细胞遗传学分析范例6篇

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细胞遗传学分析

细胞遗传学分析范文1

【关键词】慢性髓细胞白血病;Ph染色体;细胞遗传学;变异易位;附加染色体

慢性髓细胞白血病(CML)是一种可由慢性期演变至加速期及急变期的造血干细胞恶性克隆性疾病,具有明显异质性,约90%以上的CML患者出现较为恒定的Ph染色体[1],这是该病的一个重要细胞遗传学标志。CML发生急性变时,在Ph染色体的基础上又附加出现一些新的染色体异常,而且这些异常的改变常常出现在临床和血液形态学之前,成为肿瘤进展的原动力。因此,慢粒患者进行骨髓染色体检查对临床诊断及预后判断具有十分重要的意义。

1 资料与方法

1.1 病例 41例慢粒患者均来自我院门诊及住院患者。其中男20例,女21例。汉族25例,维吾尔族11例,其它民族5例,年龄15~73岁。所有患者均参照标准诊断和分期[2],其中慢性期28例,急变期13例。

1.2 方法 全部病例均采用直接法及不加植物血凝素的短期培养法制备染色体标本,然后采用改良的热处理姬姆萨R显带技术分析10~40个分裂中期细胞核型,并参照《人类细胞遗传学国际命名体制[ISCN(1995)]》加以描述[3]。

2 结果

2.1 染色体异常检出率 在41例慢粒中,40例检出Ph染色体,阳性率为98%。1例为Ph染色体阴性,经PT-PCR检测到bcr/able融合基因。

2.2 Ph染色体的易位类型 40例Ph(+)中,具有典型易位即t(9;22)(q34;q11)者30例,变异易位和涉及其他染色体异常的有11例,见表1。有1例是复杂变异易位,表现为t(11;9;22)(q34;q11)。

3 讨论

Ph染色体是在人类肿瘤性疾患中最早发现的特异性染色体改变,国内外已公认Ph染色体是慢粒的细胞遗传学特征,多数CML患者有较为典型的临床及血液学的表现,但最终确诊还要依赖于发现特征性Ph染色体和bcr/able融合基因,这是客观、准确地确诊慢粒的依据,尤其对于初诊时即进入急变期的患者,Ph染色体的发现更有助于CML的诊治。我们运用了R显带技术对41例CML患者的骨髓细胞染色体核型进行了分析,有40例发现了Ph染色体,阳性检出率为98%。结果与国、内外报道相一致[1-4]。

本组中2例患者为变异Ph易位(病例4、7),病例4为复杂型易位,除t(9;22)外,还累及了11号染色体。有资料表明,复杂型易位的患者在加速或急变期更易出现附加染色体[1],该病例初诊时即为BP期,且为首次做染色体检查,其核型表现除了有t(11;9;22)的复杂变异外,还同时伴有+8,+21及+Ph的附加染色体异常,考虑在其CP期时,可能仅为t(11;9;22)的复杂异位。该患者现仍处于BP期。病例7除具有典型t(9;22)易位外,还同时伴有t(1;17)的易位,结合临床发现它与仅存在典型Ph染色体的CML相比,其临床及血液学的表现无明显不同。

本组中检出附加染色体的异常在CP期患者占2例(7.1%),在BP期患者中占9例(69.2%),主要的染色体异常有+8,i(17q),+Ph,-20,+21,+22等,该结果与文献报道基本一致[5]。且BP期患者附加染色体的异常发生率明显高于CP期患者,二者之间有显著性差异(P

近年来,有报道Ph染色体也可见于急性淋巴细胞白血病、急性髓细胞白血病、真性红细胞增多症及淋巴瘤等,但除了急性淋巴细胞白血病外,其它疾病的阳性率只见个别报道[7]。截止目前为止,我们分析了10例真性红细胞增多症及近20例淋巴瘤的染色体核型,均未发现Ph染色体阳性患者。

以往新疆地区各大医院仅靠细胞形态学及病理学检查来做为慢粒诊断的依据,对于不典型慢粒诊断起来非常困难。随着我院骨髓染色体检测技术的开展及不断完善,本地区CML的诊断率有了明显的提高,且常规的核型分析是细胞遗传学检查中最基本的技术,其经济、实用,一次能分析所有的46条染色体上较大片断的克隆性异常,因此这项技术对于地处西部边远地区的新疆来说,尤其显得更加重要,具有广阔的应用前景。

参 考 文 献

[1] 林茂芳,谢万灼,陈志妹,等.236例慢性粒细胞白血病患者细胞遗传学特性观察.中华血液学杂志,2000,21(1):36-37.

[2] 张之南,沈悌.血液病诊断及疗效标准.科学出版社,2007:134-138.

[3] Mitelman F.An Intemational System for Human Cytogenetic Nomenclature.Basel:ISCN,1995.

[4] Dube ID,Carter RF,Pinkerton PH.Chromosome abnormalities in chronic myeloid Leukemia:A model for acquired chromosome changes in he matological m alignancy.Tumour Biol,1990,11(Suppl 1):3-24.

[5] Baccetti B,Capitani S,Collodel G,et al.Infertile spermatozoa in ahuman carrier of robertsonian translocation 14;22.Fertil Steril,2002,78(5):1127-1130.

细胞遗传学分析范文2

【关键词】 传染病;疾病暴发流行;流行病学研究;学生保健服务

【中图分类号】 R 183.4 R 181.22 【文献标识码】 A 【文章编号】 1000-9817(2010)07-0869-02

学校肠道传染病暴发疫情传播快,社会影响大,如不及时采取控制措施,将严重影响学校正常的教学秩序及师生的身体健康,加重家长及社会的经济负担。为掌握云南省学校肠道传染病暴发疫情的流行病学特征,制定有效的预防控制措施,现将云南省2006-2008年报告的学校肠道传染病暴发疫情分析如下。

1 资料来源与方法

1.1 资料来源 资料来源于云南省各州(市)2006-2008年报告的学校肠道传染病暴发疫情资料和部分现场调查资料。

1.2 肠道传染病的诊断 参照《伤寒、副伤寒诊断标准及处理原则》(GB 16001-1995) 、《细菌性痢疾、阿米巴痢疾诊断标准及处理原则》(GB 16002-1995) 、《甲型病毒性肝炎诊断标准及处理原则》(GB 17010-1997)、《感染性腹泻诊断标准及处理原则》(GB 17012-1997) 进行。肠道传染病暴发疫情的界定按照《国家突发公共卫生事件应急预案》及《国家突发公共卫生事件相关信息报告管理工作规范(试行)》进行。

1.3 资料统计分析 数据资料采用Excel 2003软件进行统计处理,应用描述流行病学方法对所获资料进行分析。

2 结果

2.1 基本情况 云南省2006-2008年共报告学校肠道传染病暴发疫情22起,涉及病种4种,发病993例,无死亡病例。其中2006年报告10起469例,2007年5起247例,2008年7起277例。暴发疫情起数及病例数在所涉及的病种中均以甲肝为最多(10起388例),其次为感染性腹泻(5起315例)、细菌性痢疾(4起162例)和伤寒+副伤寒(3起128例),见表1。

2.2 分布特征

2.2.1 地区分布 2006-2008年,云南省16个州(市)中,除玉溪市、楚雄州、临沧市、保山市、西双版纳州及迪庆州6个州(市)外,其余10个州(市)均有学校肠道传染病暴发疫情报告。22起学校肠道传染病暴发疫情分布在10个州(市)的21个县(市、区)中,其中昆明市报告4起,昭通市、红河州、丽江市各报告3起,文山州、大理州、怒江州各报告2起,曲靖市、普洱市、德宏州各报告1起。

22起暴发疫情中,18起分布在中小学内,占81.8%(18/22),其中16起分布在农村地区的中小学中,占72.7%(16/22);而托幼机构及大学内各分布2起,分别占9.1%(2/22)。见表2。

2.2.2 时间分布 各季节均有学校肠道传染病暴发疫情发生,但以4-6月为高发月份(72.73%),符合夏季肠道传染病高发的特征。

2.2.3 人群分布 托幼机构儿童(3~6岁)28例,占2.82%(28/993);中小学生(7~18岁)792例,占79.76%(792/993),其中农村中小学生729例,占73.41%(729/993);大学生(19~22岁)173例,占17.42%(173/993)。见表2。

993例病例中,男生557例,女生436例,男女性别比为1∶0.78。

2.3 暴发因素 报告的22起学校肠道传染病暴发疫情中,因水源受到污染而引起暴发的9起(40.91%),因食物受到污染而引起暴发的8起(36.36%),因生活密切接触传染源而引起暴发的5起(22.73%)。

3 讨论

2006-2008年云南省报告的学校肠道传染病暴发疫情绝大部分发生于农村地区的中小学,发病人群主要为中小学生,主要为经水传播型暴发,其次为经食物传播型暴发和经接触传播型暴发,这与杭州市、桂林市、台州市报道情况基本一致[1-4]。经水传播型暴发多为农村改水、改厕不彻底,自来水水源受到致病菌污染,学生经常喝未经消毒处理的生水等不良习惯所致。经食物传播型暴发多发生于卫生条件差的集体食堂,尤其是农村地区的学校食堂。农村地区中小学校由于卫生工作不够完善,食堂卫生条件差,食物及水源的卫生质量得不到保障,有的学校甚至没有符合卫生标准的饮用水,且部分学生还经常食用校外无证摊贩的食物,这些均是引起肠道传染病暴发的高危因素。另外,学生由于共同学习和居住,相互接触较多,有相同的居住环境、饮用水源及食物等,当致病菌污染水源、食物或学生中有肠道传染病病人,且又不注意隔离治疗时,就极易导致肠道传染病暴发疫情的发生。

针对农村地区中小学肠道传染病高发的特点,应加大农村改水、改厕及环境综合治理工作的力度,加强学校食堂及校外无证摊贩的卫生监督及管理工作,确保学生的饮食卫生。同时,还要加强对广大学生的健康教育,大力宣传肠道传染病的预防知识,提高学生的自我保护意识,增强其预防疾病的能力,从而控制学校肠道传染病暴发疫情的发生。

4 参考文献

[1] 孙昼,黄诚孝,邓晶,等.杭州市2000-2002年急性肠道传染病爆发疫情分析.浙江预防医学,2004,16(12):13-13.

[2] 孙昼,黄诚孝,邓晶,等.杭州市2003年急性肠道传染病暴发疫情分析,疾病监测,2005,20(1):10-11.

[3] 周清喜,秦友燕,廖艳.2000-2005年桂林市寄宿学校肠道传染病疫情分析.职业与健康,2007,23(20):1856-1857.

细胞遗传学分析范文3

关键词:羟基脲a-干扰素慢性粒细胞白血病临床效果

【中图分类号】R4【文献标识码】B【文章编号】1671-8801(2013)02-0094-01

慢性粒细胞白血病属于恶性肿瘤的一种,亦是由多能造血干细胞引起的增生性恶性疾病。该病在临床并不多见,约占癌症0.3%,但在成人白血病中所占比重较大[1]。临床上对该期白血病的治疗目标主要是将血细胞维持在正常的范围内并控制、抑制病情发展,多使用羟基脲、干扰素或阿糖胞苷等药物进行治疗,其临床治疗效果各有优劣,临床医师需根据患者的具体情况进行谨慎选择。本文患者通过对我院部分慢性粒细胞白血病患者使用羟基脲与a-干扰素进行联合治疗,对比观察其临床疗效,以作参考。现将观察结果报告如下。

1资料与方法

1.1临床资料。从我院2005年7月~2010年7月收治入院的慢性粒细胞白血病患者中抽取60例,其中男33例、女27例,年龄23~68岁,平均年龄43.81±7.69岁。所有病例经临床综合检查及实验室相关指标检测均符合慢性粒细胞白血病的诊断标准,且均为慢性期、初治病例;排除其他类型白血病、血友病等及慢性粒细胞白血病的加速期与急性期患者,合并严重的内科基础疾病或无法控制患者,其他主要器官、系统严重受损或功能障碍患者及妊娠期、哺乳期妇女等[2]。所有患者均了解治疗给药方案并已签署知情同意书,自愿服从治疗安排,符合伦理学要求。

1.2方法。

1.2.1分组。将60例慢性粒细胞白血病患者随机分为观察组与对照组。观察组患者30例,其中男16例、女14例,年龄25~68岁,平均年龄44.06±7.48岁;对照组患者30例,其中男17例、女13例,年龄23~66岁,平均年龄43.60±7.52岁。经统计学检验,两组患者的性别构成和年龄结构无明显差异,不具有统计学意义(P>0.05)。

1.2.2方法。对照组患者单独使用羟基脲进行治疗,初始剂量为3g/d,1g/次、3次/d;当白细胞水平下降到20*109/L时将剂量减为一半;当白细胞水平下降到10*109/L时将剂量改为0.5~1.0g/d进行维持治疗。观察组在此基础上加用a-干扰素进行治疗,皮下注射300万U/次,隔一天注射1次。两组患者治疗6个月为1疗程。

1.3观察指标。对所有患者治疗后的临床症状体征与血象、骨髓象等各项实验室指标进行监测,观察两组患者血液学与细胞遗传学缓解率,以及各临床症状体征(腹胀、乏力、纳差、消瘦、多汗等及胸骨压痛)消失及相关指标恢复正常时间,并进行统计学对比分析。

血液学完全缓解指患者治疗后血象与骨髓象完全恢复正常;细胞遗传学显著缓解指患者治疗后骨髓ph阳性细胞低于35,而BCR-ABL融合基因rnRNA仍然呈阳性,其中完全缓解指骨髓ph阳性细胞为0,而BCR-ABL融合基因呈阴性[3]。

1.4数据处理。使用SPSS统计学软件17.0版对数据进行统计学处理。检验水准为0.05,可信区间95%,P

2结果

经统计学分析可知,观察组患者血液学、细胞遗传学缓解率明显高于对照组,症状体征消失及相关指标恢复正常时间明显少于对照组,差异有统计学意义(P

3讨论

慢性粒细胞白血病属于获得性恶性血液肿瘤疾病之一,因造血干细胞出现恶性增值所致,多发生于青壮年,在我国白血病的临床发病率中占据第3位,该病的病死率较高,通常平均存活期不超过5年,严重危害着患者的健康及生命安全,已逐渐引起相关领域及社会的高度重视。该病细胞遗传学特点为特异性ph染色体的存在,这也是该病在细胞遗传学及分子生物学上的发病机制,对ph染色体阳性细胞的清除与抑制可以对患者形成有效的临床治疗。

由本文研究结果可知,观察组患者血液学、细胞遗传学缓解率明显高于对照组,症状体征减轻、消失及相关指标恢复正常时间明显少于对照组,差异有统计学意义(P

[1]段勇,李鸽.羟基脲联合α-干扰素与羟基脲联合阿糖胞苷治疗慢性粒细胞白血病的临床疗效比较[J].海峡药学,2012,24(5):82-83

细胞遗传学分析范文4

关键词:生物科学;核心课程;逻辑关系

中图分类号:G633.91

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)21-0130-03

1 引言

生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程,由于它们相互联系,交叉渗透,因此存在逻辑关系不清,课程内容重叠较多等问题,例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍,基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍,导致教师教学内容难以起舍,课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系,确定各课程教学内容和教学顺序,必须把其定义,研究内容,发展历史动态结合起来。

2 生物科学专业核心课程概述

2.1 生物化学

生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。

生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展,各学科相互渗透。18世纪,一些从事化学研究的科学家转向生物领域,为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末,生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学,然后,分子生物学基因操作部分独立出来,形成基因工程学。

1920年以前,生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主,称为静态生物化学时期。

1920年-1950年,随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用,生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期,称为动态生物化学时期。

1950年以后,蛋白质化学和和核酸化学进展迅速,生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史,生物化学研究的内容包括以下几个方面。

2.1.1 生物的物质组成

生物是由一定的物质按特定的方式组成的,直到今天,新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面,早已熟知的化合物也发现了新的功能,如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子,而到60年代又发现其是生物氧化的载体。

2.1.2 物质代谢

生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的,具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内,有近2000种酶,在同一时间内,催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰,有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。

2.1.3 结构与功能

生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。

核酸中核苷酸排列顺序的不同,其结构就不同,所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。

生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂,具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。

在生物化学中,有关结构与功能关系的研究才仅仅开始,尚待大力研究的问题很多,其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合,细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。

2.1.4 繁殖与遗传

生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得,不但能在分子水平上研究遗传,而且还可能改变遗传,从而派生出基因工程学。

2.2 细胞生物学

细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。

过去,细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究,称为细胞学。20 世纪 50 年代以来,由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用,特别是分子生物学的兴起,使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展,从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制,细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展,因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。

2.2.1 细胞社会学

细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。

2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控

研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制,不仅是控制生物生长和发育的基础,而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。

2.2.3 细胞遗传学

细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系,从而探讨遗传与变异的机制等。

2.2.4 细胞化学

细胞化学:用切片或分离细胞成分,对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析,研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。

2.2.5 分子细胞学

分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等,探讨细胞生命活动的分子机理。

2.3 遗传学

遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的,并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年,孟德尔的成果得到广泛重视,成为遗传学的基石。

20世纪初,利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为,奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右,美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究,提出了基因的连锁交换规律,并结合当时的细胞学成就,创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。

遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明,人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征,使细胞遗传学的研究进入分子水平。

1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础,开创了分子遗传学这一新的学科领域。

遗传学研究的领域非常广泛,可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支,各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证,组成了一个不可分割的整体。

经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性,包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说,近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。

细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂,减数分裂;配子的形成和受精。

分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译,基因突变及修复,原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图,遗传重组。

生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同,又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律,后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。

2.4 分子生物学

分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控,阐明生命本质的科学。

从19世纪后期到20世纪50年代初,确定了蛋白质是生命的主要物质基础,DNA是生物遗传的物质的载体,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。

从20世纪50年代初到70年代初,是现代分子生物学的建立和发展阶段,1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑,确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础,提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式,为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。

70年代后,基因工程技术出现,人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。

分子生物学原来是生物化学的一部分,因其太重要了,20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合,独立出来成为单独的学科,是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入,并从整体上考虑。

分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始,以中心法则为主线,阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。

2.5 基因工程学

20世纪70年代,随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计,按照人类的需要(设计)把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。

基因工程包括如下几个主要的内容:①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。

3 课程间的逻辑关系,教学内容选择及课程顺序安排

从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义,研究内容,发展历史动态可知,各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础,理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础,而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物,研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系,而各个分子不能孤立发挥作用,必须依赖于一定的细胞结构,因此,生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的,因此分子生物学是基因工程学的基础。所以,高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。

由以上可知,由于历史的原因,生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系,交叉渗透,研究内容重复较多。因此,本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史,同时为编写教材和教学的方便,建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。

(1)生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。

(2)细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。

(3)遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。

(4)分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。

(5)基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。

以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整,例如;核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授,细胞信号传递只在细胞生物学中讲授,基因工程原理只在基因工程学中讲授,避免了课程内容的重复。

参考文献:

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细胞遗传学分析范文5

关键词:遗传学实验;整合;模块

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0257-02

《遗传学》是生物科学专业的基础课之一,是一门运用严密逻辑推理和大量实验论证来揭示生命奥秘的学科。实践教学是大学生素质养成和能力培养的重要环节,是沟通理论与实践的桥梁,是培养创新能力的源头。遗传学实验课是高等学校生物学科一门实践性很强的学科,内容博大,涉及的知识面广,尤其是分子生物学的快速发展从广度和深度等层面极大地丰富和拓展了经典遗传学的内容。近年来,为了全面开展素质教育,体现实验内容改革以学生为中心,逐步培养学生创新能力和创新思维的教学理念,我系认真分析现有遗传学实验内容的现状和特点,并进行有益的探索和尝试,为学习分子生物学实验技术和基因工程实验技术打下良好的基础。

一、遗传学实验内容的现状和特点

高校实验教学的目标是训练学生有较强的动手操作能力,提高设计实验和分析解决实验问题的能力[1]。遗传学实验教学服从于理论教学,当前遗传学实验内容主要存在以下问题:教学内容陈旧,验证实验较多,综合设计实验较少,缺乏新技术、新方法的内容[2],因此,不能满足学生掌握新技术、新方法的要求,学生分析问题解决问题的能力得不到锻炼。

为了跟上现代遗传学的快速发展,进一步提高实验教学质量,培养具有创新精神和实践能力的人才,必须进行实验体系和教学内容的改革。新体系主要以加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质为核心,重新整合实验内容,将原有实验内容分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和群体遗传学四个模块,每个模块的实验内容进行整合优化,让学生参与到实验的各个环节,提高其解决实际问题和动手操作能力,为实际应用和从事科研工作打下基础[3]。

二、遗传学实验内容的整体优化

1.经典遗传学模块。传统的经典遗传学实验包括果蝇饲养以及生活史观察、果蝇的性别鉴定及突变体观察、果蝇唾腺染色体的制备与观察、果蝇单因子实验、果蝇的双因子实验、果蝇的伴性遗传和基因的连锁交换及三点测交等实验内容,整合优化后改为果蝇杂交大实验,见图1。实验材料为黑腹果蝇的纯系野生型(红眼、长翅、灰身、直刚毛)和突变型(白眼、长翅、灰身;白眼、小翅、焦刚毛;红眼、残翅、黑檀体)。并告诉同学们眼色位于果蝇的X染色体上;体色、翅型、刚毛形态均为于常染色体上。让学生根据所学的分离定律、自由组合定律、连锁互换定律、伴性遗传、三点测验等理论知识设计实验,例如正交:檀黑身(雌)×灰身小翅焦刚毛白眼;反交:灰身小翅焦刚毛白眼(雌)×檀黑身。学生通过设计实验一方面能加深对理论知识理解和应用,另一方面锻炼了学生实验设计能力。学生自己培养果蝇,观察记录,写出实验报告,并运用理论分析实验结果。

学生在实验过程中出现的问题或发现的现象可以先查阅相关资料,然后与指导老师商量,写出具体解决方案,这个过程锻炼了学生独立思考问题、解决问题的能力。传统的教学将这些实验分开来做,而且都是提前告知学生怎么做,去验证一些现象或规律等,整合后,将验证实验改为综合实验,并具有一定的连续性,学生还可以自己动手参与进来,尽管实验内容没有变,学生积极性却提高了,不仅培养了学生多种实验技能,而且增强了学生的综合素质。

2.细胞遗传学模块。细胞遗传学模块中植物细胞有丝分裂的制片和观察、植物微核实验、姊妹染色单体分染技术、植物染色体核型分析和植物多倍体的诱发及细胞学鉴定等实验内容主要是锻炼学生培养材料、制片、染色、观察、分析。整合后的内容改为蚕豆根尖细胞不同处理后的观察与分析,见图2。实验前将学生分组,把实验步骤和注意事项讲清楚,让学生自己培养材料,并鼓励学生材料和处理试剂自选,如“多倍体诱发与鉴定”实验,让学生自主选用不同的实验材料,摸索秋水仙素适宜浓度和最佳处理时间,研究探讨影响染色体加倍效果的不同因素[4]。

这样学生实验的兴趣大大地激发,主动性得到发挥,并且学生在实验过程中还会发明一些小装置,例如:在暖壶盖边缘一圈打孔穿线,做成网状,然后在孔上滴蜡封孔,制备水培的培养瓶,简单、耐用、环保、经济。

传统教学内容中,这些实验分开讲解,尽管观察的实验结果不同但是实验步骤大同小异,学生就会感觉实验过程单一,没有创新,没有兴趣,从而影响实验效果。整合后学生分组培养材料,同时制片观察实验结果,同一时间内就可完成几个实验的内容,不仅解决了实验学时少的现实问题,而且将枯燥单一的实验教学改为灵活多变的内容,提高了学生的积极性,加深了学生对理论知识的掌握。另外,学生还可以自选材料进行相应的设计研究,培养学生查阅资料、分析问题和解决问题的能力,教学效果也提高了。

3.分子遗传学模块。分子遗传学的实验主要包括突变型的筛选与检出、突变型的鉴定、DNA提取及纯化和PCR扩增及检测,整合后改为大肠杆菌基因突变型的筛选与鉴定,学生从突变体的诱导,到鉴定,每一步都需要自己查阅资料,理论联系实际进行操作。比如突变体的诱导可以通过多种方法(包括物理的和化学的),学生可以任选一种进行诱导。突变具有多方向性,实验结果没有唯一性,这样学生实验内容灵活多样,学生的主观能动性,积极主动性得到很好发挥。

4.群体遗传学模块。群体遗传学的实验主要包括人类ABO血型的群体遗传学分析、人类指纹的群体遗传学分析和人类对苯硫脲尝味能力的遗传分析,这些实验的主要目的是通过对人类群体遗传性状基因频率的分析,了解群体基因频率测算的一般方法;加深理解遗传平衡定律,了解改变群体平衡的因素。保证教学目的不变的情况下,将3个实验整合为人类群体一些遗传性状的调查和分析,学生可以任选某一感兴趣的遗传性状进行调查、分析,写出相应的调查报告。

三、教学效果

我系遗传学实验内容整合以后,经过2年的尝试,学生普遍反映良好。实验内容灵活,学生自由选择,大大激发了学生的探索热情,提高了学生的学习积极性与主动性。学生实验过程中会发现很多问题,通过查阅资料和教师讨论,得到结果,锻炼了学生科学思维的能力。大多实验是分组完成,学生在实验过程中意识到团队协作的重要性,懂得了实验的成功需要每个成员积极配合,团结协作。对今后的科学研究有一定的帮助。尽管实验内容整合以后大多数变成了综合型实验,学生参与机会多了,但是教师应该在实验前做好实验指导的关键环节,使学生在实验思想和态度的培养、实验方法和条件的确定等方面都受到系统的训练。保证实验顺利开展。同时,教师也需要不断学习和探索新的实验方法,完善教学内容,改革考核制度,跟上学科发展的步伐。

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细胞遗传学分析范文6

性染色体丢失;Y染色体丢失;生物医学意义

在一个体细胞中,男性丢失Y染色体或者女性丢失1条X染色体,这种现象称之为性染色体丢失(SCL)。男性的SCL又称为Y染色体丢失(LOY)。SCL现象最初发现于肿瘤患者的瘤细胞,之后证实也可出现在相对健康个体的细胞。Gut-tenbach等[1]通过荧光原位杂交(FiSH)技术检测了来自90例女性和138例男性的1000个外周血淋巴细胞间期细胞核,发现一般人群的SCL具有4个特点:后天性、嵌合性、随年龄增加性和性别差异性。后天性指丢失一条性染色体是在出生后发生的、而非先天性组成型的改变;嵌合性指仅在机体的一部分细胞内发生;随年龄增加性指SCL细胞占全部受检细胞的百分率随年龄增加而升高;性别差异性是指与男性相比,女性SCL的基础水平偏高且随年龄升高的幅度较大。男性在15岁SCL率仅0.05%,而女性0~5岁SCL率已达1.58%;男性SCL率76~80岁可至1.34%,而女性在11~15岁即可升至2.5%,51~91岁则进一步由3.2%增加到5.1%。值得一提的是,正常人的常染色体也可有丢失现象,但是其发生率极低而且不随年龄而改变。那么,SCL的独特规律是否意味着其具有某种生物医学意义呢?这一问题正引起学者们越来越大的兴趣,作者将在下文中对相关文献进行综述。

1性染色体丢失与实体瘤的关系

肿瘤细胞在染色体水平可发生多种畸变,包括数目畸变和结构畸变,SCL属于数目畸变。文献报道,在不同类型的肿瘤组织中均可检测到SCL[2]。至于肿瘤患者外周血细胞中的SCL情况,相关数据则十分缺乏。据笔者分析,对肿瘤患者外周血细胞SCL状况的调查较少的原因可能是外周血细胞的SCL发生率很低,通常只有万分之几到百分之几的水平[1],以至于用常规淋巴细胞培养-G显带方法难以查出,而必须采用昂贵的FISH或测序等先进技术,所以限制了这方面的研究。

1.1实体瘤组织中的SCL及临床病理意义

1.1.1神经系统肿瘤对于脑肿瘤细胞,SCL较为多见,但可能不属于肿瘤的特异性改变。1991年Lindstrm等[3]对40例恶性胶质瘤的短期培养物进行细胞遗传学检查,发现恶性细胞和正常细胞都有丢失一条性染色体的倾向。1994年Yamada等[4]在70例脑瘤中检出25例存在SCL,其中SCL细胞的平均频率为52%(12%~100%),多伴有常染色体异常,在年长的男性脑瘤患者中LOY率显著升高。并且在长期培养中常染色体异常的克隆很快消失而SCL克隆所占比例逐渐增加,因此作者推测SCL细胞可能具有增殖优势。外周神经肿瘤也有SCL的报道。2010年Jeong等[5]对1例恶性外周神经肿瘤(MPNST)组织分析了50个细胞核型,其中28个为LOY,其余22个为正常核型。

1.1.2泌尿生殖系统肿瘤对于不同部位的泌尿生殖系统肿瘤,研究结果各不相同。1999年deGraaff等[6]应用荧光原位杂交技术在恶性间质细胞瘤的原发灶和淋巴结转移灶中均发现LOY,结合已有的文献,作者推论LOY在肿瘤中可能具有遗传病理学意义。2010年Minner等[7]应用多色荧光原位杂交技术对477例男性的膀胱癌组织芯片进行LOY检测,发现有23%患者为LOY阳性,LOY阳性患者和阴性患者之间没有年龄差异,LOY分布频率在不同分级、不同分期的肿瘤之间也无显著不同,因此提示LOY与膀胱癌临床后果无关联,该检测不具有临床价值。

1.1.3其他实体瘤1997Cavalli等[8]、2004年Zeng等[9]和Chen等[10]分别记录了乳腺癌、胰腺癌和胃泌素瘤等其他类型的癌组织中存在SCL,但均未进行临床意义的探讨。1.2实体瘤患者外周血细胞的SCL及临床病理意义外周血标本因其易获得性而一直受到临床检验诊断学者的青睐。那么肿瘤患者外周血细胞SCL是否具有某种临床意义、从而有希望成为一项检测指标呢?与同年龄组的非肿瘤者相比,肿瘤患者SCL率是升高还是降低?目前相关文献很少,而且存在争议。2012年Veiga等[11]选取两组男性作为研究对象,一组为头颈部癌病例组(n=21,标本为外周血淋巴细胞),另一组为无肿瘤对照组(n=16,标本为口腔黏膜),并按5岁一个年龄段进行分层和匹配,通过双色荧光原位杂交实验发现病例组LOY率高于对照组,而无年龄依赖性,因而作者推测LOY是男性头颈部癌患者的肿瘤特异性改变。但是该实验设计存在明显缺陷,即病例組和实验组分别采用不同的标本检测SCL,故结论欠推敲。2013年Jacobs等[12]报道,男性乳腺癌患者外周血细胞SCL率比正常对照组低;但是2014年Forsberg[13]小组发表的研究结论就与之相反,认为男性LOY比例高者与癌症有关。流行病学已发现,对于许多非性别特异性癌症(如胃癌、肠癌、肺癌),男性的发生率和病死率均高于女性,原因不明;与此同时,健康男性血细胞LOY的表型意义仍不清楚。于是Forsberg小组通过两个队列研究对这二者的相关性进行了探索。队列1为乌普萨拉成年男性纵向研究(ULSAM),采用了1141例男性DNA样本,年龄70.7~83.6岁。随访中位时间8.7年;队列2为乌普萨拉长者血管前瞻性研究(PIV-US),采用488例男性的样本,年龄69.8~70.7岁,随访7年。分别采用2.5MHumanOmni和HumanOmniExpressBead-Chip进行单核苷酸多态性(SNP)基因分型。用Y染色体上56Mb男性特异区上的大约2560个SNP探针(2.5M芯片)获得的中位对数R比值(mLRR-Y)来对LOY打分,并用新一代测序技术进行结果验证。统计学分析采用Cox比例风险回归模型。结果发现ULSAM研究中平均随访大于40年的男性(70.7~83.6岁)Y丢失比例多者寿命短约5.5年,总病死率和非血液性恶性肿瘤引起的病死率均较高;PIVUS研究中平均随访7年的男性(69.8~70.7岁)Y丢失比例多者总病死率也较高。因此作者推测Y染色体可能有免疫监视基因和/或抑癌基因,这可能是男性患癌率比女性高的原因之一,并提示LOY可能是男性患癌的一个预测性生物标志物。

2性染色体丢失与血液疾病的关系

出生后血细胞的起源主要是骨髓内的造血干细胞(HSC),因而从血液病患者骨髓细胞中检出SCL并不奇怪,问题是骨髓细胞SCL与血液病的发生发展和/或预后有无关联呢?2007年Huh等[14]对韩国868例血液病患者的骨髓细胞进行核型分析,在5.1%患者中检出SCL,在1.8%的患者中SCL是唯一的染色体异常。根据疾病分类,频率分布由高到低为多发性骨髓瘤13.0%,急性髓细胞白血病9.5%,骨髓增生异常综合症6.0%,恶性浆细胞瘤3.8%,慢性髓细胞白血病3.6%,良性血液疾病2.2%,骨髓增生性疾病1.3%,急性成淋巴细胞性白血病0%和慢性淋巴细胞性白血病0%。结果还提示以SCL为唯一改变的可能是一种年龄相关现象,而SCL伴其他染色体畸变可能是一种克隆性异常。2011年Wiktor等[15]收集了LOY为骨髓染色体唯一异常的男性门诊患者161例,他们有75%或更多中期细胞发生LOY,其中对于髓系白血病患者,LOY常常代表异常的髓系克隆,是一种获得性遗传学改变;而对于淋巴细胞或浆细胞增生疾病患者,由于骨髓较少受累,因而难以解释骨髓细胞中高比例的LOY,其临床意义尚不清楚。2015年Cantú等[16]分析了21~100岁的血液肿瘤患者的9365个骨髓核型,推断克隆性的SCL不是随机发生的,而是倾向于发生在有其他异常的核型里,那些异常能够影响与恶性血液病相关的的生物学过程。

2.1非淋巴细胞性白血病急性非淋巴细胞性白血病(简称急非淋),亦称为急性髓细胞性白血病或急性髓系白血病(简称急髓),主要累及髓细胞系,因而骨髓细胞染色体异常较为常见。研究发现SCL可能与急非淋的诊断、预后有一定关系。1994年Riske等[17]分析了血液病患者的骨髓和外周血标本9300,一共检出存在SCL的标本240例,其中发现2例急非淋以SCL为唯一的染色体异常。1例患者是48岁男性、93%的骨髓中期细胞LOY,另1例为53岁女性、100%的骨髓中期细胞丢失一条X,二人治疗后骨髓分析显示性染色体得到全部恢复,表明SCL可能是急非淋的一种克隆性细胞遗传学标志物。1999年朱玲等[18]报道,LOY可能与急髓的非缓解期有关。2008年Wong等[19]回顾了2896例男性患者的细胞遗传学检查情况和骨髓活检报告等病历资料,发现142例存在LOY,其中16例为骨髓疾病,包括2例急髓(AML)和14例骨髓增生异常综合征(MDS),这16例中有8例患者(1例AML,7例MDS)全部细胞核型均呈LOY,该组AML/MDS发生率增加(P<0.05),说明如果所有骨髓细胞都表现LOY,则提示AML/MDS发生的可能性升高。此外,骨髓细胞核型为t(8;2)(q22;q22)的急髓患者本来被定义为预后良好型,但是2014年朱成英等[20]的研究表明该类型患者若伴有LOY,则成为预后差、难缓解且易复发。对于慢性髓细胞性白血病(简称慢髓),2010年Lippert等[21]的报道表明SCL可能与治疗反应有关。该多中心回顾性研究将同时诊断并同时同条件治疗的30例LOY的CML患者(LOY组)与30例Y不丢失的CML病人(对照组)的伊马替尼治疗效果进行比较,发现LOY组患者的细胞遗传学和分子学反应明显延迟,无事件生存率较低,总生存率也较短,说明LOY慢髓患者的伊马替尼治疗反应性差,因而检测LOY有助于预测治疗预后。

2.2淋巴细胞性白血病尽管淋巴细胞性白血病出现SCL的几率比髓性白血病低,但是也可以发生。2014年Gupta等[22]收集了3例有LOY的儿童急性成B淋巴细胞性白血病,对其外周血样本的传统细胞遗传学和荧光原位杂交检查结果证明LOY的发生是一种肿瘤现象。对于慢淋巴细胞性白血病,尽管SCL发生率很低,但2014年Chapiro等[23]的研究提示SCL可能与慢淋的发生相关。他们分析了20例SCL阳性慢淋病例。传统细胞遗传学检查和FISH均证实在10/20(50%)患者中SCL表现为唯一的异常,SCL存在于5%~88%的细胞中(中位数为68%)。而且FISH分析细胞亚群后发现,单个核细胞(包括慢淋细胞)比多个核细胞的SCL率更高(6%~87%vs.2%,P=0.03),B-CD19+细胞比T-CD3+细胞的SCL率更高(88%~96%vs.2%~6%,P=0.008),因而作者推测SCL可能是参与慢淋形成过程的一种克隆性畸变。总之,以上文献表明骨髓细胞SCL在血液疾病中的临床意义仍然不够明确,而且在不同类型血液肿瘤中的作用或许不同。SCL可能仅是一种与年龄相关的改变,也可能参与肿瘤形成或者是预后相关因子。

3SCL的影响因素

迄今为止,关于SCL影响因素的研究文献很少。在女性仅发现SCL与年龄相关;在男性,除了也受年龄影响之外,2015年Dumanski等[24]发表了一个重要发现,即吸烟与Y染色体丢失(LOY)相关。该课题组一共进行了三个独立的队列研究:TwinGene(n=4373,48~93岁)、ULSAM(n=1153,70.7~83.6岁)和PIVUS(n=488,69.8~70.7岁),证明男性烟民外周血细胞LOY的风险是不吸烟者的3倍,而且吸烟导致LOY的效应具有“剂量依赖性”。并且研究数据提示该效应具有可逆性,即戒烟后Y染色体可恢复。总之,该研究表明吸烟可导致男性LOY增加,结合2014年该小组发表的LOY会升高癌症风险的报道[15],可以为“吸烟男性患癌风险增加”这一流行病学发现提供一个解释。

4小结