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组织学与胚胎学中的科技人物和名词(一)

2018-02-06张学明岳占碰郭斌唐博杨占清赖良学李子义

关键词:胚胎学医学奖生物学家

张学明,岳占碰,郭斌,唐博,杨占清,赖良学,李子义

(吉林大学动物医学学院动物组织学与胚胎学教研室 长春 130062)

在组织学与胚胎学中,有许多名词术语都是根据首次发现或描述该组织结构的人物而命名的(人名类名词)。这些科技人物大部分都在解剖学、组织学、胚胎学、生理学等学科做出过卓越贡献,有些还获得了诺贝尔奖,因此在生命科学科技史上占有重要地位。在教学过程中,教师如能适当地介绍其生平、轶闻和相关名词术语的关系,引入相关科技史,将会提升理论教学的趣味性,调动和激发学生的学习兴趣和动力;也有助于学生区分和掌握一些由同一科学家命名的组织结构。

近年来,我们主要基于Wikipedia(https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page)搜集整理了组织学与胚胎学各章节中涉及到的科技人物的生平事略及其命名的相关结构,并在我校动物医学、动物科学、动物生物技术、实验动物等专业的动物组织学与胚胎学教学中进行了实践[1]。从反馈来看,学生对这些科技史、科技人物、诺贝尔奖获得者心驰神往,从而极大地调动了其内在学习动力,增强了课堂趣味性。本文及后续文章拟与读者分享我们整理的资料,以期为本学科的教学提供借鉴。以下按组织学与胚胎学一般章节内容的先后次序,分别简介绪论、细胞学和四大基本组织中的相关科技人物和名词术语。

1 绪论

Robert Hooke (1635-1703),英国皇家学会会员,17世纪英国最杰出的科学家之一,设计和发明了多种科学仪器,在多个领域均有重大成就。在生物学方面,他用自己制造的显微镜观察软木塞薄片,于1665年发现了植物细胞(实为细胞壁),并命名为“cell”。

Marcello Malpighi (1628-1694),意大利医生、生物学家、英国皇家学会会员,支持“预成论”,主张利用实验了解人和动物体的解剖结构,在组织学、胚胎学、动物学、植物学等领域均有建树,其中对组织学与胚胎学的贡献尤为卓著,被认为是近代组织学的奠基人。

Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723),荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者,一生致力于显微镜的研制和自然界微细物体的观察。在友人解剖学家R. de Graaf(参见生殖系统)的劝说和帮助下,他向英国皇家学会报告了他在雨水、牙垢中观察到的微小生物、动物组织中的血流和肌纤维、人和动物的精子等发现。

Marie François Xavier Bichat(1771-1802),法国解剖学家、生理学家、近代组织学和描述解剖学的奠基人。1801年首次提出“组织”一词,认为机体器官由特定的组织或膜构成,并将机体归纳为21种组织,包括结缔、肌肉、神经组织等。

Matthias Jakob Schleiden(1804-1881),德国植物学家、“细胞学说”创始人之一。1838年在Contributions to Phytogenesis一文中指出“植物的不同部分均由细胞构成”。

Theodor Schwann (1810-1882),德国生理学家、“细胞学说”创始人之一。其主要贡献包括“细胞学说”的提出、周围神经系统施万细胞(Schwann cell)的发现、胃蛋白酶的发现和研究、酵母研究、食管上段横纹肌的发现、“代谢(metabolis)”一词的提出等。

Ernst Ruska(1906-1988),德国物理学家,因在电子光学方面的出色工作及第一台电子显微镜的设计,1986年获诺贝尔物理学奖。

Max Knoll(1897-1969),德国电子工程师,1931年与Ernst Ruska共同发明第一台电子显微镜。

William Harvey (1578-1657),英国医生,因提出“一切生命皆来自于卵”而知名。

Caspar Friedrich Wolff (1735-1794),德国胚胎学家、胚胎学奠基人之一。其研究领域涉及胚胎学、解剖学、植物学等,发现了中肾(沃尔夫体)及中肾管(沃尔夫管);详细观察了鸡胚的发育,确定了鸡的血管、肠管等结构是由简单的“平板状结构”逐渐形成的,为“渐成论”提供了有力支持。

Karl Ernst von Baer(1792-1876)俄国爱沙尼亚博物学家、生物学家、地质学家、气象学家、地理学家、胚胎学家、俄国科学院院士、胚胎学奠基人之一。在C.F. Wolff工作的基础上, 他与H.C. Pander共同描述了“胚层理论”。1828年在《论动物的进化》中,他提出了著名的“贝尔定律”。

Heinz Christian Pander(1794-1865),俄国波罗的海生物学家、胚胎学家、胚胎学奠基人之一,发现并描述了胚层。

Robert Remak (1815 - 1865),德国胚胎学家、生理学家、神经学家。他在C.F. Wolff、K.E. von Baer、H.C. Pander等人的基础上,细化了胚层学说,提出了内、中、外三胚层理论;还发现了无髓神经纤维。

Charles Robert Darwin (1809-1882),英国伟大的博物学家、地质学家。于1859年发表了《物种起源》,提出“自然选择、适者生存”,奠定了“进化论”,被誉为人类史上最有影响的人物之一。

Ernst Haeckel(1834-1919),德国生物学家、博物学家、哲学家、医生、教授、艺术家。曾发现、描述并命名了上千种新物种,创造了诸如:人类起源、生态学、门、系统发育、干细胞、原生生物界等多个名词。他普及并发展了达尔文的“进化论”,进而提出了“重演律”(recapitulation theory)。

Wilhelm Roux(1850-1924),德国动物学家、实验胚胎学先驱。他于1885年建立了组织培养的基本原则,于1888年进行了热针刺蛙胚实验,以个体发育的“镶嵌理论”而知名。

Hans Driesch(1867-1941),德国生物学家、哲学家。在胚胎学方面,以海胆胚胎实验证明每个胚胎细胞都具有与合子一样的潜能而闻名。

Hans Spemann (1869-1941),德国著名胚胎学家,于1924年与其学生Hilde Mangold (女,1898-1924)报道了蝾螈原肠胚胚孔背唇移植试验,此即胚胎学的重大发现-胚胎诱导和组织,并因此于1935年获诺贝尔生理医学奖。

童第周(1902-1979),字蔚荪,浙江鄞县人,胚胎学家、生物学家、教育家,中国实验胚胎学的主要创始人,生物科学研究的杰出领导者。他是中央研究院院士和中国科学院第一批学部委员。1963年他将雄鲤鱼的DNA放入雌鲤鱼的卵子内,成为首位成功克隆鱼的科学家(https://baike.baidu.com/item/)。

Joseph Needham(1900-1995),英国科学家、历史学家、著名汉学家,中文名李约瑟。因其对中国科学史的研究和著述而闻名,1931年出版《化学胚胎学》。

Hugo (Ugo) Schiff (1834-1915),意大利德裔化学家,发现希夫碱及其他亚胺类,建立了检测有机醛类的希夫反应。用于检测糖原的过碘酸希夫反应(PAS反应)因他而名。

Robert Feulgen (1884-1955),德国医生、化学家,1914年建立DNA染色法-福尔根反应。

2 细胞

Seymour Jonathan Singer(1924-2017),美国细胞生物学家、加利福尼亚大学教授。1949年在博士后期间与同事共同发现了镰状红细胞贫血病的机制;1972年与G.L. Nicolson共同提出细胞膜分子结构的“流体镶嵌模型”学说。

Garth L. Nicolson(1943- ),美国加利福尼亚分子医学研究所医生、分子生物学家,1972年与S.J.Singer共同提出细胞膜“流体镶嵌模型”学说,曾主导海湾战争综合症的研究治疗。

George Emil Palade(1912-2008),罗马尼亚细胞生物学家、现代分子细胞生物学奠基人之一。曾被誉为最有影响的细胞生物学家,因其在电子显微镜术、细胞分部分离(cell fractionation)及核糖体发现(1955)等方面的杰出贡献,1974年与Albert Claude、Christian de Duve同获诺贝尔生理医学奖。

Richard B. Roberts(1910-1980),美国华盛顿卡耐基研究所地磁系生物物理科学家,因1958年对核糖体重新命名而闻名。

Keith Roberts Porter (1912-1997),加拿大细胞生物学家,用电镜技术对细胞超微结构做了开拓性研究,如纤毛中的9+2型微管。1945年与同事Albert Claude、Ernest F. Fullam在观察小鼠成纤维细胞时发现内质网并由其命名。

Ernest F. Fullam,电镜技术的开拓者,创办了Ernest F. Fullam公司,主营电镜相关产品。1945年与K.R. Porter、A. Claude完成第一张完整动物细胞的电镜照片,发现内质网。

Camillo Golgi(1843-1926),意大利医生、病理学家、解剖学家,发明了高尔基染色法(银染法),于1898年发现高尔基复合体/高尔基器,还发现了“高尔基腱器官”、“高尔基腱反射”等结构和现象。因其对神经系统研究的杰出贡献,1906与S.R.Y.Cajal(见神经组织)同获诺贝尔生理医学奖。

Christian de Duve(1917-2013),比利时细胞学家、生物化学家、诺贝尔奖获得者,一生发现两种细胞器:溶酶体(1955)和微体/过氧化物酶体(1967)并阐明其功能。能操英、法、德、佛兰德语(Flemish)等多种语言并曾因此得救。2013年5月4日(星期六),在儿女面前选择自我诱导安乐死逝世。

J. Rhodin,瑞典的一名博士生,1954年在其博士学位论文中首次描述了微体。

Edouard Van Beneden(1846-1910),比利时胚胎学家、细胞学家、海洋生物学家,动物学家P.J.Van Beneden (1809-1894)之子。1883年发现了中心体,并与Walther Flemming、Eduard Strasburger共同阐明了有丝分裂和减数分裂的基本事实。

Leland Harrison (Lee) Hartwell (1939- ),美国细胞生物学家,1970-1971年间发现细胞分裂周期(cdc)基因,2001年与P.M. Nurse、R.T. Hunt同获诺贝尔生理医学奖。

Paul Maxime Nurse (1949- ),英国遗传学家、细胞生物学家、皇家学会主席,因发现细胞周期的关键调节因子cdc2、Cdk1,与L.H. Hartwell、R.T. Hunt同获2001年度诺贝尔生理医学奖[2]。

Richard Timothy Hunt (1943-),英国生物化学家,因细胞周期研究与P.M. Nurse和L.H. Hartwell同获2001年度诺贝尔生理医学奖。

Sydney Brenner (1927- ),南非生物学家,对分子生物学的遗传密码解析等多个领域贡献卓著,有关蛔虫秀丽隐杆线虫的研究使之成为发育生物学的经典模式生物并用于凋亡等研究,他因此与Howard Robert Horvitz和John Sulston同获2002度诺贝尔生理医学奖。

Howard Robert Horvitz (1947- ),美国生物学家、麻省理工学院生物学教授,因利用线虫进行凋亡等研究而闻名,2002年与S. Brenner和J. Sulston同获诺贝尔生理医学奖[3]。

John Edward Sulston (1942- ),英国生物学家,在秀丽隐杆线虫凋亡研究及人类基因组测序中贡献突出,2002年与S. Brenner和H.R. Horvitz同获诺贝尔生理医学奖[4]。

3 上皮组织

Eugene Bell(1919-2007),美国麻省理工学院(MIT)生物学教授、组织工程学奠基人。Bell曾参加第二次世界大战并负伤。青年时代即有远大抱负且从未放弃,1956年入职MIT,1967成为教授,获专利40余项,一生致力于再生医学的发展(https://web.mit.edu/newsoffice/2007/obit bell 0712.html)。

Robert Samuel Langer(1948- ),美国工程师、MIT教授。在给药(drug delivery)和组织工程领域享有盛名,其工作已被引用近10万次,他在MIT的实验室是世界最大的生物医学工程实验室。

Joseph P. Vacanti,美国马萨诸塞州综合医院医生、组织工程和器官制造实验室主任[5]。

4 结缔组织

Ilya Ilyich Mechnikov(1845-1916),俄国生物学家、动物学家、原生动物学家,对免疫系统有开创性贡献,1882年发现脊椎动物体内参与吞噬的巨噬细胞(macrophage)和小噬细胞(microphage),1903年创造“老年学(gerontology)”一词,1908年与Paul Ehrlich共获诺贝尔生理医学奖。

William Russell(1852-1940),苏格兰医生,是当时最有名的临床教师之一,浆细胞中的芦赛小体因他而命名。

Paul Ehrlich(1854-1915),德国医学家、科学家,对血液学、免疫学、化学治疗贡献卓著。发明革兰氏染色,发现梅毒的第一种有效治疗药砷凡纳明,定义“化学治疗”,对白喉抗血清疗法有决定性贡献,建立了血清治疗的标准方法。1878年在博士学位论文中首次描述了肥大细胞并命名为mastzellen,误认为其颗粒内含有营养物质,后者因此而命名为mast cell。1908年与I.I. Mechnikov同获诺贝尔生理医学奖。

Alfred Wilhelm Volkmann (1801-1877),德国生理学家、解剖学家、哲学家,1842年证实交感神经由起源于交感神经节和脊神经节的有髓神经纤维构成,对解剖学贡献颇多,命名了福克曼管等结构。

Clopton Havers (1657 - 1702),英国医生、皇家学会会员,对骨的显微结构做了开创性研究,首次观察描述了哈佛斯管、合佛斯系统、夏贝纤维等结构。

William Sharpey(1802-1880),苏格兰解剖学家、生理学家、英国皇家学会会员。与达尔文为好友,夏贝纤维因他而命名。

James Homer Wright (1869-1928),美国病理学家,1896-1926年间曾为马萨诸塞州综合医院(MGH)病理科主任,1915年与R.C. Cabot开始发表MGH病例报告,此即后来的波士顿医学和外科杂志、现今著名的新英格兰医学杂志。1924年与F.B.Mallory出版《病理学技术-病理实验室实践手册》,堪称业内经典。红细胞的瑞特染色、与神经母细胞瘤有关的“Homer-Wright花环”均因他而得名。

Gustav Giemsa (1867-1948),德国化学家、微生物学家,因发明可用于血细胞、疟疾、细菌等染色的姬姆萨染色而闻名。

Karl Landsteiner (1868-1943),奥地利生物学家、医生,1900年发现人类血型,1909年与Constantin Levaditi和Erwin Popper共同发现脊髓灰质炎病毒,1937年与美国科学家Alexander S. Wiener (1907-1976)发现血液Rh因子(Rhesus factor),1930年获诺贝尔生理医学奖。

5 肌组织

Julius Friedrich Cohnheim (1839 –1884),德国犹太裔病理学家,炎症理论先驱,一位广受欢迎的成功老师。曾首创冷冻活体组织用于病理检查,最先描述了肌纤维横截面上孔海姆区的神经末梢。

Andrew Fielding Huxley (1917-2012),英国生理学家、生物物理学家、英国皇家学会会员。Huxley家学渊源,是作家兼编辑Leonard Huxley之子、作家Aldous Huxley和生物学家Julian Huxley之弟、生物学家T.H. Huxley之孙。因神经动作电位、肌收缩理论(1954, Nature)而闻名,1963年被授予诺贝尔生理医学奖。

Rolf Niedergerke(1921-2011),德国生理学家、生理学会荣誉会员。一生致力于细胞内Ca2+在骨骼肌收缩中的作用、心肌兴奋-收缩偶联、Ca-Na交换过程等研究,因与A.F. Huxley等发现肌收缩原理而闻名。

Hugh Esmor Huxley(1924-2013),英国生物学家、英国皇家学会会员。因骨骼肌、肌动蛋白、肌球蛋白研究而知名,1954年与Jean Handson在Nature上报道了肌丝滑动研究。

Emmeline Jean Handson(1919-1973),英国生物物理学家、动物学家,因与H. Huxley发现肌丝滑动原理而知名。

6 神经组织

Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz(1836-1921),德国解剖学家,创造了神经元(neuron)、染色体(chromosome, 1888)等名词,人体解剖学名词瓦尔代尔氏扁桃体环(Waldeyer’s tonsillar ring)和眼睑的瓦尔代尔氏腺(Waldeyer’s glands)皆因他而命名。

Franz Nissl(1860-1919),德国神经病理学家,与Alois Alzheimer(阿尔茨海默病的发现者)为友,是当时最伟大的神经病理学家,也是一名钢琴演奏家、出色的临床医生。发明了尼氏染色法(染胞体中内质网),创造了尼氏体(粗面内质网)、尼氏颗粒(核糖体)等组织学术语,推广了脊髓穿刺术。

Henry Hallett Dale (1875-1968),英国药理学家、生理学家,曾在P. Ehrlich手下学习数月。因对神经递质乙酰胆碱的出色研究于1936年与Otto Loewi共获诺贝尔生理医学奖。

Otto Loewi (1873 -1961),奥地利籍、美籍德裔药理学家。1921年复活节星期六,梦到一个能证明经突触的神经冲动是化学的还是生物电的实验,遂半夜在床头纸片上草记后睡去;翌日晨兴冲冲赶往实验室却遗憾地发现无法辨认夜间的字迹。生命中最漫长的白天终于过去,当晚他幸运地做了同一个梦,遂立即起身赶往实验室;从那时起,诺贝尔奖再也不是“如果…”,而是“何时…”。15年后因神经递质研究的出色工作,他与Henry Dale同获诺贝尔生理医学奖。

Louis Antoine Ranvier (1835-1922),法国医生、病理学家、解剖学家、组织学家,1878年发现有髓神经纤维的郞飞节并命名,还发现了表皮中的梅克尔细胞(Merkel-Ranvier cell)等组织学结构。

Georg Meissner (1829-1905),德国解剖学家、生理学家,1852年发现触觉小体/梅斯小体并命名,对皮肤显微研究贡献颇多。消化管黏膜下层中的梅斯神经丛亦因他而得名。

Filippo Pacini (1812-1883),意大利解剖学家,1831年在一次解剖课上发现环层小体/潘申尼小体,1854年分离霍乱菌的工作在他逝世几十年后才为人所知[6]。

7 结语

有关系统组织学及胚胎学各章节中涉及的科技人物和名词术语,敬请读者关注我们的后续文章。

[1] 李子义,栾维民,岳占碰,等. 动物组织学与胚胎学(第二版). 北京:科学出版社,2014,276-279.

[2] Lee MG, Nurse P. Complementation used to clone a human homologue of the fi ssion yeast cell cycle control gene cdc2.Nature, 1987, 327 (6117): 31–35.

[3] Metzstein MM, Horvitz HR. The C. elegans cell death speci fi cation gene ces-1 encodes a snail family zinc fi nger protein. Mol Cell, 1999, 4 (3): 309–319.

[4] Lander ES, Linton M, Birren B; et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature, 2001, 409 (6822):860–921.

[5] Friedrich CC, Lin Y, Krannich A, et al. Enhancing engineered vascular networks in vitro and in vivo: The effects of IGF1 on vascular development and durability. Cell Prolif,2018, 51(1). doi: 10.1111/cpr.12387.

[6] Lippi D, Gotuzzo E. The greatest steps towards the discovery of Vibrio cholerae. Clin Microbiol Infect, 2014, 20(3): 191-195.

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