本书由纸质教材和数字课程两部分组成。纸质部分共分5篇16章，分别介绍观察细胞、细胞器和大分子的技术、操作细胞及其大分子的技术、分析细胞及其大分子的技术、分析细胞基本活动的综合技术及分析细胞信号转导的综合技术，每章重点展示细胞生物学常用实验技术的基本原理、基本操作过程及应用举例。数字课程部分链接成熟的技术步骤细节介绍，推介应用该技术解决科学问题的典型文献，该技术发明的历史和人物介绍，并附自测题供学生练习和思考。本书适用于高等医学院校本科生、研究生、医学行业工作人员以及相关研究人员。
编写本书的目的是为医学院校的两类人群——医学生以及研究生或研究人员——概要地展示医学细胞生物学实验技术，其中既包括那些经典而依然常用的单元技术，也包括新兴的和整合的技术。我们不是想要提供一份操作手册般可供直接使用的技术步骤指导，而是启发读者思考：一人们在面对未知科学问题时是怎样创造和设计了各种基于细胞的技术手段的；选用什么技术可以解决实际问题；为什么这样选；大致上怎么做？
为什么细胞生物学实验技术与医学相关
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，因此必然与医学有着密切的联系。有趣的是，研究细胞的方法和技术从诞生伊始就与医学密切相关。三个多世纪以前，英国物理学家R.Hooke在1665年出版了《显微图谱》一书，描述了他用自己制作的光学显微镜（透镜组合）观察到木栓切片时发现的蜂窝状小孔结构，他把这种小孔称为“cell”（小室）。显然，他看到的“cell”实际上是由植物细胞壁所围成的空腔，因此他当时并没有发现真正的细胞，只是提出了“cell”这个名词。真正发现细胞的是同时代的荷兰科学家A.Leeuwenhoek，他在1674年用自制的光学显微镜观察到池塘水滴中的原生动物细胞，并在其后的观察中发现了哺乳动物和人类的精子、鲑鱼红细胞的细胞核、牙垢中的细菌等。毫无疑问，这些发现必然导致Leeuwenhoek及其同时代的人们思考那些畸形的精子和牙垢中的细菌与人类的生殖和口腔疾病的关联。
19世纪细胞学说的建立和细胞病理学的形成，使人们对人体和疾病的认识进入细胞水平，从而为现代医学的发展奠定了基础。医院里所有活检和手术标本都要接受显微镜检查（病理学检查）的程序沿用至今，其观察结果一直是疾病诊断最重要的依据之一，同时成为人类认识疾病发生和发展过程的知识来源。20世纪细胞生物学和分子生物学的发展，进一步使医学研究深入到分子水平，对人体和疾病的认识也上升到更加本质的层次。例如，一些疾病的病理诊断依赖电子显微镜、免疫组织化学、流式细胞术、聚合酶链反应（PCR）等技术，这些都属于分子细胞生物学技术。从研究疾病的角度讲，现代医院，特别是研究型大学附属的教学医院（被称为学术型医院“acadenuc hospital”），普遍成立了各种实验室和研究所，对各科疾病进行机制和防治的研究，其基本手段不可避免地包括细胞生物学技术，例如细胞培养、基因表达和功能分析等。甚至，细胞生物学技术已经用于人类疾病的治疗，这方面突出的例子是人体器官和组织的修复和再造中采用的组织工程（tissue engineering）技术和干细胞技术，如将源于自体的干细胞诱导分化并与材料整合移植到体内，修补皮肤、软骨、骨和肌腱等，这类技术的
第一篇 观察细胞、细胞器和大分子的技术
第一章 显微镜技术
第一节 光学显微镜
第二节 激光扫描共聚焦显微镜
第三节 超高分辨率荧光显微镜技术
第四节 活细胞荧光工作站
第五节 电子显微镜
第六节 原子力显微镜
第二章 细胞化学技术
第一节 酶细胞化学技术
第二节 免疫细胞化学技术
第三节 原位杂交技术
第二篇 操作细胞及其大分子的技术
第三章 细胞结构成分的离心分离技术
第一节 差速离心法
第二节 密度梯度离心法
第四章 细胞培养技术
第五章 细胞工程技术
第一节 细胞融合技术
第二节 核酸分子导入细胞的技术
第三篇 分析细胞及其大分子的技术
第六章 流式细胞术
第一节 分析式流式细胞术
第二节 分选式流式细胞术
第七章 组织和细胞显微图像分析技术
第一节 组织和细胞几何参数的分析
第二节 荧光和染色的信号强度和阳性面积分析
第八章 定量分析mRNA的技术
第一节 RT-PCR技术
第二节 real-time PCR技术
第九章 分析蛋白质的技术
第一节 免疫印迹
第二节 免疫共沉淀
第三节 荧光共振能量转移（FRET）技术
第四篇 分析细胞基本活动的综合技术
第十章 检测细胞增殖
第一节 MTT法和CCK8法
第二节 Brd〔J参入法
第三节 细胞周期分析
第十一章 检测细胞衰老和死亡
第一节 衰老相关的β-半乳糖苷酶染色
第二节 AnnexinV标记
第三节 TUNEL标记
第十二章 检测细胞自噬
第一节 自噬过程和水平的电镜分析
第二节 LC3-II水平和LC3点状定位的检测
第三节 自噬流的评估
第十三章 检测细胞黏附和迁移
第一节 细胞一基质黏附实验
第二节 Transwell实验
第三节 划痕实验
第五篇 分析细胞信号转导的综合技术
第十四章 分析蛋白质修饰和活性
第一节 分析蛋白质修饰的方法（以磷酸化和SLJMO化修饰为例）
第二节 分析酶活性的方法（以激酶和SUMO蛋白酶为例）
第三节 分析转录因子活性的方法
第十五章 干预基因的表达和功能
第一节 野生型、截短体或突变体基因的强制过度表达
第二节 基因沉默和敲除
第十六章 分析蛋白质相互作用来验证蛋白质的功能和上下游关系
第一节 基因表达干预下的免疫共沉淀分析
第二节 基因表达干预下的蛋白质定位和相互作用分析
附录 综合实验：分析A基因对肿瘤细胞凋亡耐受的影响
实验一 肿瘤细胞的传代培养
实验二 pEGFP-A基因表达质粒的转染
实验三 转染细胞的荧光显微镜观察
实验四 转染细胞的活力检测
实验五 流式细胞仪检测细胞凋亡
《医学细胞生物学常用技术：原理和应用》：
第一节 组织和细胞几何参数的分析
组织和细胞几何参数的分析是图像分析处理中最常用的方法。
【技术方法与步骤】
通过不同的样品制备和染色方法得到组织和细胞的切片，在适当的显微镜物镜倍率下，选取所需的视野。通过数码相机采集图像，通过图像样本的灰度直方图，我们可区分不同细胞组分的灰度阈值，经追踪处理后识别出各组分的边界，进而检测它们的面积、周长、形态因子等几何参数。
例如，在进行细胞核质比分析时，根据染色标本内不同组分灰度直方图确定核质各自灰度峰值，设定区分的阈值范围，分别测量细胞核和细胞质面积，可得到准确的核质比。通过对血管显微图像作形态分析和边界检测，可区分血管外膜、外弹力膜、中膜、内弹力膜、内膜和空腔的几何参数，从而测定它们的面积、周长和血管壁厚度，换算出它们之间的各种比例，用于心血管疾病的常规检测。通过对骨小梁、骨痂、成骨细胞等骨成分形态分析和比例测试，测定面积、周长、宽度和密度，换算出骨的体积参数，通过四环素荧光双标记，确定骨生长率，可以判别各种治疗方法对骨质疏松的治疗效果。对骨髓腔做连续CT片和骨小梁的连续骨片，通过图像处理后分析各组分的边界轮廓，经三维重建后能建立三维立体图像，分析图像的内部剖面形态结构，检测几何形态参数。
【应用举例】
骨小梁的几何参数测量
●目的测量骨小梁面积，判断骨手术或药物治疗后骨质疏松的情况。
●材料、试剂和方法骨小梁切片通过HE染色，在10倍物镜下选取若干个视野，原图通过对比度增强，突出骨小梁的显色。选取适当灰度阈值后，经二值化处理后生成黑白二值图，再经腐蚀膨胀等二值化处理方法清除骨小梁边缘的粘连杂质，然后通过擦碎片和填洞得到完整骨小梁白色图像。最后经骨小梁特征提取后，选择所需几何参数进行测量，如面积、周长、厚度、骨小梁面积密度、骨小梁间距、节点数以及游离末端数等。
通过对不同组别的样品做图像处理，可得到一系列的分组数据，进行组间比较后，可对药物疗效、手术处理后的新骨生长和形成效果加以判断。
第二节 荧光和染色的信号强度和阳性面积分析
图像分析常用于定性和半定量测量，分析显色物所反映的生物大分子的表达水平，测定待测物质的面积密度（面积百分比）和数量密度（数量百分比），常用于待测物质的阳性表达率和特定区域的分布水平分析，如免疫组化、酶标记、原位杂交分析等，同时也适用于同位素标记的放射自显影等各类标记的检测和银颗粒分析的检测。【技术方法与步骤】定量分析是显微图像分析最重要的应用手段，细胞经免疫细胞化学、原位杂交或特殊染色后，可以测定细胞内DNA、RNA和蛋白质等的相对含量，其原理是建立在朗玻一比尔（Lambert-Beer）定律基础上，细胞吸收光度取决于细胞内物质对特定波长光线能量的吸收能力。通过测量物质透光性，换算成光密度值来进行定量分析。因此图像分析需建立灰度值和光密度含量阈值转换表，通过对灰度的检测可精确测定待测物的相对含量。酶相对含量也是一种定量分析，可通过检测酶标记物的灰度值强弱，转换后进行分析。荧光定量检测一般要建立荧光标准，常用荧光标准微球或铀玻璃作为参照物，细胞或组织经荧光标记后，通过对细胞内钙离子、细胞器、蛋白质和核酸等荧光图像做灰度值转换，可以对其荧光光通量做出精确的定量分析，由于标记方法的不同，还可做多荧光标记的分析测量。目前常用现成的图像处理软件进行操作和分析。
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