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细胞生物学研究进展范文1
1 成纤维细胞的来源及其生物学特性
成纤维细胞(fibroblast)是结缔组织中最常见的细胞，由胚胎时期的间充质细胞(mesenchymal cell)分化而来。在结缔组织中，成纤维细胞还以其成熟状态—纤维细胞(fibrocyte)的形式存在，二者在一定条件下可以互相转变。
不同类型的结缔组织含成纤维细胞的数量不同。通常，疏松结缔组织中成纤维细胞的数量比同样体积的致密结缔组织中所含成纤维细胞的数量要少，故分离培养成纤维细胞多以真皮等致密结缔组织为取材部位［2，3］。
成纤维细胞形态多样，常见的有梭形、大多角形和扁平星形等，其形态尚可依细胞的功能变化及其附着处的物理性状不同而发生改变。成纤维细胞胞体较大，胞质弱嗜碱性，胞核较大呈椭圆形，染色质疏松着色浅，核仁明显。电镜下，其胞质可见丰富的粗面内质网、游离核糖体和发达的高尔基复合体，表明它具有合成和分泌蛋白质的功能。成纤维细胞尚可合成和分泌胶原纤维、弹性纤维、网状纤维及有机基质。它合成的前胶原蛋白分子经内切酶作用，聚合和重排，可形成与成骨细胞合成分泌的胶原原纤维一样具有64nm(640?)周期横纹的胶原原纤维，胶原原纤维经互相粘合形成胶原纤维。经检测，这两种细胞合成分泌的胶原纤维均是Ⅰ型胶原纤维，在形态和生化结构上完全相同［4，5］。
处于成熟期或称静止状态的成纤维细胞，胞体变小，呈长梭形，粗面内质网和高尔基复合体均不发达，被称为纤维细胞。在外伤等因素刺激下，部分纤维细胞可重新转变为幼稚的成纤维细胞，其功能活动也得以恢复，参与组织损伤后的修复。另外，在结缔组织中，仍保留着少量具有分化潜能的间充质细胞，它们在创伤修复等情况下可增殖分化为成纤维细胞。
2 成纤维细胞在一般创伤修复中的表现
各种创伤均会造成不同程度的细胞变性、坏死和组织缺损，必须通过细胞增生和细胞间基质的形成来进行组织修复。在此修复过程中，成纤维细胞起着十分重要的作用。以伤口愈合过程为例，成纤维细胞通过有丝分裂大量增殖，并从4～5天或6天开始合成和分泌大量的胶原纤维和基质成分，与新生毛细血管等共同形成肉芽组织，填补伤口组织缺损，为表皮细胞的覆盖创造条件。在伤口愈合中，成纤维细胞主要来源于真皮层的局部成纤维细胞和未分化的间充质细胞，以及血管周围的成纤维细胞和周细胞。内脏损伤时，参与修复过程的成纤维细胞多来自间质和包膜，以及粘膜下或浆膜下层的结缔组织。有人认为创伤愈合过程中伤处聚集的大量成纤维细胞，一方面是由成纤维细胞通过分裂增殖而来，另一方面，更多地是由邻近的间充质细胞、纤维细胞和毛细血管周细胞等演变或游走到伤处。在创伤修复的后期，成纤维细胞通过分泌胶原酶参与修复后组织的改建。在某些病理条件下，以成纤维细胞为主要细胞成分的肉芽组织或增生组织块还可以在非骨组织内发生钙化，引起异位骨化(ectopic ossification)。但对于异位骨化的参与细胞及其机制尚不十分清楚，未分化间充质细胞、成纤维细胞、内皮细胞和毛细血管周细胞等可划归为诱导性骨祖细胞的细胞都有可能参与这一过程［6，8］。
3 成纤维细胞在骨创伤修复过程中的表现
最简单和常见的骨创伤即是骨折，其愈合过程须经过炎性反应、清扫、纤维骨痂和骨性骨痂4个阶段［4］。不同阶段参与的细胞主体不同。成纤维细胞从骨折第3天起就出现于骨折局部血肿中［6］，骨折后5天即在机化血肿及骨折断端的间隙及其周围大量存在，是参与纤维骨痂阶段的主要细胞成分［4，5］。在此阶段成纤维细胞一方面大量分裂增殖，一方面又合成和分泌大量Ⅰ型胶原，使肉芽组织逐步变成疏松的结缔组织，将骨断端包围起来，形成接合两骨折断端的巨大的纤维骨痂。然而，这种由无数成纤维细胞和丰富的肉芽组织为主体构成的纤维结缔组织却不会演变为在其它组织创伤修复时常见的瘢痕组织，而是通过钙盐结晶在其内部不断沉积，逐渐演变为骨性骨痂，使骨折局部的修复达到骨性愈合，恢复骨组织的结构。此时，骨折愈合部只有骨组织而不再存在成纤维细胞［4，5，9～11］。
4 成纤维细胞的成骨作用
成纤维细胞在骨折愈合过程中不同于其它组织创伤修复的表现，以及在某些病理条件下可以参与异位骨化［6，7］，使人们对成纤维细胞的分化能力、钙化骨化能力以及在成骨过程中其成骨能力如何发挥、细胞演变的最终归宿如何等等问题产生了浓厚的兴趣。对成纤维细胞成骨能力的研究也正是开始于对骨折愈合过程中成纤维细胞表现的观察。
对骨折局部骨形成区的电镜观察显示，除了成骨细胞在此发挥成骨作用外，成纤维细胞确实也存在着类似的成骨表现［4，5，9～13］。例如，在其线粒体内可清晰见到钙盐颗粒，部分内质网腔内可见成熟的胶原纤维，分泌到其四周的胶原纤维内可见高密度的钙盐结晶沉积。不仅如此，成纤维细胞还能象成骨细胞一样产生基质小泡并引起小泡内的钙盐沉积。钙化的基质小泡形成丛毛球状的钙球，钙球随后合并、融合为骨组织。以上种种现象表明，成纤维细胞与成骨细胞一样具备提供钙盐沉积及骨形成所必需的条件。在从纤维性骨痂到骨性骨痂的演变过程中，成纤维细胞也随之演变为骨细胞，与成骨细胞的归宿相一致。但二者在演变过程中的表现又不尽相同，主要有以下几点可资鉴别［9，13］：①成纤维细胞及其细胞核均呈不规则的椭圆形或长方形，而成骨细胞及其细胞核则为边缘比较光整的椭圆形；②成纤维细胞均单独存在，细胞之间有众多的胶原纤维相隔，成骨细胞则以连续排列的形式出现；③成纤维细胞的细胞质内溶酶体少见，而成骨细胞的细胞质内则常有溶酶体可见；④成纤维细胞四周的骨组织都由丛毛球状钙球或针状钙盐结晶组成，成骨细胞则都有一面紧贴比较成熟与致密的骨组织；⑤成骨细胞是一个一个地被骨组织(类骨质)包围变为骨细胞，而成纤维细胞则可以是两个或两个以上同时被骨组织包围在一个陷窝内，然后再随着细胞之间基质的钙化而分隔为各占一个骨陷窝。
对成纤维细胞的成骨作用，有学者认为这是成纤维细胞的固有特性在骨折这一特定情况下得以表达的结果［9，11］。骨折局部活的和失活的骨组织及软骨组织，以及骨基质中的某些大分子都有可能诱导成纤维细胞表达其成骨作用进而演变为骨细胞［14，15］。较早在骨基质中发现的骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein， BMP)即对成纤维细胞有一定的诱导作用。对骨折愈合中BMP作用的研究［16，17］，表明创伤使内源性BMP呈阶段性合成与释放，并诱导周围软组织中的间充质细胞或/和成纤维细胞等向成骨方向转化。应用PAP法发现［16］，骨折后第3、5天局部纤维肉芽组织中的成纤维细胞样间充质细胞内以及第14天新生骨小梁间纤维组织中的成纤维细胞样间充质细胞内，都与成骨细胞、软骨细胞和骨基质一样存在BMP，表明这些成纤维细胞样间充质细胞已被诱导为可合成分泌BMP、具有成骨作用的细胞。而Sampath［15］从牛骨基质中分离提纯得到的成骨素对成纤维细胞的骨诱导能力更是超过了BMP和当时已知的其它骨生长因子。转贴于
成纤维细胞在其成骨作用得以表达后，可能通过两种方式成骨：①膜内成骨；②在环绕软骨的纤维层内成骨。开始分泌胶原纤维后，参与成骨的成纤维细胞只有两个归宿［4，5，9，13］：①变性、死亡、碎裂直至消失，这种演变发生早、范围广，故从纤维性骨痂形成开始，就逐渐有基质成分发生钙化，进而转变为骨基质；②演变为骨细胞，这一过程出现较晚，并穿插在前一过程之中，故在形成骨组织的细胞成分的同时，还使丰富的纤维骨痂演变为骨性骨痂，形成骨组织。但这种由成纤维细胞演变成的骨细胞，其结局如何、其生物学特性与由成骨细胞演化而来的骨细胞是否相同仍不清楚。例如，骨细胞从骨陷窝脱离后，可恢复为功能活跃的成骨细胞，再次参与骨组织的形成；而由成纤维细胞演变成的骨细胞在脱离骨陷窝后，是成为成骨细胞还是恢复为成纤维细胞、此时是否还具备成骨作用等一系列问题尚缺乏研究。
5 成纤维细胞体外培养的生物学特性［18］
成纤维细胞的分离培养一开始并不涉及成骨作用，而主要是用于研究细胞的老化、各种外来因子对细胞的损伤、细胞在体外条件下的恶性转化、以及某些先天性代谢异常、酶缺陷等。由于皮肤成纤维细胞易于获取，又易于在体外生长，故目前皮肤成纤维细胞培养已在基础医学和临床医学研究中得到较广泛的运用，其分离培养技术已相对成熟，对其体外生长规律也有了较全面的认识。
成纤维细胞的原代培养可用酶消化法或组织块法，其中组织块法又因其操作简便、条件易于控制而应用更为普遍。通常，以酶消化法获得的成纤维细胞悬液在接种后5～10min即可见细胞以伪足初期附着，与底物形成一些接触点；然后细胞逐渐呈放射状伸展，胞体的中心部分亦随之变扁平；最快者大约在接种后30min，细胞贴附底物即较为完全，呈现成纤维细胞的形态。采用组织块法则大约在接种后2～3天［2，3］到1周左右，在接种的皮肤组织块周围长出细胞。待细胞融合成片，铺满培养容器底壁大部分时即可进行传代。一般都采用胰蛋白酶(trypsin)，将成纤维细胞从底壁消化下来后分瓶作传代培养。成纤维细胞在体外培养条件下能保持良好的分裂增殖能力。细胞分裂时变为球形；分裂后又平铺在附着物的表面成为有突起的扁平细胞。体外培养的成纤维细胞，其生命期限与物种等因素有关。例如：人胚成纤维细胞约可培养50代；恒河猴皮肤成纤维细胞能传代超过40代；鸡胚成纤维细胞则只有少数能培养30代；而小鼠成纤维细胞多数只能生长8代左右。另外，从老年个体取得的成纤维细胞的寿命要比取自年轻者短。由于在细胞传代和进行体外培养时，细胞的生物学特性会逐渐发生一些不同于体内的改变，故通常只将前10代视这正常细胞，可在此时将生长旺盛的成纤维细胞冻存起来，以备将来复苏使用，这在将培养的细胞由动物实验向人体实验过渡的过程中必须给予足够的重视。
6 成纤维细胞在体外培养中的成骨作用
徐荣辉［2］等通过体外培养家兔皮肤成纤维细胞发现，经传代培养的成纤维细胞至第8天时，其细胞集落中有不透光的骨小结节形成；到37天时，小结节扩大、延伸，形成骨小梁样结构。经活体四环素标记显示，所形成的结构为新生骨组织。他们还注意到，成纤维细胞在参与骨形成的过程中并无分化为成软骨细胞或成骨细胞的明确迹象，故推测并未发生此种分化，而成纤维细胞之所以能发挥成骨作用，很可能是受某些诱导因素作用的缘故。他们认为用以培养成纤维细胞的中厚皮片中混杂存在的上皮细胞(或/与内皮细胞)，可能是诱导成纤维细胞形成骨组织的一种诱导因素。而Friedenstein［6，19］较早的实验则认为，属于诱导性骨祖细胞之一种的成纤维细胞，在上皮细胞(如膀胱上皮)或脱钙骨基质等诱导因子作用下，可以分化为成骨细胞进而形成骨组织。邓廉夫［20］等分离培养取自关节内的损伤性和晚期骨关节炎性的滑膜细胞，发现其中的成纤维细胞样细胞增殖迅速，呈束状或交叉铺展并可形成多层结构，细胞表面有其分泌物形成的不透光结节，经四环素标记、ARS(Alizarinred s)和甲苯胺蓝(Toluidine blue)染色，显示结节为新生骨组织。在缺乏常规的诱导因子——上皮细胞的作用下，取自滑膜的成纤维细胞样细胞也能发生成骨作用，他们推测是在关节损伤后或骨关节炎的发生与发展过程中，改变的关节微环境(如TNF样活性物质增多等)可能会触发滑膜的成纤维细胞与骨形成相关的多基因表达，使其向成骨型细胞分化，这样，滑膜成纤维细胞样细胞在体内时即已具备成骨性能，故在培养条件下可发挥成骨作用。Dodda［21］等的研究则指出，变性滑膜细胞多种细胞因子和生长因子的表达、关节液内多种细胞因子的出现，可能是滑膜成纤维细胞样细胞成骨表型表达的重要始动因素。这些相关的研究表明成纤维细胞成骨表型的表达可能存在着较复杂的调控机制，而其诱导因素也是多样的。
为获取大量具有成骨表型的成纤维细胞并了解其转化机制，邓廉夫［22］等将分离纯化的人皮肤成纤维细胞置于加有不同浓度EGF、IL-6、TNF-α、BMP-2的培养液中进行体外培养，采用生物化学、组织化学和电镜观察等方法检测成纤维细胞成骨性标记物的形成状况，发现TNF-α和BMP-2联合应用，可使成纤维细胞分泌碱性磷酸酶、骨钙素及胶原纤维的量增加；成纤维细胞可由梭形向圆形或多突形转化，蛋白分泌旺盛；细胞外基质中，丰富的胶原纤维定向或杂乱排列，其间散在较多的钙颗粒；细胞可重叠交织形成多层结构，其表面有分泌颗粒和钙盐结晶堆积，并不断融合扩大成骨结节，表明TNF-α和BMP-2可以诱导成纤维细胞成骨。但这种完全由成纤维细胞经诱导而形成的骨组织，在缺乏典型的成骨细胞参与下是否能在体外或植入体内后经改建成为成熟的板层骨及其改建过程如何?仍有待进一步研究。
7 展望
尽管成纤维细胞受哪些因素诱导可以产生成骨作用、这些因素的诱导方式及其机制如何以及成纤维细胞在骨形成中是否分化为成骨细胞等等问题尚未完全解决，但成纤维细胞经诱导可以形成骨组织这一现象已逐渐为广大科学工作者所接受。由于成纤维细胞直接参与了骨折愈合过程中纤维性骨痂的形成，其自身又具备被诱导成骨的能力，可以设想，利用成纤维细胞分布广泛、取材方便、对机体损伤较小、体外培养容易成活、增生繁殖较快等较其它具有成骨作用的细胞(如骨膜成骨细胞、骨髓基质细胞等)优越之处，在体外大量培养扩增成纤维细胞，并施以有效的诱导因素(如上皮细胞、TNG-α和BMP等)使其具备成骨效能，然后与合适的生物材料载体复合，同时使该复合体在体外或体内保持良好的成骨能力并进行一定程度的成骨，则有望获得具有一定的生物力学支撑强度而成骨作用又保持活跃的“活骨”复合体，用以替代自体骨或异体骨回植体内治疗难以自身修复的较大的骨缺损，这无疑将为骨缺损的修复治疗开辟一条新的有辉煌前景的道路。在组织工程技术和生物材料科学已有较大发展的今天，这一设想是极有可能实现的。当然，从目前所处的实验阶段过渡到临床应用尚有很大一段距离，需要解决的问题还很多，而且随着研究的展开和深入，问题可能还会越来越多，但这确实是一项很有临床应用价值和社会、经济效益的重大课题，值得广大基础医学工作者和临床科研人员为之而努力。
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细胞生物学研究进展范文2
关键词:医学细胞生物学;网络资源;教学模式:
当前互联网已经迅速占领人类生活的各个领域，触及到人类现实生活的每一个角落，随着信息网络技术在全球的快速发展，网络作为媒体的重要载体正以快速的传递文化方式改变着人们的生存空间和生活方式。网络作为信息的载体，拥有数量巨大的医学细胞生物学信息，为该门功课的学习提供了丰富的资源，如何合理有效的利用网络资源在医学细胞生物学的教学过程中显得尤为重要。
1利用网络资源提高学生的科研素质
在中医学院校只有培养兼备较强科研能力的医学生才可能较好地将科研工作方法应用到临床实践中去，才能意识并解决临床上急需的问题，这对提高我国医学人才的国际竞争力具有重要意义，因此，在教学过程中提高学生的科研素质或者说科研思维能力是今后教学的一个发展方向。医学细胞生物学是应用细胞生物学的理论和实验方法，研究人体细胞的形态结构与功能的科学，是医学院校的重要基础学科，是连接基础医学与临床医学的桥梁。我们发现在理论课上进行探究性学习，实验课上自主设计实验，从而使教学和科研融汇贯通，不仅学习了课本知识，而且也培养了学生的科研思维能力，网络资源为这些教学活动的进行提供了有力的支持。例如，在讲解细胞膜的结构与功能时，理论课上让学生通过查找网络资源设计实验，证明膜蛋白的流动性;实验课上让学生自己设计实验并操作证明膜的通透性。这种教学模式不仅提高了学生的科研素养，而且也提高了学生的学习兴趣。
2网络资源辅助教学体现了以学生为中心的教学模式
传统的教学模式是在整个教学过程中老师起主导作用，而学生被动的接受知识，而在当前的教育改革中，更多地强调要发挥学生的积极主动性，实施以学生为主的教学模式，使学生在学习的过程中真正成为知识信息加工的主体，而教师则成为课堂教学的组织者和指导者。网络资源辅助教学可以与多种教学方法有机融合，从而发挥学生的主导作用，是一种在国外广泛应用的优秀教学方法，近年来也引起国内学者的关注及应用，其倡导以学生为主体，以问题为依托，以探究为导向的学习模式，在这种教学过程中要鼓励学生充分利用网络资源。PBL教学过程一般为教师提出问题、学生查找资料、主动解决问题、最后老师总结，转变老师与学生在课堂教学过程中的作用，提高学生主动获取知识的能力，在PBL教学过程中可充分利用网络资源，达到事半功倍的效果。例如，在讲细胞核的功能时，单纯的书本知识不能够引起学生重视，我们可以采用PBL教学法结合网络资源的应用，提出细胞核与疾病的关系，以及在科研中的重要性等问题，让学生自己通过查找网络资源，分组讨论，老师进行总结，相信学生对该部分的内容会记忆犹新，理解深刻。
3利用网络资源突破教学重难点
医学细胞生物学是研究细胞亚显微结构与功能的一门学科，课本上的知识是抽象的，也是具体的，是静止的，但也是动态的，而在教学过程中如何让学生能够把抽象的知识具体化，静态的知识动态化，是提高教学效果的重点与难点。通过这几年在教学实践中不断总结经验，我们发现可以借助网络信息资源来突破重难点。利用多媒体辅助教学是提高教学效率，激发学生学习兴趣的有效手段。由于多媒体课件具有信息量大，内容丰富，形象直观等优点，进行形象化教学，使抽象内容具体化，非常适合医学细胞生物学的教学，例如在讲蛋白质的分泌过程的时候，那些微观的分子水平的动态过程，都可以通过多媒体课件动画或图片把课本知识生动形象的展现给学生，增加课堂教学吸引力。而精美的多媒体课件需要大量的素材，甚至实验方法，这些都可以通过大量的网络资源获得。
4利用网络资源进行课外知识的延伸
网络信息技术资源可以将课堂教学进行延伸，把有限的知识进行无限的延伸，其在学习时间与空间方面比较的灵活，为我们留下了广阔的发展余地，为学生的课外学习提供了便捷有效的获取资源途径，只要善于利用，定能使传统的课堂教学产生质的飞跃，可以作为学生在课堂外学习的一个重要资源。比如，在讲解信号的跨膜传递时，钙离子作为信号分子参与信号的跨膜传导课本上并没有讲，课下可以让学生在网络资源(精品课程、知网、万方、NCBI等)上查找钙离子作为信使的最新研究进展，通过网络资源的学习不仅使同学们对书本上的知识有更加深入的了解，而且扩大了学生的知识面。
5利用网络进行学生学习情况的反馈
即时通讯的快速发展为信息化教学带来了新的机遇，例如飞信、微信等。这些网络资源平台有很强的的互动性，便于师生之间的交流;其在辅助教学过程中不受时间限制，无“离线”状态，突破了课堂教学受时间地点束缚的缺点;另外，学生对这些新兴事物有极大的兴趣与热情，也可以提高学生的学习兴趣。对学生学习情况的及时反馈是提高教学水平的重要环节，在课堂教学后，教师可以通过网络平台，例如飞信群、微信群等对学生的学习情况、作业与课堂表现进行点评，让学生了解自己的学习表现并适时调整学习方法，进而提高学习效果，同时也可以增进师生之间的情感交流。医学细胞生物学是生命科学的一门前沿学科，是医学院校的基础课程，其发展速度日新月异，要达到最佳的教学效果，就必须合理有效的利用丰富的网络资源，关注最新研究进展与技术方法，优化传统的教学方法，提高学生学习积极性与参与能力，为今后的学习工作打下坚实的基础。
参考文献
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细胞生物学研究进展范文3
素质教育历来是高等教育阶段的主要任务，提升学生的科学素养是素质教育中一项最基本的内容，尤其是对生物学而言，更应该注重提高和培养学生的生物科学素养，这样才能够培养出能适应当代生命科学发展需要的应用型专门人才。所谓生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括人们所掌握的生物科学知识、技能和方法，以及在此基础上形成的生物科学能力、科学观以及科学品质等方面。①细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是21世纪自然科学的三大前沿学科之一，是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科，是生物类专业的主干课程之一。因此，在细胞生物学教学中如何提高学生的科学素养对于培养新时期的生物人才至关重要。本文主要对当代大学生生物科学素养现状、实施生物科学素养教育的重要意义以及如何在细胞生物学教学之中提高学生的科学素养进行了综述，旨在为生物教学提供一定的参考价值，以供方家借鉴。
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣，生物科学技术基础知识扎实，对生物技术发展持积极的肯定态度，具备良好的科技强国的信念。但是，他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少，生物科学实验实践技能较差，对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明，当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解，但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上，有43%的学生是盲目的怀疑，或者是盲从专家和他人的观点，对事物较少有自己的看法；在探索求知精神上，“科学功利主义”对学生的影响最大，使得学生视本文由收集整理野狭窄、目光短浅；在实证精神上，有62%的学生缺乏实验实证精神，偏重抽象思维，缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外，许多高校只注重生物专业课的常规教学，很少举办专门的科研活动，且科学技能培养与锻炼的途径缺乏，这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围，学生较难形成一定的科学技能，由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课，是现代生命科学的前沿分支学科之一，它是以细胞为研究对象，从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科，和分子生物学一起同是现代生命科学的基础，并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中，和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系，是生命科学的重要支柱之一，在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时，细胞生物学又是一门实践性很强的学科，重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展，对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见，细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系，培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程，在培养学生的科学素养方面，具有举足轻的重要作用。然而，科学素养的提高不是一朝一夕之功，教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养，以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强，内容抽象深奥、难于理解，教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系，使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物，这不仅使抽象的内容具体化和动态化，使其容易理解，而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时，引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分，只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体，才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中，各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之，运用发散性思维，尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来，并配合以
多媒体辅助手段，使抽象的内容变得形象生动，易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速，随着科学家们研究成果的不断涌现，其内容处在不断更新的动态过程中。因此，教师在教学过程中，要注重联系学科的前沿和热点，讲述较先进的科学结论，跟踪国际上最新进展。此外，教师在注重教学的同时，宜以科研并举，以科研引导和促进教学；教学与培养科学研究型人才紧密结合；教学内容与最新科研进展同步，使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合，结合教学内容介绍自己的科研成果，这样既生动又贴切，学生又很熟悉，使学生获得学习的兴趣和动力，亦可以启发学生的创新思维能力，培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用，实验原理和方法步骤较为复杂，可以使学生更好地理解实验原理，正确使用仪器设备，锻炼学生综合分析问题的能力；设计性实验是指学生根据实验项目，自主设计实验方案，自主准备实验材料，自主配制实验所需试剂，根据自己的时间自主安排实验进程，设计性实验可以充分调动学生的实验积极性，培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见，综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制，细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主，综合性和设计性实验较少甚至没有，这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此，教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验，膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验，这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体，同时，在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验，使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术，并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳，有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”，布置学科发展前沿的讨论，与全程科研训练对接，以培养学生的科学态度和科学精神
细胞生物学研究进展范文4
细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞生物学就是研究细胞结构、功能及生活史的一门学科。学习细胞生物学，在细胞和分子水平上了解和认识细胞的结构和功能及细胞的各种生命活动规律，可加深学生对生命现象本质的理解和认识，培养学生的科学思维和科研素质，为学生将来的科学研究工作奠定坚实的基础。早在90年代中期，国家自然科学基金委员会就组织一批细胞生物学方面的专家就我国细胞生物学发展的13个方面的研究制定了战略规划。近年来随着细胞生物学研究的不断深入，学科发展极为迅速，已成为生命科学领域的前沿学科，诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。随着科学的发展，细胞生物学的新成果、新技术不断涌现，导致细胞生物学教学内容多、学时少的矛盾日益突出，给教学带来很大压力。为此，我们多次对教学内容进行补充和修改，使其尽量体现时代特征和时代要求，同时不断更新教学方法和教学手段，在发挥教师课堂主导作用的同时，激发学生的学习兴趣，有效地提高细胞生物学理论科教学的质量。
1、积极更新教学内容
1）根据教学目标，制定教学内容
在细胞生物学理论课教学中比较普遍的问题是课时少，内容多。这就要求在有限的教学时数内，必须将内容进行合理安排，最大程度的将最需要的知识传授给学生，提高课堂的效率。首先对一些了解比较清楚，难度不大的内容，减少了讲解的时间，建议学生自学，有效的提高了课堂的效率。其次是针对一些与生物化学、遗传学、生理学、组织学等相关学科内容有所交叉的教学内容进行遴选，尽量减少相近学科间内容的重复，同时保证了教学内容的完整性。例如线粒体内膜的电子传递链在生物化学中已经学过，在细胞生物学的教学中，这部分内容就简要带过。
2）引进研究进展，完善教学内容
细胞生物学是世界上最热门的研究领域之一，科研成果层出不穷，是紧跟时代前沿的，关注热点问题的教学内容，对激发学生的学习兴趣具有重大意义。我们根据专业需要，把最新科研成果和亟待解决的关键问题融化到教学内容中，让学生及时了解学科的发展动态和国际前沿进展，这对细胞生物学教师提出了更高的要求。教师必须超越书本，走在知识的前沿，引导学生去探索未来发现新知识的热情和动力，发展学生的发散性思维能力，不断增强学生的自觉性和创造性（1）。例如美国科学家安德鲁?菲尔和克雷格?梅洛发现了核糖核酸（RNA）干扰机制获得2006年诺贝尔生理及医学奖；美国科学家伊丽莎白?布莱克本、卡罗尔?格雷德和杰克?绍斯塔克发现了端粒和端粒酶是如何保护染色体，获得2009年诺贝尔生理及医学奖，我们都第一时间在课堂上从研究背景、实验设计，研究过程、研究成果意义及应用等多方面进行了详细的介绍，开拓学生的视野。我们还鼓励学生积极参加学校学院组织的国内外知名专家的专题讲座，了解学科的前沿动态，为其进一步发展奠定了基础。
3）注重实验设计，培养科研思维
细胞生物学作为一门实践性强的学科，其理论都是建立在科学实验的基础上，在课堂上不仅要介绍已经得出的研究结果和结论，还要适当加入前人的研究思路和方法，启发学生独立思考，激发学生的科研兴趣，培养学生的科研思维。课堂或课后留一些思考题，引导学生生查阅文献自学，锻炼文献阅读的能力，进而培养学生自己发现问题并解决问题的能力。引导学生尝试自己为自己提问题，并设计解决问题的实验方案，逐步培养学生的科学思维方法、科学创新精神和实验设计能力。鼓励学生进入科研研究室感受科研氛围，了解实验室研究方向和实验设计，并进一步学习科学研究的方法，效果显著，部分学生通过在研究室的学习，本科阶段就在国家期刊上发表了研究论文。
2、不断改进教学方法
1）合理利用多媒体
细胞生物学作为一门专业基础课，课程内容信息量大，部分基础理论抽象，学生学习时普遍感觉内容多，难度大，学生往往觉得内容枯燥，很难掌握。而且细胞生物学在讲授细胞的结构与功能时需要有大量的细胞超微结构示意图，如果在黑板上绘制或挂图等形式，对教师来说不仅浪费时间，而且缺乏准确性和动态感。尤其细胞生物学本身还是探索生物体细胞发生、发展、成长、衰老死亡的生命活动规律的科学，这些动态过程是无法手绘的，多媒体课件很好的解决了这个问题。多媒体教学形象生动、交互性强、可视性好，有助于学生理解和掌握知识要点（2）。2005年，我们自己制作了多媒体课件，课件中大量采用外文细胞生物学图书上的彩图及光盘中的多媒体动画，借助丰富多彩的图片，使细胞的各部分结构一目了然，利于学生的掌握，加深了记忆。特别是对于细胞中信号转导，微丝的聚合和解聚，肌肉收缩，细胞运动等细胞内的动态过程，利用多媒体动画进行直观的模拟，以动态的观点看待细胞的各种生命活动现象，学生更容易理解和接受知识并激发了学生浓厚的学习兴趣，节省了课堂时间。但多媒体教学可能会出现授课过程中速度过快，内容多，容易造成做笔记和理解课程内容之间的矛盾，因此制备多媒体课件文本资料要干练，图片和动画选择要精致，章节提纲和标题要醒目，教师讲课思路要清晰，框架性好；讲师讲课语速适当减慢，以理解重点难点问题为主，可以课后将课件拷贝给学生，方便学生结合教材进一步总结和归纳。
2）强调启发式教学
改变传统的教师在台上照本宣读，学生在台下死记硬背的僵化做法。在备课过程中准备一些启发性问题，并在讲授的适当时机提出来，启发学生积极思考，这种启发式教学能充分调动学生的学习主动性，并培养其思考和解决问题的能力。在教学过程中，并不是将所有的教学内容和结论都显示出来，而是将有关内容以问题的形式提出，给学生以思考的余地，经过思考得出的结论，记忆深刻，学习积极性高，同时可以使学生按照教师的思路进行学习，更易于理解难点问题。例如，在介绍染色体DNA三种功能性元件时，先讲解利用不同组合将一种或几种DNA功能性元件转入亮氨酸合成酶缺陷型酵母细胞中的实验结果，要求学生根据实验结果进行思考分析并最终得到三种功能性元件的作用。通过这种方式不仅锻炼了学生的科研思维能力，而且加深了记忆，比教师直接讲授的印象深刻得多。
细胞生物学研究进展范文5
关键词：医学细胞生物学；选修课；质量
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）29-0057-02
随着现代医学的飞速发展，医学社会化的新趋势对当代医学生提出了更高的要求，培养综合素质类人才已成为人们的共识。[1]选修课是高校课程体系结构中的一个重要组成部分，对于满足学生兴趣需求、提高学生的学习热情、强化其个性特长、拓宽其知识结构、提高其综合素质，从而进一步加强学生的就业竞争力，培养一专多能的"复合型"人才，具有极其重要的现实意义，[2]加强选修课建设是提高大学本科教学质量的客观要求。
随着对细胞结构、功能及其分子机制的研究的不断深入，细胞生物学的相关知识和理论在医学领域中的应用也变得越来越广泛，医学细胞生物学已成为现代医学教育的重要基础课程，也是生命科学的前沿学科之一。对于现代医学生，具备医学细胞生物学的相关基础知识和基本技能，是进一步学习其它课程的重要基础。[3]虽然在必修课医学生物学中，细胞学的内容也稍有涉及，但是如何在高等医学教育的医学细胞生物学选修课程中衔接医学生物学的内容，让学生在系统地掌握医学细胞生物学基础知识的同时，及时地了解细胞生物学发展的前沿动态及其在医学中的相关应用，培养学生获取知识的能力，从而激发学生的学习兴趣，训练学生的科学思维能力，已成为当前医学院校医学细胞生物学选修课教学工作者不断探索的重点。
一、课程实施中存在的问题
由于受各种因素影响，当前各医学类院校的医学细胞生物学选修课在课程设置、质量监督、学生选课等方面存在诸多问题，导致选修课的教学质量不高。本研究主要基于我院医学细胞生物学选修课实施现状进行的问卷调查和访谈，通过调查发现，该课程实施过程中存在一些问题。
1. 学生方面：认识偏差、选而不修、逃课严重，注重实用
医学细胞生物学选修课本应是学生根据自己的专业特点和兴趣爱好选择学习的课程，但是学生往往认为它远远不如专业课重要，对自己今后的临床工作也没有直接的作用，所以兴趣不浓，觉得其可学可不学，但又由于学分的压力而选择课程。另外，由于本身对选修课的认识上就存在偏差，所以往往就对医学细胞生物学选修课的关注和认真程度不足，由此也就产生了纪律松弛、疲于应付等现象。
2. 教师方面：认识不足，不够重视，管理懒散，方法刻板
有的教师出现了与学生相似的认识不足情况，对选修课不够重视，在课堂管理上懒散，要求不严。虽然有的教师也想认真对待教学，加强课堂管理，学生又会认为这门课不易获得学分而出现无人问津的情况，甚至有学生在评教时给任课教师报复性地打分。再加上选修课的上课时间大部分在晚上和周末，教师并未因此没有得到相应的激励，因此导致教师的积极性不高、要求不严等问题，没有上专业课认真，从精力上不愿意做更多的投入，教学方法和内容上自然也就比较刻板，难以吸引学生的状况也就成为了一种恶性循环。
3. 学校管理方面：制度缺失，指导缺乏，激励不足，管理滞后
教学管理部门对于选修课管理制度不健全，学校对学生选课缺乏指导，对教师教学缺乏激励。因为条件限制，学校只能提供选课目录和简单的课程简介，选课时间较短，在开课前就已经确定了选课学生名单，无法设置学生试听的环节，因此在网络选课时，学生往往是根据课程字面意思、课程的难易程度、任课教师的名气、课堂考勤频率、考试是否严格、高年级同学的推荐等来选择，这显然不利于选修课课程结构的均衡和内容的创新。由于对教师教学缺乏激励，再加上师生权利不对称，教师处于劣势地位，学生有权给教师打分，直接影响教师收益，而教师却无法有效地约束学生，从而造成了现在选修课发展滞后这一问题。
二、具体而有益的探索性对策
以上这些问题在一定程度上制约了医学细胞生物学选修课的发展，影响了其在培养人才方面的作用。针对这些问题，从学生、教师及学校管理方面提出一系列具体而有益的探索性对策。
1. 学生方面
首先，教学主管部门和承担课程的教研室应加强对该课程及任课教师的推介宣传工作。选课之前，可通过“校园网”、“选课指南”等多种途径向学生介绍课程的有关内容和任课教师情况，以便于学生了解和选修。其次，学生自身需要转变观念，消除重“必修课”轻“选修课”的意识，端正学习态度，根据自己的兴趣爱好而选择选修课，一旦选择便认真对待。最后，任课教师可以通过课程考核模式多元化，执行过程评价和结果评价相结合的原则，将学生的考试成绩与出勤情况挂钩，重视学生的平时表现，对那些不守纪律、选而不修的学生，取消其该课程成绩，同时作为未选处理。这样，学生到课率低的现象必然会有所改观。
2. 教师方面
要保证选修课的上课质量。一方面，承担课程的教研室应严格任课教师的甄选，同时，既要对任课教师从金钱、物质上进行奖励，还要从精神层面对优秀选修课教师进行嘉奖。只有任课教师自身对选修课足够重视，他们才会愿意充实课程的内容，提高授课的艺术性，使课程本身产生较大的吸引力，也才会主动研究如何培养学生听课兴趣，有效地驾驭课堂。另一方面，该课程面对的是大二学生，由于学生在大一时有了医学生物学知识作为基础，在以前课程中讲过的知识无需作过多的介绍，可更多地介绍细胞生物学的研究进展及在医学中的应用实例。[3]灵活运用多种教学方法与手段，注重学生能力培养，可以专题形式讲解并引入PBL教学、双语教学等方法。所以，加强课堂管理，合理设置课程结构，选择合适的教材，制定合理的教学计划、大纲和考试大纲，编写详细的教案、讲稿，就非常重要。
3. 学校管理方面
学校应建立多渠道的信息反馈系统，建立符合选修课特征的课程评估指标体系，实施量化评估与定性评估、阶段性评估与总结性评估相结合，推动教学质量的不断提高。同时，加强在选修课方面的科学管理规范，加强对学生选课指导，建立学生试听制，学生试听之后再决定是否选修。提高教师积极性，加强选修课的激励机制。要促进师生权利的对等，使得教师能够加强课堂管理。鼓励高职称、高学历的教师参与选修课教学，并合理安排选修课的授课时间。
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，是进一步学习其它基础医学和临床医学课程必不可少的条件。[3]因此，加大《医学细胞生物学》的选课范围，规范课程管理，提高教学质量，促进教学改革和课程建设的重要性是毋庸置疑的。对于目前出现的一些问题，只要学校教学管理部门、教师和学生三方都予以关心和重视，特别是学校教学管理部门采取积极、有效的解决措施，加大教学质量监管力度，严格其教学规范，所有这些问题就能迎刃而解。
参考文献：
[1]倪伟等.川北医学院人文社科类选修课现状及分析[J].川北医学院学报，2009，（24）.
细胞生物学研究进展范文6
关键词：骨缺损 组织工程学 种子细胞
【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8801（2014）04-0012-01
1 种子细胞
组织工程是工程学和生命科学的使用原则，以生物材料为载体，整合分离的细胞，并能在宿主体内降解释放细胞形成新的有功能组织的学科。骨组织工程的研究主要包括：种子细胞的来源和文化；细胞载体材料的研究和开发，各种各样的因素在组织培养调节作用。随着骨组织工程的研究的快速发展，组织工程骨在临床应用领域已经成为最有前途的组织工程之一。本文将种子细胞的特点，支架材料、生长因子、功能、实验研究和应用其在临床的应用评估如下：骨组织工程中具有广阔的应用前景，其中，种子细胞的选择和优化是一个重要的环节，选择合适的种子细胞，是组织工程研究的关键一步，并从实验室到临床应用的重要转变。种子细胞主要来源：骨髓、骨、骨膜、骨外组织。其中骨髓由于取材相当方便，对机体损伤比较小，骨髓中的基质细胞容易体外扩增，自体移植无免疫排斥性，并在诱导因子作用下，可以使其向成骨细胞分化，而且具备广阔的应用前景，被看作为首选的种子细胞之一。骨髓基质细胞的成骨效应是由于骨髓基质细胞能转变为成骨细胞或软骨细胞，产生基质，形成新骨，并能使骨缺损修复。并且能自发分泌成一些因素，诱导周围结缔组织中的少数间充质细胞成骨细胞。合适骨髓基质细胞在体外培养条件下可以对成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞和其它间充质来源的组织细胞分化。所以，又称为间充质干细胞。研究表明，BKSc中含有大量的诱导性骨祖细胞和定向性骨祖细胞。定向性骨祖细胞又能定向转变为成骨祖细胞而成骨，诱导性成骨细胞可以在异位移植或者自体移植时，能自发地分化成为骨组织诱导性骨祖细胞，能在诱导因子的作用下分化成为成骨细胞；BMP存在在骨基质中，是一种有效的诱导物，并在促进骨缺损的修复中，BMP作为诱导因子，靶细胞是一种未分化、有活力的间充质细胞，对已分化的骨细胞是完全没有作用。而且BMP能有效地诱导BM Sc中的诱导性骨祖细胞分化成为成骨细胞，这种诱导机理还不明确。
2 支架材料
在组织工程研究中，寻找能充分发挥潜在的组织再生细胞支架材料是核心内容之一。支架材料不仅影响细胞生物学效率和开发，并决定种子细胞移植后是否与机体完全地适应，结合和修复的效果，是限制组织工程真正应用于临床应用领域的一个重要关键因素。理想的支架材料应该具备以下五个特征：①具有三维多孔的立体结构，而且有利于细胞的植入和贴附，涉及细胞养分的渗入和代谢产物的排出。②良好的组织兼容性，无免疫性。③良好的细胞接口，良好的的表面调控性，且有利于细胞的贴附，能为细胞在其表面生长，增殖，分泌基质提供一个良好的环境。④必须具有一定的可塑性和机械强度：材料也可能加工成所需要的形状，具有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持原来的形状，使新形成的组织具有一定的外形，目前常用的支架材料按来源分为：人工合成支架材料和天然支架材料两大类。
3 生长因子
在骨创伤早期，生长因子主要开始形成骨细胞活性，促进骨生成，后期作用并逐渐减弱，并参与骨的生长调节。生长因子具有诱导和刺激细胞增殖，并维持细胞存活等生物效应的蛋白类物质，促进细胞增殖、组织或血管的修复和再生都具有重要的增进作用。骨髓基质中含有很多种生长因子，如转化生长因子类胰岛素生长因子、骨形态发生蛋白（BM P）、碱性和酸性成纤维生长因子、血小板衍生生长因子等等。到目前为止研究最多的是BMP和转化生长因子B。BMP是1965年的时候被发现，并被提出。到目前为止是最有效的促骨生长因子，并能诱导间充质细胞分化成为：成骨细胞和骨细胞，并促进钙化作用，产生钙化的骨基质生长。它有许多种克隆，其中以BMP-2诱导骨化活性最为强大。许多学者利用基因工程将生长因子基因植入骨髓基质细胞，并使细胞增殖，同时表达所需要的定向分化生长因子，通过使用自体分泌的方式来调节，促进细胞增殖和分化。
4 存在的问题与研究的展望
应用组织工程学原理修复骨缺损是一种新的和有前途的道路，其相关的生命科学、工程、细胞生物学、免疫学、材料科学等领域，是目前研究的重要热点，其主要表现在：细胞的来源、保存和组织移植的生长环境；聚合物生物材料研究；生长因子和植物细胞和可降解材料整理后修复骨缺损后组织的集成研究。现在需要解决的是：明确分化和增殖的细胞在体外培养的调控机制；加强组织的生物可降解材料集成修复后的研究，明确诱导因子对成骨细胞的促进作用。掌握成骨细胞最佳训练密度和繁殖；建立成骨细胞的成骨细胞库和大规模系统的成骨细胞培养体系；改善细胞物质相互作用，研究和开发优良的基质材料，解决人工聚合材料，是不能满足临床标准问题的。
参考文献
[1] 毛峻琴.宓鹤鸣.大豆异黄酮的研究进展[J].中草药，2000，31（1）；61～ 64
[2] 张延坤，马燕.大豆异黄酮的特性及其特殊生理功能[J].预防医学杂志，2003，21（4）：307～ 310
