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在生命科學(xué)領(lǐng)域取得的成就
2010-06-22 |文章來源: | 瀏覽次數(shù):  |

 
 

一、 醫(yī)學(xué)上的突破 

醫(yī)學(xué)上的開拓者

20世紀(jì)50年代,BNL的科學(xué)家Walter Tucker和Powell Richards開發(fā)出放射性示蹤元素锝-99m。1966年起,由于锝-99m幾乎可用于體內(nèi)任何器官的造影,世界對該示蹤元素的需求大增,現(xiàn)在美國每年在1300萬核醫(yī)療過程中使用它。該示蹤元素是在BNL石墨研究反應(yīng)堆上研制出來的。  

帕金森病的研究

20世紀(jì)60年代,BNL的科學(xué)家George Cotzias開始研究用左旋-多巴治療帕金森病。在尚無良藥的情況下,左旋-多巴幫助許多患者在生活上實(shí)現(xiàn)了自理。

心臟掃描

1990年,利用BNL的國家同步光源,首次將人類心臟顯影,采用的技術(shù)稱為經(jīng)靜脈血管造影技術(shù)。美國有500萬人患心臟病,開發(fā)這一方法對他們的動脈造影,其危險性比采用通常技術(shù)低。  

鹽與高血壓

1952年,BNL的科學(xué)家Lewis Dahl開始從事具有開創(chuàng)性的鹽與高血壓有關(guān)的研究。在25年實(shí)驗的過程中,他發(fā)現(xiàn)鹽的攝入量高對青年人危險性較大,建議兒童食品中不要添加鹽。他的研究表明:人的遺傳背景使鹽在很大程度上引起高血壓。  

率先研制出診斷工具

BNL從事的核物理研究導(dǎo)致開發(fā)出醫(yī)用放射性同位素。在早期開發(fā)锝-99m的基礎(chǔ)上,Suresh Srivastava和他的同事們1988年研制了一種易于使用的工具盒,將锝-99m附在紅細(xì)胞上,醫(yī)生通過心臟和其他器官可看到血液的流動。到20世紀(jì)中葉,該工具盒在世界上得到廣泛應(yīng)用。這項技術(shù)轉(zhuǎn)讓出去獲得的專利費(fèi)為實(shí)驗室開展新的研究、教育和培訓(xùn)提供了資金。  

心臟健康檢查

世界上成千上萬的病人都接受過心臟負(fù)荷實(shí)驗,但只有少數(shù)人知道這些實(shí)驗使用的是鉈-201。鉈-201是在BNL60英寸的回旋加速器上開發(fā)出來的。鉈-201多數(shù)集中在心臟肌肉內(nèi),醫(yī)生用同位素照相機(jī)可以測量它的分布。將放射性同位素注入心臟病病危者的血流中,可對心臟受損情況進(jìn)行安全有效的診斷。鉈-201可用來診斷早期心臟病。  

緩解癌癥疼痛

癌擴(kuò)散到骨頭后,會給病人造成劇烈疼痛,只有連續(xù)大量服用鎮(zhèn)靜劑才能獲得緩解。為提供一種選擇,BNL的研究人員利用高通量束流反應(yīng)堆開發(fā)出一種放射性化合物,稱為錫-117m DPTA。20世紀(jì)90年代中期,在最初臨床實(shí)驗中,使用這一放射性同位素的癌癥患者中80%疼痛有所緩解,20%的患者疼痛幾乎消失。  

正電子斷層掃描儀

1961年,BNL的化學(xué)家們研究如何通過分析注入到血流和被腫瘤吸收的放射性物質(zhì)的衰變來探測小的腦腫瘤。BNL開始研制這一探測器陣列。20世紀(jì)70年代,BNL的研究人員發(fā)現(xiàn)了將探測器數(shù)據(jù)重建成腦影象的方法,該工作是邁向現(xiàn)代正電子斷層掃描儀的重要的一步。  

核磁共振成像中心

BNL開發(fā)了被稱為正電子斷層照相也稱“PET”的強(qiáng)有力的醫(yī)學(xué)成像技術(shù),醫(yī)生可利用此項技術(shù)觀測人體內(nèi)器官的活動情況,以便治療世界上成千上萬的病人和開展醫(yī)學(xué)研究。BNL開發(fā)的放射性示蹤元素,一種稱為葡萄糖的18FDG幾乎用于每個PET中心對癌癥的診斷。  

作為成像和神經(jīng)科學(xué)中心的一部分,BNL研制的核磁共振成像裝置為研究人的心臟及人腦補(bǔ)充了其他兩種成像方法。  

腦功能

PET的探測器可對人體特定部位進(jìn)行測量,如測量腦部有多少釋放出稱為正電子粒子的放射性示蹤元素。1983年,PET的開拓者Alfred Wolf做了一項實(shí)驗,將自己的頭放入BNL一臺PET機(jī)器的圓形陣列里,研究腦是如何發(fā)送和接收書面和口頭表達(dá)思想的。  

毒癮研究

在BNL成像和神經(jīng)科學(xué)中心,研究人員研究了吸毒對人腦的影響。20世紀(jì)90年代初,BNL的科學(xué)家率先報道了吸食可卡因和海洛因及嗜酒精成癮的人抑制了其腦多巴胺系統(tǒng)的活動。這一發(fā)現(xiàn)也適用于吸食甲苯丙胺成癮和受肥胖困擾的人。BNL的研究為治療吸毒提出了新的方法。

 

 

二、生物研究

花的提示

(紫露草屬花)

從 1958年開始,BNL的研究人員利用紫露草屬花的花瓣隨像化學(xué)物品或輻射等不同的誘變劑而改變顏色的特性,率先使用紫露草屬花作為研究細(xì)胞變種的工具之一。

基因突破  

1992年,BNL的生物學(xué)家們首創(chuàng)了一種解密DNA結(jié)構(gòu)的新方法,從而破譯了引起淋巴腺疾病的細(xì)菌的染色體組,有助于尋找新的疫苗。  

氚胸腺嘧啶核甙  

1956年BNL的科研人員發(fā)現(xiàn)了一種研究DNA新方法,將放射性同位素氚附在DNA組成部分之一的胸嘧啶核甙上,用于研究DNA雙螺旋(左旋)載體染色單體。

1957年BNL的生物學(xué)家們利用氚胸腺嘧啶核甙產(chǎn)生植物根部合成的DNA圖象,檢驗了Watson-Crick分子結(jié)構(gòu)模型。另人驚訝的結(jié)果提供了DNA在單個染色體水平上復(fù)制的Watson-Crick模型的第一個證據(jù),該實(shí)驗還首次從微觀上對“姊妹染色單體”進(jìn)行了識別?!版⒚萌旧珕误w”是一種現(xiàn)在廣泛用于研究接觸有毒物質(zhì)所引起的基因損害的細(xì)胞現(xiàn)象。

在研究細(xì)胞在體內(nèi)移動和生長過程中,證明氚胸腺嘧啶核甙也是有用的。經(jīng)過用老鼠做的初步實(shí)驗后,1957年開展了首次人類臨床研究。

該實(shí)驗表明帶標(biāo)示的骨髓細(xì)胞在附近血液中出現(xiàn)所用的時間,后來集中研究各種癌癥和胃腸道中細(xì)胞的擴(kuò)散。BNL的研究人員1958年在一次會議上報告了該工作后短短幾個月,全世界對氚胸腺嘧啶核甙的需求大增?,F(xiàn)在,氚胸腺嘧啶核甙用于許多不同的免疫實(shí)驗,成為細(xì)胞研究的標(biāo)準(zhǔn)。  

紫外光與癌  

(劍尾魚屬魚) 

人體的每個細(xì)胞核中都有DNA。當(dāng)一個細(xì)胞分裂時,它的DNA便復(fù)制自己,故遺傳信息保持不變。但遺傳信息有時有缺陷,原因是DNA被損壞。陽光最基本的組成部分之一紫外光可引起DNA中幾種化學(xué)變化。  

1979年,BNL的生物學(xué)家將人體皮膚細(xì)胞置于幾個小劑量的紫外光下照射,模擬接受多次小劑量陽光照射的人體發(fā)生何種變化。將被紫外光照射后的人體細(xì)胞變化到惡性階段前顯示出來,這是首次。BNL的生物學(xué)家Richard Setlow在后來的實(shí)驗中,使用劍尾魚屬逆代雜交魚來顯示惡性黑素瘤---一種致命的皮膚癌,可由紫外光-A和紫外光-B誘發(fā)。而以前,只認(rèn)為紫外光-B的照射可引發(fā)這類皮膚癌。  

病毒機(jī)理  

將來可能有一天,每個物種的DNA序列均有案可查。但在1982年,情況遠(yuǎn)非如此。BNL的科學(xué)家們完成了病毒T7的DNA序列確定,當(dāng)時已知它的DNA序列最長。此工作證明了這一點(diǎn),一共數(shù)出和認(rèn)出它的39,936個基對。遺傳圖與病毒T7的蛋白質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)聯(lián),蛋白質(zhì)的產(chǎn)生使人們能詳細(xì)地了解這些病毒是如何控制自身復(fù)制的。  

(高能所科研處 侯儒成編譯)   


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