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《细胞简史》:打开细胞世界的大门,解密细胞治疗的未来

2016年11月,杨乃文发行了自己的第六章专辑,里边有一首歌叫《推开世界的门》,其实这首歌跟我今天介绍的一本书好像——《细胞简史》打开细胞世界的大门,下面就让我详细来说说跟各位一起来推开细胞世界的大门吧!

一、细胞是如何被发现的?

“光学显微镜之父”安东尼·范·列文虎克利用自制的显微镜观察到了红细胞等活体细胞。可惜,他作为业余爱好者并没有在第一时间权威地发布这个发现。

同时,在英国,博物学家罗伯特·胡克观察到了死去的植物细胞!1665年,他把这一发现写进了著作《显微图谱》中,并把这些观察到的植物细胞命名为cell,英文原意就是“小隔间”。这是人类历史上第一次有关细胞发现的记载。

细胞的内部有什么呢?

动物细胞从外到里依次分为三层,分别是细胞膜、细胞质和细胞核。

1.细胞膜

细胞膜顾名思义是一层薄薄的膜状结构。它在细胞的最外层,不仅能起到保护细胞的作用,还能在细胞内外传输物质。比如,细胞膜能够吸收外部的营养物质,再把细胞内的代谢废物排出去。

2.细胞质

细胞质的构成非常复杂,里面有水、可溶性酶、糖、无机盐等。不过其中最重要的功能结构是细胞骨架和各种细胞器。

3.细胞核

细胞核的重要使命就是保存遗传物质。所谓的遗传物质主要就是脱氧核糖核酸,也就是DNA。

DNA是怎么一步步被发现的呢?

19世纪中叶,来自奥地利的生物学家格雷戈尔·孟德尔发现豌豆不同性状的产生是有规律可循的,也就是分离规律和自由组合规律——这两大遗传定律。孟德尔也因为这两大发现被称为“现代遗传学之父”。

在孟德尔的研究成果的基础上,人们开始探寻遗传因子究竟是什么物质。

1944年,美国细菌学家奥斯瓦尔德·西奥多·艾弗里把平滑型肺炎球菌里的一种名为脱氧核糖核酸的物质放入了粗糙型肺炎球菌中,他惊喜地发现,粗糙型的肺炎球菌被转化成了平滑型的肺炎球菌,并稳定地进行了几代的自我复制。这一实验证实了脱氧核糖核酸,也就是DNA,就是遗传物质!

1953年,英国生物学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克利用X射线衍射技术进行观察,发现DNA是螺旋形的,像是螺旋向上的梯子,这就是著名的DNA双螺旋结构。

二、我们体内有哪些重要细胞?

1.大脑——神经元细胞

人类一切心理活动的基础是大脑,大脑的功能单位是神经元细胞。

不同神经元细胞的细线会在彼此之间传递微电流。大脑的思考、对身体做出的各种指示,都要依靠这些神经元细胞之间的交流。

2.眼睛——视锥细胞和视杆细胞

光线照射到眼球外层的角膜后,会经过瞳孔和晶状体,聚焦到视网膜上。视网膜上的感光细胞,包括视锥细胞和视杆细胞,它们可以感受光线刺激,并把刺激信号投递到神经元上,最后这些信号会在大脑的处理下产生视觉图像。

3.心脏——心肌细胞

心脏的跳动,一方面受到神经系统的调控,另一方面主要靠节律性收缩的心肌细胞。

4.血细胞

血液之所以呈现出鲜红的颜色,主要就是因为红细胞。除此以外,血液中还有很多其他类型的细胞,包括大名鼎鼎的免疫细胞们——包括T细胞、B细胞、NK细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和单核细胞等。

三、什么是细胞治疗和基因编辑?

1.细胞治疗

细胞治疗就是利用细胞对组织、器官进行修复的治疗方法。比如造血干细胞移植,也就是俗称的骨髓移植,就是一种主要针对血液类疾病的细胞治疗法。

2.基因编辑技术

而基因编辑技术就是生物学家们采用人工方法,精准地识别这个出错的位置,先采用剪切的方法,将错误的部分去除,再利用合成的方法添加正确的序列。

3.细胞治疗与基因编辑联合——肿瘤免疫细胞疗法

免疫细胞是我们体内对抗外来入侵和自身炎症的重要武器,然而,肿瘤细胞是由体内正常细胞演变而来的,因此,自身的免疫细胞很难识别它们。于是,科学家们就利用基因编辑技术,在免疫细胞上增加了可以高效识别肿瘤细胞的特殊蛋白。经过基因改造后的免疫细胞就会有目标地去寻找肿瘤细胞,从而做到高效且精准地杀死肿瘤细胞,达到治疗肿瘤的目的。

学术出版科普化,是一个行之有效的将专业学术资源向大众普及的途径,《细胞简史》的出版就是一个很好的例子。上海交大社追求将优秀的学术成果以深入浅出的讲述方式呈现在广大读者面前,从而提高大众对科学知识、学术类科普图书的关注与兴趣,进而推进学术出版普及化、大众化发展。比如,上海交大社围绕科学家精神策划出版的《科技重塑中国》《科技成就中国》《钱学森精神读本》《雪龙探极:中国极地事业发展史》等,在市场上均有较好的表现。新近,还推出《新时代榜样科学家》《于无声处:黄旭华传》《两个身份 一个信仰:钱学森的选择与成长》。再如“走进美丽的核科学世界系列”的《守护你的甲状腺——核医学有绝招》《漫话核医学与骨骼健康》荣获第四届中国核学会科普奖,《唯爱健康“医”讲就懂》入选“中国医界好书·医学科普类”。从“科学家精神”书系、“走进美丽的核科学世界系列”,到即将推出的“国之重器”书系等,科普已逐步成为上海交大社的重要产品线。

科普是社会责任,也是推动公众健康的渠道,健康科普更是连接医学专业知识与社会大众需求的重要桥梁。面向“健康中国2030”的国家战略,培养优秀的健康科普人才、创作高质量的健康科普作品势在必行。本书作者所在单位——瑞金医院,一直致力于打造一系列“真正独一无二的、高质量的、原创的科普作品”,并通过这些作品,培养一支队伍,锻炼一批人才,最终服务于大众健康,本书正是这一战略下的成果结晶。

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