【关键词】治疗性克隆；细胞核;移植；胚胎干细胞
1治疗性克隆概述
治疗性克隆（therapeuticcloning）是体细胞核移植技术和最新的人胚胎干细胞技术结合的产物，将成为人类医疗历史上革命性的技术.该技术首先应用患者体细胞，如皮肤细胞、骨髓间充质干细胞，作为核供体，移植入去核的人卵母细胞，获得克隆胚胎；然后从克隆胚胎分离建立胚胎干细胞系；并将这些胚胎干细胞在一定条件下，诱导分化成所需要的各种类型的细胞用于治疗目的［1，2］.目前已报道，将产生多巴胺的神经元细胞用于治疗帕金森症［3］，将产生胰岛素的胰岛细胞治疗糖尿病患者［4］.从理论上来说由于使用的是患者自身的细胞生产出来的治疗用细胞，移植这些细胞到患者体内将不会产生免疫排斥反应.另一方面，每年都有数以百万计的患者需要细胞、组织的修复或者器官移植，由于胚胎干细胞可以无限传代，在数量上可以保证治疗的需要，从而解决可供移植的细胞、组织和器官来源严重不足的瓶颈问题［5］，为人类健康和长寿提供了新的希望.
近年来，利用核移植技术和胚胎干细胞技术相继建立了人核移植胚胎干（nucleartransferembryonicstemcell，ntES）细胞系和人兔异种间ntES细胞.这2项阶段性研究成果的取得，标志着治疗性克隆研究的巨大进步.韩国科学家Hwang等［6］通过核移植技术获得了人人ntES细胞.他们以健康女性志愿者的体细胞为核供体，以其自身卵母细胞为受体.在30枚核移植囊胚中，得到20个内细胞团（ICMs），建成1株人ntES细胞系，可传代培养70代以上.上海第二医科大学盛惠珍研究小组［7］在国际上首次构建了人兔核移植重构胚.分别将5，42，52和60岁4个年龄组的人皮肤成纤维细胞核移入去核兔卵母细胞内，获得ntES细胞，通过原位杂交、免疫组化、核型和同源基因分析等证实ntES细胞具有人源性，并且保持干细胞的未分化特性，能形成类胚体，在一定诱导条件下可以分化为神经、肌肉等3个胚层的细胞群.200506，汉城国立大学的研究者［8］以患者的皮肤细胞为供体，以志愿者捐赠的卵母细胞为受体，利用体细胞核移植技术成功建立11株人核移植胚胎干细胞，这些细胞具有多能性，染色体正常，与供核患者的DNA一致、组织相容性抗原一致.
2治疗性克隆的应用前景
ES细胞在生物医学的各个领域均有广阔的应用前景，ntES细胞也有着同样广阔的前景，为临床治疗学、细胞生物学、生物发育学、比较动物学等研究提供研究材料和方法.
2.1临床疾病的治疗ntES细胞与普通的细胞移植治疗相比，具有革命性的进步.它以患者的体细胞为核供体，通过核移植技术获得的ntES细胞，与患者的遗传物质相同，可以消除受体对供体的免疫排斥反应，为目前多种退形性疾病，如心脏病、脊髓损伤、帕金森病、1型糖尿病等的治疗带来了新的希望.特别是一些目前还没有找出致病基因的遗传病，如脊髓侧索硬化症，ntES细胞移植是最有希望的治疗方法.目前已经应用ntES细胞在体内外分化成多种细胞，包括神经细胞和生殖细胞［9，10］.尤其Barberi等［9］建立了一套方法，能使ntES细胞向中枢神经系统细胞特定分化，能产生高效率的神经胶质细胞、寡突细胞、神经元细胞，包括多巴胺能神经元、γ氨基丁酸能神经元等，将分化的多巴胺能神经元移植到Parkinson病模型后，能改善其症状.细胞治疗的途径有两种：其一，ntES细胞定向分化后移植.细胞扩增后，体外定向分化，对分化细胞进行纯化，将获得的目的细胞移植到病变部位，替代丧失功能的部分细胞；其二，ntES细胞原位移植.与定向分化后相比，ntES细胞原位移植有以下缺点：①没有经过纯化，可能将污染的异源饲养层细胞带进移植部位；②ntES细胞没有转入经选择基因，无法控制植入细胞的命运，可能发生癌变；③ntES细胞分化成分复杂，目的细胞分化成分少，可能出现大量非必须细胞的分化.
2.2细胞生物学通过研究ntES细胞的体外分化特性，可以识别某些靶基因，对人类新基因的发现，功能基因的研究，以及基因治疗的研究均有重要意义.通过探讨ntES细胞体外增殖和分化的机制，了解各种生长和分化因子的作用，为组织再生和修复的研究提供了新的工具；通过诱导ntES细胞癌变，可分析肿瘤细胞发生的分子机制.ntES细胞作为一种得天独厚的研究材料，对于阐明细胞增殖、分化、凋亡、迁徙、恶变等机制有着重要意义.自发现ES细胞以来，人们已经利用ES细胞建立了多种细胞类型的体外分化系统，体外分化的多种细胞类型都曾被成功的植入胎鼠或成体鼠，在受体鼠体内形成有功能的细胞群.
2.3发育生物学由于哺乳动物在母体内受胚胎发育的个体大小和内环境条件的限制，很难系统地研究其早期的发育进展、细胞分化及调控机制等.比较动物卵母细胞质对同种或异种细胞核发育的影响，在细胞和分子水平上为研究哺乳动物胚胎早期发育的调控机制提供了良好的材料和方法，也为研究胚胎发育的影响因素提供了便利条件.建立在ES细胞和基因打靶技术基础上的复杂的转基因系，使人们可以建立有效的分析系统，从而在分子水平上研究不同的生物学问题.它不仅可以将一些在发育过程中对动物体非必需或可被替代的特定基因进行敲除(geneknockout)，在体内进行功能缺失研究，而且还可以研究基因在不同发育时期中的作用.ntES细胞作为一种体外细胞系，提供了一个研究处理整体细胞群的实验体系.因此，就有可能人为地产生一些基因突变，如对胚胎致死性基因的研究等，也可利用这些突变的基因来克隆产生转基因小鼠，从而建立基因突变的模型.
3治疗性克隆面临的问题
3.1亟待解决的问题①体细胞克隆效率与ntES细胞建系效率普遍较低：核移植胚发育至囊胚的几率为19%～25％，与牛、猪的核移植囊胚发育率相当分别约为25％和26％；从克隆囊胚获得ntES细胞的效率仅有4%~16％，平均8.2%［11］.②卵母细胞来源问题：ntES细胞用于人治疗性克隆，卵母细胞的需求量是非常大的，目前尽管已有许多措施来改进核移植技术，但仍没有明显提高.要得到一个ntES细胞系平均需要12个囊胚，而所需要的卵母细胞数就更多了，一个ntES细胞系平均需要666个.如果ntES细胞系用于人类疾病的治疗，这样的代价是非常大的，即使目前报道的最高效率的建系，也是30个卵母细胞，才能得到一个ntES细胞系.另外一种替代策略就是利用非灵长类异种哺乳动物的卵母细胞，例如兔、山羊等.③伦理问题：胚胎生物技术涉及使用早期未着床的胚胎，特别是治疗性克隆技术还将无法避免的使用通过体细胞克隆获得的人的早期克隆胚胎.世界各国尤其是西方国家对此争论很大［12，13］.迫于社会公众与宗教的压力，大多数西方国家对治疗性克隆技术应用于人类，持反对态度，不允许国家科研经费支持治疗性克隆的研究.④临床应用问题：如ES细胞系可能在培养过程中出现染色体非整倍性问题，ES细胞定向分化能力及分化细胞的稳定性问题；其次，异种核移植产生的人动物重构胚还存在安全性问题：异种重构胚在发育早期含有2种线粒体，以后供核体的线粒体取代了受体的线粒体，但受体卵浆中所带的异种蛋白，包括细胞器及mRNA，它们的命运如何，是否也像线粒体一样完全被供核体所取代，还有待进一步证明.再次，在核移植的过程中，可能存在跨种间病毒传染，例如，人兔核移植胚胎干细胞，有可能将某些目前未知的兔疾病传染给人类，就像艾滋病病毒可能是从非洲猩猩而来那样.
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3.2建立我国知识产权的治疗性克隆技术随着干细胞技术和体细胞核移植技术的研究进展，我国学者在治疗性克隆的技术方面也处于世界前列.当前，在我国研究和发展治疗性克隆技术，建立我国知识产权的治疗性克隆的细胞产品，创建细胞治疗产业，是一个很好的机遇.我国在治疗性克隆研究领域的优势：①目前，我国在哺乳动物克隆技术的研究方面处于国际先进水平，相继成功克隆出了牛、羊等动物.1991年，西北农林科技大学生物工程研究所在世界上首次获得山羊胚胎细胞核移植成功，共得到5只羔羊.1998年，该研究小组用来自成年雌性山羊的皮肤成纤维细胞作供体，采用细胞质内直接注射的方法将供体细胞核直接注入去核卵母细胞内，胚胎激活后移植到受体母羊子宫角，获得了2只体细胞核移植后代，这是世界上首批成年体细胞克隆山羊，并获得了克隆山羊的第4代后裔，目前仍生长健康.②宽松的人文环境.中国公众有着不同于西方的伦理观念，对于动物权利和早期胚胎的担心没有西方国家严重，也基本没有因为宗教信仰而反对胚胎生物技术的问题.③法律和法规的基本保证.为保证和促进人胚胎干细胞研究的健康发展，国家科技部和卫生部联合下发了《人胚胎干细胞研究的伦理指导原则》，使治疗性克隆的研究合法化.但我国明令禁止克隆人和买卖人类胚胎.
然而，中国的优势不能在治疗性克隆的研究领域走在国际前列，主要原因是经费不足和相关学者缺乏协同研究.应用克隆技术结合胚胎干细胞体外诱导分化和细胞治疗方法的关键是技术问题.我们希望临床学者与基础细胞生物学家联手合作，借鉴国外的思路，应用自愿者的卵母细胞，建立中国人的ntES培养技术，为治疗性克隆的临床应用奠定基础.我们坚信，中国有可能在这个领域走在世界前沿.
【参考文献】
［1］贾战生.肝病细胞治疗［M］.北京：人民卫生出版社，2005：392-412.
［2］HwangWS，LeeBC，LeeCK，etal.Humanembryonicstemcellsandtherapeuticcloning［J］.JVetSci，2005；6(2)：87-96.
［3］BjorklundA，DunnettSB，BrundinP，etal.NeuraltransplantationforthetreatmentofParkinsonsdisease［J］.LancetNeurol，2003；2(7):437-445.
［4］SegevH，FishmanB，ZiskindA，etal.Differentiationofhumanembryonicstemcellsintoinsulinproducingclusters［J］.StemCells，2004；22(3)：265-274.
［5］AtalaA.Tissueengineering，stemcellsandcloning:Currentconceptsandchangingtrends［J］.ExpertOpinBiolTher，2005；5(7)：879-892.
［6］HwangWS，RyuYJ，ParkJH，etal.Evidenceofapluripotenthumanembryonicstemcelllinederivedfromaclonedblastocyst［J］.Science，2004；303（5664）：1669-1674.
［7］ChenY，HeZX，LiuA，etal.Embryonicstemcellsgeneratedbynucleartransferofhumansomaticnucleiintorabbitoocytes［J］.CellRes，2003；13（4）：251-263.
［8］HwangWS，RohSI，LeeBC，etal.PatientspecificembryonicstemcellsderivedfromhumanSCNTblastocysts［J］.Science，2005；308(5729):1777-1783.
［9］BarberiT，KlivenyiP，CalingasanNY，etal.NeuralsubtypespecificationoffertilizationandnucleartransferembryonicstemcellsandapplicationinParkinsonianmice［J］.NatBiotechnol，2003；21（10）：1200-1207.
［10］WakayamaT.Clonedmiceandembryonicstemcelllinesgeneratedfromadultsomaticcellsbynucleartransfer［J］.OncolRes，2003；13（610）：309-314.
［11］MombaertsP.Therapeuticcloninginthemouse［J］.ProcNatlAcadSciUSA，2003；100（Suppl1）：11924-11925.
这对合格率不高的现代人而言，无疑是个利好消息。
全国各地捐精者数据显示，中国成年男子的合格率不到30%。不合格主要表现在浓度、活力、存活率、形态等方面。中国每8对育龄夫妇中就有1对存在不孕不育问题，不孕不育发病率在12.5%-15%左右，患者人数超过4000万。
这项在基础研究上取得的突破，虽然尚未实现用人体干细胞诱导分化出人工，临床应用还遥遥无期，但这一消息无疑给辅助生殖领域与广大的不育患者带来新的希望。
不过，技术的两面性，也引发医学界一连串的疑问，人工与中天然生成的是否实质等同，携带的遗传基因是否正常，是否会发生基因突变，子代的安全性是否可靠，若未来技术成熟至可用于临床，其背后的医学伦理将如何考量？没有尾巴的“人工”功效如何
由中国科学院院士、中科院动物所研究员周琪领衔的这支科研团队，首次在体外模拟了的发育过程，并将得到的细胞直接注入小鼠卵细胞中，产生的健康小鼠后代已经存活了15个月，这批小鼠已经成功生育了下一代。
动物在精巢中形成，精巢中生有原始的、尚未成熟的精原细胞，每个精原细胞都含有与体细胞内数目相同的染色体。在发育过程中，一部分精原细胞分裂增殖为初级精母细胞。初级精母细胞经过两次连续的减数分裂，才成为成熟的雄性生殖细胞――。
“人工”的培育过程是：科研人员将小鼠胚胎干细胞诱导分化成原始生殖细胞，然后将其植入一个人工模拟的“自然组织环境”，原始生殖细胞分裂产生功能性细胞。
普通的像小蝌蚪似的，这些人工不同，是圆的，并没有那条细长的尾巴。
体外模拟的重点是，找到能够模拟减数分裂过程的关键因子。在经过一些尝试后，科研人员“幸运”地在较短的时间内得到了这些缺一不可的关键因子。
减数分裂是一个非常关键的过程，也是体外诱导形成功能性的一个主要障碍。减数分裂，使性细胞配子的染色体数目减半，两性配子结合后，合子的染色体数目又重新恢复到亲本水平。这一过程使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目，保证了遗传物质的相对稳定。
为了证明减数分裂确实在体外发生了，研究人员必须在研究结果中提供减数分裂特定时期的核DNA含量、正常的染色体数目和形态，以及体外诱导形成的细胞产生健康后代的能力等证据，这是“黄金标准”。
这一团队培育的人工只有一套染色体，说明整个培育过程确实经过了减数分裂关键的发育阶段。
在过去的20多年里，科学界一直尝试在实验室里培养出人工细胞，各国科学家各显神通。
1994年，美国宾夕法尼亚州大学兽医学院的研究人员发展了在小鼠间移植精原干细胞的方法；1996年，科研人员将健康雄性老鼠的冷冻精原干细胞，植入了不能生育的雄性老鼠体内之后，后者顺利产生了。
此后数年，人工研究一度没有突破性的进展。直到2003年初，日本一个科研小组宣布，他们成功地把实验鼠的胚胎干细胞变成了细胞。
2012年，中国科学院上海生命科学研究院研究员李劲松研究团队建立了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞系，这一细胞能使卵细胞“受精”，生产出半克隆小鼠，但问题是随着细胞的传代，受精能力会逐渐丢失。三年后，法国一家生物技术公司Kallistem的研究人员宣称，他们从6个患有不育症的男性中提取出精原细胞，成功培育出成熟的人造细胞。
然而，这些研究都没能达到“黄金标准”，减数分裂指标不够，而且所获得的单倍体生殖细胞的功能性也没有得到验证。
“（我们的）研究最大差别是实现了生殖细胞在体外完成减数分裂过程，这是一个新起点。”周琪团队成员之一、如今已在南方医科大学任职的赵小阳接受《财经》采访时表示。
最新的研究成果也还是有不足之处。如对于人工没有尾巴的特征，有专家就担忧，这样的人工无法自己游向卵子，只能借助外部注入来实现结合。
在周琪看来，人工的尾巴没有那么重要，“人工有可能发育出尾巴，但是从发育的角度来看，对小鼠是不需要的；人类在未来的应用中是否需要人工的尾巴，还需要进一步研究。”他说，有不同的发育阶段，培育出的小鼠是还没有变形的阶段，但其已经具有了的功能了，这是最重要的。
美国斯坦福大学博士维托里奥・塞巴斯蒂亚诺认为，这项科研进展是一个里程碑，尽管距离临床应用尚有不小距离，但是我们无法预料用这种方法得到的配子会对后代产生怎样的影响，这个话题非常值得讨论。
周琪团队也在关注“人工”会否基因突变，相关的研究也在跟踪进展。“任何生命科学研究，包括干细胞研究，存在变异的可能性都很大，这个问题是回避不了的，也是这个领域的热点问题。”周琪告诉《财经》记者，现在取得的成果还只是在基础研究、针对基本知识层面的挑战，“目前的人工培育技术还不是解决无精症的实际通道”。有了试管婴儿技术，还需要人工
在等待培育人工的路上，各种辅助生殖技术已走得很卖力了，如接受捐精做试管婴儿的技术，就在各国被频繁应用。可调查显示，一些获得捐精的家庭并不快乐，这使人工技术的需求极为迫切。
30岁的刘川（化名），是山东省济宁市一家工厂的老板。今年初，妻子生下了体重6斤8两的儿子，这个很吉利的数字，让刘川很开心。
作为一名无精症患者，在医院做过多次分析与穿刺确诊后，刘川最终听从了主治医生的建议，接受由库提供的匿名，做人工授精手术。刘川并非孤例，仅山东省在去年就增加了7000多个周期的试管婴儿手术。
“一想到不是自己的，心里就觉得别扭。”刘川接受《财经》记者采访时说。
在他的主治医生孙秀芹看来，刘川的情况并非孤例，“我们接触到的患者中，很多在通过试管婴儿技术生下宝宝后，都会有这样的心态”。孙秀芹是山东济宁第一人民医院生殖医学中心的主任医师，曾组建了鲁西南地区最大的生殖医学中心，并组织实施了济宁地区首例第一代试管婴儿、第二代试管婴儿、冻融胚胎试管婴儿手术。
前不久，孙秀芹参加了一个辅助生殖技术伦理会，会上一名辅助生殖领域的专家作报告称，在对接受供精人工授精手术的家庭进行随访时发现，600多个受访家庭，多半存在家庭不幸福的情况。
无精症患者靠供精进行试管婴儿手术，是目前的医学技术下，唯一的可行手段。
如果男方数量稀少或活动量不足，可以采用“第二代试管婴儿”技术，即直接将注射入卵母细胞胞浆内，以达到怀孕目的。卵子与要正常结合，一个卵子周围需要围绕2万个以上才能实现，而弱精症患者，数量远远达不到，只能用显微注射针人工将注射到卵子中。
无精症患者要想让女方受孕，只能用库里的捐赠，借助“第一代试管婴儿”技术，将与卵子放在体外共同培养，让和卵子的自由结合来实现受精过程。
一般在手术前，医生都会反复向夫妻双方强调手术后可能的心态变化，可仍然有很多家庭会出现问题，甚至会后悔生下试管婴儿。
“谁都想生一个与自己有血亲关系的孩子，迫不得已靠供精生下试管婴儿，有心理阴影这也是可以理解的。”孙秀芹说。
北京大学人民医院计划生育与生殖医学科主任医师沈浣也常常碰到这样的案例。她在接受《财经》记者采访时说，为了尽量避免患者手术后后悔，或者出现复杂心态，他们一般不给太年轻的夫妇进行试管婴儿手术，“有的心智不太成熟，考虑不周全”。
“人工”技术的推出，显然，有望解决刘川们的烦恼。
“若干年后，这一技术成熟了，用体细胞就可以制造人工。临床上患有无精症的患者比较多，又都迫切希望要有自己血亲的后代，这对于患者与辅助生殖领域来说都是值得期待的。”孙秀芹表示。
沈浣期待“人工”的相关科学研究能有更突破性的进展，比如用人体干细胞诱导出成熟的、有受精能力的、对子代也很安全的。逃不过的伦理讨论
人工技术用在人类身上还有很长的路要走，因为对实验动物来说，20%的健康后代或许已经足够好，在人类身上就不行了。可毕竟这项技术已经有了，是不是未来就不需要男性了？每一次“人工”，甚至是每一个人工辅助生殖技术推出后，科学界与公众都会产生这样的讨论。
对此，赵小阳表示，“这项技术需要用到男性的遗传信息（体细胞），（与自然生育）唯一的差异就是可以在体外实现，而不是体内。”
目前看，人工技术未来的应用可能有两大类：一是作为科学研究的一个新载体，建立人类不育症的体外模型，用于人体不育机制研究和药物筛选；二是投入临床应用，体外获得病人体细胞来源的功能。
这项成果还处于研发阶段，如果未来投入临床应用，不但需要严格的、漫长的科学验证阶段，还要看是否符合伦理。
按照原卫生部于2003年修订的《人类辅助生殖技术伦理原则》，医务人员不得实施生殖性克隆技术，不得进行各种违反伦理、道德原则的配子和胚胎实验研究及临床工作。
沈浣告诉《财经》记者，国内进行诱导生殖细胞的研究是可以的，但是诱导生殖细胞成功了，是否可以用来做人的胚胎，还需要通过伦理委员会进行伦理评估，“每家医院在临床上运用新技术，都要通过伦理委员会评估新技术对患者、后代、社会的利害”。
这样的讨论不仅涉及伦理，也有社会、法律等层面的问题。
比如，在未来如果人工、人工卵子、人工卵巢、人工子宫等技术都成熟了，即使是七八十岁的夫妇也能轻易地生孩子，那么当他们接受了人工生殖技术，孩子出生后还没成年时父母就去世了，谁来抚养？
虽然这些恼人的问题一时都还无法解答，对于那些真正的不孕不育患者，新技术是解救的唯一出路，不得不期待。他们甚至希望的更多。
如，随着国家二孩政策的放开，高龄生育的人群在怀孕时面临各种问题，最突出的问题就是女方没有卵子；有的患者由于刮取子宫内膜或宫腔内容物的手术（刮宫），造成子宫发生不可逆的变化，无法生孩子，而中国法律不容许代孕；还有，中国现在30岁以下女性中，卵巢早衰的发病率为1%，要怀孕必须使用人工供卵。而现有的人工辅助生殖技术中，在库找到很容易，但国内没有卵子库，要找到捐赠的卵子很困难。
面对这些生殖难题，多数患者还是寄望于生命科学领域的科学家们有所斩获。美国斯坦福大学遗传伦理学专家汉克・格雷利，在其最新出版的《性的终结与人类生殖的未来》一书中说：在20年到40年内，当夫妻想要孩子时，父亲只需要提供，母亲只需要提供一些皮肤细胞。格雷利声称，干细胞技术已经可以让他的设想成为现实。
1生物分析原理
将悬浮分散的单细胞悬液，经特异荧光染料染色后，放入样品管，在气体压力的作用下，悬浮在样品管中的单细胞悬液形成样品流垂直进入流式细胞仪的流动室，沿流动室的轴心向下流动，流动室轴心至外壁的鞘液也向下流动，形成包绕细胞悬液的鞘液流，鞘液和样品在喷嘴附近组成一个圆柱流束自喷嘴的圆形孔喷出，于水平方向的激光束垂直相交，相交点成为测量区。染色的细胞经激光照射后发出荧光，同时产生光散射。这些信号分别被呈90℃角方向放置的光电倍增管荧光检测器和向前角放置的光电二级管散射光检测器接收，经转换器转换或电子信号后，经模/数转换输入计算机，计算机通过相应的软件储存，计算，分析这些数字化信息，就可得到细胞的大小活性，核酸含量，酶和抗原的性质学物理和生化指标。
2细胞分选原理
在压电晶体上加上频率为30kH2的信号，使之产生同频率的机械振动，流动室也就随之振动，于是通过测量区的液柱断裂成一连串均匀的液滴。由于各类细胞的特性信息在细胞形成或液滴以前在测量区已被测定，并储存在计算机中，因此当某类细胞特性与要分选的细胞相同时，流式细胞仪就会在这类细胞形成液滴时给含有这类细胞的液滴充以标定的电荷，而不符合分选条件含细胞悬液滴及不含细胞的空白液滴不被充以特定电荷。带有电荷的液滴向下落入偏转板间的静电场时，依所带电荷的符号分别向左偏转和向右偏转。落入指定的搜集器内，不带电的液滴不发生偏转，垂直落入废液槽中被排出，从而达到细胞分类，收集的目的。
3主要性能指标
荧光测量的灵敏度：流式细胞技术均可检测到
分辨率：分辨率是衡量仪器测量精度的指标，通常用变异系数CV表示，流式细胞仪最佳状态CV
流式细胞仪的分选速度为：3000个/s～6000个/s。大型仪器可达每秒几万个细胞。
4流式细胞技术的临床应用与分析
流式细胞仪是今年来发展起来的现代细胞学分析技术中的常用仪器。它具备快速，准确量，化学特性。目前已广泛应用于免疫学，细胞生物学，血液学，肿瘤学，病理学，遗传学，临床经验学多领域。
4.1FCM在免疫学中的应用
流式细胞术是在细胞分析和分选的基础上发展起来的一种新的细胞参数计量技术。它以其快速灵活和定量的特点，广泛应用于免疫学理论研究和临床实践：有现代免疫技术基石之一之称。尤其同单克隆抗体的结合应用，在淋巴细胞及其亚群分析，淋巴细胞功能分析，免疫分型，分选，肿瘤细胞的免疫检测，机体免疫状态的监测，免疫细胞系统发生及特性研究等方面都起着相对重要作用。
4.2在血液学中的应用
血液病多为肿瘤性，免疫性和遗传性疾病，恶性血液病约占总数的一半以上，流式细胞仪（FCM）在血液病及淋巴瘤的发病机制，诊断治疗和预后判断学方面都具有重要价值。
白血病患者的异常细胞在分化过程中受外因，内因或突变等因素的影响曾克隆性异常增殖。白血病的免疫分型是选择化疗方案和判断预后的重要依据。FCM结合单克隆抗体的应用对白血病经行免疫分型。可以提高白血病分型诊断的符合率。可为指导治疗和判断预防提供帮助。
4.3流式细胞技术在细胞生物学中的应用
流式细胞技术在细胞生物领域内的应用，是流式细胞仪在基础研究中应用范围最广的领域。目前细胞生物学研究中，应用最频繁也是最普通的是细胞周期分析，包括细胞周期个时期的百分比和细胞周期动力学参数的测定内容。在方法学上除一般的化学染色方法外还有抗溴脱氧脲嘧啶核苷单克隆抗体技术，对同一细胞的参数测定技术则导致了对细胞周期的一些新发现，典型的方法是吖啶橙双染技术，这个技术不仅可以进行细胞周期分析，而且给细胞周期的研究带来了一些新的概念。流式细胞测量术和分选术在染色体，，和精细胞的研究及遗传学，分子遗传学也都有用武之地。
4.4流式细胞术在肿瘤学中的应用
流式细胞仪在肿瘤学研究方面已成为重要手段之一。近年来引起肿瘤研究者的极大关注。对于制定近年来荧光细胞化学技术的发展以及荧光探针标记单克隆抗体为流式细胞技术研究各种肿瘤抗原，肿瘤蛋白，致癌基因开辟了新途径，极大地提高了肿瘤研究水平，并为流式细胞技术在肿瘤学研究中开辟了更广阔的应用前景。
4.5流式细胞技术在AIDS病检测在的分析
流式细胞术用AIDS病免疫功能的检测的重要手段，采用参数荧光标记计数可对T淋巴细胞及亚群经行分析并通过动态监测T细胞亚群可以对HIV感染者或AIDS发病都进行区别。仅为HIV携带者，病毒未复制时，其Th细胞下降不明显。当发展为AIDS时Th细胞水平明显下降，如Th1细胞＜Th2细胞时，HIV在细胞间的传播和感染更敏感，易发生AIDS。同时，当HIV阳性而无症状的患者，其Tc对Tc激活剂不反应者，其体内CD+4Th细胞水平下降迅速。条件致病微生物感染率也同时增加，对Tc激活剂反应敏感者，可维持CD+4Th细胞水平降低较慢或不降低，减少发生AIDS的几率。
4.6流式细胞仪对自身免疫性疾病相关HLA抗原的分析
有些疾病的发病常与一些类型的HLA抗原检出有关，在这些疾病中，某些HLA抗原检出率比正常人群检出率高，最典型疾病是强直性脊柱炎，其外用HLA-B27表达及表达程度与疾病的发生有很高的相关性，利用FCM可以进行HLA-B27/HLA-B7双标记抗体检测HLA-B27阳性细胞，同时又排除交叉反应。通58%～97%的强直性脊柱炎患者可检出这种抗原，而正常人仅为2%～7%检出这种抗原。FCM检测HLA-B27快速，特异，敏感，为强直性脊柱炎的临床诊断提供了有力帮助。
总之，流式细胞技术在血液学，肿瘤，细胞生物学和自身免疫性疾病临床诊断治疗中具有广泛的应用价值。
关键词动物细胞培养实验教学设计
中图分类号：Q2-4；G642文献标识码：A
细胞生物学是一门实验性很强的学科，在生命科学专业的知识结构体系中占有重要地位。它通过结构和功能相结合，从细胞、亚细胞和分子等方面，用活的、动态的视点，来研究和探讨生命活动的基本规律。细胞培养技术是细胞生物学最重要的基本技术，在本科细胞生物学实验课中占有举足轻重的地位，是这门实验课的精髓，通过该实验可以帮助学生树立严格无菌的观念和一丝不苟的工作作风。
目前细胞生物学实验课内容比较单一，主要是细胞的观察、染色，标本制备，细胞培养等，针对传统细胞生物学实验教学中存在的不足，结合本专业生物学实验室的仪器设备及老师的科研项目，我们将原来的细胞培养实验在教学设计中进行了改革，即在细胞培养实验的基础上增加分子水平对细胞鉴定的实验项目，使学生全面掌握操作技术，突破传统实验教学中的缺点，为积极推进实验教学改革提供参考。
1实验方法
1.1小鼠脂肪细胞的获得
首先使学生掌握目前动物细胞培养的前言进展及主要采用的方法。本实验目的是教会学生用组织块和消化法两种方法来获得小鼠脂肪细胞，熟练掌握无菌的操作。
1.2培养的小鼠脂肪细胞的鉴定
通过此部分实验使学生了解动物细胞培养不仅仅是只获得即为成功，还需要对所获得的细胞进行鉴定，才可进行后续研究。因此，此部分教会学生不仅用经典的染色方法―油红O染色法进行鉴定外，并利用分子生物学方法（即荧光定量PCR技术）检测成熟脂肪细胞中脂肪细胞分化标志基因的表达情况来进行进一步鉴定。
2实验教学探讨
2.1开设本实验项目的意义
为了更好地适应学科发展的需要，培养社会所需的创新型人才，根据生物技术专业的特点，选取重要的细胞培养基础实验，并使实验多元化，结合新的内容来设计，将对学生动手动脑能力的提高有很大影响，这种创新性的实验设计同样被各大高校所重视。理论课在讲述细胞培养的内容时利用PPT进行动态的讲解且配合大量的动画，但还是比较抽象，学生难以理解。本实验教学根据这些特点，紧密结合理论课内容，在细胞培养的实验基础上，同时将细胞鉴定实验（包括细胞总总RNA提取、反转录等实验过程）加入细胞培养实验中，不但向学生介绍了细胞培养的基本方法，而且通过细胞鉴定向学生展示了细胞培养的效果，同时丰富了细胞生物学实验课的内容。该实验不仅使学生们掌握了细胞培养和鉴定的方法，同时也使其对细胞培养具有了更加感性、直观的认识。
2.2实验过程中可能出现的问题及解决方法
实验过程中出现的最大问题就是无菌意识不强，学生在超净工作台中比较忙乱，一会忘记在酒精灯附近操作，一会枪头碰到了其他部位。并且在解剖小鼠操作时剪刀经常会粘到毛毛，造成了所取样品的污染。在消化法时消化的时间掌握不好，造成消化不完全，得到的细胞较少等问题。最后将铺满组织块的瓶子放在二氧化碳培养箱时瓶盖忘记拧松半圈。
2.3以学生为主，老师为辅的实验教学模式
我们设计的细胞培养实验教学设计包含细胞培养和细胞鉴定两部分内容，细胞培养前期准备工作颇多，并且这些准备工作是保证实验成功的关键。为了培养学生无菌意识，细胞培养所用器皿的清洁消毒、培养基的配制等，都是由学生利用课余时间在教师指导下亲自动手完成的。这样既培养了学生的基本操作技能，也增加了学生的动手机会。细胞培养实验的设计同时具有连续性强和整体性强的特点，前一部分实验结果往往会影响后续的实验。因此对学生的要求有了进一步的提高，每个学生只有参与整个实验过程，才能获得最后的实验结果。在实验中要注意培养学生在实验过程中的团队协作精神，发挥每个学生的特长。
3结语
本实验将细胞培养和细胞分子鉴定结合并应用于实验教学中，突破了原来细胞培养实验后仅仅在显微镜观察下观察的局限，并培养了学生团结协作的精神，比如前期准备不好，后期则无法成功，这极大地提高了学生对实验的兴趣。教师在理论授课时虽然强调了很多无菌操作的注意事项，但是通过实验过程中观察，学生依然会遇到很多问题。这就需要教师在学生实验操作过程中实时纠正，严格把关，培养学生熟练掌握一套标准的无菌操作技术。然而，提高实验课程的教学水平，保证课程的教学质量是一个不断提高的探索过程，尚有待于在教学实践过程中不断总结经验、实践改进，只有这样才能使细胞生物学实验教学日臻完善。
参考文献
[1]翟中和，王喜衷，丁明孝.细胞生物学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]王宏英，王伟，陈坚刚，李玉明，张荣庆，张贵友.细胞生物学实验教学创新的探讨[J].实验技术与管理，2008，25（1）：126-128.
[3]陈乃清，宋平，李晓迎，郝广勤，余其兴.改革细胞生物学实验教学，提高学生综合素质[J].实验技术与管理，2002，19（4）：8-11.
关键词纳米技术；纳米生物学；DNA纳米技术
20世纪80年代才开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展。最近美国《商业周刊》列出了21世纪可能取得重大突破的三个领域：一是生命科学和生物技术；二是从外星球获取能源；三是纳米技术。所谓纳米技术(Nanotechnology)是指在小于100nm的量度范围内对物质和结构进行制造的技术，其实就是一种用单个原子、分子制造物质的科学技术［1］。纳米技术在新世纪将推动信息技术、生物医学、环境科学、自动化技术及能源科学的发展，将极大的影响人类的生活，衣、食、住、行、医疗等方面。本文将围绕纳米技术给21世纪的生物医学可能带来影响作一概述。
1纳米生物学的研究对象
有人把在纳米尺度(水平)上研究生命现象的生物学叫做纳米生物学。纳米结构通常指尺寸在1nm～100nm范围的微小结构。1纳米等于10-9m，即1m的十亿分之一。我们知道，细胞具有微米(10-6m)量级的空间尺度，生物大分子具有纳米量级的空间尺度。在它们之间的层次是亚细胞结构，具有几十到几百纳米量级的空间尺度。显然在纳米水平上研究生命现象的纳米生物学，它的研究对象就是亚细胞结构和生物大分子体系。由于纳米微粒的尺寸一般比生物体内的细胞、红细胞小得多，这就为生物学研究提供了一个新的研究途径即利用纳米微粒进行细胞分离、疾病诊断，利用纳米微粒制成特殊药物或新型抗体进行局部定向治疗等。
2纳米技术在生物医学方面的应用
2.1测量和控制生物大分子
纳米技术与扫描探针显微镜(Scanningprobemicroscopes，SPMs)相结合，便具有了观察、制造原子水平物质结构的能力，为生物医学工作者提供了直接在亚细胞水平或分子水平研究生命现象的应用前景［2，3］。扫描探针显微镜是指利用扫描探针的显微技术，常用的有扫描隧道显微镜(STM，它是ScanningTunnelingMicroscope的简称)和原子力显微镜(AFM，它是AtomicForceMicroscope的简称)。STM的原理是利用电子隧道效应测量探针和样品间微小的距离，又将探针沿样品表面逐点扫描，从而得到样品表面各点高低起伏的形貌。当探针和样品表面间的距离非常近达到一个纳米时，同时在它们之间施加适当电压，在它们之间会形成隧道电流，这就是电子隧道效应。这时探针尖端便吸引材料的一个原子过来，然后将探针移至预定位置，去除电压，使原子从探针上脱落。如此反复进行，最后便按设计要求“堆砌”出各种微型构件。
Hafner(1999)等［4］报道了碳纳米管的制备方法，整个过程如同用砖头盖房子一样。隧道电流的大小和探针与表面间的距离有关，因此通过隧道电流的测量可以确定这距离的值。STM观测的样品要有导电性，用AFM就没有这种要求。AFM的原理是用探针的针尖去“触摸”样品表面，将探针沿表面逐点扫描，针尖随着样品表面的高低起伏作上下运动。用光学方法精确测量针尖这种上下运动，就可以得到样品表面高低起伏的图像。用AFM还可以测量分子间作用力的大小以及不同环境中分子间作用力大小的变化。扫描探针显微镜又是操作生物大分子的工具。用它们可以扭转或拉伸生物大分子，从而研究单个生物大分子的运动学特性。STM和AFM在平行于样品表面的方向上的空间分辨率达到0.1nm。已知样品中原子间距离的量级是0.1nm，所以STM和AFM的空间分辨率达到了分辨单个原子的水平。它的时间分辨率取决于要扫描的样品范围和像素点数目，用它们测量固定观测点时，时间分辨率达到ns甚至ps，扫描一幅面积是10nm×10nm的样品时，中等象素密度的时间分辨率约是1秒［5］。显而易见，利用STM、AFM等技术，好象使用“纳米笔”一样，可以操纵原子分子，在纳米石版印刷术中构造复杂的图形和结构［6］。
2.2磁性纳米粒子的应用
德国学者报道了含有75%～80%铁氧化物的超顺磁多糖纳米粒子(200～400nm)的合成和物理化学性质［7］。将它与纳米尺寸的SiO2相互作用，提高了颗粒基体的强度，并进行了纳米磁性颗粒在分子生物学中的应用研究。试验了具有一定比表面的葡聚糖和二氧化硅增强的纳米粒子。在下列方面与工业上可获得的人造磁珠作了比较：DNA自动提纯、蛋白质检测、分离和提纯、生物物料中逆转录病毒检测、内毒素清除和磁性细胞分离等。例如在DNA自动提纯中，用浓度为25mg/mL的葡聚糖nanomagR和SiO2增强的纳米粒子悬浊液，达到了≥300ng/μL的DNA型1～2KD的非专门DNA键合能力。SiO2增强的葡聚糖纳米粒子的应用使背景信号大大减弱。此外，还可以将磁性纳米粒子表面涂覆高分子材料后与蛋白质结合，作为药物载体注入到人体内，在外加磁场2125×103/π(A/m)作用下，通过纳米磁性粒子的磁性导向性，使其向病变部位移动，从而达到定向治疗的目的。例如10～50nm的Fe3O4的磁性粒子表面包裹甲基丙烯酸，尺寸约为200nm，这种亚微米级的粒子携带蛋白、抗体和药物可以用于癌症的诊断和治疗。这种局部治疗效果好，副作用少。
2.3纳米脂质体—仿生物细胞的药物载体
脂质体（Liposome)是一种定时定向药物载体，属于靶向给药系统的一种新剂型。20世纪60年代，英国BanghamAD首先发现磷脂分散在水中构成由脂质双分子层组成的内部为水相的封闭囊泡，由双分子磷脂类化合物悬浮在水中形成的具有类似生物膜结构和通透性的双分子囊泡称为脂质体。70年代初，RahmanYE等在生物膜研究的基础上，首次将脂质体作为酶和某些药物的载体。纳米脂质体作为药物载体的优点：①由磷脂双分子层包封水相囊泡构成，与各种固态微球药物载体相区别，脂质体弹性大，生物相容性好；②对所载药物有广泛的适应性，水溶性药物载入内水相，脂溶性药物溶于脂膜内，两亲性药物可插于脂膜上，而且同一个脂质体中可以同时包载亲水和疏水性药物；③磷脂本身是细胞膜成分，因此纳米脂质体注入体内无毒，生物利用度高，不引起免疫反应；④保护所载药物，防止体液对药物的稀释，及被体内酶的分解破坏。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。对脂质体表面进行修饰，譬如将对特定细胞具有选择性或亲和性的各种配体组装于脂质体表面，以达到寻靶目的。以肝脏为例，纳米粒子—药物复合物可通过被动和主动两种方式达到靶向作用：当该复合物被Kupffer细胞捕捉吞噬，使药物在肝脏内聚集，然后再逐步降解释放入血液循环，使肝脏药物浓度增加，对其它脏器的副作用减少，此为被动靶向作用；当纳米粒子尺寸足够小约100～150nm且表面覆以特殊包被后，便可以逃过Kupffer细胞的吞噬，靠其连接的单克隆抗体等物质定位于肝实质细胞发挥作用，此为主动靶向作用。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织。
纳米粒作为输送多肽与蛋白质类药物的载体是令人鼓舞的，这不仅是因为纳米粒可改进多肽类药物的药代动力学参数，而且在一定程度上可以有效地促进肽类药物穿透生物屏障。纳米粒给药系统作为多肽与蛋白质类药物发展的工具有着十分广泛的应用前景［8］。
2.4DNA纳米技术和基因治疗
DNA纳米技术(DNAnanotechnology)是指以DNA的理化特性为原理设计的纳米技术，主要应用于分子的组装。DNA复制过程中所体现的碱基的单纯性、互补法则的恒定性和专一性、遗传信息的多样性以及构象上的特殊性和拓扑靶向性，都是纳米技术所需要的设计原理［9］。现在利用生物大分子已经可以实现纳米颗粒的自组装。将一段单链的DNA片断连接在13nm直径的纳米金颗粒A表面，再把序列互补的另一种单链DNA片断连接在纳米金颗粒B表面，将A和B混合，在DNA杂交条件下，A和B将自动连接在一起［10］。利用DNA双链的互补特性，可以实现纳米颗粒的自组装。利用生物大分子进行自组装，有一个显著的优点：可以提供高度特异性结合，这在构造复杂体系的自组装方面是必需的。
美国波士顿大学生物医学工程所Bukanov等研制的PD环(PDloop)(在双链线性DNA中复合嵌入一段寡义核苷酸序列)比PCR扩增技术具有更大的优越性；其引物无须保存于原封不动的生物活性状态，其产物具有高度序列特异性，不像PCR产物那样可能发生错配现象。PD环的诞生为线性DNA寡义核苷酸杂交技术开辟了一条崭新的道路，使从复杂DNA混合物中选择分离出特殊DNA片段成为可能，并可能应用于DNA纳米技术中［11］。
基因治疗是治疗学的巨大进步，质粒DNA插入目的细胞后，可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。利用纳米技术，可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将质粒DNA浓缩至50～200nm大小且带上负电荷，有助于其对细胞核的有效入侵；而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。此时的纳米粒子是DNA本身所组成，但有关它的物理化学特性尚有待进一步研究［12］。
2.5纳米细胞分离技术
20世纪80年代初，人们开始利用纳米微粒进行细胞分离，建立了用纳米SiO2微粒实现细胞分离的新技术。其基本原理和过程是：先制备SiO2纳米微粒，尺寸大小控制在15～20nm，结构一般为非晶态，再将其表面包覆单分子层。包覆层的选择主要依据所要分离的细胞种类而定，一般选择与所要分离细胞有亲和作用的物质作为附着层。这种SiO2纳米粒子包覆后所形成复合体的尺寸约为30nm。第二步是制取含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液，适当控制胶体溶液浓度。第三步是将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，再通过离心技术，利用密度梯度原理，使所需要的细胞很快分离出来。此方法的优点是：①易形成密度梯度；②易实现纳米SiO2粒子与细胞的分离。这是因为纳米SiO2微粒是属于无机玻璃的范畴，性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应，既不会沾污生物细胞，也容易把它们分开。
3发展趋势
跨入21世纪后的未来二三十年，数学、化学、物理学等基础研究的进展将扩大纳米技术的应用范围，使纳米技术与物医学的联系更加紧密，其发展趋势是：①生体相容性好的钛合金等物质将逐步开发［13］，并进入临床试验阶段；②纳米技术与分子生物学技术相结合，将有助于揭示生物大分子各级结构与功能的破译；③纳米生物技术将使药物的生产实现低成本、高效率、自动化、大规模，而药物的作用将实现器官靶向化［14］；④纳米生物技术应用于分子之间的相互作用、分子复合物和分子组装的研究将在病毒结构、细胞器结构细节和自身装配机制上取得进展［15］；⑤纳米生物技术将使生物活性分子诊断、检测技术向微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥距、动态、功能性和智能化的方向发展。
有人预测，二三十年后，医生使用纳米技术只需检测几个细胞就能判断出病人是否患上癌症或判断胎儿是否有遗传缺陷。妇女怀孕8个星期左右，在血液中开始出现非常少量的胎儿细胞，用纳米微粒很容易将这些胎儿细胞分离出来进行诊断。在人工器官外面涂上纳米粒子可预防移植后的排异反应。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。
参考文献
［1］KeahlerT.Nanotechnology:basicconceptsanddefinitions［J］.ClinChem，1994，40(9):1797.
［2］PermiakovNK，AnanianMA，SorokovoiVI，etal.Scanningprobemicroscopyandmedicobiologicalnanotechnology:historyandprospects［J］.ArklPatol，1998，60(5):9.
［3］HeinzWF，HohJF.Spatiallyresolvedforcespectroscopyofbiologicalsurfacesusingatomicforcemicroscopy［J］.TrendsBiotechnol，1999，17:143.
［4］HafnerJH，CheungCL，LieberCM.Directgrowthofsinglewalledcarbonnanotubescanningprobemicroscopytips［J］.JAmChemSoc，1999，121:9750.
［5］唐孝威，胡钧.测量和控制生物大分子［J］.世界科技研究与发展，2000，22(4):16.
［6］PinerRD，ZhuJ，XuF，etal.Dippennanolithography［J］.Science，1999，283:661.
［7］许孙曲，徐小妹编译.用新型二氧化硅增强的磁性纳米粒子作分子生物学研究的工具［J］.国外医学生物医学工程分册，2000，23(1)：62.
［8］CarinoGP，MathiowitzE.Advanceddrugdelivery［J］.Reviews，1999，35:249.
［9］SeemanNC.DNAnanotechnology:novelDNAconstructions［J］.AnnuRevBiopgysBiomolstruct，1998，27:225.
［10］MirkinCA，LetsingerRL，MucicRC，etal.ADNAbasedmethodforrationallyassemblingnanoparticlesintomaeroscopicmaterials［J］.Nature，1996，382(6592):607.
［11］BukanovNO，DemidovVV，NielsenPE，etal.PDloop:acomplexofduplexDNAwithanoligonucleotide［J］.ProcNatclSciUSA，1998，95(10):5516.
［12］SchofieldJP，CaskeyCT.Nonviralapproachestogenetherapy［J］.BrMerdBul，1995，51(1):56.
［13］刘玲编译.钛和贱金属合金金属陶瓷冠的适合性［J］.国外医学生物医学工程分册，2000，23(4)：252.
［14］魏红，李永国.纳米技术在生物医学工程领域的应用—研究现状和发展趋势［J］.国外医学生物医学工程分册，1999，22(6)，340.
生物学是现代医学、农业科学与生物技术等应用科学的根本，只有了解基础生命现象的运作原理与机制，才可能有创新性想法将其化为能增加人类福址的应用上。上世纪60年代，台湾生物学研究主要集中在基础医学和农学（包括森林学）及工业微生物学领域，特别是李先闻领导的台湾中研院植物研究所开展的水稻细胞遗传学、放射线诱变育种等研究，以及魏岩寿领导的台湾中研院化学研究所开展的应用微生物学研究最为著名。
在岛内高校，除与医学和农学有关的系/所外，其余与生物学有关的研究机构只有台湾大学化学工程系（研究工业微生物）、农业化学系（研究农业微生物）、森林学系、生理学系，以及省立中兴大学植物学系和森林学系等。
1965年，台湾科技主管部门在中研院植物所内成立“生命科学研究中心”（1987年改名为台湾科技主管部门下属“生命科学研究推动中心”），主要任务是审议各学科的学术交流及合作联系事宜，与岛内生物学、医学、农学研究机构合办科技性研习会，补助购买学术图书期刊和仪器，发行《生命科学简讯》杂志月刊。
这一时期的生物科学类专题研究计划仍以自由研究为主，分为生物、生化、海洋生物、农业、医学与公共卫生研究等五类。
这一时期，台湾科技人员取得的重要成果包括：对台湾维管束植物、苔藓植物、鱼类、鸟类、菌类、藻类及昆虫等生物资源进行调查研究，1976年出版《台湾植物志》，鱼类、菌类、昆虫及藻类也有若干目录及专志出版；开展水稻基础生产力研究，包括水稻的生长模型及其生长介量变异研究，水稻余留物分泌的植物毒物质及其对水稻生长的影响研究，水稻潜伏性细菌研究，水稻根系机能与土壤中理化性质的研究及水稻光合作用研究等；植物组织培养研究，包括无病毒马铃薯在试管内结球的研究，人参组织及细胞培养研究，水稻花药培养研究，台湾重要果树的组织培养繁殖研究及烟草、甘蔗、水稻等原生质体融合研究等；台湾二期作稻低产原因及其解决方法研究，包括环境因子对产量构成要素的影响，植物根活性、光合作用及光合成物质的生产、土壤因子、肥料及植物调节素、病虫害对一、二期作稻的影响，及提高二期作稻产量的对策研究等；草虾、斑节虾、砂虾及红尾虾的大量繁殖技术研究，乌鱼完全养殖技术、虱目鱼人工繁殖技术、温度及盐度对鱼虾类的存活、生长的影响研究，以及养殖池水质变化与养殖之间关系研究等；金门血丝虫病防治研究；蛇毒药理学研究；鼻咽癌诊断及免疫学研究，包括血清免疫球蛋白IgG、IgA、IgM、EB病毒有关的抗原、抗体、血中醣蛋白、T细胞及B细胞研究等；针刺止痛的神经学研究；肝炎与肝癌研究；鸡母珠毒蛋白及蓖麻毒素的抗癌研究等。
1982年起，台湾科技主管部门对岛内生物科学类专题研究的支持经费持续增加，首次超过1亿元新台币，1986年达到3.798亿元，1989年更高达7.36亿元。1984年起增加对生物技术研究的经费支持，1985年起再加上肝炎防治研究及补助购买中型仪器设备，1988年起又增加对分子生物研究及生态及公害医学研究的支持。
1982年台湾科技主管部门资助生物科学类专题计划数仅378件，1986年增至728件，1989年更增至1091件。在推动目标导向型大型计划方面，1983年该部门首次组织实施“生物技术与肝炎防治研究计划”，1985年推动“民众常见疾病的分子层次探讨计划”，1988年又推动“农业生物分子遗传研究”、“中药研究”、“农业园艺作物遗传与生理研究”、“生态资源与公害基础医学研究”，1989年推动“灵芝研究”、“乌脚病研究”等多年期计划及群体性研究计划，显示其不断朝向主动协调研究计划的方向迈进。
主要生物研究机构
台湾中研院1959年开始筹备成立动物研究所。经过筹备主任梁序穆与以后的苏仲卿等人11年的努力，终于在1970年2月正式成立，首任所长为苏仲卿，最初研究人员有林飞栈、李文蓉、黄仲嘉、詹昆源、万家茂、周延鑫及郑森雄7人。以后，历经张昆雄、周延鑫所长的努力，大力扩展各项研究领域，在经费拮据及全体科技人员同心协力下，于1989年在台北市南港区建成“动物所研究大楼”并启用。
该所早期以岛内动物基础研究为主，重点放在海洋生物、昆虫的显微形态、生理生化、分类及生态学等方面，对于台湾动物学及农渔业发展有重要贡献。80年代后期，国际上兴起分子生物学和基因学研究高潮，该所配合这一新趋势也快速成长及蜕变。在吴金洌担任所长期间，整合所内研究重点，将研究方向转为以理论动物学为基础，辅助应用科学发展，并于1991年3月通过所务会议，将该所研究人员分为分子细胞学、个体生理学和族群生态学三组。
1996年邵广昭接任所长，延续三组研究方向，推展诸多研究项目，其中以水产动物为模式材料的基因调控机制研究、个体以上层级的生理及环境适应，以及生物多样性的研究（包括分类、生态及演化）成为该所研究的主要特色。2002年8月，游正博返台接任动物所所长，2003年在宜兰县礁溪乡建立临海研究站。其后，该所依照原来的三大方向继续发展，特别是在斑马鱼器官分化及基因调控、鱼类病毒致病分子机制、动物环境适应调控机制、无机砷遗传毒理、族群生态及分子演化等方面持续性深入探讨，取得创新性成果。
进入新世纪后，对功能性基因及生物多样性研究潮流兴起，台湾中研院在2001―2003年间开始筹备成立基因研究中心及生物多样性研究中心，由动物所第三组族群生态学组研究人员为主，于2005年1月转至生物多样性中心。其他分子细胞学组及个体生理学组的研究人员，在现任所长游正博领导下，努力整合研究重点、积极网罗优秀人才，全力重整实验室，设立核心仪器室，并在2005年将该所改名为细胞与个体生物学研究所，将研究重心转移至分子和细胞层次的研究。
该所目前共有23位研究人员，包括特聘研究员3名、研究员3名、副研究员7名、助研究员10名，所内设有公共仪器室生化组、公共仪器室影像组、台湾斑马鱼实验中心、临海研究站等部门，研究目标着重在个体生物生长、适应与发育过程中细胞与细胞间的交互作用，以及个体生物面对环境变迁所进行的适应行为。重点研究方向包括：水生及海生生物技术；藉由动物模式系统或系统生物学研究方法分析细胞与个体生物的功能；细胞正常以及异常功能的分子机制探讨；细胞结构分析。
在上述4个研究领域中，水生及海生生物技术具有最悠久的发展历史及良好声誉，其研究成果主要归功于位在宜兰礁溪的临海研究站。临海的地缘关系方便海生生物繁衍、研究与观察。该所也是台湾最早使用斑马鱼作为模板来研究水生生物的研究单位。针对水生生物多元化的生理研究是该所的一大特色。