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生物技術服務范文第1篇

Abstract： This paper is based on the "Twelfth Five—Year Plan" of high tech service industry in Guangdong Province， analyses the current situation and the future challenge of the high tech service industry. At the same time， in combination with the present situation of the industrial structure in Guangdong province， it analyses the needs of the cooperation and development of each industry in order to give a hand to the optimization and upgrading of industrial structure. It concludes that the development of high tech service industry is the main method of upgrading the industrial structure.

關鍵詞： 高技術服務業；產業結構；優化升級

Key words： high tech service；industrial structure；optimization and upgrading

中圖分類號：F272 文獻標識碼：A 文章編號：1006—4311（2012）27—0147—02

0 引言

高技術服務業是知識密集型服務業和現代服務業的外延，主要是以高新技術為依托，通過高新技術和服務業的深度融合，為經濟增長、產業結構優化升級、企業的發展提供技術含量和附加值高、能耗低、創新性強、發展潛力大的專業化服務的新興服務業。2012年1月，國務院公告《國務院辦公廳關于加快發展高技術服務業的指導意見》，提出加快發展高技術服務業對于擴大內需、吸納就業、培育壯大戰略性新興產業、促進產業結構升級具有重大意義。隨后，廣東省也出臺了相關的實施方案，提出要著力推動重點領域高技術服務業的發展，打造高技術服務產業基地和集聚區，加快建立健全市場化、專業化、高端化、國際化的高技術服務體系，為我省培育壯大戰略性新興產業、加快產業結構調整和經濟發展方式轉變提供有力支撐。由此可見，高技術服務業的發展是產業結構優化升級的重要手段。本文通過對廣東省高技術服務業發展現狀和產業結構現狀的分析研究，探討高技術服務業的發展如何對實現產業結構優化升級提供幫助，以及目前產業結構優化升級中還面臨的困難和問題，提出加快高技術服務業發展的一些建議。

1 廣東省高技術服務業發展現狀

高技術服務業作為現代服務業的重要組成部分和未來發展方向，在國民經濟和社會發展中具有十分重要的地位，也是衡量一個地區發展水平的重要標志。廣東省高技術服務業起步早，發展迅速，在“十二五”規劃中，廣東省提出高技術服務業營業收入年均增長20%以上，到2015年全省的信息技術服務業、研發與知識產權服務業、生物技術服務業、數字內容產業等重點發展領域規模不斷擴大，形成一批專業性強、優勢明顯、技術和附加值高的產業基地和集聚區。截止到2011年底，全省GDP達到5.3萬億元，比2010年增長10.0%，其中第三產業完成23808.46億元，占全省GDP總量的45.2%，增長9.1%，說明服務業的發展在廣東經濟發展中占有很大比重。

1.1 廣東省發展高技術服務業的特征

1.1.1 高技術服務業對廣東省經濟發展有著深遠影響 2011年底，全省服務業實現增加值23808.46億元，高技術服務業增加值比重達到18%，第三產業稅收收入比重不斷增加，對廣東省整體的國民經濟發展都有很大的推動作用。由于高技術服務業的運行和發展模式很少受到經濟波動的影響，而且具有專業性、高技術性、創新性和綠色環保節能的特點，能夠給廣東整體經濟的穩定發展和綠色經濟發展提供有力的保障。

1.1.2 高技術服務規模、種類不斷擴大和功能多樣化 研發設計服務、軟件和信息服務、節能管理服務、科技成果轉化服務、數字內容服務等一批廣東省重點發展的高技術服務業在迅速發展，規模在不斷擴大。截止到2010年底，廣州開發區引進的服務業外資金額首次超過工業項目，達到56.45%的比重，而且第三產業增加值比重已突破26%。目前廣州、深圳分別建立了國家高技術服務產業基地，預計到2015年分別收入達到7500億元和4260億元。

生物技術服務范文第2篇

你們在收獲糧食作物和經濟作物的過程中，通常為如何處理秸稈發愁。雖然也知道秸稈是一種有機肥，但由于其自然腐爛時間長，給下茬農作物的及時耕種造成影響，于是為了圖省事、搶時間，往往是一把火將其就地焚燒。其實，野外焚燒秸稈的害處很多：一是污染了空氣；二是破壞了土壤的物理結構，造成土壤板結，影響了地力的可持續發展；三是容易誘發火災。不過，現在好了，因為我應運而生，可使你們地里的作物秸稈快速腐爛，化腐朽為神奇！

我的學名叫微生物腐稈劑，又叫有機物料腐熟劑，是新近開發上市的新型高效活性微生物腐稈劑。我是由國家認定的益生菌組成，安全無害。我富含分解纖維素、半纖維素、木質素和其他生物有機質的微生物菌群，能快速腐爛農作物秸稈等有機廢棄物，使秸稈中所含的有機質及磷、鉀等元素成為植物所需的營養，并產生大量有益菌，刺激作物生長，提高有機質，增強植物抗逆性，減少化肥使用量，改善作物品質，實現農業可持續發展。

我的使用方法主要有兩種：

還田水漚法 一是早稻收獲后，將秸稈均勻平鋪在田面上（機收碎田最佳），若用機器將秸稈壓一遍，使之貼泥更好。每畝用我2千克、尿素5～10千克，混勻后撒入農田，注水12厘米深。注意不要讓秸稈浮在水面上，也不能讓深水漫出田埂，以免肥水流失。漚7天后，秸稈便可軟腐，然后翻耕搶插晚稻。二是在水田一角挖凼，將各種秸稈、雜草、藤蔓及零星糞肥隨時加入，每100千克料撒入我2千克（凼內放滿水），漚熟后可直接返還大田作水稻的基肥或追肥用。

堆漚法 一是每100千克秸稈或有機廢棄物需用我2千克、尿素5～10千克一起堆漚。二是將秸稈或有機廢棄物堆疊，15～20厘米為一層，約10層為一堆，逐層潑灑上述我與尿素的混合水液，并鋪一層薄生泥，堆后加蓋黑薄膜或糊上泥漿。三是玉米、高粱等粗硬高稈類秸稈要先切段再堆漚。四是堆漚濕度以55%～65%為宜（秸稈等混合物捏之手濕并見水擠出為適度），秸稈過干要先浸濕。五是一般堆漚14～28天可腐熟，冬春天氣寒冷要保溫堆漚，腐熟時間稍長。

還有幾點要注意：

1. 秸稈發酵周期會隨著環境溫度、材料含水率、攪料狀況以及原、輔料的變化有所變化。

2. 避免將我與其他化學殺菌劑同時使用。

3. 將我儲存于陰涼、干燥及兒童觸及不到的地方，勿誤食。

4. 目前上市的我有水劑、粉劑兩種，效果是一樣的。

生物技術服務范文第3篇

（1.滄州旺發生物技術研究所，河北 滄州061001；2.河北工業大學海洋科學與工程學院，天津 300130；3.滄州市運河區農業局，河北 滄州061001；4.邯鄲市水產技術推廣站，河北 邯鄲056002）

摘要：介紹了水體污染生物修復技術的概念、方法、特點及應用實例。概述了近年來國內外生物修復技術的研究應用現狀，指出生物修復技術存在的問題和研究方向。

關鍵詞 ：生物修復；微生物修復；植物修復

近年來，隨著我國沿海工農業和海洋產業的發展，人口的增加，城市規模的不斷擴大，以及在海洋航運的快速發展，造成大量工礦廢水，生化污水排入江河湖海，以及在海損事故中石油、烴等有害物質的泄漏，使地表水、地下水、土壤以及海洋受到有毒有害物質的嚴重污染。污染的水體極大地損害了生態環境，破壞了生態平衡，而且，對人類健康構成極大威脅。但是對于污染水體，尚缺乏有效的治理手段，主要依靠自然生態的自我凈化。

目前，生物修復被認為是一種具有廣泛應用前景且可靠的環保技術。簡單講，生物修復（bioremediation）是指生物尤其是微生物催化降解環境污染物，減少或最終消除污染的受控或自發過程[1]。與其它物理、化學治理相比，生物修復的優點是：投入低，操作簡便，可就地處理，對周圍環境干擾少，不會造成二次污染，而且對于傳統治理技術難以處理的環境（海洋），具有廣泛的應用前景。

1生物修復研究概述

生物修復技術的應用研究也不過30多年，主要集中于水體、土壤和地下水環境污染。史料記載的首次使用生物修復是1972年美國賓夕法尼亞州管線漏油事件。1989年，首次大規模應用生物修復技術修復了美國阿拉斯加石油污染問題，其具有里程碑意義[2]。20世紀80年代以后，基礎研究的成果逐漸應用于大范圍的環境污染，并取得一些成果，進而發展成一種新的環境污染治理技術。目前，生物修復技術在清除或減少土壤、地表水、地下水、廢水、污泥以及工業廢棄物中的化學有害物的研究已取得很多成果，如有研究人員研究了北極凍原油滴污染土壤，原位接種抗寒混合菌種進行生物修復，一年后，土壤中的油濃度有了明顯降低[3]。還有whiteley[4]進行了生物修復酚污染環境中的細菌生態學和生理學研究。我國研究人員也對受酚污染的地表水的生物修復方法進行了研究[5]。此外，一些研究者進行了有關石油烴類污染的生物修復方面的研究，如張旭[6]實驗模擬研究了生物修復石油烴污染土層的研究。李麗[7]對石油烴類化合物降解菌進行了研究。總之，這些研究表明，利用微生物進行生物修復的可行性，而且在這一領域具有廣闊的應用前景。

生物修復技術雖然只有30多年的應用研究史，但是生物修復從最初的主要利用細菌治理石油、農藥之類的有機污染，逐漸應用到地下水、土壤、海洋、污泥等環境污染的治理上。生物修復已由細菌修復拓展到真菌修復，植物修復和動物修復，有機污染物的生物修復拓展到無機物的的修復。如：Numat[8]培育了一種新型微生物，可在24 h內降解30 mg/L的三氯乙烯，這種菌對有機鹵代化合物和芳香族化合物均有降解作用。另外，植物修復也是一種很有前景的修復技術，植物具有吸收重金屬，凈化水體、納污、清除放射性核素，調節生態功能，利用這種能力，可有效對污染水體進行修復[9]。有研究者通過靜態試驗和現場試驗水雍菜和水芹菜對手污染水體的研究顯示：水生植物不僅可以去除污染物中的磷、氮鹽，改善水體狀況，還可美化水體環境；提高生物多樣性，而且其經濟效益也相當可觀[10]。此外，動物修復污染水體也處于不斷摸索研究階段，如羅固源[11]等證明了采用合理的間歇方式用蚯蚓處理養殖污水技術上可行。還有研究人員利用藻類治理河道污染和黑臭問題，且河水中DO值有了很大的提高[12]。

2污染水體生物修復應用與進展

2.1海洋污染的生物修復

海洋污染尤其是海洋有機污染是當今世界沿海國家普遍關心的環境問題之一，雖然，現代工業和海洋運輸業的發展極大地提高了人們的生活水平，但其帶來的環境負作用也越來越明顯，如赤潮、石油污染、多環芳烴有機污染等。

海上石油的開發以及石油產品的生產、使用及排放，海上溢油事故頻發，使得石油污染已成為海洋環境的主要污染物之一。實驗證明，微生物是降解石油污染的主要治理方法，主要有加入高效降解菌；使用分散劑；使用氮、磷等營養鹽。1989年，美國環保局利用細菌降解石油污染的生物修復技術，成功去除威廉王子灣的石油污染。目前，生物修復正朝著構建特定且快速降解污染物的工程菌方向發展，并且科學家已分離到了具有多種降解功能的超級微生物[13]。

多環芳烴作為廣泛分布于海洋環境中的有機污染物，其具有毒性、致癌性以及致畸誘變作用。對人類健康構成潛在危害。多環芳烴主要來源于人類活動和能源利用過程，通過地面徑流，污水排放及機動車等燃料不完全燃燒的廢棄物隨大氣顆粒沉降進入海洋環境中。目前，微生物降解是去除多環芳烴的主要途徑，該方法利用微生物將海洋中的多環芳烴轉化為無害物，或降解為CO2和H2O。還有赤潮災害的生物防治；海洋環境中病原菌污染的生物修復等。可見生物修復技術是治理海洋環境污染和海洋生態系統功能紊亂的一副防治結合的良藥。

2.2河流湖泊污染的生物修復

地表河流、湖泊污染的生物修復，主要有微生物和植物修復法。對于淺水湖泊，在水中加入營養鹽，用曝氣法混合，底泥中的有機污染物可作為碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修復。華東師范大學的研究人員采用曝氣復氧，投加高效菌劑和促生液，放養水生植物等，對蘇州河嚴重污染支流進行了原位污染的治理和修復[14]。結果顯示：嚴重污染的水體消除了黑臭，DO值上升明顯，透明度增加，水質得到明顯改善。另據報道，像大榕草、水芹、黑麥草等都對水體中N、P有去除作用[15]。

2.3廢水污染的生物修復

目前，廢水污染的生物修復主要有對重金屬離子的修復和有機污染物的修復。美國科學家已對廢水中金屬離子銻、鉻、銅、汞等有效去除效果的微生物進行了研究[16]。此外，對廢水中重金屬離子的去除主要通過水生植物，如鳳眼蓮、破銅錢等。它們都能從水體吸收鉛、銅、鉻等金屬。孫鐵珩等人研究表明：水葫蘆對污水具有一定的凈化效果，水芹菜對黃金廢水具有凈化作用[17]。有研究人員[18]使用含假單胞菌的生物轉盤處理礦物廢水，銅和鐵去除率分別達到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L。總之，生物修復技術在廢水處理、生態平衡的協調中具有重要應用價值。

2.4水體底泥污染的生物修復

水體底泥污染是一個重要的環境問題。由于底泥的污染直接影響著水生動物、植物的生長，同樣也影響著水質。所以治理好底泥污染，污染水體也會得到凈化。底泥污染物主要通過大氣沉降、廢水排放、雨水淋溶與沖刷進入水體，最后沉積到底泥中逐漸富集，使底泥受到嚴重污染，最后底泥變成污染物的匯集地。由于底泥是底棲生物主要的生活場所和食物來源，污染物可直接或間接對上覆水生物產生致毒致害作用，并通過富集，食物鏈放大進一步影響陸生生物和人類健康。目前，水體底泥污染的生物修復主要通過物理和化學方法，如疏浚、引水、掩蔽等，但工程量大，耗財耗力，不是很理想，而化學方法對生態環境破壞較大，而生物修復有無可比擬的優勢，具有節省費用，對環境影響小，最大限度降低污染物濃度，而且可原位進行修復，不易造成二次污染的特點。運用水生植物和微生物共同組成的生態修復系統能夠有效去除多環芳烴的污染，高等水生植物可提供微生物生長所需的碳源和能源，根系周圍好氧菌數量多，使得水溶性差的芳香烴在根系旁迅速降解。種植水生植物的根莖能控制底泥中營養物的釋放，而在生長后期又能較方便地去除[19]。

3生物修復應用前景和存在的問題

近年來，生物修復技術在國內外皆取得了較快發展，一些新技術特別是生物技術，如基因工程、酶工程、細胞工程的發展，不斷提高了污染水體的處理效率。為進一步提高生物修復治理效果，獲得突破。其發展前景在于合理利用微生物，植物以及動物等生物修復手段，并且與物理、化學方法相結合的綜合治理手段；以及利用基因修飾、改造、克隆與基因轉移等現代生物技術獲取特殊降解功能的工程菌，從而減少污染物在水體中的積累，保持生態平衡；另外，采用新工藝和新手段，生產易于生物降解產品也是研究人員需關注的領域。可以預見，生物修復技術在治理和防治水體污染方面的作用越來越重要，且應用前景十分廣闊。

雖然污染水體的生物修復技術已取得巨大的進展，但也存在一定的局限性，如：①修復速度慢；②生物難降解污染物（如重金屬）的存在導致水體修復困難；③微生物對污染物的專一性使得并非所有污染物都被去除，存在降解極限；④微生物易受溫度、酸堿性等環境因素影響；⑤大規模的工程菌的應用可能影響生態系統。總之，受污染地表水體的修復是一個極為復雜的系統工程，需要綜合治理，防治結合。

參考文獻：

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生物技術服務范文第4篇

關鍵詞：污水處理、微生物、修復技術

中圖分類號：TU992文獻標識碼： A

一、前言

隨著人類農業工業活動的加強大量施用化肥、農藥以及工業廢棄物的排放，使得許多有毒有害的有機化學污染物進入土壤系統，同時對地下水及地表水造成二次污染。清除環境污染物的傳統方法有物理修復法和化學修復法，但是這些方法存在著處理費用高、操作復雜、而且有二次污染的可能性等缺點。

微生物修復技術是近年來新興的一門環境生物技術，實驗結果表明生物修復技術是有效的可行的。目前生物修復技術在清除或減少土壤地表水地下水和廢水中的化學物質方面的應用已獲得成功。本文介紹了利用微生物對污水進行修復的主要技術。

二、微生物修復原理

微生物修復的基本原理是利用自然界中微生物對污染物的生物代謝作用。實際上，大多數環境中都存在著天然微生物降解凈化有毒有害有機物質的過程，只是自然條件下的微生物凈化速度很緩慢，因此，能夠被廣泛應用到環境保護實踐中的微生物修復，都是在人為促進條件下進行的，如通過提供氧氣，添加氮磷營養鹽，接種經過馴化培養的高效微生物等來強化這一過程，迅速去除污染物質，這就是微生物修復的基本思想。

與化學、物理相比，生物修復技術具有下列優點：

(1)原位修復可使污染物在原地被降解清除；

(2)修復時間較短；

(3)操作簡便，對周圍環境干擾較小；

(4)設施簡單，運行經費少；

(5)操作者與污染物直接接觸機會減少，不致對人產生危害；

(6)不產生二次污染。

當然微生物修復技術并不是十全十美，它也存在不足：

(1)條件苛刻，微生物修復是一種科技含量較高的處理方法，其運作必須符合污染場地的特殊條件，微生物修復易受環境條件變化的影響：酸堿度、溫度以及其他因素等都會影響微生物修復的進程；

(2)由于微生物的專一性，導致對水體修復的宏觀效果不佳；

(3)需要對污染環境進行詳細和周密的調查研究，前期工作時問較長，花費高；(4)微生物對污染物的降解存在一極限濃度；

(5)修復過程中可能產生有毒物質。

三、微生物修復的影響因素

微生物修復的成功運行，主要是在適宜的環境條件下，微生物對污染物的降解過程能夠發生。

3.1營養

微生物的生長需要保持碳、氮、磷營養物質及某些微量營養元素在一定濃度，在生物修復過程中經常會出現缺乏氮、磷菩營養時降解速度變慢的情形。

3.2溶解氧濃度

大多數微生物在降解污染物時需耗氧，因此污染物濃度高時，水體或土壤中的溶解氧往往消耗殆盡，造成污染場所食物鏈中斷，污染物質的降解也隨之終止，因此溶解氧水平也是生物修復中的重大影響因素之一。

3.3 pH值

微生物對環境pH值非常敏感，pH值的變化會對微生物降解污染韌的速率和活性產生很大影響。接近中性pH對于大多數微生物都是合適的，一般不需要進行調節，只有在特定地區才需要對環境的pH進行調節。

3.4溫度

微生物可生長的溫度范圍較廣，一般而言，微生物生長的最佳溫度為25℃～30℃。通常隨著溫度的下降，生物的活性也降低，接近零度時活動基本停止。

四、微生物修復技術在污水處理中的應用

4.1加入微生物和微生物制劑法

投放微生物和微生物制劑法，即針對不同的水體，向其投加針對該污染環境而事先培養好的微生物或外源微生物制劑，并為之創造良好的生長條件，形成優勢菌種，最終做到對污染水體的修復。利用投加微生物和微生物制劑比土著微生物對污染的自然凈化的速度快。同時具有針對性，可以對不同程度的水污染能夠進行不同程度的凈化。

4.2吸附技術

生物吸附法作為一種新興的廢水處理技術，在處理低濃度重金屬污染廢水方面有著極為廣闊的應用前景。從運用情況看，利用微生物吸附廢水中的重金屬在投資、運行、操作管理和金屬回收、回用等方面優越于傳統的治理方法。與其他技術相比，生物吸附技術有得天獨厚的優點，差別在于運行過程中微生物能不斷地增殖，且去除金屬離子的量隨生物量增加而增加。而離子交換法中離子交換樹脂的交換容量有限，達到飽和吸附后，就不能再去除金屬離子；化學沉淀法中，作用物的化學計量也是一定的，無增殖的可能。因此，開發和利用生物吸附處理重金屬廢水，使廢水處理的技術向著無毒、無害、無二次污染的方向邁進了一大步。

4.3固定化技術

生物催化劑固定化技術發展到今天，已形成了較為完備的理論與方法。隨著環境生物學的發展，固定化在治理污水中越來越受到青睞。固定化技術使生物催化劑具有與其在游離狀態下完全不同的優點，例如，與產物分離方便；生物催化劑可回收或循環使用；生物催化劑穩定性大大提高；反應過程可得到嚴格控制等。這些特點使價格昂貴的生物催化劑的應用成本大大降低，從而使其在大規模工業化生產中得到應用成為可能。

4.4培養微生物技術

培養微生物技術是一種污染水體的微生物修復技術。它通過向水體中投加營養物質、無毒表面活性劑、電子受體或共代謝基質等物質來強化水環境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存環境，從而達到激活土著微生物，使土著微生物對污染物的降解能力充分發揮，從而達到水體修復的目的。

4.5投加微生物絮凝劑技術

微生物絮凝劑主要是在菌細胞外分泌的，它是一種具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有機物，如糖蛋白、纖維素和DNA等，有些直接利用微生物細胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中的細菌、霉菌、放線菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝劑。微生物絮凝劑具有高效、無毒和易于生物降解的特點。

五、微生物修復的發展趨勢

污染水體的修復是一個牽涉到污染治理、環境生態和水利水文等多學科的系統工程，治理水體污染必須從水體的功能定位、污染整治的日標和水體生態系統平衡的建立等多方面入手。微生物修復與物理修復、化學修復相比雖然有眾多突出的優點，但只有與物理修復、化學修復等方法相結合，組成統一的修復技術體系，微生物修復才能在治理水體污染方面發揮出最大的作用。

因此，微生物修復技術今后的研究趨勢是：(1)微生物修復與物理化學修復相結合的組合技術；(2)原位和異位相結合的生物修復組合技術；(3)采用現代分子生物學技術研究生物修復的機理以及分離培養高效降解菌和構建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。

參考文獻：

生物技術服務范文第5篇

最近，受其他許多領域先進技術一定程度上的推動，對皮膚生物學的分子與生物化學調控的認識越來越深。首先，雖然還不大可能在體外定義的游離血清媒介中將大鼠和人類表皮角化細胞多次擴增，但是，現在已有可靠方法分離和培養大鼠和人類表皮功能的角化細胞。此外，現在還能在體外誘導鱗片狀變異，因此，表皮細胞增殖和終端變異的調控，能在限定的情況下進行研究。一些具體的培養模式，已經發展到能在正常分層表皮細胞中表達。

一、皮膚生物學研究的現代技術

皮膚生物學中具體蛋白和基因的功能研究有三條主要途徑。第一,在體外模型中，可以使用特定酶的化學抑制劑或激活劑的藥理學方法，阻礙或者誘導活性，以及確定其功能。其次，應用重組的逆轉錄酶病毒，可以感染細胞，但不會復制新的病毒，特定基因能夠借此轉移給初始角化細胞，并對細胞施加特定功能。更重要的是，這些已改變的初始細胞，還可以通過給裸鼠移植皮膚的方法，復原為體內環境的細胞。在這個方法中，胰蛋白酶作用培養的初始大鼠，和人角化細胞與初始皮膚纖維原細胞混合。沉降的細胞漿移植到預備已被切除一圈的主體表皮和真皮的裸鼠的背部；經過1-2周，新的表皮就由移植的細胞重新建立起來。就產生了新生表皮細胞的結構和生物化學性質。

二、皮膚的結構和功能

人體最大的器官――皮膚是人體與外界環境之間的一道天然防御性屏障，它阻止微生物的侵入、放射線的吸收和水分的丟失。皮膚包括覆蓋的上皮層――表皮（epidermis）和下面的結締組織矩陣――真皮（dermis），以及脂肪組織（hypodermis），每一層都包含有不同的細胞類型和結構，這對于皮膚的特定功能很重要。

表皮 表皮的主要成分是連續的再生上皮細胞或者角化細胞。這一角化層具備的功能是產生角化細胞鱗片狀異化的終端產物。特殊的表皮附加物――毛發和脂腺及汗腺――也是由表皮層演化而來。 除了角化細胞，表皮還包含許多遷移細胞。黑素細胞是一種色素分泌細胞，它保護皮膚抵制紫外線的照射。Merkel細胞可能具有感覺神經的功能。最后，Langerhans細胞，為一種免疫系統的細胞，有防護環境中抗原的功能。

真皮組織矩陣 真皮的結締組織矩陣對上面的表皮層（也包括神經網和血管網）提供了結構上的支撐。這一矩陣由間質演化細胞或者纖維原細胞（分泌纖維狀和細絲狀蛋白網以拼湊細胞外的矩陣）組成。免疫系統的細胞，比如巨噬細胞和肥大細胞，是真皮的常駐成分；對于特定刺激的應答淋巴細胞也會滲透到該真皮層。真皮還能保護機體避免機械傷害，充當水分儲存庫，在體溫調節和感官接受方面也發揮著重要作用。此外，真皮對于上層表皮的再生和修補也很重要。

基底膜 在表皮和真皮之間是一層特殊蛋白結構的基底膜，這層膜由大量普遍存在的矩陣分子組成，比如四型膠原質和磷脂硫酸蛋白多糖，以及分層鱗片狀上皮細胞的特殊蛋白質。表皮通過整合素錨定在基底膜上，橫跨膜的蛋白則聯結細胞外矩陣和細胞內的角蛋白細絲網結構，比如移植、創傷愈合以及終端異構化等，一定程度上受該類附加結構的調控。由四型膠原質組成的支柱原纖維連接著真皮和表皮，并支撐著組織。另外，表皮和真皮細胞之間的相互作用可能也是通過基底膜來調節。

基細胞層 表皮細胞的增殖被限制在基細胞層，它與基底膜接觸。基細胞向上基細胞層的擴增與增殖空間的缺失有關。高度特異性并發攻擊和基因程序性表達最終導致無生命力的鱗片狀產物或者角質化細胞的產生。

例如，基層細胞表達為一類特殊的絲狀結構蛋白――角蛋白K5和K14。在最先的棘粒層，不同對的角蛋白K1和K10被誘導。

在上部細胞層，交聯包膜的成分――loricrin和involucrin被表達；還有filaggrin,一種與中介細絲聯系在一起的蛋白；或者表皮轉糖苷酶，在移植細胞初期交聯蛋白形成角質化包膜細胞的過程中發揮重要作用。這樣，人的角化細胞在大鼠背部重建人類表皮細胞，而且這一類的大鼠細胞依然保留著移植前的特定基因性質。

這一技術的兩個主要用途是，研究皮膚癌發病機理定致癌基因的作用，以及研究毛發生長所需要的細胞成分。例如，從新生大鼠表皮細胞中分離出的毛囊萌芽與真皮乳突細胞混合，移植地方的毛發出現豐富生長。相比之下，毛囊萌芽同真皮纖維原細胞或者纖維原細胞系共同培養，則毛發生長很少。這樣看來，毛發的生長需要兩種細胞類型的相互作用，我們也正使用這個體系來定義包含在這個過程中的分子信號。

轉基因小鼠 最近更多的分子基因學的先進技術已被用于體內皮膚生物學調控的研究，這包括旨在通過使用轉基因小鼠充分表達有關表皮的具體基因，以及通過刪除這些基因制造“喪失性小鼠”模型。

簡而言之，就是制造靶向基因小鼠，即將一個可以調控表皮增殖或者分化的克隆基因，置于表達調控的控制之下。把這個重組細胞質粒體外微劑量，注射到受精小鼠卵細胞中，再將這個卵細胞移入一個假孕的母鼠體內。如果這個DNA質粒介入卵細胞的DNA鏈，并通過幼殖體遺傳，一類新的小鼠族就誕生了，它僅在我們關心的皮膚基因表達上，有別于其他普通小鼠。

剝脫性技術包括 刪除體外培養的全能未分化胚胎干細胞上的一段DNA鏈上讓我們感興趣的基因。這段我們感興趣基因的特定區域，被同源同順序重新聯合的斷鏈細菌DNA替換。由于它們的全能性可以參加與胚胎細胞一起的正常減數分裂，這將導致具有一個正常和一個變異非功能基因細胞的產生。這些已被特定刪除基因的細胞，被注入一個早期小鼠胚胎（胚泡）內。如果介入幼殖體，特定基因刪除的同源小鼠品種也能創造出來。

三、皮膚構造的調控

最近因為編碼人類相關蛋白基因的突變而導致許多遺傳性皮膚病被發現，這使我們明顯看到了皮膚完整性和功能性結構蛋白的重要性。例如，皮膚酷熱病，單一大泡的表皮松解（EBS）和角化過度的表皮松解是由于相關的角蛋白14和1的特異性突變引起的。這些疾病的病理特征是變異角蛋白表達的細胞層松散，由于受下層細胞分離的影響而出現水泡狀。其他結構性蛋白如Ⅳ型膠原質和α-6整合素的突變，也與各種酷熱病相聯系。

轉基因小鼠技術已經用來解釋基因突變和疾病病理學之間的特定因果關系。這樣，表達人類角蛋白14突變基因的轉基因小鼠，可以發展成為類似于EBS的一種酷熱性疾病。這就突出了轉基因小鼠技術在制造人類疾病的小鼠模型方面的實用性，也可以用來解釋表皮分化中具體蛋白的相關性。

表皮分化的調控

細胞外鈣離子的集中是體外表皮鱗片狀分化的主要調控之一。在0.05毫摩爾鈣離子中培養，小鼠初級角化細胞，有一個基細胞形態學且增生擴散呈顯性。如果鈣離子集中提高到0.12毫摩爾，細胞迅速停止增生擴散。它們此時往往成層并表現為刺狀分化的特征，例如角蛋白1和10以及稍后時間點的角化包膜蛋白成分。

從遠離表皮基層鈣離子的梯度增加表明，細胞外鈣離子的集中對于體內的分化也很重要。增加細胞外鈣的主要作用，是通過打開細胞庫，來提高細胞內的鈣離子水平。阻滯細胞內鈣釋放的試劑，例如鈣螯合劑和鈣依賴性ATP酶抑制劑；再例如thapsigargin和cyclopiazonic酸鉀，也阻礙終端分化，并維持細胞的基細胞表現型。

鈣離子信號的主要激活劑之一，是細胞內的蛋白激酶C(PKC)。蛋白激酶C實際上是磷脂依賴性蛋白激酶家族中的一員，他們中的一些也依賴鈣離子發揮最大活性。在體外，這些酶的藥理學催化劑（例如佛波醇酯）誘導初級角蛋白的末期分化，同時抑制劑能阻滯鈣離子介導的終端分化。

因為蛋白激酶C的活性在體外依賴油脂，內源性脂類可以充當酶活性的體內調節劑，而不是研究中激活這些酶類最常用的藥理學試劑。膽固醇硫酸酯是一種內源性脂類化合物，可能在蛋白激酶C終端分化中是很重要的。在體外角質細胞分化期間，就會產生膽固醇硫酸酯，主要在表皮粒細胞層被發現。它能在體外激活一些PEC酶，并誘導標記終端的分化。有趣的是，人類X-相關的魚鱗癬（一種角化細胞剝落失調）與角質層（SG）高水平的膽固醇硫酸酯有關。這樣，總的來說，脂類生物合成調控劑中，脂類的應用可能在表皮構造上有著深遠的意義。

另一類調控表皮分化的重要分子家族，是以維生素A為基礎。這類維生素A的化合物，通過結合特定配基轉錄因素的核受體（RARs, RXRs）來激活或者抑制基因的轉錄。這些受體在結構上與類固醇激素的核受體有關。在體外維生素A酸，能抑制角化細胞的終端分化，而在體內，局部使用維生素A類物質，會誘導增生并改變角蛋白合成的類型。

另外，局部外用維生素A酸，會加速修復紫外線造成的小鼠和人類皮膚的損傷。這可能部分是造成細胞外表皮和真皮矩陣蛋白點的選擇性表達。

兩種轉基因小鼠模型最近已經揭示了表皮功能中維生素A類化合物發揮的重要作用。RARs中一種非正常形式（實際上阻礙RAR功能）在分化的基細胞上層，或者表皮基細胞層。抑制上基層的RAR活性不能鱗片狀分化，卻會導致一種變態的表皮產生，它將會由于異常的脂質代謝而喪失屏障功能。相比之下，抑制基細胞層的RAR功能完全廢止了鱗片狀分化。

四、表皮增殖的調控

表皮細胞的增殖分化部分受多肽類生長因子的調控，它們中的一些在表皮產生，還有一些在真皮產生。生長因子是由結合特異細胞表面蛋白或受體的細胞分泌的一類小蛋白分子組成。受體產生一種生長因子即特定的細胞內信號。細胞內生長因子的行為很復雜，每一個都調節著許多細胞生長進程，比如增殖分化和細胞外矩陣的形成等等。

生長刺激因子 表皮生長因子（EGF）家族的成員是表皮程序性增殖擴增的主要積極調節因素。這個家族包括EGF、轉換生長因子-a（TGF-a）、amphiregulin、肝磷脂結合表皮生長因子（HB-EGF）和 β-cellulin。雖然表皮生長因子在表皮中不表達，其他族成員也已經被檢測到。

這些結構上與多肽類相關的因子都與同一表面受體――生長因子受體（EGFR）結合。將純化的表皮生長因子注入小鼠表皮內會引起大量活細胞層的增長和增厚，如果總的使用純化的表皮生長因子或者轉換生長因子-α,人工誘導的傷口會加速愈合，這就暗示著這些生長因子的內源性表達包含在這個復雜的過程之中。

近來，轉基因和分離小鼠的技術已經提供了許多表皮中有關表皮生長因子配體家族的有用線索。旨在充分表達表皮基部間隔中的轉換生長因子-α引起過度的增殖擴增。然而，基因被刪除的小鼠，在構造或者傷口愈合上，表皮的應答沒有顯示作用，但是毛發的構造和表皮毛囊的排列有了深刻的變化。

剝脫轉換生長因子-a的動物毛發和胡須有明顯的卷曲。盡管結構上正常，毛囊在表皮中的排列沒有規則，而且不適當地朝真皮向下生長。因為轉換生長因子-α在正常的毛囊中表達，使毛發的形成和毛囊的定位以及朝真皮向下生長都很重要。

KGF的調控 角化細胞生長因子（KGF）又是一種表皮細胞的促細胞分裂劑。它由不自我表達的表面角化細胞生長因子受體――真皮纖維原細胞分泌。角化細胞生長因子在真皮下列傷害時的表達增加，局部角化細胞表皮生長因子，將增加傷口愈合的速度。這可能是受到角化細胞增殖擴增，及角化細胞生長因子移植的刺激的影響。有趣的是，角化細胞生長因子能夠誘導角化細胞培養的轉換生長因子-α的表達，并暗示他的增殖擴增有可能是間接的。轉基因小鼠表達的一種角化細胞生長因子受體的優勢消極突變，旨在使有外皮萎縮的表皮基細胞層減少表皮細胞的增殖擴增，并減少毛囊的數量。令人吃驚的是，這些動物的真皮也有過多的結締體素沉積物，顯示表皮角化細胞生長因子發起的負反饋路線控制著真皮纖維原細胞矩陣的生成。由于傷口的不完全表皮化，這些動物的傷口愈合也被削弱。

生長抑制劑 與多肽類緊密相關的化合物，像我們知道的轉換生長因子-β(TGF-βs)，是影響皮膚生物學性質中最重要的生長因子。轉換生長因子-β有三種成員――TGF-β1、β2和β3，每一種都是重要的基因產物。所有培養的表皮細胞，包括小鼠和人類的角化細胞，對細胞增殖受抑制的外源性轉換因子-β都會做出應答反應。轉換生長因子-β能夠抑制積極生長因子，例如EGF/TGF-α的刺激性作用，但是當轉換生長因子-β移走后，這種作用將會翻轉。轉換生長因子-β不會直接誘導角化細胞的終端分化，然而協同特定的鱗片狀分化誘導劑作用的結果顯示轉換因子-β可能在這個過程中有作用。其他還有報道轉換因子-β作用于角化細胞，包括細胞與細胞間以及細胞與矩陣間的粘連蛋白的誘導。

在培養增長基細胞表現型的條件下,小鼠角化細胞表達低水平的轉換因子-β1 mRNA 和蛋白。這種體內表達的反映在小鼠和人類表皮的基細胞層的轉換生長因子-β1蛋白和mRNA都呈現。可能在這些細胞中，轉換因子-β1充當了一個細胞增殖的自我負反饋調節劑，因為在轉換生長因子-β1被實驗性刪除的小鼠表皮和培養的角化細胞中，細胞增殖則被加快。這方面的其他跡象來自表皮中轉換因子-β1特異性過分表達的轉基因小鼠。這些動物在出生后不久即死亡，因為表皮的細胞增殖被完全抑制，皮膚不能隨著幼體的生長而擴增。

對培養的角化細胞末期分化的誘導導致了轉換生長因子-β1表達和分泌的減少，轉換生長因子-β2 mRNA表達和縮氨酸分泌的增加。在小鼠和人類表皮中，轉換因子-β2特異性定位于上基層正在分化的細胞層。這說明轉換生長因子-β在上基層細胞的表達包括鱗片狀分化，可能轉換生長因子-β1或者轉換生長因子-β2表達的特異性調節能夠改變表皮的細胞增殖或者鱗片狀分化。

大量的研究也已經將轉換生長因子-β1、轉換生長因子-β2和轉換生長因子-β3鎖定在小鼠和人類真皮纖維原細胞。與其對表皮細胞的作用相比較，這些生長因子對纖維原細胞的作用，算是一種弱的促細胞分裂劑。更重要的是，轉換生長因子-β族是間質細胞，產生細胞外基底的潛在刺激劑。轉換生長因子-β還顯示的作用有，增加基質蛋白的合成和分泌，減少基質蛋白水解酶的合成，增加細胞表面基質分子粘連蛋白的表達等等。所有這些影響，都說明轉換生長因子-β，可能在組織重塑和傷口愈合方面發揮著重要的作用。