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细胞生物学的研究范文1
【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】
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[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.
细胞生物学的研究范文2
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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
细胞生物学的研究范文3
[关键词] 核酸适体；纳米材料；CML K562；电化学生物传感器
[中图分类号] R557 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2012）08（b）-0014-03
Study of electrochemical biosensor for diagnosis chronic myeloid leukemia
LIU Wenwei ZHANG Xueyan XI Jing HAN Yuewu
Research Institute of Biochemistry, School of Basic Medical Science, Lanzhou University, Gansu Province, Lanzhou 730000, China
[Abstract] Objective To creat a method of detection for chronic myelocytic leukemia. Methods A method of detection had been built, based on an experiment in lab, during which, 5 highly-combined aptamers of CML K562 cells had been selected. Five aptamers were marked with two kinds of nanoparticles separately. The ten marked aptamers were divided into 20 pairs by every two combination. In every pair, the aptamers, one as the capture molecules, the other the determination molecules, were combined with CML K562 cells. Then the Au atoms were transformed into the state of Au-ion by REDOX reactions and electric current was sensed by electrochemical detection. Results The best pair of aptamers was selected to detecte CML K562, the fitted curve equation to test cells number and DPV of current value was obtained. Conclusion Get a electrochemical biosensor which can be used to diagnose CML K562 cells, with a detection limit up to 50 cells.
[Key words] Aptamers; Nanoparticles; CML K562; Electrochemical biosensor
目前以适体作为识别元件的生物传感器有光学适体生物传感器、电化学生物传感器、压电石英晶体生物传感器[1-4]。SELEX技术自问世已有20多年的发展历程，光学适体生物传感器和压电石英晶体生物传感器已相继有商品，但适体电化学传感器的研究还处于起步阶段，其中早期诊断慢性粒细胞白血病（CML）的电化学生物传感器也是一个空缺。笔者采用两种纳米材料分别标记5个适体，两两组合，一个作为捕获分子，一个作为测定分子与CML K562结合后，经氧化还原反应将测定分子上的金属转化成离子状态，利用电化学工作站检测电流[5-10]，筛选出最佳组合，结合适体与CML K562的结合率，可以判断结合的CML K562的数量，得到一种操作简单、灵敏度高、快速的早期诊断慢性粒细胞白血病的方法。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
CHI1210A电化学分析仪（CHI公司，美国）、原子吸收分光光度计、德国耶拿原子吸收光谱仪，型号ZEEnit700。
质粒抽提、PCR等试剂盒、100 bp DNA marker、胎牛血清（上海生工生物技术有限公司）生物素-链霉亲合素磁珠及磁力架、8种引物（上海生工生物技术有限公司）分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8：带羧基磁性纳米颗粒（平均粒径为30 nm）（巴溪仪器有限公司）；四氯金酸溶液（HAuCl4，上海中秦化学试剂有限公司）等。
1.2 方法
1.2.1 用氨基标记核酸适体S1、S2、S3、S4、S5
细胞生物学的研究范文4
【关键词】 肝素； 脱细胞血管； 小口径血管； 内膜增生； 多普勒超声
冠状动脉旁路术后，约30%~50%静脉桥在5~10年后出现通畅率下降[1]。有研究显示，这与血流流速和切变力等血流动力学变化有关[2-3]。本实验通过对异种脱细胞血管移植物在不同血液流速中移植后管腔内经与血流动力学的研究，探讨肝素包被对异种脱细胞血管移植物移植术后的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
1.2 方法
1.2.1 移植物血管的处理 采用经本研究室研究证实的脱细胞方法对收集的犬颈动脉进行脱细胞处理[4]。脱细胞后对部分犬颈动脉进一步采用Conklin等[5]报道的方法行肝素包被处理。
1.2.2 分组 新西兰大白兔18只（由上海交通大学医学院动物试验中心提供）随机分为两组：A组（未肝素包被）（n=9）移植未经肝素包被处理的脱细胞血管，B组（肝素包被）（n=9）移植经肝素包被处理的脱细胞血管。
1.2.4 超声观察 术后分别于1周，3周和12周，用HP Sonos 4500型超声成像系统（探头频率10 MHz）检测移植血管通畅情况，观察血管移植物的彩色血流状况并测量血管内径；计算血流动力学参数，包括血流峰值速度（PSV）、阻力指数（RI）、搏动指数（PI）等。
1.3 统计学处理 采用SPSS 10.0统计分析软件，均数间经方差齐性检验后，计量资料以（x±s）表示，以单因素方差分析统计结果，P
2 结果
2.1 术后18只兔子存活16只，A、B两组各死亡1只，均发生在术后第1天，死亡原因为手术技术原因所致双侧移植物血管闭塞。动物死亡后随机补充，补足至18只进入结果分析。
3 讨论
冠状动脉旁路移植术后，静脉桥再狭窄率较高，是影响手术疗效的重要原因，其主要病理变化就是吻合口的内膜增生。研究发现，血流流速和切变力等血流动力学变化是造成内膜增生的关键原因之一，高、低切变力均可促进内膜增生形成[6-8]。当静脉移植物由低压、低流速的静脉系统移植到高压、高流速的动脉系统时，由于动脉系统的高压、高流速会对静脉移植物的内皮细胞造成损伤，从而引起内膜增生的发生；而低流速产生的低剪切力使得血小板与内皮下胶原接触时间增加也是造成内膜增生的主要原因。本实验将脱细胞异种血管移植物模拟冠状动脉旁路移植的方法植入兔子的颈内动脉，然后通过结扎与不结扎颈内动脉，从而使得不同流速的血液流经移植物血管，对其产生不同的剪切力，有效消除了由于内皮细胞损伤所造成的影响，同时为肝素包被对内膜增生影响的研究，提供了一个良好的动物模型。
肝素具有抗凝作用，正常的内皮细胞可以通过合成肝素来抑制平滑肌细胞增殖、减少其迁移，从而达到防止内膜增生的效果。脱细胞异种血管移植物由于丧失了内皮细胞的这种作用，移植后极易发生狭窄，研究证实，血管移植1周后，平滑肌细胞开始由中膜向内膜转移，可持续3周左右。笔者采用肝素包被的方法有效预防了这种情况的发生。发现均较未包被肝素组的脱细胞异种血管移植物的改变要轻，尤其是在移植后第3周时，两组间阻力指数出现了明显的差异（P
PSV反映的是血流的速度，所受的影响因素较多，如血管顺应性、吻合口的大小、血栓形成等，单纯依照PSV尚不足以判定血管的狭窄程度，而PI值是反映桥血管通畅率的一个较好指标，通畅的桥PI值应较小，而较高的PI值则提示存在吻合口狭窄的可能，两者结合可以较好地反映血管的狭窄程度。实验中，未结扎侧的PSV均明显偏低于结扎侧的PSV，而未结扎侧的PI仍偏高于结扎侧的PI，这说明随着时间的延长，这种由于偏低的血流速度，而使得脱细胞血管移植物在移植后更易发生内膜增生，从而造成管腔狭窄，而肝素包被的脱细胞异种血管在应对不同血流冲击时的表现，亦明显优于未包被肝素组。
目前，在血管狭窄性疾病诊断方面，虽然数字减影血管造影仍是目前公认的金标准，但其明显的缺点也早已成为共识，除其侵袭性外，数字减影血管造影通常低估管腔狭窄程度，尤其是小动物模型进行数字减影血管造影检查，技术上比较困难，容易直接或间接导致动物死亡而影响实验。而随着高分辨率超声的出现，使人们不仅可以直接显示血管病变解剖结构上的改变，同时能提供血流动力学信息，能够确定周围动脉狭窄的程度和范围。
参考文献
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细胞生物学的研究范文5
1 细胞机械应力响应的生物学基础
1．1 细胞结构的张力完整性：张力完整性结构(stress integrality structure，SIS)由承受压力构件和一系列连续的张力构件相互连接组成。这种结构的稳定性取决于结构内部完整性的保持，因而被称为张力完整性。生物学研究表明，细胞的结构符合张力完整性原理，而且细胞骨架(cellularframework，CF)的张力完整性影响细胞的形状及功能。细胞骨架的张力完整性是细胞形变的主要决定因素。有关研究表明扁平细胞比圆形细胞DNA合成更为旺盛，说明细胞的变形是信息传递的重要环节。在机械应力的作用下细胞骨架的所有构件为了分散张力和压力而发生整体重排，从而导致细胞发生形变，细胞形状调节发出的调节信息以力的形式传递。因此，机械应力的变化可以通过细胞及其骨架内的力平衡而对细胞的生长和生化性质产生影响，即细胞受到来自体外的直接的力学刺激时，它的形态和功能都会发生改变。由于张力完整性结构中存在预应力，若对该结构中的某一构件施加应力，所有相互连接的构件包括距离很远的构件就会整体重排，从而导致线性硬化响应，即结构硬度的增加与施加应力的增加成正比。活细胞线性硬化以响应通过细胞表面受体传递的应力，力学信号再通过细胞骨架的几何形状或分子结构依赖于力的变化而转变为生化响应。研究发现，骨架重排可引起细胞形态的改变，细胞骨架作为细胞内的张力框架，通过与细胞膜上分子的直接联系，将力学受体上的分子扭曲力在细胞内传递分布，再经过效应分子的扭曲力将力学信号最终表现在效应点上。
1．2 整合素：细胞整合素是一类重要的细胞表面受体，其配体主要为细胞外基质蛋白(extracellularmatrix，ECM)，如胶原蛋白、纤粘连蛋白、层粘连蛋白等。整合素通过识别这些胞外基质蛋白，介导细胞与细胞、细胞与ECM的粘附反应并接受传导级联信号，在多种基本的病理生理过程中发挥重要作用。其β亚单位的胞内区不仅能与肌动蛋白结合的蛋白质如vinculin、talin、paxillin及－actinin反应，而且还能与聚焦粘附激酶(focaladhesion kinase，FAK)的氨基端反应，FAK进一步与各种信号分子反应，如C－Src、Graf(与FAK有关的GTP酶调控因子)、IP－3激酶等，这些信号分子又可进一步激活各种下游蛋白的级联反应，包括促有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen－activitatedprotein kinase，MAPK)，蛋白激酶c(proteinkinase C，PKC)和PIP－5激酶等。
目前，越来越多的研究表明整合素具有机械应力转导的功能，并且主要集中于整合素聚焦粘附区域，起到变机械力学信号为化学信号的作用。采用裱衬了纤粘连蛋白或含RGD肽的微球对细胞进行剪切加载，发现力信号可以直接传入细胞骨架(表现为细胞硬度指数随应变增大而增高)，而若微球未裱衬或裱衬其他非整合素的配体，则力信号不能直接传入细胞骨架。利用磁扭转细胞计，将机械应力直接作用于细胞表面受体证实，β1整合素能将力信号传递至细胞骨架，诱导聚焦粘附的形成，支持应力依赖性细胞硬度反应，这说明整合素是外力传向细胞骨架的通道，细胞通过其表面的整合素受体及时响应，以张力整和的形式将响应的机械力信号有选择地转换到细胞和核内的不同结构部件上，如聚焦粘附络合物中的信号分子、细胞膜中的离子通道、核糖体、核膜孔、染色体、甚至可能是单个基因，实现力化学转化，从而调节细胞的生理机能，对维持细胞的生长和影响细胞的功能产生调控作用。
1．3 第二信使系统：细胞感受机械应力之后可生成一系列的第二信使分子，比如Ca2+，cAMP、PKC和IP3等。机械牵拉或剪应力作用可使成骨细胞和一些力敏感细胞(如血管内皮细胞)胞内Ca2+浓度迅速增高，Duncan等人的工作表明，应力诱导的成骨细胞胞内Ca2+浓度增高，至少部分通过应力敏感离子通道，且牵拉可使其电导增加并变得对机械刺激更为敏感。机械应变和剪应力亦均可诱导胞内IP3浓度增高，而IP3可以动员胞内钙库的释放，从而使胞内Ca2+十浓度增高。机械牵拉和剪应力均可使胞内cAMP浓度增高，而cAMP浓度的增高与力刺激诱导的细胞增殖和基质合成密切相关。机械刺激可在20s内增高IP3水平，并使IP3水平和PKC活性在2min内达到峰值。另外应力也可直接激活磷脂酶A－2参与力的转导过程。可见，Ca2+,cAMP．PKC和IP3等第二信使系统可在应力作用下发生变化。
1．4 应力反应元件：应力反应元件(stressresponsive element，SRE)是存在于细胞基因的启动子内并且能够被应力所诱导的启动基因转录的顺式调控元件，能够特异性地上调或下调相关基因的表达。目前已知的机械应力反应元件至少涉及4种转录因子结合位点及10余种受应力调控的相关基因。转录因子又称“第三信使”，是一类位于胞浆或胞膜上的蛋白质，被“第二信使”在转录后水平激活向核内转移，与特定的DNA序列结合，选择性地调节基因转录。目前在细胞上已发现至少有4种转录因子可被应力激活，它们分别是：①基因结合核因子(nuclear factor－gene binding，NF－xB)；②激活蛋白(activator protein－1，AP－1)；⑧早期生长反应蛋白(early growthresponse－1，Egr－1)；④刺激蛋白(stimulatoryprotein－1，SP1)。现已发现的10余种受机械应力调控的相关基因，根据它们的生物学特性，大致可以分为血管活性物质基因、生长因子基因、粘附分子基因、趋化因子基因、凝血因子基因和原癌基因等。
2 细胞机械应力响应可能机制
具有应力感受功能的细胞(内皮细胞、上皮细胞、心肌细胞、成骨细胞、软骨细胞、成纤维细胞等)感受力学微环境的变化，可将力信号转化为细胞内一系列生物化学信号，最终导致基因表达变化。细胞外基质、整合素、局部粘附蛋白和细胞骨架网络
相互联系，彼此之间构成了一个完善的张力整合系统。在机械应力传入细胞的过程中，细胞外基质及细胞膜均可能参与了信息传递，细胞上存在的整合素等机械应力感受器可直接将信息传入细胞内，再通过细胞骨架的传递将信息传入细胞核。
业已证明，在细胞中有好几种转导途径，包括细胞膜离子通道(特别是牵拉激活的阳离子选择性通道，如SA－cat)、与G蛋白偶联的磷脂酶C通路、细胞内钙离子和细胞骨架等都参与了细胞的力学信号转导(mechanical stress－initiatedsignal transduction，MSIST)。胞外基质－整合素－细胞骨架复合体是主要的力学信号转导途径，可以传递作用在细胞表面上的应力到细胞内各区。此外已有一些证据，包括使用不同的细胞，如成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞、中性粒细胞及成骨细胞，表明在肌动蛋白肌丝与整合素的细胞质区部分之间起介导作用的a－辅肌动蛋白是一个关键分子结构，干扰肌动蛋白应力纤维的形成可阻止信号向细胞核的传递。G蛋白为常见的信号转导关键分子，大G蛋白通过对其亚基上氨基酸残基的脂化修饰作用而锚定在细胞膜上，从而为其接受细胞膜结构信号提供了结构基础，而小G蛋白则通过细胞外基质―整合素―细胞骨架接受细胞外机械信号。Gudi等证实G蛋白的活化是早期心肌成纤维细胞应力刺激的机械信号转导物质。细胞膜离子通道主要为力敏感阳离子通道，如Ca2+K+、Na+等，其激活无需第二信使分子的参与。细胞外钙离子的内流和细胞内钙离子的释放也可能在力学信号转导中起一定作用。钙离子的升高起始于细胞内钙离子的释放，随即伴有钙离子内流。细胞内钙离子释放的机制可能与细胞骨架和磷脂酶c通路有关，应变所导致的细胞变形可以使与细胞骨架相连的一种磷脂酶c抑制子脱离原位，抑制子的解除可以允许磷脂酶c的激活。磷脂酶C又可激活蛋白激酶c通路，后者又产生三磷酸肌醇和甘油二脂，三磷酸肌醇则促使钙离子从细胞内的贮存处释放。细胞外钙离子内流的途径则是通过SA－cat通道。
一旦机械应力被感知，PKC以及MAPKS即被活化，导致c－fos、c－jun基因表达。Sadoshima等证实机械应力可以活化磷脂酶c、磷脂酶A2、磷脂酶D、IP3以及DAG，同时细胞膜上磷脂被磷脂酶C分解，能产生肌糖磷酸化以及diacylglycerol，而导致PKC活化，IP3激酶在细胞骨架参予的应力作用过程中扮演着关键的角色。机械应力还可直接活化酪氨酸激酶途径并将机械信号传递给鸟嘌呤核苷接合蛋白(ras)，也可直接活化MAPK、MAPKK以及raf－1激酶。
尽管存在着多条不同的信号转导通路，但它们之间是密切联系的，这表明在感受应力刺激的过程中需要的是整个细胞的参与，而不可能只依赖于单一的信号转导通路。不同的力学信号可能通过这些内在联系而又相互调控的信号通路以不同的方式来影响细胞的反应。
细胞生物学的研究范文6
关键词：医学细胞生物学;教学;实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0100-03
医学细胞生物学是从细胞整体、显微、亚显微和分子水平等多个层次，来研究细胞结构及功能的学科[1]，其理论及技术已经渗透到基础和临床医学的各个方面，是当前医学生物研究最活跃的前沿地带。作为高等医学院校重要的必修课，它起到承上启下的作用。
如何通过教学内容和组织形式的优化整合，来提高教学质量，让学生在掌握基础理论的情况下，形成系统的全局观，提高知识迁移能力和实践综合能力，培养良好的科学素养，成为高校医学细胞生物学教改的重要内容之一。为此本文结合实践教学过程，谈谈在教学中的一些心得体会。
一、精选教学内容
精选教学内容包括教学中教材的选择组合、教学内容的优化和更新[2]。
细胞生物学是生命科学的基础学科，内容涉及许多相关领域，如生物化学、遗传学、分子生物学、组织胚胎学、生理学、病理学等[2]。因此现行医学细胞生物学教材普遍篇幅较大、知识覆盖面很广，以人民卫生出版社陈誉华主编的《医学细胞生物学》为例，分为细胞生物学概论、细胞结构和功能、细胞的社会学、细胞基本生命活动、细胞工程五个部分，共17个章节。而目前临床专业的细胞生物学的理论学时安排为40学时，如果授课时每章面面俱到，不但与后继学科内容重复，而且学生势必觉得内容繁杂，重点不突出。因此在有限的学时内，如何对教学内容进行合理取舍，如何将条理清晰、重难点分明、容量较大的知识点系统地传递给学生，是应该首先进行思考的。
在教学实践中，首先在教材选用上，进行主教材和辅助教材的结合使用。主教材采用科学出版社杨抚华主编的《医学细胞生物学》。其最大特点在于线条清晰、内容浓缩、重点突出、框架分明。对于刚从中学进入大学的学生来说，这种风格让其容易很快掌握所学知识点的整体框架和相互关系，不会陷入过多繁冗的细节之中而迷惑。辅助教材采用人民卫生出版社陈誉华主编的《医学细胞生物学》。其优点在于各个知识点讲解得透彻详实，知识面辐射广，案例较多。在授课上，以主教材拉章节线条和框架，在对重要知识点扩展时，让学生参阅辅助教材的相关内容，进行知识拓展和迁移。让其在学习中慢慢地参悟自我学习的思维方式，学会如何有效学习。
其次，优化和更新教学内容。备课时，查阅下游课程，如生物化学、分子生物学、组织胚胎学、生理学、病理生理学，了解细胞生物学与它们的衔接、渗透、重复部分，做好对后继课程的铺垫作用。对重复的内容要淡化或舍去，对延伸的内容要讲透。比如细胞膜与物质转运这部分，离子泵内容涉及到生理、病理、药理的一些知识点，因此这一部分必须讲透讲深，结合案例进行分析。比如核糖体章节中的蛋白质合成过程的内容，在生物化学课程中，会深入学习，因此在这里只需要简单地介绍核糖体的结构和功能，其余设为学生自学内容[1]。再如信号转导部分，这部分新名词较多，转导路线繁杂，内容有一定难度。虽然在生物化学中将详细学习，但由于该内容会影响学生对后继课程如生理学、药理学等知识点的理解，因此在细胞生物学教学中，应该抓主线轻细节，让学生建立一个受体、配体、信使、细胞信号转导特点和路线的宏观整体印象即可。此外，对于教材内容要及时更新，将各个章节的一些最新动态、前沿专题引入。
二、优化教学方法和形式
（一）重视案例引入，增强学生学习兴趣，加强基础学科的学习[1]
由于授课的学生将来都要进入临床，他们关注的重点常为所学的知识是否有利于未来的临床工作。因此，经常会有初学者问我，学习细胞膜、细胞器这些内容，到底和今后的临床或者科研工作有多大关系？
因此在绪论部分，重点介绍了细胞生物学的发展沿革，特别是近年来的前沿领域和重大发现，同时特别介绍了在医学领域的应用实例。如2001年以来的生理或医学诺贝尔奖、化学奖的获奖内容，包括2001年生理或医学奖“发现细胞周期调控的分子机制”、2002年生理或医学奖“器官发育的遗传基础和细胞的程序性死亡”、2003年化学奖“细胞膜水通道、离子通道结构”、2007年生理或医学奖“胚胎干细胞、基因敲除技术”等，通过这些对生物医学发展具有深远意义奖项的介绍，让学生切实地感受到细胞生物学一直活跃在科学研究与应用的前沿，并非只是过时、毫无价值的基础理论，从而增强学生的好奇心和学习兴趣。
其次，在理论教学中，设立细胞生物学的研究技术和方法这一章节，而此部分是很多院校细胞教学中的删除内容。在教学实践中发现，学生对教材中各种细胞与亚细胞结构图的来源，以及细胞组分的分离与培养过程，好奇而充满兴趣。生物学本来就是一个实践性学科，任何数据的产生，都以实验为基础，因此在有限的课时内，以案例引入的方式简要介绍常规研究技术和方法。其重点集中在以显微镜介绍为主的细胞形态研究技术、细胞的分离与培养、细胞组分和亚组分的分离、测定技术。让学生对细胞的研究过程有一个系统、整体的了解，有利于对后续理论教学和实验操作步骤的理解。
再次，在教学中加强病案的分析。医学细胞生物学与临床密切相关。在教学中，分章节讲述后进行相关的病案分析，将增强学生的兴趣，加大与所学专业的联系。比如在细胞膜与物质的跨膜运输中，引入家族性高胆固醇血症的介绍，让学生对膜受体的作用有深刻的认识。在讲授内膜系统中的溶酶体时，以“矽肺”和“痛风”为例进行讲解。引发学生探究发病机制，加深对溶酶体的认识和理解。在细胞周期的讲解中，将与细胞周期有关的肿瘤治疗策略贯穿其中，举例讲述肿瘤细胞的化疗药物作用机制和使用原则，加深学生对细胞周期运行机制的理解。
（二）加强多媒体辅助教学
细胞生物学的研究对象（如细胞及细胞器结构，各种生理过程）多集中于细胞的微观水平，学生理解起来较为抽象和枯燥。因此在医学细胞生物学的教学中应强调图形、动画、文字的三结合。如膜转运蛋白介导的跨膜运输中，学生很容易混淆离子通道和离子泵这两种运输的原理。在讲解中应对比图形并引入动画，将两者差异变得直观可辨，一目了然。在细胞连接中，涌现出许多关于连接的新名词，如紧密连接、锚定连接、通讯连接、桥粒、半桥粒等等，光从语句上辨析，容易混淆。通过细胞连接总图的展现，各个连接类型的区别及其功能便清楚可辨，让学生在脑海中建立一个立体完整的细胞连接通讯网络。又如细胞微丝和微管的装配，很多学生无法通过文字在脑海中呈现出“踏车行为”这种动态的组装过程，一个几秒的动画，能让学生获取直观的印象。细胞信号转导的动画演示，能强化转导线路中的每个传输节点，能形象展示信号传递中蛋白修饰或结构的改变，以及之后信号级联放大的生物事件，让学生从冗长枯燥的文字表述中脱离出来，得到一个完整的印象。因此，在一些不易区分、不易理解的微观水平的分子事件的教学上，加大图形和动画的使用频率，通过动画图形之间的对比，区分相似事件，建立动态的概念，形成相互联系的全局观，促进学生进一步理解生命活动的本质规律[3，4]。
（三） 适当应用PBL教学方法
以问题为中心，培养学生分析解决问题的能力，养成终生自我学习的能力，是PBL教学法的特点[6]。在医学细胞学教学中，适当穿插PBL教学法。如细胞骨架中的阿尔茨海默病的病因、诊断、治疗的讨论。在内膜系统教学中，在讲述内质网和高尔基复合体的功能及相互动态关系时，以“胰岛素如何合成、分泌”为中心问题，引导学生提出“胰岛素如何翻译合成”、“如何加工修饰”、“如何分泌出细胞”这三个问题，从而具体到“这个过程和哪些细胞器有关”、“每个细胞器扮演的什么角色”这些细节问题。通过讨论这些细节问题，最终完成对中心问题的学习[7]。
三、加强实验教学中学生的科学素质的培养
在实验教学中应根据不同时期学生的特点，循序渐进地展开教学。对于刚进大学的学生来说，医学细胞生物学实验是第一门与动物相关的实验课程，学生对仪器、动物充满好奇感，容易忽略对知识点的关注和理解。在初期实验教学上，应加强学生对实验的基本认识和基本操作能力的培养。将预实验所拍摄的照片及录像穿插在课件中，在操作关键点上进行讲解，将学生的兴奋点引入到所学的知识中。在中期实验教学上，应着重培养学生主动学习的能力，强调实验的逻辑性和严密性。以提问的方式，让学生通过预习了解使用药品和操作步骤的目的性，得出实验的流程图。在实验过程中，提倡能够丢开书本，按流程图，有逻辑地进行独立操作，使学生了解细胞生物学拥有一个系列性、完整性较强的实验体系，并非依葫芦画瓢的简单模仿就能做好实验。此外，还应加强实验课堂最后10分钟的实验小结，让学生分组讲述实验的心得体会，并由老师进行点评，增强学生的学习积极性和协助精神，培养学生的知识迁移能力和创新能力[2，8]。
教学中还应有意识地培养学生的实验习惯和心态，对于部分有专业兴趣倾向和喜爱科研的学生，可开放实验室，让其根据相关的课题进行实践，过程中采用方式多种多样，包括查文献、写综述、写实验方案、实验小结、注意事项，培养学生的科学思维，提高其实验综合能力。
综上所述，通过细胞生物学的教学内容及形式方法的初步探索，在一定程度上能加强学生对理论知识的理解，提高知识迁移能力和实践综合能力，培养一定的科学素养。
参考文献：
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[3]王艳杰，孙阳等.“多元化”整合与优化教学模式在医学细胞生物学教学中的初步实践及应用[J].中国中医药现代远程教育，2011，13（9）.
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[6]李正荣.朱栋梁等，启发式教学模式在医学细胞生物学教学中的探索[J].基础医学教育，2013，15（5）.
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