对生命的态度。生态智慧发现，人和自然相互作用，实际上就是人的生命和自然生命的相互作用；还认为人对自身生命的热爱和珍惜，首先要建立在热爱和珍惜自然生命的基础上。生态学的重要分支大地伦理学的奠基人莱奥波尔德指出，人只是自然有机体中不可分割的组成部分，其他生物和人一样都有自己的生态位和自身的内在价值，因此人类除了满足生机的需要外，没有权力缩减生命形式的丰富多样性。历史学家汤因比更在《人类与大地母亲》一书中提出警告：“如果生物圈不再能够作为生命的栖身之地，人类就将遭到种属灭绝的命运，所有其他生命形式也将遭受这种命运。”⋯生态智慧或生态哲学，作为一种生命哲学，决不是灰色的理论，而是人和自然亲和活动的产物。这在被人誉为世界哲学泰斗的挪威学者奥耐·聂斯的人生和学术经历中可以看得十分清楚。对聂斯来说，哲学不仅是一种爱智慧，而且是将智慧之爱付诸行动。他是一个著名的喜马拉雅山攀登者，长期生活在渡罗的海的一个小岛上，经常观察并惊叹海中物种的多样性和生命的丰富性。他在一个小木屋里构建他的生态智慧理论，满怀热情地引导人们走出这个充满生态危机的时代。他的“太我实现”观点认为全体生命有着内在联系，人类真正的成熟的心理发展应该是和所有生命合作，和谐相处，在一个“太我”中实现所有生命最大的潜在的价值。可见，由于生态智慧或生态哲学的参与，使具有坚实的科学性的生命哲学，又平添无限生机和活力= 、生命佗理学：对生命控制的道德观念生命科学特别是分子生物学的迅速发展，对传统社会模式不仅具有巨大的冲击力量，而且改变了传统社会价值观，提出了种种道德伦理理论，特别是使原有的生命道德问题空前复杂化尖锐化。为了研究与生命直接相关的包括医学中的伦理问题，探讨生命科学控制生命过程和生命质量的伦理原则，生命伦理学这一社会科学新学科应运而生。生命伦理学发轫于20世纪50年代，美国在1969年和1971年分别于纽约和华盛顿相继成立了生命伦理学研究机构，并分别出版《海斯区斯中心报告》和《医学与哲学杂志》，1978年肯尼迪研究所又编撰了《生命伦理学百科全书》，从而把这一学科推向各地，形成世界规模。近年来，生命伦理学研究又出现了几个热点，如英国爱丁堡罗斯林研究所的科研小组。首例无性繁殖绵羊“多利 克隆成功，引起了世界性的激烈反响。因为人们看到此项技术有可能应用于人而产生克隆人，从而造成生育模式的改变，人伦关系的模糊、性别比例的失调、人类基因的损害。又如世界各地许多人赞成安乐死，也有许多人反对，赞成者认为安乐死可以使病人免受疾病长期折磨的痛苦，因而符合人道主义精神。反对者认为安乐死违反了生命的神圣性和不可侵犯性，因而和传统道德规范冲突 由此又产生病人的安乐死自主决断是否应该成为实行主动安乐死道德上的充分理由的不同意见，因为这有可能出现医疗道德滑坡、护理质量降低情况，甚至使某些医护人员或病人家属的险恶用心得逞。再如，生命科学的基因诊断技术可以使得基因治疗成为可能，但也可能使人类丧失千万年来在繁衍过程中形成的多样化的遗传特性，从而人类基因库就失去生态平衡。而且这一技术在治疗“致病基因”时，又存在对基因遗传病人是否尊重个人的自主权、平等权和隐私权等原则分歧，因而有可能导致一些难以解决的社会问题。由于生命伦理学从人性出发，立足于人权，维护人的生命道德，因此它的研究是以人类生命权益为宗旨的。例如它为了提高人类生命质量，探讨自然、社会、环境和生命、生命权的关系；它还关怀人的生命结束时期，提出自然死、尊严死等伦理规范。为此，托马斯·比彻姆和詹姆斯·奇尔德雷斯在《生命伦理学原则》一书中，提出了自主、不伤害、行善、公正四条基本原则。对生命科学控制生命过程和生命质量的伦理研究是全球性的。在我国，也存在体外受精、试管婴儿、重组DNA、优生术、变性术、性别选择、器官移植、精神病遗传者的婚姻控制、精神病人的行为控制、残缺新生儿的地位和待遇、“植物人”护理，以及动物实验、植物保护、环境卫生等许多和伦理道德有关的问题。我国学者邱仁宗在1987年出版了《生命伦理学》专著，说明这一新学科在我国也引起了重视，但近十年来在新条件下的医护患关系、人体实验、康复医学等重大伦理问题在书中尚未涉及，又表明我国的生命伦理学研究还需要提高一个新的层次。 ·三、生命法学：对生命保护的法律意识“多利羊 克隆成功，成为全球热门话题，影响所及，法学界也闻风谋划因克隆而来的法律对策。其实，自生命科学诞生之时起，为生命立法的问题早就在有识之士的考虑中了。在20世纪7O年代，各国有关生命的立法，已至少涉及20多个方面，如精神卫生立法、生育和人123政策立法、医疗事故预防立法等等。现在，以基因工程、遗传工程为代表的现代生物技术已成为生命科学的主旋律，有人预言2l世纪是统一生物学世纪。将“生物一社会人”的生命科学研究，统一到科学规范和法律制度的轨道上，是生命法学的形成原因，也是生命科学对生命法学的巨大挑战。从DNA被发现到“人体阿波罗计划”，再到“多利羊”克隆成功，表明生命科学的发展越来越快，但也会引起很多麻烦。例如，人类基因工程中的DNA重组研究或实验活动，如果缺乏严格法律规则约束．有可能因科研人员违规操作或其他各种原因导致对人类的毁灭；对人类个体基因的检测与公开，有可能会侵犯个人隐私权；异常基因者的检测和公开，有可能受到社会各方面歧视；发现异常基因胎儿是否都要求孕妇中止妊娠；基因改变是否为新的民族主义创造技术条件；对基因疾病患者治疗是否有法律依据?又如，人体克隆技术的应用与发展，有可能混乱人与其克隆体的伦理关系和法律关系；为了延长或拯救人的生命，截取克隆人部分器官，是否会触犯杀人罪、伤害罪等刑法罪名；为了优化生殖生育功能、改善人类生命质量，通过基因选择、基因识别筛选后复{6j健康、有特定基因的克隆人，有可能改变人类固有的遗传性状．从而打破人类自然进化的运动规律，导致后天免疫力功能性匮乏等致命缺陷的潜伏与发生；人体克隆等复制技术应否设定法律禁区和如何设定?再如，利用遗传工程技术防治遗传病的医用研究，有无设定法律限制；生产人体器官替代品或人体有用物质，是否进行安全性、科学性、可行性的测试与论证；研制在人体中植人的“生物芯片 以调节、改善人体生命活动机能．是否设定符合有关法规的风险防范机{6j和严格操作规程；电子生物工程技术的研制、开发和应用，如何防止“人工智能”操作系统的失控而给人类带来某种伤害和灾难?以上所述．表明“寻求一个满足人类自然生命体未来发展要求的，且为科技发展、社会伦理标准与法律规则共同认可的法律制衡机制，这将成为今后生命法学研究的攻坚课题”。令人欣喜的是，生命法学研究在我国已经登堂人室。1997年6月，上海社会科学院法学研究所召开了上海市生命法学理论研讨会，会上宣布成立我国第一个“生命法学研究中心 。可以预见在不久的将来，这门充满生命力的新学科，在我国必然更加发扬光大。四 生命美学：对生命状态的审美观照古今中外哲人智者对生命状态大都重视，黑格尔更认为“自然美的顶峰是动物的生命”。但是，从美学角度对生命状态进行审视，并对生命美异乎寻常的关注，还是生命科学兴起之后的事。当代社会科技相当发达，物质文明程度很高，但生命状态不一定美轮美奂，甚至暴露出许多假恶丑的反审美倾向。自然界生物惨遭涂炭和锐减，已成不争之事实。但人们还是在杀戮野生动物，砍伐原始森林．以满足永无餍足的欲望。殊不知摧残自然界生物的生命．等于摧残人类自己的生命．人类已经无可奈何地遭到大自然的报复了。更严重的是现在人们生命力的弱化速度越来越快．生理健康和精神健康今非昔比，恐惧、焦灼等生命萎缩现象屡见不鲜．颓废、自虐等生命堕落现象触目惊心。近年来生命科学的欣欣向荣，使美学界人士深切感到社会生活中生命状态的反审美倾向再也不能任其泛滥了。他们发出重塑生命、还我生命的呼吁，渴求生命之树茁壮成长 生命之花灿烂开放、生命之火辉煌燃烧、生命之水欢畅流动。某些美学界精英人物还清醒地看到，长期以来我们的美学家在象牙之塔里陶醉于美学的空虚繁荣，没有对现实生活中由于一些人对生命的冷漠、欺骗和残暴所造成人生的不幸予以正视和关怀，于是美学成了一种于世无补的点缀。再有，我们的美学研究面虽然很广，但恰恰忽略了人类自身的生命活动，没有对生命意识、生命体验、生命创造进行美学的阐释。于是，我们的美学体系和教材虽然林林总总、蔚为大观，但难以在其中看到生命的绿色或剖伤，听到生命的呼喊或哭泣，嗅到生命的芬芳或霉味．魁摸到生命的欢跳或窒息。美学这种落后状况，比起生命科学的如火如荼，显得太不协调。于是-~-]以生命科学为参照系的生命美学悄然绽放，成为美学园地鲜艳夺目的奇葩。生命美学虽然和生命科学一样，关注人的生命现象，但是它不是像生命科学那样执着于生命的功利性和科学性，而是着眼于生命审美性和本体性。这也就是说，它对生命的审美现象和本质更感兴趣，在对形形色色生命状态的审美观照过程中，如我国学者所说的那样，。时肘顾念着人的现实历史境遇、顾念着人的生存意义、顾念着有限生命的超越，顾念着生命中无比神圣的东西 ，而且思索生命的终极追问、终极意义、终极价值，通过生命的存在实现生命的超越，因此，生命美学是一种研究人类生存方式与审美活动的关系， 以探索生命的存在与超越为旨归的美学”。Ⅱ顺便指出．美育作为一种运用美学原理进行审美活动的教育，也是美学的有机组成部分。由此，生命美育也是生命美学研究的对象。它一方面涉及生命的全过程，研究人类从受孕到死亡的审美现象和审美方法，指导人们如何进入审美的人生境界，因而和终身教育有密切的关系；另一方面有助于人的审美素质的形成，审美素质能够把人生的外在目的转化为内心的生命体验，使个体生命环境充满诗意，在提高生命质量的同时提高生活质量，因而又和素质教育有内在的联系。
分子生物学(molecular biology) 在分子水平上研究生命现象的科学。研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结 构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。研究内容包括各种生命过程如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。 生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；②在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化，则属于生物物理学或生物化学的范畴。 发展简史 结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。1912年英国 WH布喇格和WL布喇格建立了X射线晶体学，成功地测定了一些相当复杂的分子以及蛋白质的结构。以后布喇格的学生WT阿斯特伯里和JD贝尔纳又分别对毛发、肌肉等纤维蛋白以及胃蛋白酶、烟草花叶病毒等进行了初步的结构分析。他们的工作为后来生物大分子结晶学的形成和发展奠定了基础。50年代是分子生物学作为一门独立的分支学科脱颖而出并迅速发展的年代。首先是在蛋白质结构分析方面，1951年LC波林等提出了 α-螺旋结构，描述了蛋白质分子中肽链的一种构象。1955年F桑格完成了胰岛素的氨基酸序列的测定。接着 JC肯德鲁和MF佩鲁茨在X射线分析中应用重原子同晶置换技术和计算机技术分别于1957和1959年阐明了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的立体结构。1965年中国科学家合成了有生物活性的胰岛素，首先实现了蛋白质的人工合成。 另一方面，M德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒，因此是研究生物体自我复制的理想材料。1940年GW比德尔和EL塔特姆提出了“一个基因，一个酶”的假设，即基因的功能在于决定酶的结构，且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年OT埃弗里等研究细菌中的转化现象，证明了DNA是遗传物质。1953年JD沃森和FHC克里克提出了DNA的双螺旋结构，开创了分子生物学的新纪元。在此基础上提出的中心法则，描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年F雅各布和J莫诺提出了操纵子的概念，解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期，关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚，基因的奥秘也随之而开始解开了。 仅仅30年左右的时间，分子生物学经历了从大胆的科学假说，到经过大量的实验研究，从而建立了本学科的理论基础。进入70年代，由于重组DNA研究的突破，基因工程已经在实际应用中开花结果，根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。 基本内容 蛋白质体系 蛋白质的结构单位是α-氨基酸。常见的氨基酸共20种。它们以不同的顺序排列可以为生命世界提供天文数字的各种各样的蛋白质。 蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构，也叫化学结构，是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构，称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间的各种盘绕和卷曲为三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的，亚单位间的相互关系叫四级结构。 蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系，这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。 随着结构分析技术的发展，现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。 发现和鉴定具有新功能的蛋白质，仍是蛋白质研究的内容。例如与基因调控和高级神经活动有关的蛋白质的研究现在很受重视。 蛋白质－核酸体系 生物体的遗传特征主要由核酸决定。绝大多数生物的基因都由 DNA构成。简单的病毒，如λ噬菌体的基因组是由 46000个核苷酸按一定顺序组成的一条双股DNA（由于是双股DNA，通常以碱基对计算其长度）。细菌，如大肠杆菌的基因组，含4×106碱基对。人体细胞染色体上所含DNA为3×109碱基对。 遗传信息要在子代的生命活动中表现出来，需要通过复制、转录和转译。复制是以亲代 DNA为模板合成子代 DNA分子。转录是根据DNA的核苷酸序列决定一类RNA分子中的核苷酸序列；后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列，就是转译。因为这一类RNA起着信息传递作用，故称信使核糖核酸(mRNA)。由于构成RNA的核苷酸是4种，而蛋白质中却有20种氨基酸，它们的对应关系是由mRNA分子中以一定顺序相连的 3个核苷酸来决定一种氨基酸，这就是三联体遗传密码。 基因在表达其性状的过程中贯串着核酸与核酸、核酸与蛋白质的相互作用。DNA复制时，双股螺旋在解旋酶的作用下被拆开，然后DNA聚合酶以亲代DNA链为模板，复制出子代 DNA链。转录是在 RNA聚合酶的催化下完成的。转译的场所核糖核蛋白体是核酸和蛋白质的复合体，根据mRNA的编码，在酶的催化下，把氨基酸连接成完整的肽链。基因表达的调节控制也是通过生物大分子的相互作用而实现的。如大肠杆菌乳糖操纵子上的操纵基因通过与阻遏蛋白的相互作用控制基因的开关。真核细胞染色质所含的非组蛋白在转录的调控中具有特殊作用。正常情况下，真核细胞中仅2～15％基因被表达。这种选择性的转录与转译是细胞分化的基础。 蛋白质－脂质体系 生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。 1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征：其基本骨架是脂双层结构。膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。膜脂和膜蛋白均处于不停的运动状态。 生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。象海带能从海水中把碘浓缩 3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。 生物体的能量转换主要在膜上进行。生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。对于这两种能量转换的机制，P米切尔提出的化学渗透学说得到了越来越多的证据。生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70％左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40％，所以生物力能学的研究很受重视。对生物膜能量转换的深入了解和模拟将会对人类更有效地利用能量作出贡献。 生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。 对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看，寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。 理论意义和应用 分子生物学的成就说明：生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。 物理学的成就证明，一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成，说明了物质世界结构上的高度一致，揭示了物质世界的本质，从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样，分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平。 过去生物进化的研究，主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展，比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构，即可根据差异的程度，来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树，与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先，构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次，根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的，因而也是更准确的概念。第三，对于形态结构非常简单的微生物的进化，则只有用这种方法才能得到可靠结果。 高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象，过去多是在细胞乃至整体水平上研究，近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如，在高等动物学习与记忆的过程中，大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化，并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如，“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现，有一种重要的神经传递介质（5-羟色胺）和一种激素（褪黑激素）以及控制它们变化的一种酶，在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。 在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。 分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。[编辑本段]分子生物学的应用 1，亲子鉴定 近几年来，人类基因组研究的进展日新月异，而分子生物学技术也不断完善，随着基因组研究向各学科的不断渗透，这些学科的进展达到了前所未有的高度。在法医学上，STR位点和单核苷酸（SNP）位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心，是继RFLPs（限制性片段长度多态性）VNTRs（可变数量串联重复序列多态性）研究而发展起来的检测技术。作为最前沿的刑事生物技术，DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段，使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平，DNA检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。随着DNA技术的发展和应用，DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的，也是国际上公认的最好的一种方法。
CD44分子生物学特性及肿瘤关系的研究进展1 粘附分子CD44的研究进展 CD44是分布极为广泛的细胞表面跨膜糖蛋白，在淋巴细胞，成纤维细胞表面均能检测到它的表达[1，2]。CD44蛋白属于未分类的粘附分子，其正常功能是作为受体识别透明质酸（HA）和胶原蛋白Ⅰ、Ⅳ等，主要参与细胞-细胞，细胞-基质之间的特异性粘连过程。 1 CD44基因的定位与结构 人类CD44基因位于11号染色体短臂上，有20个高度保守的外显子，完整基因组在染色体DNA上大约跨越50kb。CD44基因的外显子按表达方式分为两种类型：一种是组成型外显子，另一种是V区变异型外显子。组成型外显子有10个，其中转录片段存在于所有CD44转录子中。仅含组成型外显子的CD44转录子，称为标准型CD44（CD44S），它编码361个氨基酸（Aa）。V区外显子也有10个，在基因组上位于第5和第6个组成型外显子之间，在染色体DNA中专25kb。含有V区外显子的CD44转录子统称为CD44拼接变异体（CD44V）。V区外显子的拼接方式非常特殊，它们既能以连续方式拼接，也能以跳跃方式拼接，参与拼接的V区外显子多少不一，从而使转录片段长短不一。目前通过PCR技术在许多细胞系中已发现10多种CD44V。早期发现血细胞的CD44分子（CD44H）为标准型。最先获得克隆的拼接变异体是含有CD44V8-10的CD44V，它主要存在于上皮细胞又称为上皮细胞型CD44V（CD44E）。目前对CD44的研究较多，如V3、V5、V6。 2 CD44分子的结构特征 从已知的cDNA序列推测，CD44S由341个Aa组成，N-末端起台于21位Aa，前面20个Aa为信号肽，紧接着是胞质外区域的248个Aa，第249个Aa至269位的21个是疏水性的，为跨膜区，其后是胞质内C-末端尾部有72个Aa。另外还有一种CD44S的短尾形式，其胞质内C-末端尾部仅3个Aa。这种Aa序列具有Ⅰ类膜蛋白的特征。Lokeshwar等[3]用实验观察CD44S分子的合成过程，发现CD44分子首先被合成43KD的蛋白前体，接着在内质网内进行N-糖基化，形成58KD的N-糖基化前体，其后在高尔基复合体内进行O-糖基化和其它翻译后修饰，形成最终的85-95KD分子。 1 CD44S胞质外结构域特征：CD44S分子信号肽的N-末端的130Aa内编码了5个Asn-x-Ser/Thr序列和6个半胱氨酸残基，前者是5个N-糖苷键连接位点，其中3个被利用。6个半胱酸形成3个二硫键，形成球形结构域，这一球形结构域的重要特征是与动物连接蛋白有较高的同源性。有两个区域与透明质酸结合，分别是21-45Aa，135-195Aa。 CD44S的胞外近膜区存在一个56Aa的结构域（161Arg-216Asp），含有19个ser和Thr残基，常以2～4个成簇，这些是已知的O-糖基化位点特征，表明CD44有7个潜在的O-糖基化位点，其中4～5个位点被利用。此外这一区域含有4个Ser-Gly二肽，是潜在的硫酸软骨素连接位点。并且已得到证实，CD44分子加上硫酸软骨素后，与其结合细胞外基质的能力有关，包括Ⅰ型胶原、层粘边蛋白、纤粘连蛋白。 CD44分子细胞膜外区域有多个潜在的N-糖苷键连接位点，可连换多个碳水化合物，不仅与分子成熟过程中的翻译后修饰有关，也与细胞的功能状态有关。糖基化赋予CD44分子异质性，而其异质性与不同的O-糖基化程度有关，这种现象是CD44分子所特有的。这种新的糖基化调节方式在CD44S结合不同的细胞外基质成分的能力方面超着重要作用。深入研究这一分子的糖基化调节机制及生物功能方面的联系是十分有意义的。 2 CD44S胞质内结构特征：CD44S分子第249-269跨膜区的Aa序列中存在一个半胱氨酸残基，代表着一个潜在的脂酰化位点，这一位点可与软脂酸连接导致CD44分子脂酰化。在CD44S的胞质内区域尾部存在一结构域可与锚蛋白（ankyntn)结合。胞质内尾部序列有5个保守的丝氨酸残基，可作为蛋白激酶C（PKC）的底物被磷化[4]。上述脂酰化过程均可增强CD44S分子与锚蛋白的结合能力。比较CD44S和其他G蛋白的序列发现存在4个 同源性高的区域，实验证实CD44还是一种GTP结合蛋白，可结合GDP底物并且有GTP酶活性，显著增强CD44与锚蛋白的相互作用[5]。在CD44合成过程的各种中间产物，发现均有锚蛋白结合位点和结合活性，提示糖基化对锚蛋白结合位点的形成无关，并且结合锚蛋白对于CD44分子的输送和信号传导功能起重要作用。 3 CD44V的特征：目前发现10个V外显子编码的氨基酸中有约30%的丝、苏氯酸残基，具有广泛潜在O-糖基化位点，如：V6具有潜在的O-糖基化位点。V3外显子序列分析中发现Ser-Gly-Ser-Gly片段，它可结合硫酸肝素，结合硫酸肝素后的CD44V能与碱性成纤维细胞生长因子（b-FGF）结合肝素的表皮生长（HBEGF）因子结合，此结果提示这种CD44参与了传递细胞因子的过程。 3 CD44蛋白的主要功能 CD44基因编码合成的CD44蛋白具有一系列功能，包括：①作为导向性受体，调节淋巴细胞在血液和淋巴液间的运行，即淋巴细胞归巢或再循环[6]。②在淋巴细胞自溶、离体淋巴细胞的活化中发挥作用。③促进成纤维细胞和淋巴细胞与胞外基质成分如透明质酸、硫酸软骨素、纤维素、糖原等的粘附。④参与信号传递蛋白可影响蛋白在细胞间的位置，刺激其分泌特异的生长因子具不同的传导作用。⑤结合并中和透明质酸，该作用类似于清除间质组织。⑥调节药物的吸收及细胞对药物的敏感性。 究竟是何种CD44蛋白参与了何种调节，至今不清楚，选择性剪切过程中的多样性CD44蛋白与细胞结合的多样性也表明其中有重要的协间或调节功能[7]。有研究认为，跨膜的CD44糖蛋白，其膜外成分的变异与细胞粘附及导向作用有关[8]。，而胞内分子的尾部则与活化T淋巴细胞的潜在作用有关，而且胞内分子长度可调节蛋白激酶A/C位置，影响细胞的信号传递[9]。 2 CD44分子在肿瘤细胞中的表达 1989年Stamenkevie等使用不同的单抗分离和克隆了一个编码CD44标准型的cDNA，该基因不仅由淋巴样细胞表达，也可由不同的癌细胞系包括实体瘤典型标本中表达。在裸鼠研究某些人的转移癌时发现，CD44基因表达在转移中起作用。在大鼠胰腺癌细胞中非转移性细胞株只表达标准CD44（CD44S），而转移性细胞株表达CD44V，而且将CD44V变异体cDNA转染到非转移性的细胞株可引起转移[10]。Hofmann[11]用 notherm印迹法研究了20多个体外培养的人癌细胞系，也发现许多肿瘤组织能表达CD44V，但在不同细胞中V区外显子的转录拼接模式不尽相同。第一份临床肿瘤标本（结肠癌）的检测结果是1992年由英国年津大学病理实验室的研究人员首先报道的，以后人们应用免疫组化及RNA-cDNA-PCR印迹杂交在肺癌、结肠癌、食道癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、宫颈癌、肾癌和非何杰金淋巴瘤等中发现有CD44V表达。认为CD44V5、CD44V6的表达与肿瘤进展程度、转移及预后密切相关[12]。对于各种癌的实验研究已经进入肿瘤的发生、生长、转移增殖潜能及预后复发各环节与CD44分子表达的相关性，并提出实验数据和假说加以论证。 1 CD44分子与肿瘤的发生、生长、发展 癌的发生发展与癌基因（c-erb2、c-myc， ras）和抑癌基因（P53，nm23）等异常表达有关。有研究表明CD44异常表达可早于ras、P53等基因的异常，所以CD44的变异可能与ras部基因激活有关，是癌形成的一个因素[13]。Muider[14]对结肠癌肿瘤P53突变和CD44蛋白的研究，在结肠肿瘤各期中观察到有统计显著性的P53、CD44V6表达增强的趋势，P53和CD44V6表达间有显著相关性。P53被认为监视基因突变的“分子警察”，失活的P53可引起失控的肿瘤生长，因此P53突变引起失去最后控制时，V6‘表型获得明显的生长优势’。郭亚军等[15]用抗CD44的单抗以阻断其与透明质酸的结合，从而抑制CD44阳性的肿瘤细胞在体内的生长。他推测肿瘤细胞的生长可能是CD44阳性的细胞能与细胞外基质（ECM）中的透明质酸结合，从而获得附着性，并更易从ECM中获得生长因子。FasanoM等[16]报道成人非肿瘤患者肺泡Ⅰ型上皮不表达CD44V6。Ⅱ型上皮细胞和基 底细胞有CD44V6低量表达，Ⅱ型细胞与基底细胞属于干细胞，估计CD44V6对于肺生长有重要意义。所以认为CD44V6对于幼稚细胞生长和对于肿瘤细胞生长的机理可能相似。Lu等[17]发现在宫颈腺癌，无论是原位癌还是浸润癌均有CD44S弥漫表达，且浸润癌比原位癌明显高表达CD44S，几乎所有的原位癌与浸润癌CD44V9均增加，仅有较少的浸润癌表达CD44V4与CD44V6，而原位癌几乎不表达。说明宫颈上皮的癌变与CD44S和几种CD44V表达的量变和质变有关。 2 分子表达与肿瘤的转移、侵润 Matsumura等[18]用PCR技术检测了转移性结肠癌、非转移性结肠癌、正常结肠粘膜的CD44基因表达活性，发现转移性结肠癌细胞CD44变异拼接外显子表达明显增强。Pales等[19]用单克隆抗体检测以CD44表达情况发现，在人类结肠癌标本中，CD44V在浸润和转移的肿瘤中呈阳性表达，并认为CD44V的表达可作为结肠肿瘤浸润的标志。Herrtich[20]研究发现在一些分化不良的息肉中检测以V6外显子在肿瘤浸润中有增强的高频率表达，推测表达CD44V6的肿瘤细胞能够有利于癌细胞浸润和转移的条件。 Granberg等[21]发现在支气管类癌瘤患者，表达CD44S可减低远距离转移，CD44V77-8阳性肿瘤降低远距离转移风险，CD44V9阳性可降低远距离转移及死亡，而CD44V4、CD44V5、CD44V10与临床结果无关，证明支气管类癌瘤具有潜在恶性，CD44S、V7-8、V9阳性可能引起较好的临床结果，可以考虑作为预后评估的指标。 关于CD44V与肿瘤转移相关性的假说如下：激活的淋巴细胞和转移的癌细胞具有许多共性，即都有很强的侵出行为，均有可逆的粘附接触过程进行细胞迁移，在引流淋巴结中两类细胞皆能大量积聚和快速增殖，最后它们都能释放到循环系统，并通过外渗作用进入周围组织，这些相似性很可能基于CD44V6在二者中的共同作用，提示CD44V6在淋巴细胞活化中的作用机理与CD44V6在肿瘤转移中作用机理是相同的。即CD44V6高表达的癌细胞可能获得淋巴细胞“伪装”，逃避人体免疫系统的识别和杀伤，更易进入淋巴结，形成转移[10]。 有结论认为CD44V6变异体可能通过促进癌细胞与血管内皮细胞和细胞外基质的粘附，促进肿瘤细胞向基质侵袭，从而影响肿瘤细胞的迁移和运动能力。也有结论认为CD44V6可能通过影响癌细胞的骨架构像和分布，从而影响癌细胞的运动能力，而影响癌转移。 3 CD44分子对治疗肿瘤的展望 因为CD44V6对于肿瘤的发生、发展都有一定的相关性，推测CD44V6与肿瘤的分型、分化、分期有一定关系，如果这种关系得以明确，我们就可以通过癌组织CD44V6的表达程度来判断癌的类型，所处时期来进行适当治疗。 有研究认为CD44V6的表达要先于抑癌基因的表达，如果能够检测出CD44异常表达，则对于癌的早期诊断有密切关系。已有研究表明，CD44V6可用于诊断。如1997年吴忠等报道，应用RT-PCR技术检测CD44V6在30例尿液标本脱落细胞检测到CD44V6的表达，而在膀胱炎患者和正常志愿者未检测到CD44V6的表达。 肿瘤的转移是癌症患者的主要死亡原因，Seiter等[10]用抗CD44变异型蛋白的抗体与CD44变异型产物相结合，显示鼠癌细胞的转移潜能被终止，这也为大肠癌的治疗提供了又一个可能途径。 手术切除的肿瘤标本中如有CD44V6蛋白阳性，常会伴术后肿瘤再发或远处转移。CD44V6可作为一种有效的癌预后的标志物，用以指导治疗方案的制定。 CD44基因及其选择性剪切在癌的预测、早期诊断、病情进展、转移潜能与预后的估计等方面具有很大的潜在价值。随着分子生物学不断的发展，癌基因研究的不断深入，相信该基因对癌的预测、诊断、治疗、预后的价值会得到更加全面的认识。
