【正文】 胞知道它何時該長，何時該停。（四） 在形態(tài)發(fā)生上的難題，分化的各種類型的細(xì)胞并不隨機(jī)分布，而是構(gòu)成復(fù)雜的組織和器官，器官又按照一定的方式排列。如手指長在手的頂端，而不是長在手的中間；眼睛在頭上，而不是長在腳趾上，這種有序的創(chuàng)造過程被稱為形態(tài)發(fā)生。細(xì)胞是如何組建自己又如何形成恰當(dāng)?shù)呐判蛞彩情L期困惑發(fā)育生物學(xué)的難題。（五） 在分化上的難題，開始為單細(xì)胞的受精卵經(jīng)不斷分裂可以產(chǎn)生上百種諸如肌肉細(xì)胞，表皮細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞，淋巴細(xì)胞等不同類型的細(xì)胞，這種導(dǎo)致細(xì)胞類型多樣性的過程被稱為分化。由于個體內(nèi)的每一個細(xì)胞都含有相同的基因組，因此必須了解相同的基因組怎樣產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞。[1]個人感興趣的問題一 脊椎動物的起源脊椎動物的起源涉及人類自身的起源，同時代表動物進(jìn)化過程中一次質(zhì)的飛躍由無脊椎骨到有脊椎骨和由無背神經(jīng)索到有背神經(jīng)索?；蛟谶M(jìn)化過程中可以發(fā)生倍增而產(chǎn)生兩個相關(guān)的基因，因為除了通過業(yè)已存在的DNA之外，進(jìn)化過程中能夠形成新基因的方式并不是很多。蛋白質(zhì)測序研究工作已經(jīng)證明了基因倍增現(xiàn)象，例如血紅蛋白和肌紅蛋白的氨基酸序列清楚地表明它們具有共有的起源，是基因倍增的結(jié)果。20世紀(jì)70年代，兩條平行的研究主線把基因倍增現(xiàn)象推到了進(jìn)化研究的中心舞臺。第一條主線是關(guān)于同源異形基因的研究，它表明果蠅一系列在體節(jié)特化過程中發(fā)揮類似功能的同源異形基因是經(jīng)過串聯(lián)式基因倍增而得來的，也就是說一個祖先基因發(fā)生倍增形成這些相鄰的基因；隨著基因簇內(nèi)同源異形基因數(shù)目的增加，果蠅身體分節(jié)發(fā)生特化的機(jī)會也越大?；虮对鲅芯康牡诙l主線是關(guān)于基因組大小和核型的研究，通過對不同生物基因組大小和核型的分析，提出基因倍增研究的第二條主線是關(guān)于基因組大小和核型的研究，通過對不同生物基因組大小和核型的分析，提出基因倍增和生物復(fù)雜性的增加有關(guān)。1970年，Ohno出版了著名的Gene Duplication in Evolution專著，其中心思想是自然選擇對基因進(jìn)化存在強(qiáng)有利的制動作用；基因發(fā)生倍增后，新產(chǎn)生的基因會自由地積累一些以前不曾見到的突變，在某些情況下，新產(chǎn)生的基因會獲得新的功能；基因倍增可以通過提供更多的原始素材加速更復(fù)雜的生物體的進(jìn)化。他把基因組大小作為闡述脊椎動物進(jìn)化過程中基因組倍增模型的主要證據(jù)之一，并推測脊椎動物的進(jìn)化至少發(fā)生過2次基因組的倍增，因為脊椎動物的基因組大小是與之親緣關(guān)系接近的無脊椎動物的34倍。需要指出的是，雖然脊椎動物進(jìn)化過程中發(fā)生過大規(guī)模基因倍增這一事實已無庸置疑，但是，基因是逐個發(fā)生倍增還是通過基因組內(nèi)某些DNA片段抑或整個基因組的加倍而實現(xiàn)的，還頗有爭議?，F(xiàn)在比較清楚的是大部分基因倍增發(fā)生在脊椎動物與頭索類分開之后；在有頜和無頜類分開以后，前者基因組又發(fā)生了一次廣泛的基因倍增，但倍增的程度還不是很清楚。需要進(jìn)一步研究。[2]二 干細(xì)胞 科學(xué)家們正在從幾個方面研究干細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)和可塑性的控制: (1) 研究細(xì)胞內(nèi)部的基因調(diào)控,端粒酶的作用。 (2) 研究細(xì)胞外部的分泌因子的作用、膜蛋白的作用及細(xì)胞外基質(zhì)的作用。毫無疑問,用干細(xì)胞理論解釋腫瘤發(fā)生機(jī)制,將有助于研究觀念的轉(zhuǎn)變及對腫瘤本質(zhì)的理解,為臨床實施有效診斷和治療提供新思路。腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的深入研究,首先要分離和鑒定腫瘤干細(xì)胞。它是否在各種腫瘤組織中均存在,是否是腫瘤發(fā)生的普遍機(jī)制,是否由正常干細(xì)胞突變而來,其基因表達(dá)上的差異又如何,均是迫切需要解決的問題。目前由于缺乏特異干細(xì)胞標(biāo)記物及有效示蹤方法,腫瘤干細(xì)胞的生物學(xué)特征仍難以具體描述。學(xué)者們的觀點(diǎn)也只是基于實驗現(xiàn)象的分析和理論的推測。 人體多能干細(xì)胞最為深遠(yuǎn)的用途是生產(chǎn)細(xì)胞和組織,許多疾病及功能失調(diào)往往是由于細(xì)胞功能障礙或組織破壞所致。如今,一些捐贈的器官和組織常常用以取代生病的或遭破壞的組織。但是受這些疾病折磨的患者數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了可供移植的器官數(shù)量。而多能干細(xì)胞經(jīng)刺激后可發(fā)展為特化的細(xì)胞,可用于治療無數(shù)的疾病、身體不適狀況和殘疾,包括帕金森病、Alzheimer’s 病(癡呆癥) 、脊髓損傷、中風(fēng)、燒傷、心臟病、糖尿病、骨關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。例如，體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移(SCNT)方法(治療性克隆) 是克服某些患者的組織不相容的一方法?；颊呖梢杂米约旱倪z傳物質(zhì)制造適合自己的細(xì)胞或組織,如,假如患者患有進(jìn)行性心力衰竭,利用SCNT技術(shù),從該患者身上的任何一個體細(xì)胞中取出細(xì)胞核,與捐獻(xiàn)者的去核卵細(xì)胞相融合。經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇碳?細(xì)胞發(fā)育為胚囊:從內(nèi)細(xì)胞群中取得的細(xì)胞可建立多能性細(xì)胞系,隨后誘導(dǎo)同的遺傳性。當(dāng)這些心肌細(xì)胞移植回患者身體時,不會出現(xiàn)排斥現(xiàn)象其分化為心肌細(xì)胞。由于絕大多數(shù)遺傳信息包含在細(xì)胞核中,這些細(xì)胞與心力衰竭患者具相,患者也無須服用免疫抑制藥物[2 ] 。 結(jié)語發(fā)育生物學(xué)作為生命科學(xué)的一個重要分支學(xué)科正處在迅速發(fā)展的階段向人們充分展示了這門學(xué)科所蘊(yùn)含的巨大生命力。發(fā)育生物學(xué)不斷吸收著來自發(fā)育生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)等相關(guān)學(xué)科的研究成果, 來擴(kuò)大自己的研究廣度和深度。我們相信發(fā)育生物學(xué)的研究將給我們帶來越來越多的驚喜, 讓我們可以更清楚和透徹地認(rèn)識這五彩繽紛的世界.參考文獻(xiàn)[1]桂建芳, 易梅生主編. 2002. 發(fā)育生物學(xué). 北京：科學(xué)出版社.[2]張紅衛(wèi)主編 王子仁 張士璀副主編 2006 發(fā)育生物學(xué) 北京：高等教育出版社[3] Molecular. Cell. Biology[4] 高偉波,陳書長,趙春華. 腫瘤干細(xì)胞與腫瘤耐藥[ J ]. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床, 2006, 26 (6) : 662 667.[5] Reya T ,Morrison SJ ,Clarke MF, et al. Stem cells ,cancer and cancer stem cells. Nature ,2001 ,414 :1052111.）[6]Mayer W, Niveleau A, Walter J, et al. Embryogenesis demethylation of the zygotic paternal genome[ J] . Nature, 2000, 403( 6769) : 501502.[7] 白書農(nóng) (2003). 植物發(fā)育生物學(xué). 北京: 北京大學(xué)出版社.[8]Scott : Opening Darwin’s Black Box:teaching evolution through developmental genetics. Nature Reviews Genetics 2003: 735742[9] Rudolf :Evodevo:the evolution of a new discipline. Nature Reviews Genetics 2000:748010 / 10