細胞培養(yǎng)在植物組培、疫苗和干擾素、干細胞生產(chǎn)中的應用

(1)植物組織培養(yǎng)  

根據(jù)植物細胞全能性學說，植物的器官、組織、細胞甚至是去除了細胞壁的原生質(zhì)體都可以進行離體培養(yǎng)，稱為廣義的植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)可應用于優(yōu)良品種的快速繁殖、病毒的脫除、單倍體育種、種質(zhì)資源的保存及遺傳轉(zhuǎn)化等方面，其中離體快繁和脫毒應用最多，效果也明顯。  

對于一些常規(guī)繁殖困難的植物，通過組織培養(yǎng)不僅大大加快了它們的繁殖速度，而且繁殖過程不受季節(jié)和時間的限制，在短時間內(nèi)可以獲得大量遺傳性狀一致的幼苗。多種植物如蘭花、康乃馨、香蕉、草莓等已經(jīng)應用于組培工廠化生產(chǎn)中，并取得了良好的經(jīng)濟效益。許多植物的母體植株受到病毒的侵染后，會通過無性繁殖的方式傳遞給下一代，造成產(chǎn)量和品質(zhì)的嚴重下降，如柑橘的衰退病和黃龍病、葡萄的扇葉病、草莓的病毒病及馬鈴薯的退化病等曾使許多國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受巨大的損失。目前還沒有治療植物病毒病的有效藥物，但在感病植株大小約為0.3～0.5mm的莖尖中卻幾乎不存在病毒，因此可以通過微莖尖離體培養(yǎng)來獲得脫毒苗，這種方法也已應用到實際生產(chǎn)中。  

(2)植物次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)  

隨著野生植物資源的破壞和日益短缺，通過傳統(tǒng)的分離提取方法制備食品添加劑、殺蟲劑、精細化工產(chǎn)品等次生代謝產(chǎn)物已滿足不了市場的需求，利用植物細胞生物反應器大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品成為緩解這一矛盾的有效途徑。如從紅豆杉懸浮細胞培養(yǎng)液中可提取抗癌藥物紫杉醇；從紫草細胞中可以提取治療燒傷和痔瘡的紫草寧；從青蒿細胞培養(yǎng)物中提取治療瘧疾的**；培養(yǎng)甜葉菊細胞可提取甜度*的天然甜味劑，用于食品添加劑；萬壽菊的培養(yǎng)細胞中可以分離農(nóng)藥噻吩烷；通過銀膠菊液體懸浮細胞大規(guī)模生產(chǎn)提取橡膠等。  

(3)疫苗和干擾素  

疫苗是動物細胞大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)應用尤為成熟的一種產(chǎn)品，是預防乙肝、百日咳、乙腦和狂犬病等傳染病的有效藥物。根據(jù)制備方法不同，疫苗可分為滅活疫苗、減毒活疫苗、基因重組疫苗和核酸疫苗。目前我國生產(chǎn)的乙肝疫苗均為基因重組疫苗，即通過基因工程技術(shù)，將乙型肝炎表面抗原的基因片段導入到倉鼠卵巢細胞內(nèi)，進行細胞大規(guī)模培養(yǎng)后，從培養(yǎng)液中分離純化乙肝表面抗原，然后加入氫氧化鋁制成成品。也可構(gòu)建含有乙肝表面抗原基因的重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化到酵母細胞中大量培養(yǎng)，從產(chǎn)物中純化乙肝疫苗。  

干擾素是一組具有多種功能的活性蛋白質(zhì)，可以從白細胞、成纖維母細胞、T細胞或重組細胞的大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)物中制取。在醫(yī)學中是治療慢性乙肝、丙肝等疾病的抗病毒類藥物。它本身并不能直接滅活病毒，但糖蛋白具有多種生物活性，在組織細胞受到病毒侵染后，能夠調(diào)節(jié)機體免疫應答系統(tǒng)作用，抑制病毒的復制，使血清轉(zhuǎn)氨酶恢復正常，達到治療的目的。  

(4)干細胞  

干細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞，包括胚胎干細胞和成體干細胞。胚胎干細胞指具有分化發(fā)育為幾乎所有類型組織和細胞能力的細胞，主要由早期胚胎中獲得，所以在倫理方面存在很大爭議，目前只處于實驗研究階段。成體干細胞指成體組織內(nèi)具有分化成一種或一種以上類型組織和細胞能力的未成熟細胞，雖然成體干細胞只能分化為特定的細胞或組織，但由于來源豐富，體外誘導條件也相對成熟，因此在臨床治療中得到了廣泛的應用。  

干細胞經(jīng)過培養(yǎng)后分化形成的特異細胞，可以用于組織和器官的修復再生。如用神經(jīng)干細胞治療神經(jīng)變性疾病帕金森綜合征，用胰島干細胞治療糖尿病，利用心肌干細胞修復壞死的心肌等。此外，通過胚胎干細胞和基因治療相結(jié)合的技術(shù)，可以矯正缺陷基因。當發(fā)現(xiàn)早期胚胎由于某種基因的缺陷將會導致基因缺陷病時，就可以收集部分胚胎干細胞，通過基因工程技術(shù)用正常的基因取代干細胞中的缺陷基因，再將修復的胚胎干細胞嵌入到胚胎中，可以生產(chǎn)出正常的嬰兒。由于干細胞可以治療多種傳統(tǒng)醫(yī)學方法不能治療的疑難雜癥，因此成為生命科學中的一個研究熱點，有著廣泛的應用前景。