细胞生物学研究范文

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细胞生物学研究

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【关键词】细胞生物学 拓展 实验操作

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)07-0057-01

【Abstract】Cell biology is a basic subject of life science, which is very important in the teaching of postgraduate. This paper enhences the higher level in the teaching cell biology for postgraduste by the definite reform measures of teaching with combining the requirement teaching program, and adopt the development and progress of science and technology.

【Key words】Cell biology Expand The exprement operation

目前,随着科学和技术的快速发展,细胞生物学作为生命科学和生物技术领域的一门专业基础课,在当前该方向的研究生教学中十分重要。那么,如何使研究生的细胞生物学教学跟上时代的步伐,如何培养和提高研究生的实践创新能力,是从事研究生细胞生物学教学的教师必须认真思考的问题。根据近年来研究生细胞生物学教学的教学体会,作者认为应从以下几个方面着手进行教学改革,旨在为研究生的细胞生物学教学提供参考:

一、教学改革实践的措施

1.建立一支高水平的教师队伍

细胞生物学是一门实践性比较强的学科,要建立细胞生物学教学与实验相结合的机制,就必须选择具有扎实基本功和教学经验丰富的教师作为该课程的主讲教师。[1]必须配备一定的实验技能教师进行研究生教学实践的实验教学,培养学生的动手和创新能力,同时要求课题组形成以教师讲解与实验教学相结合的教学机制,辅以博士研究生和硕士研究生亲自动手参与实验和教学的新的教学方式。同时要注意课题组的教师经常进行教学经验和教学技能的教改研究,熟悉学科的前沿发展趋向和研究动态。[2]教师能够把最前沿的知识传授给学生,扩展视野,激发研究生进行科学实验的兴趣十分重要。同时,也为高水平的教师队伍的建设提出了更新、更高的要求。

2.结合教学大纲和教学实际,调整教学内容。

(1)力求按照教学大纲要求进行教学,培养创新能力。细胞生物学教学大纲是开展教学的基本框架和内容,为了适应未来社会的需求,教师必须让学生掌握细胞生物学的基本理论和基本内容,为将来的实际应用打下良好的基础。因此,选取教材十分重要,作者认为研究生作为高校培养的高级人才,在本科阶段已经学过细胞生物学,但是对分子细胞生物学的了解较少,应该选取分子细胞生物学教材,同时在课程安排上考虑实际情况,针对薄弱环节结合教学大纲的要求进行知识结构的调整,从一定的层次要求他们学好这门课程。例如,在教学细胞生物学的基本概念和原理时,应该给出一些事实(例)和问题,让学生积极思考回答这些问题,在理解的基础上掌握概念和原理,而不是进行单纯的讲解,同时也允许学生能够结合自己在做科研中发现的问题,进行课堂讨论,及时总结,激发学生兴趣,充分发挥学生的积极性和创造性。[3]

(2)根据课题组的实际情况,进行教学内容的调整。随着科学技术的进一步发展,细胞生物学领域的进展十分迅速,原来的细胞生物学教科书所涵盖的内容可能正在发生着新的进展,同时研究生作为学科发展的生力军,在本学科的教研中起着非常重要的作用,例如针对植物课题组的研究生教学就应该把重点放在植物细胞生物学的研究上,同时也要照顾到动物学和微生物学课题组修该课的研究生,不同的学生要求掌握的重点不一样,进行教学讲解,要做到有的放失。同时,在现行的教学研究中应该根据大纲要求的每个章节所涵盖的内容结合课题组的实际情况作以适当的调整,补充新的研究进展,开展专题讲座,做到既要顾及全局,又要点面结合,[4]做到切合实际的讲解,便于研究生更深入的了解和学习各个章节的内容。

(3)补充新的教学前沿动态研究。传统的细胞生物学研究只是研究细胞的形态、结构和功能等方面,目前细胞生物学的发展逐渐深入到分子领域,且处于快速发展的领域,例如细胞功能方面的研究已深入到分子领域,作者认为研究生细胞生物学的教学应该结合此领域新的研究进展进行讲解,使学生能够了解最新的发展动态,使其受到启发和教育,为今后的科研工作奠定一定的理念和指明方向。[5]应该在紧扣教学大纲的基础上结合分子生物学的发展进行拓展讲解,使学生能够了解该章节所涉及的发展前沿,跟上科技进步的步伐,才能在以后的科研中奠定好的基础,不致于落伍。

(4)结合教学实验课进行教学实践总结。细胞生物学是一门实践性非常强的学科,应该在进行教学的同时给学生一个实践的机会,因此应该结合教学计划给予一些阶段性的实验操作,因为实验是教学的重要组成部分,二者相结合更有助于培养研究生的动手能力和创新能力,这样对教学的效果也起到一定的补充和检验过程。[6]

二、教学改革效果的检查和验收

现行的研究生教学必须进行改革,但是对于教学改革的效果如何?应该分阶段针对所进行的教学改革的具体实践措施进行有针对性的检查和验收,促进研究生细胞生物学教学的大胆改革和尝试,同时也为高校培养细胞生物学方面的高级人才队伍打下基础。

参考文献

1 郭培俊、龚洪胜.研讨式教学法探微[J].浙江工贸职业技术学院学报,2005(1)

2 王 昕.教学改革的时间与思考[J].中国科技信息,2008

3 孙剑华、张红锋等.多层次系统性细胞生物学实验教学体系的建设[J].实验室研究与探索,2009(1):121~124

4 高宗华、付彩霞、胡 威.深化实验教学改革 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2007(10):95~97

篇2

【关键词】细胞生物学;教学模式;

【前言】细胞生物学是生命科学中既基础又前沿的一门学科,它是我国基础学科发展规划中的四大基础学科之一[1]。细胞生物学是生命科学各个分支学科在细胞层次上的交汇,它从显微、亚显微和分子水平对细胞的各种生命活动开展研究,进而探讨人体细胞结构、功能、发生、发展、衰老和死亡的生命活动规律及发病机理,是高等医学院校的核心主干课程之一。

进入21世纪以来,细胞生物学的研究发展迅猛,新知识、新方法、新成果层出不穷,传统的以教师为主的课堂教学模式已无法满足新形势下培养高素质人才的要求[2]。如何在有限的课堂教学学时内,切实提高教学质量与效果,让学生在完整系统地掌握细胞生物学基础知识的同时,及时了解细胞生物学的最新研究进展及其在临床医学中的应用,是目前亟待解决的问题。因此,对现有的教学手段和方法进行优化与改革,探索出符合时代要求的新的细胞生物学教学模式势在必行。

1、高等医学院校细胞生物学的教学现况

目前,大多数医学院校的细胞生物学理论教学存在两个主要问题:一是学时少,二是内容繁杂、抽象、枯燥且知识点琐碎。作为医学基础的必修课程,我校的细胞生物学安排在大学一年级的第二学期,理论授课采用大班(130人左右)传统的讲授式教学法(LectureBasedLearning,LBL),即以教师为中心,以系统授课为导向的教学方法,这一方式虽可以系统讲解基础知识,但不利于学生自主学习能力的培养[3-4]。而病例教学法(CaseBasedLearning,CBL)是以典型病例为先导,将临床与相关基础问题相结合,以学生为主体的启发式教学方法[5-6]。这种教学方式虽能克服LBL的不足,提高学生的学习主动性和积极性,但是否适合在超过百人的大班授课过程中实施,仍有待商榷。针对我校现存的细胞生物学的教学现状,我们采用CBL与LBL相结合的教学方法,以期探索出适合我校的切实可行的细胞生物学教学模式。

2、引入临床案例,提高学生的学习兴趣

我校临床医疗专业的细胞生物学理论教学只有28学时,学时相对紧张,因此我们在授课方式上采用灵活多变的教学模式。对于教材中理论性较强,通俗易懂的知识,仍采用传统的LBL方式讲授,而对于一些难点、重点且与临床结合紧密的知识点则采用CBL模式。在CBL教学过程中,案例的选择与问题的设计是关键。教师在备课过程中,搜集与授课章节密切相关的常见病例,查阅文献资料,对病例进行适当的修改和补充,进而编写成教学病例,并设计相关问题。例如在讲授细胞膜物质运输时,引入“家族性高胆固醇血症”,引导学生学习受体介导的胞吞作用;利用“矽肺”病例,讲解溶酶体膜稳定性的重要;通过囊性纤维化(CysticFibrosis,CF)病例分析,引导学生学习蛋白质在内质网腔中正确折叠的重要性。CBL改变了传统的教师讲、学生听的教学模式,学生成为案例分析和课堂讨论环节中的主体。学生通过学习、研究案例来掌握基础理论知识,变抽象为具体,而不再是死记硬背单一的知识点,这充分调动了学生学习的主观能动性,提高了学生的逻辑推理能力,同时也促进了其分析问题、解决问题能力的逐步提升,对学生综合素质的培养及日后从事临床工作颇有益处。

3、多媒体教学和网络学习相结合

医学细胞生物学的某些理论知识相对抽象、晦涩,因此在以LBL为主进行授课时,PPT课件的制作至关重要。我们力求在每一章节的授课过程中将图片、动画与视频相结合,图文并茂,充分调动学生的学习兴趣,从不同的角度吸引学生的注意力。在充分利用多媒体这一教学手段的同时,我们还利用学校覆盖全面的无线网络,将教学过程延展到校园的每一个角落。目前,我校的细胞生物学已成功获批辽宁省精品资源共享课,课程建设已顺利完成。因此,教师可以将教学网站提供给学生,方便学生及时查阅PPT课件、课后自测习题、拓展学习等教学相关资料。同时,我们的SPOC网络教学平台也于2018年3月建设完成并投入使用,该平台的应用进一步夯实了网络教学基础,也在一定程度上解决了课堂教学学时紧张的问题。另外,我们还建立了细胞生物学教研室的教学公众号,定期推送细胞生物学研究的最新进展,课后教师和学生还可以利用微信群和QQ群进行交流与学习的互动。

4、优化理论教学内容,拓展研究型课堂

作为医学基础课程,细胞生物学与生物化学、生理学等其他课程的内容有部分的重叠和交叉,为了避免不必要的重复,保证细胞生物学与其他课程知识的紧密衔接,教研室与相关课程的授课教师进行沟通,删减医学细胞生物学与其他学科的部分重复内容,合理安排教学章节。同时,在教学过程中有选择地补充了与本课程密切相关的科研进展,引导学生利用课外时间查阅相关文献,了解本学科最新的相关研究进展,逐步深化、拓展研究型教学,提高他们自主学习的积极性和主动性。

5、反馈与评价

在2017年、2018年学期末课程结束后,我们连续两年分别在2016级和2017级临床医学专业的260名学生中发放调查问卷,对教学过程和教学效果进行评价。问卷发放260份,收回有效问卷254份,有效回收率为97.7%。通过对问卷进行整理分析,得出以下调查结果:95.8%的学生认为开设细胞生物学课程非常必要或有必要;95.5%的学生认为非常必要或有必要建立网络教学平台;98%的学生认为在教学中介绍临床相关知识非常必要或有必要;97.4%的学生认为非常必要或有必要在教学中介绍相关的研究进展和热点问题;87.7%的学生喜欢并接受CBL与LBL相结合的教学模式,其中有92%的学生认为这种教学模式可以充分激发自己的学习兴趣,但有21.4%的学生认为这种教学模式在对基础知识的系统掌握和理解方面无显着促进作用;87%的学生认为CBL与LBL相结合的教学模式可以明显提高或提高自学能力在调查中,学生还结合自己的体验对细胞生物学的教学提出了一些建议和意见,也在一定程度上反映了我们在教学方面存在的不足和问题。

综合分析调查结果和学生提出的合理化建议、意见,我们将采取下列改进措施:由于授课对象是大一学生,学生相关的专业知识储备不足,因此在选择课堂教学案例时,应尽量选择典型而浅显的病例,并请教临床的医生,进行更为准确的描述,重新撰写案例分析,结合实际教学情况完善教学案例素材;课堂教学及时补充与案例相关的知识点,逐步提升学生自主学习的主动性和积极性;进一步完善网络教学平台建设,并配备专业人员进行平台监管,真正实现师生时时互动,充分发挥网络资源的空间延展性。

总之,教无定法,因材施教。教学工作就是一个不断优化的过程。在与学生的交流和互动过程中,我们将不断总结反思,探索前行,选择真正适合学生的教学模式,不断完善教学过程,切实提高教学质量,培养学生成为符合时展需要的新型医学人才。

【生物博士论文参考文献】

[1]付燕燕,陈彦,吴健,等.医学细胞生物学实验教学改革的几点思考[J].基础医学教育,2015,17(2):135-136.

[2]杨利艳,王祎玲,马娜.细胞生物学研究性教学模式的探索与实践[J].教学研究,2013,36(6):65-67,77.

[3]刘鸿业.CBL联合LBL教学模式在普通外科护理学教学中的应用[J].卫生职业教育,2015,33(2):85-86.

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[关键词]腭裂;瘢痕;成纤维细胞;rhIFNα-2b;rhIFN-γ

[中图分类号]R619+.6R782.2 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455(2011)06-0926-03

Empirical study of interferon affecting on the fibroblasts of the exposed bone surface from cleft palate scar

TAO Ming1,2,HU Chao3,DING Ding1,ZHAO Li-li1,ZHAN Jia1,SUN Hui1,SUN Hui1,WANG Yuan-yin1,ZHOU Jian1

(1.Stomatological Hospital,Anhui Medical University,Hefei 230032,Anhui,China;2.Department of Stomatology,Yijishan Hospital of Wannan Medical College,Wuhu 24100,Anhui,China;3.Department of Stomatology,The Third Military Medical University,Chongqing 400037)

Abstract:ObjectiveTo study the effects of interferon to the biological activities of fibroblasts origined from the exposed bone surface from cleft palate scar in vitro cultural. MethodsMaking rabbit cleft palate scar models, in vitro culture,observed by MTT assay and flow cytometry, analysis the effects of interferon to the biological activities of fibroblasts origined from the exposed bone surface of cleft palate scar. Data using analysis of variance and q test treatment. ResultsCompared with the control group,after added interferon, cleft palate fibroblast's growth trends and value-added activity of experimental group was inhibited significantly. Percentage of cells decreased during the S-G2-M stage.ConclusionsInterferon on the growth trends and value-added activity of the cleft palate fibroblast has significant inhibitory effect, indicating that cleft palate in the prevention of scar formation of the exposed bone surface has some value.

Key words:cleft palate;scar;fibroblast;rhIFNα-2b;rhIFN-r

先天性腭裂发病率约占人口出生率的1/700左右,严重影响患者的口腔颌面部器官的形态与功能及心理健康。虽然目前的外科技术已能实现对腭部裂隙的良好修复,有助于语音及吞咽功能的恢复,但大量的临床与基础研究证实,术后患者上颌骨的生长发育继发畸形会变得更为严重,对患者的颌面形态与功能构成严重危害。腭裂术后上颌骨继发生长畸形的病理解剖学基础已经探明是腭裂术后遗留在上颌骨硬腭的骨面瘢痕挛缩所致[1-2]。因此,如何防治腭裂术后骨面瘢痕形成是目前口腔颌面外科领域亟待解决的难题之一。在瘢痕的形成与增生过程中,成纤维细胞是主要的效应细胞,其功能状态是影响瘢痕发生、发展、以及转归的主要因素。干扰素(IFN)具有抗病毒、抗肿瘤、影响细胞增殖分化等多种生物学效应。临床上已经有将干扰素用于防治瘢痕形成的报道,但用干扰素观察腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞生物学行为的影响尚未见报道,本实验通过体外观察和研究干扰素对腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞的生物学作用,可为寻求应用干扰素治疗腭裂术后骨面瘢痕提供实验依据。

1材料和方法

1.1 实验试剂:DMEM培养基(低糖 美国Sigma公司),新生小牛血清(杭州四季青生物工程材料有限公司),胰蛋白酶(美国Sigma公司),PBS(pH7.2~7.4)液,Hank's(pH7.2~7.4)液(自配),rhIFNα-2b和rhIFN-γ(安徽安科生物工程股份有限公司),MTT溶液(5mg/ml)(美国Amresco公司),二甲亚砜(DMSO,分析纯)。

1.2 实验方法

1.2.1兔腭裂术后骨面瘢痕动物模型的制备:成年大耳白兔6只(合肥工业大学控释药物研究中心动物室提供),体重2千克,3%戊巴比妥钠溶液按30mg/kg进行耳缘静脉注射麻醉,仰卧位固定四肢,张口,沿腭中缝做纵行切口,逐层切开腭部软组织,骨膜分离器左右分离软组织,显露出上腭骨面,彻底止血后沿切口缝合。麻醉效应过后,兔肢体可自由活动,术后连续5天每日肌注80万单位青霉素,术后4周在全麻下沿原切口切开,取腭部骨面上的瘢痕组织以进行下一步实验。

1.2.2腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞的原代培养及传代:采用组织块法进行成纤维细胞原代培养(见照片2),用含15%新生小牛血清DMEM培养液于37℃、5%CO2孵箱中培养,2~4天更换培养液,待原代培养长出的成纤维细胞接近或达到融合时,用0.25%胰酶消化传代。

1.2.3细胞生长增殖情况(MTT测定法):取第3~5代生长状态良好的对数生长期细胞,消化后用15%新生小牛血清DMEM培养液制成细胞悬液,调整细胞数位1×106/ml,接种于96孔培养板中,共2板,每孔加入200μl,并留下不含细胞和培养液的调零孔,将96孔板移入37℃、5%CO2孵箱中培养24h。取出96孔板,弃上清液,每孔加入200μl无血清DMEM培养液继续培养24h。取出96孔板,换新培养液,实验1组分别加入浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFNα-2bDMEM培养液,实验2组分别加入浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFN-γDMEM培养液每孔液体总量为200μl;对照组加相同容积的DMEM培养液;每一浓度药物设6个平行孔。将96孔板置入37℃、5%CO2孵箱中分别培养24、48h。

MTT测定法:取出96孔板,每孔加入MTT溶液(5mg/ml)20μl,继续培养4h后取出,小心吸去孔内上清液,每孔加入150μlDMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解;选择570nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收(OD)值。

1.2.4细胞周期分析(流式细胞术):取第6~8代生长状态良好的对数生长期细胞,消化后制成单细胞悬液,调整细胞数为1×106/ml,接种于25cm2的细胞培养瓶内,培养24h。弃原培养液,加入无血清DMEM培养液继续培养24h,进行细胞同步化处理。实验1组分别加入终浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFNα-2bDMEM培养液;实验2组分别加入终浓度为2 000、4 000、6 000、8 000、10 000U/ml的rhIFN-γDMEM培养液;对照组加入相同容积的DMEM培养液,每组3瓶。将培养液置入37℃、5%CO2孵箱中培养48h;0.25%胰酶消化后制成单细胞悬液,1 000r/min离心5min,弃上清,收集细胞,70%冰乙醇固定18h,4℃保存;PI综合染液室温下避光染色30min,300目尼龙网膜过滤,流式细胞仪测细胞周期。

1.3统计学处理:实验结果用x±s表示,采用方差分析及q检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1 干扰素抑制腭裂术后瘢痕成纤维细胞生长增殖:MTT比色实验测定结果显示,加入rhIFNα-2b和rhIFN-γ培养24h后实验组于对照组OD值之间差异无统计学意义(P>0.05),培养48h后,与对照组比较,2 000U/ml浓度组差异无统计学意义(P>0.05),4 000、6 000、8 000、10 000U/ml浓度组差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01),提示rhIFNα-2b和rhIFN-γ对腭裂术后骨面成纤维细胞的增殖有抑制作用(见表1、表2)。

2.2干扰素对腭裂术后瘢痕成纤维细胞的细胞周期的影响:流式细胞术测定结果显示:对照组成纤维细胞培养48h处于S-G2-M期的百分比为(44.54±3.21)%,加入rhIFNα-2b和rhIFN-γ作用48h,与对照组比较,2 000U/ml浓度组差异无统计学意义(P>0.05);而4 000、6 000、8 000、10 000U/ml浓度组处于S-G2-M期的百分比均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)(见表3)。

3讨论

国内外研究已表明,腭裂术后硬腭部骨面的形成及瘢痕修复将抑制患者上颌骨的生长,引起患者颜面部凹陷,反牙合等畸形和功能障碍。有研究表明骨面的瘢痕组织,由于缺少大血管和弹力纤维,胶原纤维呈横向走行并通过纤维附着于硬腭骨上,而且粘骨膜与牙周韧带相延续,因此在收缩时,对牙弓产生向内的牵张力,从而导致了面中份骨的发育不足[3]。创伤愈合是人体组织修复的一种过程,而瘢痕形成则是过度愈合或愈合紊乱。瘢痕中的成纤维细胞是创面愈合、瘢痕形成、增生和挛缩的功能性细胞,其增殖、活化、分化的异常直接导致病理性瘢痕的形成。干扰素是一类具有抗病毒、抗肿瘤以及免疫调节等多种生物活性的细胞因子。它是目前比较明确的瘢痕增生负性调节因子[4-5]。近年来,许多体外研究表明干扰素具有抑制成胶原的合成,促进胶原降解以及激活胶原酶的活性,起到对病理性瘢痕中成纤维细胞的抑制作用[5-6]。临床上也有局部注射干扰素来治疗病理性瘢痕的报道[7-8]。然而,干扰素是否对腭裂术后骨面瘢痕来源的成纤维细胞有抑制作用,之前未见报道。本实验将干扰素作用于体外培养的兔腭裂术后骨面瘢痕成纤维细胞中,结果表明对细胞增殖产生明显的抑制作用。

我们为了能够将干扰素应用到预防腭裂术后的继发畸形中,于是在此首先观察了rhIFNα-2b和rhIFN-γ对体外培养的腭裂术后骨面瘢痕来源的成纤维细胞的作用,以便为后续研究打下基础。本实验显示,IFN在较高浓度时对瘢痕成纤维细胞的生长增殖具有明显的抑制作用。本实验中采用MTT法检测IFN对成纤维细胞生长增殖的影响,结果发现当加入IFN48h后,4 000~10 000U/ml浓度组OD值明显低于对照组(P<0.05,P<0.01),说明实验组的细胞比对照组细胞生长要慢,活细胞数相对较少,提示IFN对细胞增殖活性产生了抑制作用。但实验组细胞48h的OD值与24h相比仍然有所增加,说明rhIFNα-2b不能绝对抑制细胞增殖,而是抑制了细胞的增长趋势。由于MTT比色法测定反映的是细胞总数,于是我们又应用流式细胞仪测定了细胞总数中各细胞周期的百分比,反映细胞中处于分裂期的总体比例,能准确地揭示群体细胞中具有分裂能力的细胞量。结果显示加入IFN后在短时间内(24 h)与对照组无明显差别,而延长观察时间(48h) 则整体瘢痕成纤维细胞中处于S-G2-M期的比例降低(2 000 U/ml浓度组除外)。说明加入的IFN的抑制活性与细胞数量改变之间有一定的时间浓度依赖关系。我们预测:高浓度的IFN在促使瘢痕组织软化、预防和治疗瘢痕挛缩方面可以发挥作用。

本研究分析测定了IFN对瘢痕成纤维细胞的生物学效应。体外实验肯定了IFN对腭裂术后骨面瘢痕的成纤维细胞的生长趋势及增殖具有显著的抑制作用。虽然其具体的作用机制目前尚未完全清楚,但为进一步进行活体实验提供了依据,也为临床上预防和治疗腭裂术后骨面瘢痕形成及术后上颌骨继发畸形提供了重要的参考信息。

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1细胞壁的层次与化学组成

细胞壁是原生质生命活动中所形成的多种壁物质加在质膜外方所构成的。由于这些壁物质种类、数量和比例组成上的差异,使细胞壁具有成层现象〔3〕。细胞壁由内到外一般分为胞间层、初生壁和次生壁三个层次,也有一些细胞仅具胞间层和初生壁。

1.1胞间层

胞间层亦称中层,是细胞分裂产生新细胞时形成的,主要成分是果胶质。胞间层的存在使相邻的细胞粘连在一起,并可缓冲细胞间的挤压。

1.2初生壁

初生壁是在细胞生长过程中形成的细胞壁层次,主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。初生壁具有较大的可塑性,既可使细胞保持一定形状,又能随细胞生长而延展。

1.3次生壁

次生壁是细胞体积停止增大后加在初生璧内表面继续积累形成的细胞壁层,其主要成分为纤维素和半纤维素。

2细胞壁的特化及常见类型

2.1细胞壁的特化

在细胞壁停止生长后,由原生质体产生一些特殊的次生代谢物质,并填充到细胞壁纤维素分子束交错的网状空间里,从而引起细胞壁的结构和理化性质产生明显的变化,即细胞壁的特化。细胞壁的特化是植物在长期进化过程中,植恤细胞在对环境和生理功能的适应的结果。

2.2细胞壁特化的类型根据细胞壁中渗人的化学成分不同,细胞壁的特化类型主要有木质化细胞壁、角质化细胞壁、栓质化细胞壁、矿质化细胞壁和私液化细胞壁等[4]。

2.2.1木质化

细胞壁木质化细胞壁指细胞壁内填充和附加了木质素。木质素是一种分子量相当高的有机化合物,是苯基丙烷衍生物的聚合产物。它比纤维素弹性小,但硬度大。经过木质化后,细胞壁的硬度提高,增加了细胞壁的机械支撑能力。

2.2.2角质化

细胞壁角质化细胞壁指细胞壁为角质所浸透,并常在细胞壁的表面形成一层无色透明的角质层。角质的主要单体成分是单、双及三经基脂肪酸,这些经基脂肪酸主要通过醋键相互连接。细胞壁的角质化使细胞表面形成坚固的疏水层。

2.2.3栓质化

细胞壁栓质化细胞壁指细胞壁内填充和附加了栓质。栓质是脂肪酸组成的高度聚合的化合物。细胞壁经过栓质化后,失去了对水和空气的通透性。

2.2.4矿化细胞壁

矿化细胞壁指细胞壁渗人钙盐或硅质。钙化合物主要有果胶酸钙、碳酸钙、草酸钙等。硅质主要是二氧化硅、氧化硅等。细胞壁经过矿化后,变得粗糙坚硬,增加了支持力。

2.2.5私液化细胞壁

私液化细胞壁指细胞壁中果胶质和纤维素豁液化或树胶状。此类细胞细胞壁仅具果胶层和初生壁。猫液化细胞壁使细胞表面由于水分条件不同而呈现固体状态或粘液状态,有利于种子的吸水萌发。例如,车钱、亚麻的种子表皮细胞。此外,细胞壁的特化还包括蜡质化细胞壁和揉质化细胞壁等类型。细胞壁中渗人蜡质,称为蜡质化,此类细胞常在细胞壁外具蜡被,常可以减少细胞水分损失和机械损伤或抵御病原体的侵人,例如甘蔗茎的表皮细胞。还有一些植物细胞壁渗人揉质,称为靴质化,常见于多年生木本植物的根、茎中,如锻树、松柏类,是细胞腔内的揉质后含物向次生壁渗人的结果。

3植物组织细胞盛的特化与功能的适应

3.1保护组织

保护组织具有减少水分蒸发和机械损伤或抵御病原体的侵人等功能。保护组织的细胞排列紧密,没有胞间隙,细胞壁高度特化。

3.1.1表皮

表皮是植物体的初生保护组织,由表皮细胞组成。不同种类的植物体茎、叶的表皮细胞细胞壁的外切向壁常角质化或蜡质化或硅质化。表皮细胞是幼嫩植物最外面的保护层,直接与外界环境相接触。角质化的细胞壁及角质层是陆生植物表皮细胞壁特化的常见类型,这些结构的存在使植物体整个表面形成坚固的疏水层,有效减少了水分散失,体现了对陆生环境的适应。而水生植物、湿生植物的表皮细胞一般没有角质层或角质化不明显。另外,在一些单子叶植物叶的表皮细胞中,如小麦、玉米的叶一部分表皮细胞的细胞壁发生矿质化,常为具有棘突的硅质化细胞。细胞壁经矿质化后变得更加坚硬,叶片用手触摸有些粗糙,有时甚至会划破皮肤。表皮细胞矿质化是此类植物抵御动物取食或损伤的有效手段。

3.1.2周皮

周皮是植物体的次生保护组织。随着植物体的次生生长,植物根、茎不断加粗,出现周皮,它取代表皮在植物体表面起保护作用。周皮由木栓层、木栓形成层、栓内层组成。木栓层在周皮的最外层,一般由几层扁平细胞叠落状排列。木栓层细胞是典型的栓质化细胞,成熟的木栓层细胞是死细胞,原生质解体,仅存木栓质的壁。栓质化的细胞壁不能透过水分和空气,而且隔热、绝缘。细胞壁的这些特点使木栓层成为覆盖在植物体表的一层坚固屏障,是植物体完善的次生保护组织。

3.2机械组织

机械组织是对植物起主要支持作用的组织,它有很强的抗压、抗张、抗曲绕的能力。植物能有一定的硬度,枝干能挺立,树叶能平展,能经受狂风暴雨以及其他外力的侵袭都与机械组织的存在有关。机械组织的细胞常成束或成层分布,细胞壁强烈木质化。机械组织在植物体内可以分为厚角组织和厚壁组织。厚壁组织是植物体内主要的机械组织,主要由纤维和石细胞组成。

3.2.1纤维

纤维是在植物体内分布最为广泛的厚壁组织。纤维细胞长梭型,成束存在。成熟的纤维细胞为死细胞,原生质解体,细胞腔狭小,次生壁强烈加厚且高度木质化。由于经过木质化后,细胞壁的硬度提高,增加了细胞群的机械力和支撑能力,使纤维构成植物体内最主要的支持骨架。一些植物的韧皮部富含纤维,例如竺麻、棉花、大麻等,是人类纺织和造纸的重要原料。

3.2.2石细胞

石细胞主要分布在植物的果皮与种皮中。石细胞常呈不规则颖粒状并成层存在,成熟的石细胞为死细胞,细胞腔很小,中空,次生壁强烈加厚且高度木质化。成层存在的石细胞提高了果皮和种皮的硬度,对果实和种子起到保护作用,例如板栗坚硬的果皮、椰子坚硬的内果皮和豆类的坚固种皮等。

3.3输导组织

输导组织是植物体中担负物质长途运输的主要组织。输导组织细胞长管状,管腔大,细胞壁次生木质加厚,端壁特化,这些特点都与其功能完美适应。输导组织的主要细胞有导管分子、筛管分子及伴胞。

3.3.1导管

导管分子为长管状大型细胞,多个导管分子彼此纵向相连构成导管,是植物运输水分和无机盐的主要结构。成熟的导管分子为死细胞,细胞腔中空,具加厚的木质化次生壁。导管分子两端壁特化为穿孔,提高了运输效率。

篇5

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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 摘要:随着我国教育事业的不断发展和新课改的不断推进,对高中生物课堂教学的教学策略也提出了新的要求。依照高中生物新课程理念,对课堂教学过程进行优化、对教学方式进行完善、对教学策略进行研究已成为高中生物教学发展的重中之重,因为只有这样才能不断提高高中生物教学的实效性,提高学生的生物学习水平。本文对高中生物《组成细胞的分子》教学策略进行研究。 关键词:高中生物 《组成细胞的分子》 教学策略

《组成细胞的分子》是人教版高中六册课本中必修第一册《普通高中课程标准实验教科书生物1(必修)分子与细胞》第二章的课程内容,这一章节在高中生物课程的学习中有着及其重要的作用,该章是学习第一册教材其它章节、其它必修模块以及选修模块的知识基础,是培养学生探究、绘图、实验等技能的基础。所以研究如何上好这一章的内容对整个高中生物课程教学都有着极其重要的作用。

一、教学课时安排策略

《组成细胞的分子》这一章的内容主要分为细胞中的元素和化合物、生命活动的主要承担者─蛋白质、遗传信息的携带者─核酸、细胞中的糖类和脂质、细胞中的无机物这五个小节。建议教师每一节课对应一课时来进行讲解,再加上其中两节有实验课,每节实验课一课时,则这章的内容至少要七课时来完成教学计划。为了循序学生由易到难的认知规律,建议把第一节《细胞中的元素和化合物》和最后一节《细胞中的无机物》放在一起学习[1]。这样的课时划分,有利于让学生有针对性的掌握本章每一节的具体内容,并且能够突出本章教材的重点和难点,能够让教师有侧重点地去教学,让学生能够有侧重点的学习和记忆教材内容,从而能够提高生物课堂教学的有效率和学生学习的有效率。

二、联系生活,创设学习情境

在教学过程中,教师要尽可能地创造条件,让学生通过自主的活动,主动去观察、去探究、去学习。生物是一门与实际生活联系紧密的学科,教师可以通过联系生活创设学习情境,让学生在轻松、愉悦的学习氛围中去学习知识、基本技能以及真正领悟科学的思想和精神[2]。《组成细胞的分子》这一章的内容与实际生活联系尤为紧密,教师可以根据生活中的实际例子,来创设问题情境,让学生既能够激发学习兴趣,又能够加强学生对所学知识的理解,还能不断提高学生的实际应用能力。例如教师可以通过“大头婴儿”的示例作为导入来引起学生对《生命活动的主要承担者─蛋白质》这一节课的学习兴趣,然后教师可以让学生举含蛋白质食品的例子等,让学生在接下来的学习中集中注意力。在学习第3节《遗传信息的携带者─核酸》时,教师可以从学生比较感兴趣的DNA技术在案件侦破中的应用作为导入,并让学生自主地围绕DNA讨论几个问题,把学生从思维热身中引入核酸内容的学习中。《细胞中的糖类和脂质》这一节内容更是与学生的生活和身体健康密切相关,教师要善于利用这一特点,结合学生的实际创设情境。一提到吃,学生肯定很感兴趣,教师就可以利用“吃”来引入教学内容,可以通过“运动会时,可以为运动员们准备哪些能够快速补充能量的食物”来让学生认识到糖能为人提供能量,从而过渡到糖类的学习中。通过这样的方式能够紧紧抓住学生的注意力,激发学生的学习兴趣。

三、不断完善教学方式

受传统教育的影响,我国高中教学的教学方式一般都是教师讲、学生听的模式,这样的教学模式严重忽视了学生的主体地位,并且随着新课改的不断推进,传统教学模式的弊端已逐渐显露出来,这就要求教师从传统教学模式的框架下走出来,不断研究并采用国内外有效的教学方式,不断完善生物课堂教学方式。例如小组合作模式,生物教学内容中的实验部分是最适合运用小组合作学习模式的教学内容。例如“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验,这个实验是本节教学内容的关键,是本章两个重要实验之一。教师可以根据学生的性别、学习能力、实验技能、兴趣爱好等情况遵循“组内异质、组间同质”的原则进行合理分配划分小组,分小组进行实验探究并讨论。这样既能够让学生自己动手实验学习知识,又能够让学生在小组合作中相互学习、相互促进,不断提高生物学习水平。

四、运用多媒体技术

生物教学内容中有很多复杂的生命现象或者生化反应,代谢途径等等,如果教师只是用语言去描述,学生接受起来就有所困难[3]。但是多媒体技术能够把声音、文字、视频等进行有机结合,既形象生动、又直观,让学生能够在视听享受中加深学生对教学内容的理解,让学生能够自主的在头脑中构建相应的理论模型和知识结构,这样学生也容易掌握教学中的难点和重点。例如在学习《生命活动的主要承担者─蛋白质》这一节的内容时,教师可以用多媒体技术展示氨基酸组成蛋白质的结构层次,通过多媒体来展示几种氨基酸的结构,让学生自己推导氨基酸的结构简式,使抽象的内容变得形象生动,既能够让学生印象深刻,又能够构建活泼开放的课堂氛围。

结束语:

随着新课改的不断推进,很多新的教学模式和教学理念正在被广大教师理解并且运用,已经在慢慢影响课堂教学实践,并取得了一定的成果。但是我们也能发现,新理念、新教学模式、新教学策略在课堂教学的落实方面还存在着不足。本文上述提到的《组成细胞的分子》这一章的教学策略并不是唯一的、固定的,这就需要教师在教学过程中不断总结分析并不断完善,在教学实践中不断探索适合自身学科特点的教学策略。

参考文献:

[1]胡冬英.高中生物新教材(人教版)《组成细胞的分子》的教学研究[D].广西师范大学.2012,25(12):21-22

篇6

【摘要】 目的:研究131I标记的Rituximab对B细胞淋巴瘤细胞的生物学效应以及对荷人Raji细胞移植瘤裸鼠的放射免疫治疗效果,为放射免疫导向治疗提供实验依据。方法:体外培养人B细胞淋巴瘤细胞系Raji细胞,裸鼠皮下接种Raji细胞成瘤,IODO- GEN法将131I标记于Rituximab,将细胞分为131I- Rituximab组、单纯抗体组、单纯核素组及空白对照组4组,流式细胞仪检测各组Raji细胞凋亡和细胞周期;取30只成瘤裸鼠随机分成高、中、低剂量治疗组及单纯抗体组、单纯核素组、空白对照组6组,进行裸鼠的放射免疫治疗研究。每周测量裸鼠荷瘤大小1次,4周后处死裸鼠,取瘤称重,常规病理分析。结果:131I- Rituximab组凋亡率高于其他各组;131I- Rituximab组细胞周期发生变化,大部分被阻滞在G2期。裸鼠各治疗组与对照组比较,肿瘤生长减慢,肿瘤生长抑制率具有剂量时间依赖性,组织病理学检测显示治疗有效。结论:131I- Rituximab能够诱导Raji细胞凋亡并调控细胞周期,而且可特异性地定位于肿瘤组织,发挥放射免疫导向治疗作用,具有潜在的临床应用价值。

【关键词】 放射免疫治疗; B细胞淋巴瘤; 抗CD20单克隆抗体; 131I-Rituximab

非霍奇金淋巴瘤(NHL)是最常见的淋巴系统恶性肿瘤之一,其绝大多数是B细胞来源,放射免疫治疗(RIT)属于内照射治疗,已成为目前B细胞NHL治疗的研究热点。本实验将Rituximab-人鼠嵌合型抗CD20单克隆抗体偶联放射性核素131I,从体外和体内实验两方面研究其对B细胞淋巴瘤的生物学效应。

1 材料与方法

1.1 细胞与实验动物

人B淋巴瘤细胞系Raji细胞购于中国科学院上海细胞研究所;BALB/c裸鼠(4~6周龄)购于中国科学院上海实验动物中心,于东南大学医学院SPF动物房饲养。

1.2 主要试剂及器材

Rituximab购于罗氏制药公司,Na131I购于南京森科公司,Iodogen(四氯二苯基甘脲)由苏州大学医学院核医学实验室提供,流式细胞仪为FACS Vantage SE型,SPECT显像仪为德国西门子公司E.CAM9358型。

1.3 细胞培养

用含10%胎牛血清、100 U·ml-1青霉素、100 U·ml-1链霉素的RPMI 1640培养液,在37 ℃、5%CO2、95%湿度的培养箱中培养,2~3 d传代1次,取对数生长期细胞用流式细胞仪测定CD20表达率。

1.4 131I- Rituximab的制备

应用IODO- GEN法[1]标记,标记产物经Sephadex G- 25分离纯化,检测标记产物的标记率及放射化学纯度。

1.5 体外实验

1.5.1 分组 细胞换液后24 h,将细胞浓度调整为1×106 ml-1,分为4组。A组(131I- Rituximab组):将131I- Rituximab加入Raji 细胞中,使131I- Rituximab的最终比放射性活度为3 μCi·ml-1(1 Ci=37 GBq),Rituximab的最终浓度为50 μg·ml-1;B组(单纯核素组):将Na131I加入Raji细胞中,使Na131I的最终比放射性活度为3 μCi·ml-1;C组(单纯抗体组):将Rituximab加入Raji细胞中,使Rituximab的最终浓度为50 μg·ml-1;D组(空白对照组):加入等量培养液。上述各组剂量参照文献[2]确定。

1.5.2 观察指标 加药24 h后显微镜下观察细胞形态,流式细胞仪测定细胞凋亡和细胞周期:以Annexin Ⅴ- FIFC/PI双染法测定药物对细胞的早期诱导凋亡作用,采用DNA倍体分析法检测细胞周期,重复测定3次。

1.6 体内实验

1.6.1 B细胞淋巴瘤动物模型的建立 将处于对数生长期的Raji细胞,用不含血清的RPMI 1640调整细胞密度为1×107 ml-1,每只裸鼠皮下接种0.2 ml,30 d后部分裸鼠成瘤,挑选肿瘤直径约为0.8 cm的30只成瘤裸鼠进行实验分组。

1.6.2 实验动物分组 成瘤裸鼠模型随机分为6组(每组5只)。a组(高剂量组):尾静脉注射131I- Rituximab 400 μCi;b组(中剂量组):尾静脉注射131I- Rituximab 150 μCi;c组(低剂量组):尾静脉注射131I- Rituximab 50 μCi;d组(单纯抗体组):尾静脉注射Rituximab 0.8 mg;e组(单纯核素组):尾静脉注射Na131I 150 μCi;f组(空白对照组):尾静脉注射生理盐水0.2 ml。上述各组剂量参照文献[3]确定。

1.6.3 治疗效果观察 (1)观察实验动物的一般状况包括精神状况、皮肤光泽、活动度、饮食、饮水情况,并称体重;(2)每隔3~4 d测量肿瘤的长径和短径,根据公式计算肿瘤体积和肿瘤生长抑制率(IR):V=ab2/2(a为长径,b为短径),IR=(V0-Vn)/V0×100%(V0代表非治疗组的肿瘤体积,Vn为治疗组的肿瘤体积);(3)SPECT显像:分别于注射后4、24、48、72、96、168 h显像;(4)组织病理学检测:治疗4周后处死裸鼠分离肿瘤,称重后用10%福尔马林固定,HE染色,作常规病理检查。

1.7 统计学处理

采用SPSS 13.0软件处理,进行方差分析,两两比较采用LSD法。

2 结

2.1 Raji细胞形态改变及CD20表达率

倒置显微镜下可见细胞为圆形,生长旺盛,聚集成团,透明度高,折光性强。流式细胞仪测定CD20表达率为98.03%。

2.2 131I- Rituximab的标记率及放化纯度

131I- Rituximab采用纸层析法测其标记率为90%,其稳定性好,4 ℃贮存24 h,其放化纯度为91%。

2.3 体外实验结果

2.3.1 镜下细胞形态学改变 A、B、C组细胞生长受到抑制,数量减少,细胞收缩,胞核变小。

2.3.2 细胞凋亡情况 细胞凋亡率 A组为59.94%,B、C、D组依次为48.21%、40.40%、1.06%,各组间差异具有统计学意义(P

2.3.3 细胞周期分析 (1)A组有17.13%的细胞截止于S期,B、C、D组依次有24.31%、25.73%、33.32%,除B组和C组之间差异没有统计学意义以外,余各组间差异有统计学意义(P

2.4 体内实验结果

2.4.1 实验动物的一般情况 b组裸鼠精神状况、活动度、皮肤状况、饮食饮水量及体重均未发现明显异常变化;a、c和d组裸鼠精神情况尚可,活动度较b组略差,饮食饮水量轻度减少;e组和f组在实验后期裸鼠精神萎靡,皮肤暗淡,体重减轻,饮食饮水量明显减少。a组分别在注射后第2、3天各有一裸鼠死亡,说明剂量过高,射线对裸鼠本身有一定伤害作用。

2.4.2 131I- Rituximab对肿瘤的抑制情况 如图1所示:a、b组随时间的延长肿瘤体积无明显增大甚至有所缩小,c、d组随时间的延长肿瘤体积稍增大,e、f组随时间的延长肿瘤体积有明显增大。各组裸鼠经治疗后第4周计算肿瘤生长抑制率,结果,a、b、c、d、e组依次为48.69%、47.60%、29.60%、17.27%、6.81%,各治疗组与对照组之间差异具有统计学意义(P

2.4.3 SPECT显像 给药后4、24、48、72、96及168 h利用SPECT显像。于注射后4 h肿瘤未见明显显影,周围组织及血本底较高;24、48 h后a、b、c组可见肿瘤部位放射性浓聚(图2),e组未见明显肿瘤部位浓聚;72、96及168 h a、b、c 3组可见肿瘤图像逐渐变浅;24 h b组可见肿瘤部位放射性浓聚。

2.4.4 病理观察结果 e、f组肿瘤细胞增生活跃,可见较多的病理性核分裂相,偶见小灶性坏死;c、d组瘤细胞体积缩小,病理性核分裂相可见,肿瘤细胞核固缩、结构不清、破裂,肿瘤组织见小片坏死,部分区域肿瘤细胞全部坏死、消失;a、b组瘤细胞体积明显缩小,病理性核分裂相可见,肿瘤组织见大片坏死(图3)。

3 讨

放射免疫治疗(RIT)是近几年在分子靶向治疗基础上发展起来的新的治疗方法,即利用特异性抗体作载体,与能释放射线的放射性核素偶合,注入体内与肿瘤细胞特异性结合,实现对瘤体的内照射治疗,它不仅能杀伤与抗体结合的肿瘤细胞,还能杀伤邻近的不表达抗原及无法与抗体结合的细胞。

RIT淋巴瘤具有许多优势[4- 6]:(1)淋巴瘤细胞对射线具有高度敏感性;(2)RIT通过射线杀伤肿瘤,不必完全依赖补体依赖的细胞毒作用(CDC)和抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC),因此即使机体免疫缺陷、抗原表达阴性或肿瘤免疫逃避等导致抗体及免疫毒素无效时,内照射仍可发挥作用;(3)标记抗体本身固有强大的抗肿瘤效应;(4)放射性核素释放的β射线能穿透多个细胞直径的距离,因此对于周围抗原表达阴性而没有结合核素的肿瘤细胞同样也有杀伤作用,这种作用称为“交叉火力作用”(cross fire);(5)与传统的分次、短时、高剂量外照射治疗相比,RIT为持续性低剂量内照射治疗,避免肿瘤细胞在放疗间隔期DNA的修复,且持续低剂量辐射使肿瘤细胞被阻止在对射线敏感的细胞周期G2期,从而增加放射性细胞毒作用。国外对该方面研究成果显著:90Y- ibritumomab和131I- tositumomab已被FDA批准用于难治、复发性NHL及CD20阳性的转型NHL的治疗[7]。

本实验从体外和体内实验两方面研究131I标记的Rituximab对B细胞淋巴瘤的生物学效应:体内实验观察131I- Rituximab对Raji细胞的早期凋亡及细胞周期的影响,体外实验观察131I- Rituximab对荷B细胞淋巴瘤裸鼠的治疗效果。选用IODO- GEN法把131I标记到Rituximab上标记方法简单,标记率及放化纯度均在90%以上,标记物稳定,证明IODO- GEN法有很强的实用性。Raji细胞的CD20表达率达98.03%,证明CD20是放免治疗B细胞淋巴瘤的良好靶点[8],131I- Rituximab可与Raji细胞表面抗原CD20特异性结合,将131I固定到肿瘤细胞,131I所发射的β射线对肿瘤细胞产生辐射生物效应[9],Rituximab在行使载体功能[8]的同时,其所产生的补体依赖的CDC和ADCC[10]共同作用抑制肿瘤生长。

体外实验中,由于131I- Rituximab中131I所发射的射线对细胞产生的辐射生物效应,使细胞内DNA断裂、交联,影响了DNA的复制和细胞的有丝分裂。本研究显示,131I- Rituximab作用于Raji细胞后其凋亡率为59.94%,而单纯抗体组仅为40.40%。131I- Rituximab组有17.13%截止于S期,单纯核素组、单纯抗体组、对照组依次为24.31%、25.73%、33.32%,提示治疗组肿瘤细胞增殖状态不佳;131I- Rituximab组有69.01%截止于G2期,单纯核素组、单纯抗体组、对照组依次为65.10%、51.83%、50.13%,提示射线将肿瘤细胞阻滞于G2期,阻止细胞进一步分裂。以上说明131I- Rituximab具有生物导向的治疗作用,通过持续低剂量辐射,使细胞被阻止在对射线最敏感的有丝分裂期,增强放射性细胞毒作用。

体内实验中,从6组裸鼠肿瘤的增生情况及治疗后第4周对肿瘤生长的IR来看,单独使用Rituximab已经有一定的抑瘤效果,其抑瘤率达到17.27%;使用低剂量131I- Rituximab的抑瘤效果要好于单独使用Rituximab的效果,这说明核素在其中起了增强作用;中剂量131I- Rituximab组的抑瘤效果最明显,甚至使肿瘤略缩小;高剂量131I- Rituximab组由于剂量太高,虽然也有明显的抑瘤效果,但是造成了正常组织的损伤,治疗效果不理想。

总之,131I- Rituximab在体内和体外均显示了较强的特异性杀肿瘤作用,适合以后作为免疫导向治疗的药物,针对B细胞淋巴瘤高表达的CD20抗原作为治疗靶点的免疫导向治疗前景乐观。肿瘤放射免疫治疗的发展为难治性复发性B细胞NHL治疗开辟了新的天地。通过131I- Rituximab对B细胞淋巴瘤生物学效应的实验研究,希望能够为其进一步临床应用提供实验依据。

参考文献

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[2]范冬梅,赖增祖,熊冬生,等.嵌合抗CD20 Fab对B淋巴瘤细胞Raji细胞生长的影响[J].中国肿瘤临床,2001,28(6):415- 417.

[3]曾亮,林斯骏,葛锡锐,等.抗肺癌单克隆抗体LC- 1结合90钇对荷肺癌裸鼠的放射免疫治疗实验研究[J].中国肺癌杂志,2003,6(4):258- 260.

[4]PRESS O W,RASEY J.Principles of radioimmunotherapy for hematologists and oncologists[J].Semin Oncol,2000,27(6 Suppl 12):62- 73.

[5]WITZIG T E.Yttrium-90-ibritumomab tiuxetan radioimmunotherapy:a new treratment approach for B-cell non-Hodgkins lymphoma[J].Drugs Today,2004,40:111- 119.

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[7]PRESS O W.Physics for practitioners:the use of radiclabeled monoclonal antibodies in B-cell non-Hodgkins lymphoma[J].Semin Hematol,2000,37(Suppl 7):2- 8.

[8]EMST J A,LI H,KIM H S,et al.Isolation and characterization of the B-cell marker CD20[J].Biochemistry,2005,44(46):15150- 15158.

[9]GAIK L,SAMMY E.Single-cell cytotoxicity with radiolabeled antibodies[J].Clin Cancer Res,2001,7(1):192- 201.

篇7

【关键词】 骨髓间充质干细胞;生物学特性;细胞培养

The Biological Characteristics and Culture in Vitro of Rabbit Bone Marrow-derived Mesenchymal Stem Cells

〔Abstract〕 ObjectiveTo further study the isolation and cultivation procedures of mesenchymal stem cells from rabbit in vitro, and explore their biological properties. To build an experimental basis on applying MSCs as seed cells to treat many diseases. Methods

MSCs were obtained from tibias by density gradient centrifugation and were tested the rate of adhesion. The configuration was observed under phase-contrast microscope consecutively and the cell growth was measured by MTT method. Cell cycle and surface antigens were detected through flow cytometer. Results The subcultured cells showed active proliferative ability. More than 95% of subceltured MSCs were adhesive in 12 h. MSCs were positive for CD29, CD44, CD105 and negative for CD34.

Conclusion

In present culture condion, MSCs showed stable and rapid

growth in vitro . The characteristics make it possible to MSCs to be the seed cells for tissue engineering.

〔Key Words〕

Mesenchymal stem cells; Biological characteristics; Cell culture

干细胞是具有自我更新能力,且在适宜微环境下具有多系分化潜能的原始细胞[1]。近年研究发现,机体内除胚胎干细胞外还存在具有自我更新和分化能力的成体干细胞。其中骨髓中的干/粒细胞包括间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs),造血干细胞及网状内皮系统。 MSCs 可在体外扩增并有多向分化潜能[2-4], 且取材方便,免疫耐受性、遗传背景稳定及易于转染外源基因等,因而作为组织工程“种子细胞”有“广泛的应用前景”[5-8]。本实验通过对兔 MSCs 体外培养法及其生物学特性进行研究,以建立一套稳定、成熟的兔 MSCs 培养方法,从而为细胞移植等组织工程提供种子细胞来源提供实验基础。

1

材料及方法

1.1

主要试剂与仪器

低糖 DMEM 培养基(GIBICO 公司)、10% 胎牛血清(Hyclone 公司)、0.125% 胰蛋白酶(Sigma 公司)、Ficoll 淋巴细胞分离液(上海华精生物高科技有限公司,比重 1.077 g/mL)、CD29、CD34、CD44、CD105 单克隆抗体和 FITC 标记的二抗(Lab vision)、MTT(沃宏公司)、倒置相差显微镜(OLYMPUS)、细胞培养箱(Forma)、流式细胞仪(FACSCalibur, BECTON DICKINSON 公司,美国)及超净工作台(ESCO)等。

1.2

实验动物

普通级健康新西兰大耳白兔,雌性,兔龄约 3 个月(南京市第一医院动物实验中心提供,许可证号:SCXK [苏] 2002-2007)。

1.3

方法

1.3.1

骨髓 MSCs 的分离纯化与培养

兔仰卧固定于兔台上,予 2% 利多卡因局麻后,持 16 号骨穿针,沿胫骨平台垂直刺入骨髓腔,外接肝素(3 000 U,0.2 mL)润洗过的 10 mL 无菌注射器,抽取骨髓 4 mL,缓慢叠于等量 Ficoll 淋巴细胞分离液(密度 1.077 g/mL)上,以 2 000 r/min 的速度离心 20 min,分离骨髓单个核细胞,收集界面上的细胞,移入另一离心管,PBS 洗涤,2 000 r/min 离心 5 min,反复 2 次,弃上清,悬浮于含 10% 胎牛血清的 DMEM 培养基(青霉素 100 U/mL,链霉素 100 U/mL),轻轻吹打均匀,接种到 25 cm2 培养瓶,置 37℃,5% CO2 及饱和湿度培养箱中培养。4~6 d 首次换液,以后每 3 d 或 4 d 换液 1 次,14~21 d 细胞生长融合达 80% 以上,以 0.125% 胰蛋白酶消化,按 1:2 比例传代培养,倒置显微镜下逐日观察细胞形态。

1.3.2

骨髓 MSC 贴壁率检测

取对数生长期细胞,0.125% 胰蛋白酶消化制备单细胞悬液,调整细胞浓度为 1×105/mL,接种于 24 孔培养板,每次孔 1 mL,每 2 h 取出培养板,吸去 4 孔培养液,0.1 mol/L PBS 漂洗除去未贴壁细胞,0.125% 胰蛋白酶消化后离心收集细胞,进行细胞计数,共观察 12 h,按以下公式逐个计算每个时相点的贴壁率:贴壁率=(贴壁细胞总数/接种细胞总数)×100%。

1.3.3

骨髓 MSCs 生长曲线的测定

取第 3 代生长良好的细胞,用 0.125% 胰蛋白酶消化后用含 10% FBS 的 DMEM 制备细胞悬液,以每孔 103~104 个细胞于不同时相分别接种于 8 块 96 孔板中的 8 孔,每孔体积 200 L,置于 37℃、5% CO2 及饱和湿度培养箱中孵育。于第 2 天起行 MTT 比色法,每孔加入 MTT 溶液(5 mg/mL)20 L,37℃ 继续孵育 4 h 后,每孔加入 150 L 二甲基亚砜,振荡 10 min 后选择 490 nm 波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值,以时间为横轴,光吸收值 A(OD)为纵轴绘制细胞生长曲线。

1.3.4

骨髓 MSCs 表面标记测定

取第 3 代MSCs,用 0.125% 胰蛋白酶消化,2 000 r/min 离心 5 min,PBS 洗涤 2 次,调节细胞浓度为 1×106/mL,分为 4 份,分别滴加人抗兔 CD29、CD34、CD44、CD105 一抗(以 PBS 代替一抗作为阴性对照),室温反应 30 min 后,PBS 洗涤 2 次,滴加 FITC 标记的抗兔 IgG,避光反应 15 min 后,经流式细胞仪检测细胞表面 CD29、CD34、CD44、CD105 阳性细胞的表达。

2

2.1

MSCs 的形态学变化

原代培养中,可见细胞以分散、克隆集落方式增殖;第 1~3 天细胞大部分呈圆形、椭圆形生长;第 3~7 天贴壁细胞增多,并逐渐延展生长为多角形、星形或梭形; 7~21 d 贴壁细胞明显增多,并有集落形成,相邻集落融合成片达 80% 以上,细胞排列呈漩涡状,细胞间界限不清,细胞呈长梭形;14~21 d 后,细胞传代,传代后的细胞不以集落方式生长,而是均匀分布长梭形细胞。

2.2

MSCs 各时相点细胞帖壁率

见表 1。

2.3

MSCs 生长曲线分析

实验发现,细胞传代培养 1~2 d,吸光度变化不大,甚至有轻微下降,细胞处于潜伏期,第 3 天起呈对数生长,至第 7 天到达高峰,之后进入平台期,见图 2。

根据计算细胞的倍增时间公式可得:

DT = t ×〔lg2/(lgNt-lgNo)〕= 96 ×〔0.301/ (-0.060+1)〕= 30.8 h

2.4

MSCs 表面标记

流式细胞仪结果显示:CD34、CD45 阳性细胞均为 0.8%;CD29 和 Cd105 阳性细胞数为 99.8%。说明分享获得的细胞符合骨髓间充质干细胞的特点(见图 3)。

3

MSCs 体外培养的生长特点和生物学特性已有较多相关文献报道。MSCs 在骨髓中的含量极少,约占有核细胞的 0.001%~0.01%[9],如何获得高纯度、足量的 MSCs,成为 MSCs 应用研究的关键。

目前常用于 MSCs 分离方法有密度梯度离心法[10-11]、贴壁筛选法[12]、免疫磁珠法[13]、流式细胞仪分离法[14]及 Hung 等[15]研究的特制微孔培养板筛选法。采用全骨髓贴壁筛选法,将抽取的骨髓直接置于培养瓶中培养,利用骨髓间充质干细胞贴壁生长的特性分离细胞,几天后换液观察细胞贴壁情况,这种保留造血干细胞和各种细胞混合培养的方法,由于维持了 MSCs 原始的生活环境,有利于 MSCs 分化,但所得细胞成分复杂, MSCs 纯度不足。单克隆抗体磁珠分离系统或流式细胞仪技术对细胞活性影响较大,甚至导致细胞完全失去活性,而且实验操作复杂,需要骨髓量大,不易重复,造价较高,一般仅限于在大实验室应用[16]。特制微孔培养板筛选法,可以快速有效分离得到相对同质的 MSCs,利用这种方法可以不用 Percoll 液去除红细胞[17],但是结果不稳定,特定原料不易大量获取。密度梯度离心法即根据骨髓中细胞成分比重的不同,利用Percoll 或淋巴细胞分离液提取单核细胞进行贴壁培养。操作上较贴壁细胞分离法烦琐,得到的细胞数不如后者多,但细胞纯度较后者高。本实验结合密度梯度离心法和贴壁筛选法,利用密度为 1.077 g/L 的 Ficoll 分离液,能有效去除绝大部分红细胞、粒细胞、脂肪细胞和血小板,获得纯度较高的单个核细胞。然后利用 MSCs 的贴壁性,逐渐弃掉未贴壁细胞,从而获得足量的 MSCs。

在培养过程中,我们还注意到以下几个环节:①与蒋雯等[18]不同,本实验研究发现,兔 MSCs 原代培养首次换液的时间宜在 4~6 d,过早换液将丢失过多尚未贴壁细胞,因在实验过程中,第 3 天首次换液后,收集旧培养液离心洗涤,再接种仍有细胞大量生长;且原代细胞在培养 14 d~21 d 左右才能达到80% 以上的融合,才能进行传代培养,这可能与我们用的培养基加的胎牛血清浓度不同,蒋雯等用的是 20% 的血清,而我们用的是 10% 的胎牛血清;②培养基中胎牛血清浓度保持在 10% 左右为宜,过低由于缺乏生长因子的刺激,细胞增殖减慢,而过高又因含大量促进细胞生长增殖分化的因子,易引起细胞过早出现老化;③兔 MSCs 原代接种贴壁不良时,可予胶原[19]包被培养瓶,增加细胞的贴壁率;④胰蛋白酶消化细胞时,可先将 PBS 润洗培养瓶 2 次,去除残留血清,更易将贴壁细胞消化下来,且消化时间缩短,不会造成消化时间过长对细胞的损伤;⑤细胞传代时,应注意接种密度,宜按 1:2 比例传代接种,如此细胞才能保持良好的增长趋势,不会因接种密度过稀致增长缓慢且易老化。

目前 MSCs 在生物医学领域有着广泛的应用,然而 MSCs 表面标志由于细胞分离、培养方法和培养时间等的不同而有差异。Pittenger 等[20]认为人MSCs 阳性表面标志是 SH2(CD105)、SH3、SH4、CD29、CD44、CD71、CD90、CD106、CD124,阴性表面标志是 CD45、CD34 和 CD14 等造血细胞标志。Hung 等[21]采用带 3 m 孔培养板的装置培养分离得到人 MSC,培养至第 2 代末时阳性表面标志是 CD90、CD44、CD29、CD51,阴性表面标志是 CD45、CD34、CD7、AC133 等。研究者们应用不同的分离扩增方法及不同的方式表达细胞特性,使得对一些研究结果的比较变得困难,阻碍了其在这些领域的应用[22]。因此在 2005 年,ISCT(the International Society for Cellular Therapy)定义了 MSCs 的最低标准: 首先,MSCs 在标准培养条件下必须具备贴壁生长的特点;其次,MSCs 表达 CD105、CD73 和 CD90,而 CD45、CD34、CD14 或 CD11b、CD79a、或 CD19 及 HLA-DR 表面分子表达阴性;第三,MSC 在体外能分化为格根包尔氏细胞、脂肪细胞和成软骨细胞[23]。本实验选择第 3 代细胞行流式细胞仪检测表面抗原显示,阳性表达黏附分子、整合素家族成员等如细胞表面抗原 CD29、CD44、CD105 阳性细胞数占 99.8%,而造血细胞表面标志阴性或极少表达即 CD34 阳性率只有 0.8%,上述结果表明:获得的细胞为非造血类的、符合骨髓间充质干细胞的特点,与文献资料吻合[12,24]。

通过对兔MSCs 培养方法和表面标识物的进一步研究,本研究建立了一套稳定分离、培养扩增骨髓间充质干细胞的方法,获得足量纯化的 MSCs 并进而研究其作为种子细胞治疗多种疾病提供了实验基础。随着基因工程和组织工程的发展,骨髓 MSCs 也将在细胞治疗、基因治疗等方面得到广泛应用。本研究设计的缺陷在于,这只是细胞培养的一个初步研究,下一步若对细胞周期及细胞活力进行检测,将对选择最合适代数细胞作为种子细胞的应用提供更有价值的信息。

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篇8

[摘要] 目的 研究雷公藤内酯醇(TP)对卵巢癌SKOV-3细胞株恶性生物学行为的影响。 方法 培养卵巢癌SKOV-3细胞株,用0、10、20、40、80 nmol/L的TP处理,0 nmol/L TP处理的为正常对照(NC)组,10、20、40、80 nmol/L TP处理的为10 nmol/L TP组、20 nmol/L TP组、40 nmol/L TP组、80 nmol/L TP组,测定细胞活力及细胞Bcl-2、Bax、LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ、Beclin-1的mRNA含量。 结果 TP处理能以剂量依赖性和时间依赖性的方式降低卵巢癌细胞活力,同组不同时间点及同时间点多组间的细胞活力比较,差异均有统计学意义(P < 0.05)。10、20、40、80 nmol/L TP组细胞Bcl-2 mRNA含量(0.83±0.11、0.68±0.07、0.54±0.08、0.33±0.04)均低于NC组(1.00±0.15),Bax mRNA含量(1.32±0.15、1.66±0.21、2.19±0.35、3.22±0.63)均高于NC组(1.00±0.13),Beclin-1 mRNA含量(1.44±0.18、1.76±0.24、2.51±0.32、3.10±0.47)均高于NC组(1.00±0.18),LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ(1.33±0.19、1.81±0.22、2.49±0.31、3.41±0.51)均高于NC组(1.00±0.17),差异有统计学意义(P < 0.05)。不同剂量TP组Bcl-2、Bax、Beclin-1 mRNA含量及LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。 结论 TP能够通过调节Bcl-2/Bax表达、细胞自噬的途径来抑制卵巢癌SKOV-3细胞株的增殖。

[关键词] 卵巢癌;雷公藤内酯醇;增殖;自噬

[中图分类号] R737.31 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)05(a)-0024-04

[Abstract] Objective To study the effect of triptolide (TP) on malignant biological behavior of ovarian cancer cell line SKOV-3. Methods Ovarian cancer SKOV-3 cells were cultured, treated with 0, 10, 20, 40, 80 nmol/L TP and 0 nmol/L TP treatment was NC group, 10, 20, 40, 80 nmol/L TP treatmet was 10 nmol/L TP group, 20 nmol/L TP group, 40 nmol/L TP group, 80 nmol/L TP group respectively. Cell viability and mRNA contents of Bcl-2, Bax, LC3-Ⅰ, LC3-Ⅱ, Beclin-1 were determined. Results TP decreased cell viability of ovarian cancer cell on dose dependent and time dependent manner, there were significant differences on cell viability in different time points the same group and the same time point between groups (P < 0.05). Bcl-2 mRNA contents (0.83±0.11, 0.68±0.07, 0.54±0.08, 0.33±0.04) of 10 nmol/L TP group, 20 nmol/L TP group, 40 nmol/L TP group, 80 nmol/L TP group were lower than that of NC group (1.00±0.15); Bax mRNA contents (1.32±0.15, 1.66±0.21, 2.19±0.35, 3.22±0.63) of 10 nmol/L TP group, 20 nmol/L TP group, 40 nmol/L TP group, 80 nmol/L TP group were higher than that of NC group (1.00±0.13); Beclin-1 mRNA contents (1.44±0.18, 1.76±0.24, 2.51±0.32, 3.10±0.47) of 10 nmol/L TP group, 20 nmol/L TP group, 40 nmol/L TP group, 80 nmol/L TP group were higher than that of NC group (1.00±0.18); LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ (1.33±0.19, 1.81±0.22, 2.49±0.31, 3.41±0.51) of 10 nmol/L TP group, 20 nmol/L TP group, 40 nmol/L TP group, 80 nmol/L TP group were higher than that of NC group (1.00±0.17), with statistical differences (P < 0.05). Bcl-2, Bax, Beclin-1 mRNA contents and LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ in different doses of TP group were compared, with statistical differences (P < 0.05). Conclusion TP can inhibit the proliferation of ovarian cancer cell line SKOV-3 through regulating the expression of Bcl-2/Bax and cell autophagy.

篇9

【关键词】医学细胞生物学 教学改革

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)23-0067-02

随着细胞结构及功能的相关知识和理论在医学领域中应用的不断深入,细胞生物学已成为现代医学的重要基础,在医学教育中占有重要的地位。对于现代医科学生来说,具备细胞生物学的相关基础知识和基本技能,是进一步学习其他医学课程必不可少的条件。2011年以来,我校执行新版教学计划,其中对蒙医专业、临床和护理专业的医学细胞生物学课时改革,学校教研室对其教学内容的安排和教学方法的施用也进行了相应的改革,旨在进一步提高和完善教学质量和效果。

一 我校医学细胞生物学发展历程

1978年,哲里木医学院生物教研室成立,在临床医学专业开设了医学生物学课程,本、专科分别为72、54学时,先后由校内一些教师任教。在当时的医学生物学课程中,已用相当的篇幅向学生介绍了医学细胞生物学知识。1992年,蒙医学院将临床医学专业的医用生物学课程一分为二,南×老师开设医学细胞生物学,理论课30学时,实验课18学时。2000年,内蒙古民族师范学院、内蒙古蒙医学院和哲里木盟畜牧学院三校合并成立内蒙古民族大学后,教学条件得到了显著改善。2011年,学校各学院执行新版本科生培养计划,蒙医药学院蒙医专业、医学院临床和护理专业医学细胞生物学课时压缩(仅24学时)。

二 优化医学细胞生物学教学大纲

教学大纲作为重要的指导性文件,是课程教学的基本依据和教学质量的基本保证。大纲中的教学内容与学时分配是对一门课程教学的基本内容所做的基本规定,是教学大纲的核心部分。在教学大纲的制定过程中,我们既要注重医学专业目标培养的需要,还要考虑与其他医学基础课程的前后链接,对于已学课程、将开课程和正在进行中的课程的教学内容,要深入了解分析,注意知识之间的衔接,避免遗漏与重复,最大程度地保证教学质量的不断提高。

蒙医学专业,过去曾开设“医学生物学”,该课程中涵盖了部分细胞生物学知识,后来取消了这门课程,这样在医学细胞生物学教学内容安排时增加了相应内容,并作深入讲解。如在医学生物学中第二章《细胞膜及其表面》的教学内容拟定过程中,细胞膜的化学组成、细胞膜的分子结构和细胞膜的特性三部分内容加到医学细胞生物学中。2011年,执行新版教学计划,蒙医、临床医学和护理学专业,学时由原来的30减为24学时,由于课程压缩,医学细胞生物学总课时数减少。我们知道每个专业培养计划中所开设的每门课程相互之间联系密切,医学专业也不例外。如今医学细胞生物学面临着学时严重不足的现状,所以,我们重新审视了这门课的教学大纲。甄别在医学细胞生物学大纲中与其他课程重复的部分予以删除,尽量使学生在有限时间内学习掌握医学细胞生物学的精髓内容。近几年,学校教研室通过类似的教学改革研究,更加合理地组织医学细胞生物学教学内容,不但解决了课时少、内容多的矛盾,同时也使我们的教学活动有的放矢,学生也学有所获。

三 结合多媒体教学手段,改进教学方法

当今很多课程都使用了多媒体辅助教学,在医学细胞生物学教学当中,我们也将比较枯燥的纯理论知识放在图文声像并茂的多媒体课件中,将微小的、看不见的细胞变为可视的,并营造了一种科学性、知识性、形象性融为一体的富有强烈感染力的教学情境,确实激起了医学专业学生学习细胞生物学的兴趣,调动了学生多种感官参与到细胞生物学的学习中,激发了学生学习细胞生物学的积极性。

多媒体课件的另一大特点(优点)是极大压缩了传统教学中教师板书及学生记笔记的时间。同时由于屏幕的快速投放,在短时间内播放大量的信息,提高了教学效率,并且解决了学时矛盾。这个优点也在其他很多课程中得到了验证,我们也利用多媒体的这个优点,在教学中增加了细胞生物学的一些新知识、新进展、新技术,这样既开阔了学生视野又扩展了知识面,这在应用多媒体手段之前是不可能实现的。因此,可以制作内容丰富的多媒体课件,改进教学手段,提高教学质量。

医学细胞生物学这门课侧重于从形态学的角度研究。在整个授课过程中,细胞的形态结构及功能机制的讲授是细胞生物学中的重点及难点内容。多媒体辅助教学的第三个特点是可以进行大量相关图片的演示。由于该课程的研究对象是细胞,一般肉眼是看不见的,更不用提细胞的超微结构。在课堂中无论一个教师是多么善于语言、肢体表达或是精致的绘画,都难以表现或画出一些抽象的细胞结构图画,而这些结构知识内容又恰恰是细胞生物的重点和难点。

多媒体教学的第四个优点就是过程再现等操作,不但可以演示细胞功能机制,还能重现,即一遍没理解,能再播放一遍。例如,讲授“细胞质膜的物质跨膜转运”这一知识要点时,将细胞质膜上的钠钾泵转运细胞内外的钠离子和钾离子,可以把这个过程做成动画,并配以相应的讲解,使书面理论变成看得见的动态图像,能帮助学生更好更快地理解掌握这个知识内容。

传统的课堂教学模式是以老师板书为中心进行的教学活动。如今多媒体辅助教学作为一种新的教学手段,具有一些传统手段无可比拟的优越性。如图文并茂的课件带动学生兴趣;有限的课堂时间汇聚大量知识;易突破重点并分散难点,而且在众多其他课程中已得到了充分应用与认可。众所周知,医学是一门应用科学,作为21世纪的医学人才必须具备医术精、能力强等较高的素质,而创新能力就是高素质的人才所必需的,因此我们在教学活动中就必须更新教育观念,改进教学方法。

四 建设具有民族特色的医学细胞生物学教材

1.课程教材建设目标

教学内容的改革是提高课程教学质量的关键,教材建设是教学改革与课程建设的体现。发扬内蒙古民族大学细胞生物学教学的优良传统,在保持原有体系的基础上,充分利用校内民族特色资源,建设符合我校医学专业的课程教材,使学生既能扎实掌握细胞生物学的基础知识和基本理论,又具有较强应用知识的能力和探究创新意识,为后续的生物学课程的学习和高素质的生物、医学科学人才的培养奠定坚实的基础。

本课程在老一辈细胞生物学家的带领下,曾编写了《细胞与遗传实验指导》教科书,在使用过程中,收到了良好的评价。目前我校的医学细胞生物学课程已构建了完整的教学建设体系,教材建设提上日程。

2.教材建设步骤

第一,整理分析已有的医学细胞生物学教学教案,积极编写适合我校不同学院专业的新的细胞生物学教材和细胞生物学实验指导。第二,结合我校的民族特色,如蒙医蒙药研究,增设民族研究特色内容,对学生更具针对性,有的放矢。比如在细胞实验中开设综合性实验蒙药对肝脏的保护作用等。第三,聘请校内外的知名专家作教材编写顾问,对教材编写进行指导,进一步提高教材质量。加强与国内其他先进学校的细胞生物学精品课的教师(如北京大学、清华大学、内蒙古民族大学、四川大学、东北师范大学等知名大学)的联系与交流,学习他们的经验,进一步提高我们教学的水平。第四,结合多媒体授课手段,在教材编写中,注重图片与文字相结合,特别是重点难点内容,要多插入图片,便于学生理解。

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篇10

【关键词】 细胞生物学 实验教学 科研素质

细胞生物学是生命科学中重要的组成部分,它能够反映生命科学的形成进程,同时也体现生命科学的最新进展。该学科是由实验研究产生和发展起来的。因此,细胞生物学研究技术和方法的作用及地位显得尤为突出,细胞生物学实验课教学是培养本科生科研素养的重要环节。是研究性学习的重要内容,也是最必要的形式和过程。

1.开设实验课,是生命世纪所需。细胞生物学的发展经历了经典细胞学、实验细胞学及细胞生理学、现代细胞生物学等阶段,推动学科理论内容的产生、发展及丰富的动力是实验研究。例如:显微镜观察方法导致了细胞学的产生,而电子显微镜及其它更精细观察显像技术的应用,可以观察细胞内部的亚显微结构、甚至单一生物分子的位置,更加准确描述细胞的结构与功能。

在大三开设细胞生物学实验课是适时的。大三本科生经过动植物学的学习初步了解动植物细胞的一般特性:通过微生物学的学习,则了解微生物在细胞形态、结构及功能等方面的特殊性;生理学与生物化学的学习,掌握了细胞生命活动的动态性,并且有了相应的实验技能。在此基础上,本科生能够适应较为复杂的细胞生物学实验课的学习和操作。

细胞生物学实验技术直接与当今生命科学的前沿技术接轨,在高年级开设这样的课程,有助于本科生迅速进入毕业论文研究的状态,有助于考研进入更深层次的研究工作。

2.选择实验课内容,注重基本能力和创新能力的培养。参考国内主要细胞生物学实验教材,自编实验教材,编写过程中,注重介绍与某一个实验项目相关的背景知识和实验原理。例如:光学显微镜的使用是最基本的细胞生物学实验,是从事生物学教学和科研必备的基本技能,在实验教材中,作详细介绍,列出不同放大倍数物镜的镜口率、工作距离、景深和视野直径等参数,使学生明确“放大倍数小的物镜工作距离大,放大倍数大的物镜工作距离小,物镜是显微镜中关键部件”等基本规律,有助于使用和选择显微镜。

设计了染色体制备和分带的内容,可以允许每个人动手操作,完成整个实验程序,得到预处理、样品制备、离心、显微镜使用等综合技术的训练。事实反映出操作认真、严谨的同学能获得较理想的实验结果。

选编了细胞培养、荧光显微镜技术等较高要求的实验内容,并附编了相应的前沿技术,如激光共聚焦显微镜原理。这些都是从事细胞生物学科研工作所需的研究技术,该类实验内容的开设,使学生初步了解细胞生物学研究的基本技术路线和实验方法,使学生对实验课的认识从完成操作、获得学分过渡到科研综合性、探索性,乃至创新性的高度。

详尽描述实验操作步骤,特别是不可忽视的、影响实验成败的关键细节,以及实验试剂、药品的配制和仪器实验注意事项等内容。注意操作过程与实验原理的结合,增加图解。例如小鼠骨髓细胞染色体标本制备和C带分析实验,操作步骤多,影响因素多,相对成功率较低,学生兴趣浓。操作程序的清晰、严格要求是完成实验的重要保障。

设计具有启发性的创新性实验及实验后思考题,以激发学生利用所学理论知识和实际动手经验,熟悉怎样设计实验、组建哪些实验技术达到实验目的、哪些步骤是控制实验的关键及其影响因素,甚至可提出修改的方案。

3.注重课前准备,确保实验质量。教师持之以恒动手从事科研实验工作,掌握或了解本学科研究技术的过去、现在及将来。坚持与实验员设计、商讨、准备实验,要有预瞻性,掌握实验中可能出现的问题,以便在课堂及时准确回答学生问题。

作为实验教学的主体,学生的临阵状态也很重要。不少学生习惯于课前不预习,课堂上一边对照实验指导,一边操作,经常导致操作混乱、时间延长甚至实验失败。目前,此类现象仍然较普遍,教师需注意检查督促,进行关键性问题提问、请个别学生上台操作示范,教师再对其中的注意事项、操作错误重点强调。另外,可将预习作为实验成绩的一部分,学生有备而来,提高实验质量。

4.细致指导,重视基本技能训练。细胞生物学实验包括形态、结构观察性实验,也包括操作复杂、技术综合的实验,要求学生牢固地掌握基本实验技能,如显微镜及特殊显微镜的熟练操作,微观世界的确认,临时与永久玻片制作,实验动物解剖,生物绘图方法,离心机的使用,细胞生物学染色体方法,细胞培养过程的无菌要求,这些基本技能都是每个学生必需的。教师必修逐个指导、示范和纠正,培养学生正确的规范的操作习惯。严谨的科学态度、创新的精神和严格的实验习惯,是科研最基本的素养,而本科细胞生物学实验是训练的最好平台。

5.诱导启发,培养创造性思维。细胞生物学实验项目广泛,材料具有多样性和普遍性,教师给学生安排的实验是挑选了典型的材料和经典的实验方法。教师应鼓励学生在完成实验指导指定实验基础上,提出衍生性的实验题目,让学生书面自行设计实验(包括实验材料、方法、目的),有条件情况下,少部分同学进行创新性实验。强调科研协作的重要性,鼓励同学之间互相学习,有利于同学们开阔视野、培养敏捷的思维,激发对科学的求知欲和对本课程的兴趣。