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細胞培養在植物組培、疫苗和干擾素、干細胞生產中的應用
閱讀：1529發布時間：2022-7-13
(1)植物組織培養
根據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體都可以進行離體培養，稱為廣義的植物組織培養。植物組織培養技術可應用于優良品種的快速繁殖、病毒的脫除、單倍體育種、種質資源的保存及遺傳轉化等方面，其中離體快繁和脫毒應用最多，效果也明顯。
對于一些常規繁殖困難的植物，通過組織培養不僅大大加快了它們的繁殖速度，而且繁殖過程不受季節和時間的限制，在短時間內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、草莓等已經應用于組培工廠化生產中，并取得了良好的經濟效益。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，造成產量和品質的嚴重下降，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業生產遭受巨大的損失。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來獲得脫毒苗，這種方法也已應用到實際生產中。
(2)植物次生代謝產物生產
隨著野生植物資源的破壞和日益短缺，通過傳統的分離提取方法制備食品添加劑、殺蟲劑、精細化工產品等次生代謝產物已滿足不了市場的需求，利用植物細胞生物反應器大規模培養技術生產產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；從青蒿細胞培養物中提取治療瘧疾的**；培養甜葉菊細胞可提取甜度*的天然甜味劑，用于食品添加劑；萬壽菊的培養細胞中可以分離農藥噻吩烷；通過銀膠菊液體懸浮細胞大規模生產提取橡膠等。
(3)疫苗和干擾素
疫苗是動物細胞大規模生產技術應用尤為成熟的一種產品，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。目前我國生產的乙肝疫苗均為基因重組疫苗，即通過基因工程技術，將乙型肝炎表面抗原的基因片段導入到倉鼠卵巢細胞內，進行細胞大規模培養后，從培養液中分離純化乙肝表面抗原，然后加入氫氧化鋁制成成品。也可構建含有乙肝表面抗原基因的重組質粒，轉化到酵母細胞中大量培養，從產物中純化乙肝疫苗。
干擾素是一組具有多種功能的活性蛋白質，可以從白細胞、成纖維母細胞、T細胞或重組細胞的大規模培養產物中制取。在醫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，能夠調節機體免疫應答系統作用，抑制病毒的復制，使血清轉氨酶恢復正常，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。
干細胞經過培養后分化形成的特異細胞，可以用于組織和器官的修復再生。如用神經干細胞治療神經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合的技術，可以矯正缺陷基因。當發現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，可以生產出正常的嬰兒。由于干細胞可以治療多種傳統醫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。
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