二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容

細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容十分廣泛，從其發(fā)展的歷程來(lái)看，各個(gè)不同時(shí)期都有它的研究重點(diǎn)，并與醫(yī)學(xué)有著密切的關(guān)系。當(dāng)今細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容，大致歸納為以下研究領(lǐng)域。

（一）細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)

細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所，是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。染色體（chromosome）位于細(xì)胞核內(nèi)，由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成，是遺傳物質(zhì)的載體。遺傳信息由DNA→mRNA→蛋白質(zhì)傳遞過(guò)程中，在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、在細(xì)胞質(zhì)中翻譯，真核細(xì)胞多基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)賦予細(xì)胞更為復(fù)雜的功能。目前，真核基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄前、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后水平和翻譯、翻譯后水平調(diào)控的研究正方興未艾，將有助于深入解釋生命的本質(zhì)。

（二）細(xì)胞膜與細(xì)胞器

細(xì)胞膜（cell membrane）使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與環(huán)境之間進(jìn)行的物質(zhì)能量交換及信息傳遞過(guò)程中也起著決定作用。細(xì)胞器是細(xì)胞內(nèi)具有一定形態(tài)的功能性結(jié)構(gòu)，包括線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和液泡等膜相結(jié)構(gòu)以及核糖體、中心體和細(xì)胞骨架等非膜相結(jié)構(gòu)。生命科學(xué)中的許多重大問(wèn)題都與細(xì)胞膜和細(xì)胞器有著重要關(guān)系，近年來(lái)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、功能間的關(guān)聯(lián)機(jī)制以及膜蛋白、分泌蛋白在膜性細(xì)胞器與細(xì)胞膜間的傳遞機(jī)制成為細(xì)胞生物學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

（三）細(xì)胞骨架體系

細(xì)胞骨架體系是由蛋白質(zhì)分子搭建起的骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，包括細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架。細(xì)胞骨架在時(shí)間和空間上受細(xì)胞內(nèi)外因素的調(diào)控，并隨細(xì)胞的各種生理活動(dòng)狀態(tài)而發(fā)生動(dòng)態(tài)改變。細(xì)胞骨架不僅具有保持細(xì)胞形態(tài)、維持細(xì)胞內(nèi)各結(jié)構(gòu)成分有序性排列的作用，而且還與細(xì)胞的多種生命活動(dòng)如細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞增殖分裂、細(xì)胞分化、細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換、基因表達(dá)等密切相關(guān)。

（四）細(xì)胞增殖及其調(diào)控

細(xì)胞正常的增殖、分化與衰老維持著有機(jī)體自身的穩(wěn)定，細(xì)胞周期的異常會(huì)導(dǎo)致這一系列過(guò)程的紊亂。細(xì)胞增殖是通過(guò)細(xì)胞周期來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以研究細(xì)胞增殖的基本規(guī)律及細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制，是控制機(jī)體生長(zhǎng)和發(fā)育的基礎(chǔ)。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三類(lèi)細(xì)胞周期調(diào)控因子，如細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制物，它們之間的相互作用調(diào)節(jié)著細(xì)胞周期的進(jìn)程。隨著研究的不斷深入，將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的調(diào)控因子，并對(duì)調(diào)控機(jī)制有更深入的了解，這對(duì)促進(jìn)生物生長(zhǎng)與發(fā)育、抑制腫瘤發(fā)生及發(fā)展具有重大的理論意義。

（五）細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化

細(xì)胞生長(zhǎng)主要指細(xì)胞體積的增大，表現(xiàn)為細(xì)胞干重、蛋白質(zhì)及核酸含量的增加，細(xì)胞間質(zhì)的增加也是細(xì)胞生長(zhǎng)的一種形式。細(xì)胞生長(zhǎng)受到細(xì)胞表面積與體積比、細(xì)胞核質(zhì)比等因素的限制。細(xì)胞分化完成后并不是所有的細(xì)胞都有生長(zhǎng)的過(guò)程，大多數(shù)組織器官都是通過(guò)不斷地細(xì)胞分裂以增加細(xì)胞數(shù)量的方式實(shí)現(xiàn)器官的生長(zhǎng)，少數(shù)細(xì)胞（如神經(jīng)元細(xì)胞）是通過(guò)增大細(xì)胞體積的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)，特別是神經(jīng)元細(xì)胞軸突部分的不斷伸長(zhǎng)。

細(xì)胞分化是細(xì)胞在信號(hào)介導(dǎo)下引發(fā)組織特異性基因表達(dá)的過(guò)程，即同一來(lái)源的細(xì)胞逐漸分化成具有特有形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生化特征細(xì)胞群的過(guò)程，是從化學(xué)分化到形態(tài)、功能分化的過(guò)程。

（六）細(xì)胞的衰老和凋亡

細(xì)胞衰老的研究是研究生物體壽命的基礎(chǔ)，但細(xì)胞的衰老與機(jī)體的衰老是兩個(gè)相關(guān)但又不同的概念。目前有關(guān)衰老的研究已進(jìn)入分子水平，如探索衰老相關(guān)基因（senescence associated gene）、癌基因或抑癌基因與細(xì)胞衰老的關(guān)系，染色體端粒與細(xì)胞衰老的關(guān)系等。通過(guò)對(duì)細(xì)胞衰老機(jī)制的研究，可望了解生物體衰老的規(guī)律，對(duì)治療惡性腫瘤、機(jī)體早衰等疾病具有重要意義。

細(xì)胞凋亡（apoptosis）是由一系列基因控制并受復(fù)雜信號(hào)調(diào)控的細(xì)胞自然死亡現(xiàn)象，是生物體正常生理發(fā)育與病理過(guò)程的重要平衡因素。細(xì)胞凋亡與個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育以及疾病的發(fā)生與防治密切相關(guān)。

（七）細(xì)胞通訊和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞外因子通過(guò)與受體（膜受體或核受體）結(jié)合，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，并通過(guò)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制引起細(xì)胞各種生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)存在著十分復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用是信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的基礎(chǔ)。因此，闡明細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制對(duì)了解有機(jī)體生命活動(dòng)具有極其重要的意義。

（八）干細(xì)胞及其應(yīng)用

干細(xì)胞是一類(lèi)具有自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞，在一定條件下可以分化成各類(lèi)細(xì)胞。干細(xì)胞分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞兩類(lèi)，前者為全能干細(xì)胞，后者為多能干細(xì)胞或單能干細(xì)胞。干細(xì)胞的發(fā)育受多種內(nèi)在機(jī)制和微環(huán)境因素的影響。目前，人類(lèi)胚胎干細(xì)胞已可以在體外培養(yǎng)，成體干細(xì)胞也可誘導(dǎo)分化為多種其他類(lèi)型的細(xì)胞和組織，為干細(xì)胞的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。盡管出于社會(huì)倫理學(xué)方面的原因，人類(lèi)胚胎干細(xì)胞的研究工作在全世界范圍內(nèi)引起了很大的爭(zhēng)議，但人類(lèi)胚胎干細(xì)胞的研究是當(dāng)前生物工程領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一，在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究或臨床應(yīng)用等方面，均具有重要的意義。

（九）細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是細(xì)胞生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)的交叉領(lǐng)域，也是生物工程的重要組成部分。利用細(xì)胞融合、核質(zhì)移植、染色體或基因移植等技術(shù)，按照人們的設(shè)計(jì)藍(lán)圖改造細(xì)胞的某些生物學(xué)特性，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的細(xì)胞和組織培養(yǎng)。利用哺乳動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)獲得無(wú)性繁殖的胚胎與個(gè)體，是細(xì)胞工程最具有創(chuàng)新性的工作之一。