工程细胞生物学是细胞生物学的重要分支学科，是细胞生物学和细胞工程学的新兴交叉边缘学科。它以细胞生物学的理论和技术体系为基础，以细胞工程学中工程细胞为对象，在分子、细胞等不同层面上，揭示工程细胞的各种生命活动规律，以期按照人们的意图对工程细胞的遗传物质、细胞组分及遗传表型进行重组改造，从而获得有重要应用价值的新型工程细胞表达产物(产品）。可以说，工程细胞生物学是细胞生物学的应用和拓展，同时又为细胞工程学的发展提供重要的理论和技术支撑。因此，工程细胞生物学不仅涉及细胞生物学的基本内容，如生长分化、增殖调控、运输分泌、信号转导和衰老凋亡等基本生命现象，又涵盖细胞工程相关内容，如工程细胞改造及筛选、高密度培养条件、培养体系微环境中的代谢变化等。
本书着重介绍工程细胞生物学基本概念、主要内容、研究方法和技术以及应用现状，并拓展介绍了部分重点实验操作和工程知识。书中设计了部分知识拓展框，以丰富学科进展方面的内容。
样章试读
目录
- 总目录
前言
第一章 绪论 1
1.1 工程细胞生物学的基本概念 1
1.2 工程细胞学与细胞生物学的联系和发展 5
1.3 工程细胞生物学研究及应用现状 11
第二章 工程细胞生物学的研究方法和技术 15
2.1 细胞形态学观察技术 15
2.2 免疫细胞化学技术 30
2.3 细胞的分离与培养技术 45
2.4 工程细胞的构建技术 63
2.5 细胞的三维培养技术 84
2.6 工程细胞无血清悬浮培养技术 88
第三章 工程细胞生物学基础 97
3.1 细胞的基本概念 97
3.2 细胞核与遗传信息传递 106
3.3 核糖体与蛋白质的生物合成 127
3.4 细胞物质的代谢 143
3.5 细胞内膜系统与蛋白质合成分泌 192
3.6 细胞膜与细胞间或细胞基质间相互作用 212
3.7 线粒体与能量代谢 256
3.8 细胞骨架与细胞迁徙、伸展和运动 277
3.9 蛋白酶体与细胞内蛋白质降解 290
3.10 细胞周期及其调控 304
3.11 细胞分化与基因表达调控 330
3.12 细胞衰老与凋亡 341
第四章 工程细胞生物学 359
4.1 工程细胞的概念和分类 359
4.2 动物工程细胞基础 368
4.3 植物工程细胞基础 426
4.4 工程细胞的构建及改良 445
4.5 高效表达载体构建 455
4.6 工程细胞库与质量控制 487
4.7 工程细胞的增殖及代谢特征 506
4.8 工程细胞高密度培养工艺与目标产品 547
4.9 工程细胞表达产品的分离纯化 594
4.10 工程细胞表达产品的质量控制 628
4.11 干细胞工程 647
4.12 基于工程细胞的研究及应用 672
4.13 工程细胞工业化放大及应用 694
附录一汉英名词对照 713
附录二英汉名词对照 730
目录
前言
第一章 绪论
1.1 工程细胞生物学的基本概念 1
1.1.1 细胞工程和工程细胞的基本概念和分类 1
1.1.2 工程细胞生物学的概念、内涵和研究范畴 4
1.2 工程细胞学与细胞生物学的联系和发展 5
1.2.1 细胞生物学的历史发展 5
1.2.2 细胞工程的历史发展 8
1.2.3 工程细胞生物学的提出 9
1.3 工程细胞生物学研究及应用现状 11
小结 12
思考题 12
参考文献 13
第二章 工程细胞生物学的研究方法和技术
2.1 细胞形态学观察技术 15
2.1.1 普通光学显微镜技术 15
2.1.2 倒置相差显微镜技术 18
2.1.3 显微电影摄影术 19
2.1.4 荧光显微镜技术 20
2.1.5 共聚焦激光扫描显微镜技术 22
2.1.6 原子力显微镜技术 26
2.1.7 电子显微镜技术 27
小结 29
思考题 30
参考文献 30
2.2 免疫细胞化学技术 30
2.2.1 免疫细胞/组织化学技术 31
2.2.2 流式细胞术 39
2.2.3 免疫磁珠细胞分离技术 43
小结 44
思考题 45
参考文献 45
2.3 细胞的分离与培养技术 45
2.3.1 细胞分离技术 45
2.3.2 亚细胞分离技术 47
2.3.3 细胞培养技术 51
2.3.4 细胞内分子示踪技术 58
小结 61
思考题 62
参考文献 62
2.4 工程细胞的构建技术 63
2.4.1 细胞融合技术 63
2.4.2 基因克隆技术 65
2.4.3 基因导人技术 68
2.4.4 基因表达技术 69
2.4.5 基因突变技术 76
2.4.6 基因敲除技术 77
小结 82
思考题 82
参考文献 82
2.5 细胞的三维培养技术 84
2.5.1 三维细胞培养概念 84
2.5.2 三维细胞培养技术 84
2.5.3 三维培养介质 85
2.5.4 三维培养应用 85
小结 87
3.1 细胞的基本概念 97
3.1.1 细胞是认识生命的一个重要层次 97
3.1.2 细胞生物学的研究进展 103
小结 104
思考题 105
参考文献 105
3.2 细胞核与遗传信息传递 106
3.2.1 细胞核的结构与组成 106
3.2.2 染色质与染色体 110
3.2.3 核仁的结构和功能 114
3.2.4 遗传信息的复制 115
3.2.5 基因的转录与转录后加工 117
3.2.6 遗传信息的翻译及加工 120
3.2.7 基因表达调控 123
小结 126
思考题 127
参考文献 127
3.3 核糖体与蛋白质的生物合成 127
3.3.1 蛋白质生物合成体系 128
3.3.2 蛋白质生物合成过程 132
3.3.3 蛋白质合成后的分泌及加工修饰 139
小结 142
思考题 143
参考文献 143
3.4 细胞物质的代谢 143
3.4.1 糖代谢 144
3.4.2 脂类代谢 151
3.4.3 氨基酸代谢 167
3.4.4 核苷酸代谢 182
小结 191
思考题 192
参考文献 192
3.5 细胞内膜系统与蛋白质合成分泌 192
3.5.1 内质网 192
3.5.2 高尔基复合体 198
3.5.3 溶酶体 202
3.5.4 过氧化物酶体 205
3.5.5 蛋白质的分选与细胞结构的装配 207
小结 211
思考题 211
参考文献 212
3.6 细胞膜与细胞间或细胞基质间相互作用 212
3.6.1 质膜的化学组成 212
3.6.2 质膜的结构 216
3.6.3 质膜的流动镶嵌模型 216
3.6.4 细胞表面的分化 218
3.6.5 细胞外基质 220
3.6.6 跨膜运输 226
3.6.7 细胞连接 237
3.6.8 细胞通信 241
小结 255
思考题 255
参考文献 255
3.7 线粒体与能量代谢 256
3.7.1 线粒体的形态、数量和分布 256
3.7.2 线粒体的结构 257
3.7.3 线粒体的化学组成和酶的定位 259
3.7.4 线粒体的功能 260
3.7.5 线粒体的半自主性 268
3.7.6 核编码蛋白质的线粒体转运 271
3.7.7 线粒体的起源与发生 274
小结
思考题
参考文献
3.8 细胞骨架与细胞迁徙、伸展和运动 277
3.8.1 细胞骨架的概念 278
3.8.2 细胞质骨架 279
3.8.3 细胞核骨架 281
3.8.4 细胞膜骨架与细胞外基质的关系 282
3.8.5 细胞骨架及其相关蛋白 284
3.8.6 细胞骨架与信号转导 285
3.8.7 细胞骨架与细胞迁移运动 287
3.8.8 细胞骨架间的相互作用 288
3.8.9 细胞骨架与疾病 289
小结 289
思考题 290
参考文献 290
3.9 蛋白酶体与细胞内蛋白质降解 290
3.9.1 蛋白酶体的结构 291
3.9.2 泛素-蛋白酶体系统 292
3.9.3 蛋白酶体的功能 293
3.9.4 细胞内两条蛋白质降解途径之间的关系 298
3.9.5 蛋白酶体与疾病 301
3.9.6 蛋白酶体抑制剂 302
小结 303
思考题 303
参考文献 303
3.10 细胞周期及其调控 304
3.10.1 细胞周期的概念 304
3.10.2 细胞周期的时相 306
3.10.3 细胞分裂 307
3.10.4 细胞周期的调控 315
小结 328
思考题 329
参考文献 329
3.11 细胞分化与基因表达调控 330
3.11.1 细胞分化的基本概念 330
3.11.2 细胞分化的分子基础 331
3.11.3 影响细胞分化的因素 332
3.11.4 细胞分化基因表达的调控过程 333
3.11.5 细胞分化与细胞外基质的关系 334
3.11.6 异常分化与肿瘤发生 335
小结 340
思考题 340
参考文献 340
3.12 细胞衰老与凋亡 341
3.12.1 细胞衰老(aging)的定义与特征 341
3.12.2 细胞衰老发生的机制 342
3.12.3 细胞凋亡及其主要特征 344
3.12.4 细胞凋亡的分子机制 345
3.12.5 其他细胞死亡形式 348
小结 356
思考题 357
参考文献 357
第四章 工程细胞生物学
4.1 工程细胞的概念和分类 359
4.1.1 工程细胞的概念 359
4.1.2 工程细胞的分类 359
小结 368
思考题 368
参考文献 368
4.2 动物工程细胞基础 368
4.2.1 动物工程细胞培养基础 368
4.2.2 培养液和培养环境 373
4.2.3 动物细胞培养液和添加剂 378
4.2.4 无血清无蛋白培养 380
4.2.5 培养环境与细胞发酵 383
4.2.6 细胞培养的载体 388
4.2.7 生物反应器 390
4.2.8 胚胎细胞工程基础 398
4.2.9 染色体工程基础 412
小结 425
思考题 426
参考文献 426
4.3 植物工程细胞基础 426
4.3.1 植物细胞工程基本概念 427
4.3.2 植物细胞与组织培养 427
4.3.3 植物原生质体培养 430
4.3.4 植物细胞融合工程 432
4.3.5 植物染色体工程 433
4.3.6 植物细胞质工程 434
4.3.7 转基因植物 436
4.3.8 植物细胞工程的应用 441
小结 444
思考题 444
参考文献 445
4.4 工程细胞的构建及改良 445
4.4.1 细胞融合技术 446
4.4.2 杂交瘤细胞的制备 448
小结 454 思考题 454 参考文献 454
4.5 高效表达载体构建 455
4.5.1 典型真核表达载体 455
4.5.2 影响载体表达的控制元件 456
4.5.3 提高真核载体表达水平的策略 458
4.5.4 利用定点整合提高抗体的表达 459
4.5.5 工程细胞研究应用现状 466
4.5.6 工程细胞的稳定性 479
小结 484
思考题 485
参考文献 485
4.6 工程细胞库与质量控制 487
4.6.1 三级细胞库 487
4.6.2 工程细胞库的建立 487
4.6.3 工程细胞库细胞系(株)历史资料 489
4.6.4 细胞库质量控制 491
4.6.5 工程细胞维持与培养方法 497
4.6.6 建库细胞的管理 500
小结 501
思考题 501
参考文献 501
附录一:细胞库细胞资料样表 502
附录二:细胞污染检测——细菌与霉菌 503
附录三:支原体检测方法——DNA荧光染色法 504
4.7 工程细胞的增殖及代谢特征 506
4.7.1 工程细胞的生长增殖与细胞凋亡 506
4.7.2 工程细胞营养代谢特征 526
4.7.3 工程细胞产物合成特征 541
小结 544
思考题 545
参考文献 545
4.8 工程细胞高密度培养工艺与目标产品 547
4.8.1 工程细胞培养方式 547
4.8.2 工程细胞培养基 551
4.8.3 工程细胞代谢与控制 563
4.8.4 工程细胞培养工艺——流加培养 566
4.8.5 工程细胞高密度培养工艺优化 576
4.8.6 工程细胞培养过程的监测与控制 584
4.8.7 过程控制的基本类型 585
4.8.8 细胞环境在线检测的应用 592
小结 593
思考题 593
参考文献 594
4.9 工程细胞表达产品的分离纯化 594
4.9.1 工程细胞表达产品回收与纯化 594
小结 627
思考题 627
参考文献 627
4.10 工程细胞表达产品的质量控制 628
4.10.1 工程细胞表达产品的物化指标测定 629
4.10.2 目标产品的生物学活性测定 641
4.10.3 目标产品的安全性评价 644
4.10.4 目标产品的稳定性 646
小结 646
思考题 646
参考文献 646
4.11 干细胞工程 647
4.11.1 干细胞概念与分类 647
4.11.2 胚胎干细胞建系与定向分化 648
4.11.3 成体干细胞建系与定向分化 655
4.11.4 肿瘤干细胞 660
4.11.5 干细胞的研究与应用 667
小结 670
思考题 670
参考文献 670
4.12 基于工程细胞的研究及应用 672
4.12.1 工程细胞的实验室研究及应用 672
4.12.2 细胞黏附,细胞分泌,物质运输等分子机制研究 672
4.12.3 细胞-细胞共培养体系的建立 682
4.12.4 细胞-细胞外基质的模型系统 683
4.12.5 基质金属蛋白酶与细胞外基质重建 685
4.12.6 绿色荧光蛋白转染表达 686
4.12.7 药物筛选 689
小结 693
思考题 693
参考文献 693
4.13 工程细胞工业化放大及应用 694
4.3.1 工程细胞表达重组蛋白药物及其应用 694
4.13.2 工程细胞表达疫苗及其应用 701
4.13.3 工程细胞表达抗体及其应用 703
4.13.4 工程细胞的发展前景 709
小结 711
思考题 711
参考文献 712
附录一汉英名词对照 713
附录二英汉名词对照 730
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