系统生物学--21世纪医学和生物学发展的核心驱动力

世界是复杂的，生命系统和医学同样具有复杂性。我着重从医学的角度出发，谈谈系统生物学与医学的关系。     

代谢组学：系统生物医学的关键角色

系统生物学是以实验、系统论和计算方法整合研究为特征,研究生物系统组成成分及其相互关系的学科．而系统生物医学是系统生物学在医学应用研究领域的分支．它以临床医学问题为导向、临床样本为研究对象．采用组学生物技术、生物信息学建模和分子生物学技术等集成化、系统化与高通量化等研究策略。其技术手段涵盖基因组学、表观基因组、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等不同层次的全局性研究方法,并辅以影像学、分子生物学、生物分子定量分析等经典还原性分析方式。     

系统生物医学展望——李·胡德博士谈未来十年个性化医学发展愿景

作为一位在基因组科学和系统生物学领域中发明了一系列新技术的科学先驱,美国西雅图系统生物学研究所创办人李·胡德(LeeHood)博士,因推动系统生物学进入医学实践的丰富战略眼光而闻名遐迩。今年3月他在接受《自然-生物技术》杂志采访时,就采用新的方法和手段将如何改变我们对健康和疾病的认识,谈了他的一些想法和观点。     

论计算机在医学实验中的作用

随着计算机辅助教学的普及,大量辅助实验的软硬件系统涌现在实验室。这些系统可以帮助教师模拟实验过程,甚至可以非常生动的、科学的、精确的辅助学生完成实验。文章以一个典型的医学生物实验为例,说明比较传统的手工实验和现代计算机辅助系统实验对医学生物实验的影响。     

论计算机在医学实验中的作用

随着计算机辅助教学的普及,大量辅助实验的软硬件系统涌现在实验室。这些系统可以帮助教师模拟实验过程,甚至可以非常生动的、科学的、精确的辅助学生完成实验。文章以一个典型的医学生物实验为例,说明比较传统的手工实验和现代计算机辅助系统实验对医学生物实验的影响。     

论计算机在医学实验中的作用

随着计算机辅助教学的普及,大量辅助实验的软硬件系统涌现在实验室.这些,系统可以帮助教师模拟实验过程,甚至可以非常生动的、科学的、精确的辅助学生完成实验.文章以一个典型的医学生物实验为例,说明比较传统的手工实验和现代计算机辅助系统实验对医学生物实验的影响.     

定量至简,工程至繁:定量工程生物学

正定量工程生物学是合成生物学、定量生物学和系统生物学交叉互补,并融合数学、物理、信息与工程等多个学科思路和方法而形成的一个新兴领域.它旨在揭示天然和人工生物系统分别及共同遵循的内在规律,并在此基础上理性设计和构建人工生物系统,从而解答生命科学前沿问题,通过干预和改造,应对人类社会面临的重大挑战.这里所谓的理性设计,是指在可预测的规律或模型指导下,有计划地创造、执行、构建研究对象~([1]).正如有了流体力学的指导,人们才得以预测飞机机翼产生举力的条件,并制造出飞机;这种"可预测性设计构建"是定量工程生物学的内核.     

针刀医学基础理论体系的形成与完善

针刀医学是经过30年临床和基础研究,在中医理论的指导下,吸收现代自然科学和西医学的最新成果,在集成的基础上进行创新从而形成的一个新的医学学科,其基本内容是将部分中医基础理论现代化。本文着重论述了针刀医学的理论体系和诊疗技术创新,提出针刀医学的理论基础是现代生物物理学,并进行了较为详细的论述了生物物理学在医学上的应用。作者认为,针刀医学的发明及其理论体系的建立不仅极大地推进了中医现代化,而且还使西医跨上一个新台阶,提出了针刀医学研究领域内人体生物物理学数据库和人体气象学两个新概念和假说。     

针刀医学基础理论体系的形成与完善

针刀医学是经过30年临床和基础研究,在中医理论的指导下,吸收现代自然科学和西医学的最新成果,在集成的基础上进行创新从而形成的一个新的医学学科,其基本内容是将部分中医基础理论现代化.本文着重论述了针刀医学的理论体系和诊疗技术创新,提出针刀医学的理论基础是现代生物物理学,并进行了较为详细的论述了生物物理学在医学上的应用.作者认为,针刀医学的发明及其理论体系的建立不仅极大地推进了中医现代化,而且还使西医跨上一个新台阶,提出了针刀医学研究领域内人体生物物理学数据库和人体气象学两个新概念和假说.     

构筑预防医学体系加强我国医学科研

4月22日，陈竺等22位中国科学院院士联名向国务院提交了《以非典型肺炎(SABS)防治为切入点，构筑预防区学体系，全面加强我国医学科学研究》的报告。该报告对当前非典型肺炎防治的研究、构筑我国预防区学体系、建设强大的国家医学科学创新体系等提出了意见和建议。     

全息胚生物学和未来医学

当今医药科学的一个悬而未决的主要问题就是如何解释痊愈这一过程,生物体是怎样修复创伤,再生新组织、恢复生机的。如能更好地认识其自我修复,自我愈合过程,那将会极大地促进医学痊愈技术的发展。显然,这些综合的生理过程极为复杂,很难通过分析揭示其奥秘。那么全息胚理论又如何有助于我们更好地理解这些过程呢? 充足的临床证据表明,采用不同的全息胚方法或针刺微型系统,对患者实施生物全息疗法确能引起有     

当前医学科学发展的几个重大前沿领域及其意义

科学发展的前沿领域常常代表一个时期内科学发展的主流和方向，往往起着带动全局的重大作用，并对人类社会发展和科学本身产生重要而深远的影响。当前，由于生物医学的发展异常迅猛，研究领域十分宽广，不断出现新的研究领域和新的研究方向，有的正处于重大突破的前夜。因此，关注和研究当前医学科学发展中的前沿热点领域，加强科研管理的战略性导向，对推动我国医学科学的发展，具有十分重要的意义。     

医学成像

<正>自从一个多世纪前拍下首幅X光照片开始,窥探身体内部的技术就成为医学发展的中心任务之一。精确医学成像技术日益进步,给生物医学研究以全新的视野,有望促成更精准的诊断与治疗观测工具的改进推动了科学的发展。伴随着望远镜的出现,天文学家们能够在收集到的天文数据基础上提出行星运动和引力理论。与此同时,我们正在见证医学成像领域令人震惊的进步,它解开了生物学与疾病之间的许多未解之谜。本栏目从两个方面聚焦医学成像技术:技术本身的发展以及成像在医学上的应用。     

医学系统生物学——探索临床疾病实验室诊断的新途径

伴随着科学技术的进步,疾病的实验室诊断逐渐从最初的组织形态学观察向细胞与分子诊断水平发展。与此同时,单一的生理、生化或免疫学指标用于疾病诊断、病情观察的局限性也显得日益突出,无法对疾病复杂的动态过程进行有效的评价。因此,如何以疾病的复杂多变为出发点构建生物标志物综合诊断模型已成为检验医学发展的当务之急。以下从代谢组学的角度阐述相关的数据分析手段,并对其在临床疾病诊断中的应用作一介绍,为进一步探索医学系统生物学的临床应用打下基础。     

医学与文艺复兴

公元1300年到1650年发生在欧洲的文艺复兴是一次社会政治、经济和思想等领域的大变革，使艺术和科学重新焕发了生机，开辟了探索文字、世界、思想和人体问题的新时代。在文艺复兴时期，欧洲经历了中世纪经济社会模式的瓦解，商业、城市和贸易的繁荣以及国家的现代化发展。尽管如此巨大的变革似乎是与过去的完全决裂，而实际上它在很多方面仍处于中世纪的自然顶峰。即使治疗手段不发展的话，在科学和哲学范畴方面，文艺复兴也是一个村医学来说特别重要的时代。无论如何，文艺复兴与医学复兴的完整关系是相当复杂。可以这样讲，广义的医学复兴…     

值得关注的十大新兴技术

美国《技术评论》杂志评出了值得关注的十大新兴技术,它们涉及的学科领域很广,从生命科学到纳米技术乃至互联网,这些技术很快就会对商业、医学或文化产生重要影响。比较相互作用组学如今的生物医学研究似乎都涉及“组”——基因组、蛋白质组以及代谢组。所有“组”的根源大概都要追溯到另一个组——相互作用组。每一个细胞内都有大量的基因、RNA、代谢体和蛋白质发生相互作用。用系统生物学术语来讲,所有这些相互作用的复杂图谱就是“相互作用组学”。加州大学的分子生物技术专家特雷·艾德克和他的科学小组最近开始比较不同物种之间相互…     

FluxExplorer:一个通用的基于化学计量矩阵的代谢网络建模和分析平台

近年来基于化学计量矩阵的生物代谢网络分析在系统生物学研究领域备受关注. 为该领域的研究者开发更加方便和友好的硅上模拟平台已成为一项重要工作. 这种平台应提供图形化的操作方式, 整合强大的分析模块, 帮助生物学研究者更深入地理解代谢系统的特性和行为. 基于这种需求, 我们开发了一个免费共享的计算机模拟平台FluxExplorer. 它整合了多种基于化学计量矩阵的分析方法, 如流平衡分析 (flux balance analysis, FBA)等. 这些分析方法可对代谢网络的各种特性进行全面而深入的刻画. 在该平台上, 用户只需通过简单的图形化建模过程, 就能直观构建并分析自己的目标网络. 同时, 该平台能自动地查找模型中不符合建模规则的结点, 以便用户修改. 此外, 该平台支持系统生物学建模语言 (systems biology markup language, SBML). 利用该平台成功地构建了哺乳动物线粒体的代谢网络, 并得到了一些有生物学意义的模拟结果. 可以说, 该平台是一个分析功能强大且使用方便的代谢网络模拟工具.     

医学和人类遗传学:趋势和方向

这是1977年10月20日“美国人类遗传学学会”年会上的新任会长就任演说。着重谈到了人类遗传学和医学遗传学之间的关系,医学院校开展遗传学教学和科研的必要性,以及吸引基础科学家参加这个领域工作的重要意义等。强调今后最应重视的是要运用基础科学的最尖端的概念和方法来研究人和病,并指出要重视行为遗传学的研究等。     

陈竺等22位院士联名建议——构筑预防医学体系 加强我国医学科研

4月 2 2日 ,陈竺等 2 2位中国科学院院士联名向国务院提交了《以非典型肺炎 (SARS)防治为切入点 ,构筑预防医学体系 ,全面加强我国医学科学研究》的报告。该报告对当前非典型肺炎防治的研究、构筑我国预防医学体系、建设强大的国家医学科学创新体系等提出了意见和建议。现将该报告全文刊登如下     

无机纳米材料在骨组织工程与再生医学中的应用

自组织工程与再生医学概念提出以来,组织工程与再生医学特别是骨组织工程与再生医学得到了突飞猛进的发展.支架材料作为骨组织工程与再生医学三要素之一扮演着至关重要的角色.10余年来,大量的研究工作围绕支架材料展开.纳米生物材料尤其是无机纳米生物材料,具有优良的机械性能和生物相容性,成为制备骨组织工程与再生医学支架材料的理想选择,呈现出广阔的应用前景.本文对近年来无机纳米材料,包括羟基磷灰石、硅基纳米材料,含碳纳米材料及几种金属纳米材料在骨组织工程与再生医学中的应用进行综述.