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第26章 细胞工程篇（第1页）

细胞工程的发展历史可以追溯到17世纪，当时英国科学家罗伯特·胡克首次使用显微镜观察到了细胞。19世纪，施莱登和施旺提出了细胞学说，这是细胞工程发展的重要基础。20世纪初，哈伯兰特提出了植物细胞全能性的理论，这为植物细胞工程的发展奠定了基础。

在20世纪60年代，科金等人用纤维素酶来分离植物原生质体并获得成功，这是植物细胞工程的重要突破。1975年，米尔斯坦和科勒将免疫小鼠的脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞进行融合，获得了既能在体外无限繁殖，又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞，这是动物细胞工程的重要进展。

1978年，英国剑桥大学生理学家罗伯特·爱德华采用胚胎工程技术成功培育出世界首例试管婴儿。1997年，英国首次克隆出绵羊“多莉”，这是哺乳动物体细胞核克隆时代的到来。

21世纪以来，细胞工程技术不断发展，包括试管植物、试管动物、转基因生物反应器等相继问世。以色列用胚胎干细胞培养出人类心脏组织，可以正常跳动，以及美国培养的造血先驱细胞、中国培养的胃和肠粘膜组织等。

细胞工程的发展历史是一个不断探索和创新的过程，它涉及到细胞培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程、胚胎工程等多个领域，为生命科学、农业、医药、食品、环境保护等领域的发展提供了重要支持。

以下是一些涉及细胞工程的上市公司：

中源协和（）是一家以“精准医疗造福人类”为愿景的生命科技创新型企业。公司围绕“精准预防”“精准诊断”“细胞治疗”三大板块，主营业务覆盖细胞检测制备及存储，体外诊断原料、体外诊断试剂和器械的研产销，生物基因、蛋白、抗体等科研试剂产品，基因检测服务，干细胞、免疫细胞临床应用的研发等“精准医疗”产业链。公司拥有先进的细胞技术和全国性细胞资源存储网络，是国家重要的细胞技术产品研发及转化基地之一。

上海细胞治疗集团是中国首家且唯一覆盖细胞医疗健康全价值链的公司。其业务包括细胞储存、肿瘤医疗、细胞药物和细胞充能四大板块。公司自研了三大技术平台：纳米抗体细胞导航与控制平台、非病毒基因写入平台、核酸合成与递送平台等。上海细胞治疗集团在免疫细胞储存业务排名第一，并且是CAR-T细胞疗法实体瘤领域的先锋。

这些公司在细胞工程领域的研究和开发上都有显着的进展，并且在市场上有一定的影响力。

细胞工程是生物工程的一个重要方面，涉及细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等技术领域。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。

细胞工程在农业方面的应用主要包括改良作物品种，提高作物的抗病虫害能力、耐旱性和产量。例如，通过基因编辑技术可以改良经济作物的品种，使其产量更高、抗病性更强等；利用细胞工程技术，改良畜禽品种，使其抗病性更强、生长速度更快，且能适应更恶劣的环境。

在医学领域，细胞工程技术被广泛用于疾病的治疗和预防。例如，通过基因编辑技术，科学家们能够精确修改病人体内的细胞，治疗遗传性疾病。此外，利用干细胞技术，研究人员能够培养出各种组织和器官，为器官移植提供新的解决方案，减轻供体器官短缺的问题。

细胞工程在生物药物生产领域有着重要的应用。将承担生产生物药物的细胞进行基因改造、组织培养等技术手段，从而提高生产效率和精准度。例如目前广泛用于生产抗癌药品的奥曲肽，其制备过程就包括细胞工程技术，基因编辑可使其生成的蛋白质更高效，制品质量更高。

细胞工程技术可以用于处理环境污染，例如通过基因工程改造微生物，使其能够更有效地降解环境中的有害物质。此外，细胞工程技术还可以用于生产生物燃料，推动绿色能源的发展。

在食品领域，细胞工程技术可以用于改良食品的营养成分、口感和保质期等。例如，通过基因编辑技术改良血红蛋白，使其在肉制品中扩散得更均匀，且不会影响味道。

随着科学的发展和人们对生命科学的深入探索，细胞工程技术必将会在更多领域发挥越来越重要的作用。

细胞工程作为一门跨学科的前沿科学，涵盖了生物学、工程学、材料学等多个领域，其未来的布局和发展趋势将围绕以下几个方面展开：

通过人工手段合理地改变生物行为，将焦点放于重新连接细胞的外部输入和输出特性，无论是对于进化还是工程化，都提供了一个更为简单的概念框架，提供了一种方法来将分子尺度的部分与生理功能联系起来，保留了有效地操纵其在多细胞环境中工作方式的可能性。

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构建细胞工程的另一种有效方式，则是能够可控地“按下细胞的按钮”，以触发适当的核心调控网络变化。近年来发现的光遗传学或化学遗传学控制的受体，就为相关研究提供了一种使用正交光或小分子输入来触发下游反应的方法。

细胞工程领域中最为先进也是研究最充分的可应用系统，就是工程化免疫细胞用于癌症治疗。但这些系统不仅要求足够高水平的抗原，而且必须足够均匀以避免肿瘤逃逸，且该抗原或相关的交叉反应性抗原不得存在于任何关键的正常组织中，以免导致毒性非肿瘤杀伤。未来研究可能有必要将CART细胞工程更多地作为一个多细胞相互作用网络问题来进行进一步深入研究，而不是仅仅关注于简单的细胞再定位。

随着细胞工程技术的进一步发展，个体化医疗将成为未来的发展方向。通过对患者个体细胞的获取和处理，可以实现个体化的组织工程和器官替代，为每个患者提供定制化的治疗方案。

新型生物材料的开发将推动细胞工程的发展。例如，纳米材料、生物打印和细胞工程等新技术和新材料的引入，将为细胞工程提供更多的工具和手段。

随着细胞工程技术的进步，人工器官和组织的研究将逐渐取代器官移植。通过构建完整的人工器官，可以解决器官移植的供需矛盾和排斥反应等问题。

神经细胞工程学是细胞工程学中的一个重要方向，它研究细胞内和细胞之间的信息传递以及基于信息网络结构的神经系统模拟。这一领域的发展将为整个医学和神经学领域带来令人期待的成果。

细胞建构化修复技术的目的是在细胞层面上补救异常生理和基因结构，以达到包括延缓衰老、预防疾病等改善健康水平的目的。细胞修复技术将是未来最重要的医学技术之一，也是细胞工程技术的研究重点。

细胞工程未来的布局和发展趋势，随着科技的不断进步，细胞工程领域的研究和应用将不断拓展和深入，为人类健康和社会发展带来更多的可能性。

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行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。再生医学则是指利用生物学及工程学的理论方法创造丢失或功能损害的组织和器官，使其具备正常组织和器官的结构和功能。

细胞工程和再生医学是密切相关的领域。细胞工程技术可以为再生医学提供必要的细胞和组织，而再生医学则可以利用这些细胞和组织来修复或替代受损的组织和器官。例如，通过细胞工程技术可以生产出大量的干细胞，这些干细胞可以用于再生医学中的组织修复和器官再生。

空间诱导再生上海交通大学医学院附属第九人民医院教授李青峰团队和澳门科技大学、美国拉希医疗中心科学家合作，原创性提出空间诱导再生的概念，并指出人体骨膜组织具有空间诱导定向定型生成骨软骨结构性组织、器官的能力。这项研究在不使用人体内任何外源细胞、生物支架及细胞因子的前提下，利用人体自身的组织再生能力，生成无免疫排斥的自体组织和器官的功能性结构，并成功用于病人缺损部位修复。

人类全能干细胞的诱导中国科学院和深圳华大生命科学研究院等多家机构的研究者，通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞。这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞，是继科学家成功诱导出人类多能干细胞后，再生医学领域的又一颠覆性突破。这项研究将助力实现未来人体器官的体外再生，对解决器官短缺、异体和异种移植排斥反应等问题，有着重大的意义。

类器官再生医学类器官作为药物开发阶段药物筛查的优良离体模型而备受关注。目前，各种基于类器官的再生医学正飞速开发，已进入临床试验阶段。基于类器官的再生医学应用有哪些已进入临床、临床试验具体到哪一步了、商业化还有多久等问题正在被研究。类器官再生医学概念的研究最早出自于HansClevers和MamoruWatanabe于2012年在《NatureMedicine》上发表的论文，该研究报告了使用炎症性肠病动物模型进行肠道类器官移植的治疗效果。

随着技术的不断进步，细胞工程和再生医学的应用前景非常广阔。未来，我们可能会看到更多的组织和器官通过再生医学的方法得到修复和再生，这将为医学领域带来革命性的变化。同时，随着对细胞工程和再生医学研究的深入，我们也可能会发现更多的细胞和组织的潜在用途，这将为这些领域的发展提供更多的可能性。

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