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医学细胞生物学常用技术范文1
关键词：细胞生物学；教学方法；探讨
中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）25-0211-02
一、引言
著名的细胞生物学家E.B.Wilson曾说：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找，因为所有生物体都是，或曾经是一个细胞。”作为生命科学中的一门重要的基础学科，细胞生物学的研究对象就是细胞，而细胞的研究既是生命科学的出发点，又是生命科学的汇聚点，因此，学生学好这门课显得尤为重要。通过近几年的教学实践，现就细胞生物学课程教学方法谈几点体会，和广大教师作一下探讨。
二、课前准备
备好课是上好课的前提。备课主要集中在“备学生、备内容、备方法”三个环节。
1.备学生。就是在课前了解学生已学过了哪些课程，掌握了哪些基础知识，估计其在学习过程中对知识的接受能力和可能会出现的问题，并据此确定教学内容及其重难点，制定教学方案和选择教学方法。
2.备内容。就是在领会教学大纲和认真钻研教材的基础上，及时查阅与本学科有关的文献资料及最新进展。具体有两种做法：其一是合理取舍教学内容。目前细胞生物学理论课教学中，就其内容有两个问题比较突出：一是课时少，内容多；二是教学内容与很多学科（如生理学、生物化学、遗传学等）的内容相互联系、相互渗透。针对上述问题，我们在教学内容的选择上把握两个原则：一是注重生物学所需要的基础知识；二是尽量避开本课程知识与其它相关课程知识相重叠之处。其二是把当前细胞生物学的最新进展融入教学中，以完善教学内容。细胞生物学发展很快，新技术、新方法和新内容层出不穷，因此不能局限于教材的框框，要站在细胞生物学发展的前沿，及时掌握本学科发展的最新动态，并把这些前沿与动态在教学内容中反映出来。
3.备方法。就是根据课程的教学内容和学生实际来设计教学方案和教学方法，同时做好总学时和每节课学时的合理分配，避免前紧后松或前松后紧，以免遗漏或顾此失彼。另外，备课时还要注意对一堂课进行设计，如何开头、如何过渡、如何结尾、如何突出重点、如何讲清难点等。
总之，备课是教师在教学活动中的一个极其重要的组成部分，是一个艰苦的创作过程，需要投入相当多的时间和精力。
三、课堂组织
1.应用引言。引言是序曲，不仅会引起学生的兴趣，还会引导学生进一步思考。常用的引言导入方法主要有：设问释疑导入法、媒介导入法和反悖导入法等。
2.语言技巧。一方面语言要有科学性、简练性、准确性和生动性，一方面语调要有抑扬顿挫。
3.激发学生的学习兴趣。在讲解某一知识点时有时会通过联系生活常识进行讲解，这样能充分调动学生的学习兴趣，尽量避免枯燥的理论说教，让他们变被动接受知识为主动接受知识。
4.采用启发式教学。课堂上穿插一些启发式提问，以避免从始至终都是教师“一言堂”，充分调动学生在课堂上的主动思考，使他们成为课堂教学中的主体。
5.多媒体教学与传统教学结合使用。细胞生物学主要讲授细胞的结构、功能、增殖、分化、衰老和死亡等，以前多采用在黑板上绘制示意图，或利用挂图等形式用于教学。在黑板上绘制示意图，浪费时间且准确度不高；采用购买的挂图携带不方便，而且还缺乏动感。如何化静为动、化抽象为具体呢？为此，我们制做了图文并茂且生动形象的多媒体课件。但是多媒体课件教学速度快、信息量大，学生眼盯大屏幕，导致学生与教师的互动减少，因此在多媒体教学中应尽量放慢速度，还要结合传统教学，合理使用黑板与板书，使学生有思考和理解的过程，这样传统教学对多媒体教学起到了很好的补充作用。
6.辩证统一观点贯穿整个教学课程。应用辩证统一的观点，从结构与功能的统一，局部与整体的统一，动态发展变化的过程中找出细胞内在的联系。
四、课后完善
1.课后总结及反馈。教师可从学生的课后疑问和反馈信息中，考虑自己在某些知识点上是否讲解清楚，及时总结经验和教训并加以改进，使教学水平逐步得到提高。
2.组织学生查阅相关文献。针对细胞生物学的研究新进展，指导他们走进图书馆或上网自己去查找有关的资料。这种做法不仅使学生了解了某领域的发展动态和最新成果，而且锻炼了他们查阅文献资料的能力，对其毕业论文写作也有好处。
3.提高学生的自学能力。正确理解和认识“教”的内涵，在提高学生自学能力上下功夫。学生是教学对象，是教学的主体，只有充分发挥他们的学习积极性，才能很好地完成教学过程。
4.积极开展教学研究和科学研究。要提高自身的授课水平，就要不断地进行教学研究和科学研究。通过教学研究，不断更新教育理念、钻研教学方法并加以推广；通过科学研究，不仅提高理论知识水平，还能使自己理论联系实际。
五、结语
通过几年的授课实践，我们体会到课上与课下、教师与学生很好的结合是学生学好这门课所必不可少的。本文只是我们的一些粗浅认识和做法，在此与广大同仁一起探讨，旨在进一步提高细胞生物学的教学质量。
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医学细胞生物学常用技术范文2
关键词：细胞生物学；因需导学；教学改革；人才培养
2014年9月9日，在同北京师范大学师生代表座谈时指出，“世界上没有两片完全相同的树叶，老师面对的是一个个性格爱好、脾气秉性、兴趣特长、家庭情况、学习状况不一的学生，必须精心加以引导和培育……好老师一定要平等对待每一个学生，尊重学生的个性，理解学生的情感，包容学生的缺点和不足，善于发现每一个学生的长处和闪光点，让所有学生都成长为有用之才。”随着改革开放的不断深入，市场也已经成为配置人力资源的决定性因素，毕业生深造和就业的出路已经非常宽广。因此，沿用以前的一本教材、一套讲义、一种教学方式，已经不能适应学生的需求。应当转变观念，树立以学生为本的育人理念，切实从学生的需要出发，为其提供适用的教学模式，使不同的学生在毕业之后能够用得上课堂所学的知识和方法。
一、因需导学教学模式的提出
“因材施教”是孔子践行的最主要的教育教学原则，是指在教学中教师根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质，选择适合每位学生特点的、有针对性的学习方法［1］。2010年颁布并实施的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》［2］指出，“要树立人人成才观念，面向全体学生，促进学生成长成才。树立多样化人才观念，尊重个人选择，鼓励个性发展，不拘一格培养人才”。面对新形势，笔者提出“因需导学”的教学理念。即从学生的个性和需求出发，引导学生进行有选择性和有针对性的自主学习，从而使每位学生都能获得最合适和最有效的收益。“因需导学”的理念，在各级各类教学过程中都可以贯彻，在大学生中尤其适用。大学生毕业后深造和就业的方式有多种，应该鼓励他们从自己的人生理想、学术兴趣、自身条件、深造和就业去向等各方面的因素出发，因势利导，让他们在课程中寻找到不同的体验、知识和技能，从而使收获与需求、自身条件相匹配。在我国，大学教学工作重视的是专业教育，学生从大学第一天起就确定了专业，对不同专业的学生采用不同的教学模式。拿生物学专业来说，虽然我们期望学生毕业后从事与生物学相关的工作或研究，但其实有相当一部分的学生并非如此，而是转到其他专业或行业进行学习和工作。那么对于这些学生来讲，专业教育对于他们有多大的意义？有没有更好的教育方法？笔者尝试从“细胞生物学”的教学中摸索和探讨在专业课中运用“因需导学”的原则，以期对学生有更好的教学效果。
二、因需导学教学模式的实践
（一）通过调查问卷了解学生的差异化需求
开展“因需导学”教学活动，首先应该了解学生的需求和兴趣［3］。作为“细胞生物学”课程的任课教师，笔者为了解学生的需求和兴趣，进行了细致的调研和分析。在“细胞生物学”课程的第一堂课上，教师给每位学生发放一份调查问卷，内容包括2个问题。①你对现在所学的生物学专业感兴趣吗？②你大学毕业后的打算是什么？学生们作答后上交问卷，教师对结果进行统计，以最近一届的学生为例，共统计52名学生，结果如图1和图2所示。从图1统计结果可以看出，对生物学具有一般兴趣的学生为69％，感兴趣的学生为25％，不感兴趣的学生为6％。关于毕业后的打算，从图2可以看出，63％的学生打算继续深造，23％的学生还没想好，14％的学生要直接工作。因此，笔者针对上述调查问卷的情况，结合自己多年的教学经验，拟采取以下措施开展“因需导学”教学活动，其教学策略是：①对专业感兴趣和毕业后继续深造的学生，除课堂上的专业知识学习外，还应引导他们在课外进行更深入地学习和钻研；②对专业不感兴趣、毕业后要直接工作和还没考虑好的学生，要积极培养他们的学习兴趣，讲课时力求趣味性，知识不能太难，即使他们今后不想从事与生物学专业相关的工作，也要确保他们能学到有益于今后自身发展的知识和技能。
（二）通过推荐教材为学生提供自主选择学习内容的空间
选用优秀教材是提高学生学习兴趣，保证学习效果的一个重要途径。近年来，各出版社出版了不少相关的教材和参考书，经过笔者教研室多年的教学积累，考虑到学生的差异，教师向学生推荐中文和英文2种教材，中文教材主要有翟中和教授主编的《细胞生物学》（第四版）、王金发教授主编的《细胞生物学》。翟中和教授所著的《细胞生物学》教材是我国高校采用较多的“细胞生物学”课程的经典教材之一，被众多高校、科研机构指定为细胞生物学考研参考书目；王金发教授是国家教学名师，多年来一直奋战在教学一线，并且每年都组织教学会议，使全国高校的相关领域的教师都有机会学习其教学理念和方法。这2本中文教材结合教师课堂上的讲述，能够使得绝大部分学生掌握理解“细胞生物学”课程的知识。对于有浓厚兴趣、将来要出国深造的学生，则辅以英文教材，原版英文教材信息量大、图表案例丰富、知识更新周期短。主要有Alberts等编写的《MolecularBiologyoftheCell》（GarlandScience，5thEdition，2007）、GeraldKarp等编写的《CellandMolecularBiology：ConceptsandExperiments》（Wiley，6thEdition，2010）2本教材。它们是细胞生物学领域非常经典的教材，前者是GRE专项考试的常用参考书，后者每个章节的后面都配有思考题，对于那些感兴趣和学有余力的学生非常适合。
（三）通过布置课堂讨论课题和课后作业激发学生的学习兴趣
笔者在美国宾夕法尼亚州立大学作访问学者时，发现美国的教育很注重对学生独立思维能力的培养。教师在教学过程中，只是一个引导者，自己不一定讲很多，而是让学生自己讲，以学生为主体，调动学生的积极性去主动思考、探讨，学生在思考的过程中掌握知识和技能。学生只有自己先阅读教材和查阅相关资料，才能讲出来、讲得好。这就使学生从“被动”地接受知识转变为“主动”地掌握知识。笔者借鉴美国大学课堂的做法，在“细胞生物学”课程中组织学生开展了分组研究、集中汇报和自由讨论的教学活动。讨论以3～4人为一个小组，每组研究1个和生物学相关的课题，写出研究报告并在课堂上汇报研讨成果，然后所有上课的学生都可以针对汇报的内容提出问题和发表观点。前几年，笔者在教学讨论课上设定了参考题目，题目主要集中在细胞生物学科研究的热点领域，如“干细胞的技术和应用”“重要的细胞信号通路”等，目的是使学生的讨论相对集中、有重点，但在一定程度上也限制了学生的思路。最近几年，笔者没有设定参考题目，很多学生根据自己生活中感兴趣的问题选择题目，如学生的选题“从细胞生物学角度解读瑜伽的保健作用”，阐述了瑜伽保健的细胞生物学机理；“你好，色彩”选题探讨了日常生活中的植物和动物呈现的色彩和色素分子之间的联系。这样一来，无论对于专业课是否感兴趣，学生都能找到讨论的话题。而那些对专业课不感兴趣的学生也因为其他学生的选题逐渐对该课程产生兴趣。另外，在课后作业布置的环节上，笔者设计了不同形式的作业来引导学生进行多样化的思考。一种是传统式的题目，例如“比较线粒体和叶绿体在基本结构方面的异同”“细胞核的基本结构及其主要功能”，这些题目使所有学生都能掌握教学大纲中要求的基本知识。另外一种是开放式的题目，要求学生写出“细胞生物学”课程每一章内容的课后总结，这样做的好处有几点：①促进学生课下学习和阅读教材；②促使学生梳理知识脉络，对前后知识融会贯通；③自由发挥的空间大，对于认真钻研的学生，可以写得很深入，如有的学生用英文写总结，有的学生按照自己的理解画出一些细胞结构和过程的示意图，有的学生则结合生活中遇到的问题写课程总结，还有的学生把细胞生物学的内容和生物化学、遗传学的内容融会贯通写出总结。
（四）通过引导学生自主自发地开展课外阅读活动以满足不同的发展需求
在进行课堂教学的同时，教师设置了课外扩展阅读环节。教师将课外阅读材料在教学网络平台上，其内容主要包括下面3类。①研究方法和学习方法的文章。如“MIT实验室人员是怎样做学问的”“如何提高专业英文阅读能力”（施一公教授博客文章）等系列文章。另外一些书籍的课外阅读由该课的课代表课下组织安排，如“如何掌控你的时间和生活”“创造性的学习方法”等文章。②著名生物学家的研究经历和贡献。如：《Nature》杂志某一期的“OBITUARY”（讣告）是讲生物学家ChristiandeDuve的，他是著名的细胞学家和生物化学家，发现了过氧化物酶体和溶酶体，由于对细胞构造的研究贡献，他获得1974年的诺贝尔生理与医学奖［4］。这一内容是对课堂上细胞内膜系统一章内容的补充。③专业知识的延伸文献阅读。如近几年发表在《Science》上的文章“HowCellsKnowWhereTheyAre”（细胞如何知道自己的位置）、“Mysteriesofdevelopment”（发育的奥秘），是对生物发育知识的扩展延伸；发表在《CurrentOpinioninGenetics＆Development》上的文章“RolesofG－protein－cou－pledreceptorsignalingincancerbiologyandgenetranscription”（G蛋白耦联受体的信号通路在癌症生物学和基因转录方面的作用）、“Mitogen－Acti－vatedProteinKinasePathwaysMediatedbyERK，JNK，andp38ProteinKinases”（ERK，JNK和p38蛋白激酶介导的有丝分裂原活化蛋白激酶通路），是对课堂上信号传导通路一章内容的深入扩展。以上内容基本上可以满足不同类别学生的需求。对细胞生物学不感兴趣、将来可能不在本专业就业的学生，可以只阅读第①类材料———关于研究方法和学习方法的文章；对细胞生物学兴趣一般、但将来可能在本专业就业或做研究的学生，在完成第①类阅读的基础上，可以阅读第②类材料———著名生物学家的研究经历和贡献；对细胞生物学感兴趣、将来愿意在这一领域继续研究和深造的学生，可以在完成第①②类材料的基础上，阅读第③类材料———专业知识的延伸文献阅读。这样，学生可以根据自身兴趣和需求选择阅读差异化的参考文献，为将来的发展储备适用的知识和能力。
三、因需导学教学模式的实践效果
笔者开展了5年的“因需导学”教学活动，帮助学生学会了学习，激发了学生的好奇心，培养了学生的兴趣爱好，营造了独立思考、自由探索、善于创新的良好学习环境，取得了较好的教学效果。在近几年的学生评教中，学生对于“细胞生物学”课程的课堂教学给予了较高的评价，学生网上评价为非常满意和满意，分数位于学院理论课的前5名，小班实验课的前3名。由于继续深造的学生占很大的比例，而“细胞生物学”课程又是大多数专业的必考课程，所以很多学生对“细胞生物学”课程的学习非常重视，并产生了浓厚兴趣，部分学生进入到教师的科研实验室开展相关科研项目的研究工作；部分学生已经在本学科国际和国内期刊发表文章；部分学生继续到国内外著名院校进行细胞生物学方向的深造。另外，就业与细胞生物学无关的学生，在谈起这门课程时认为“因需导学”的教学方法为他们的个性学习和发展提供了空间，使他们学到了解决问题的方法。
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医学细胞生物学常用技术范文3
器官和组织的缺损或衰竭是临床遇到的极具危害性的医学难题，尽管目前人们通过器官或组织移植、外科再造和使用机械装置等治疗手段，解决了一些现实问题，但这些方法均存在不少缺陷。因此，人们一直在寻求一种新的治疗方法。随着多学科成果和技术不断交叉、融合和相互渗透，逐渐形成了一门新的交叉学科——医学组织工程学。作为一场意义深远的医学革命，在医学界它被誉为是继细胞生物学和分子生物学之后， 生命科学发展史上又一新的里程碑。
1 医学组织工程概述
组织工程学概念的提出始于20世纪80年代末，由于其重要的科学意义、巨大的临床应用前景、潜在的开发价值，受到了各国科学界的重视。医学组织工程学利用工程学和生命科学的原理来研究和发展具有生物活性的人工替代物，融合了细胞生物学、工程科学、材料科学和临床医学等相关知识。核心理念就是将体外培养的高浓度的正常细胞扩增后，吸附在生物材料上，形成具有三维空间结构的复合体，然后将复合体植入组织器官的病损部位，种植的细胞在生物材料被机体逐渐降解吸收过程中继续生长繁殖，形成新的具有相应形态和功能的组织和器官，从而达到修复创伤和重建功能的目的［1］。其最大优点是可形成具有生命力的活体组织，进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代，根据组织器官缺损情况进行塑形，达到完美的修复。
目前组织工程学的研究手段已经不再局限于初始阶段的细胞生物学和动物实验技术、分子生物学技术，而是广泛应用基因克隆技术、转基因技术、移植免疫学技术、生物材料合成与改良技术、生物材料的编织技术、生物力学技术、影像学技术和生物反应器等先进技术［2］，极大地提升了组织工程学的研究水平和其自身的发展速度。与传统的自体或异体组织、器官移植相比，克服了以创伤修复创伤的缺陷，将从根本上解决组织、器官缺损的修复和功能重建等问题。
2 种子细胞
种子细胞是医学组织工程的生命源泉，它要确保在体外培养时有很强的增殖能力，并能定向分化，同时要保持其原来的生理性状。大多数观点认为种子细胞进入新的微环境后，会对新的微环境中的调节信号做出反应，从而定向分化为目的细胞。同时具备这些特点的干细胞就成了种子细胞的首选。应用干细胞治疗疾病较传统方法还具有低毒性，一次药有效；不需要完全了解疾病发病的确切机理；避免产生免疫排斥反应等诸多优点。在临床治疗中，造血干细胞应用较早，在提高治疗有效率和缩短疗程方面优于常规治疗，且效果令人满意。
按分化潜能干细胞基本上可分为三种类型：一类是全能性干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞（简称ES细胞），它可从早期胚胎的原始胚细胞及原始生殖细胞中分离培养获得，具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，能分化出成体动物的所有组织和器官。由于在医学和生物学上具有巨大的潜力，而备受各国的高度重视，使其成为当前生物工程领域的核心问题之一，在这一领域，世界性的研究开发竞争正在迅速展开。ES细胞最诱人的前景是生产组织和细胞， 用于“细胞疗法”， 为细胞移植提供源源不尽的无免疫性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病都可以通过移植细胞来治疗， 包括帕金森病、糖尿病、外伤性脊髓损伤、细胞变性病、心肌病和骨损伤等［3］。尽管ES细胞培养体系和来源问题研究已经取得了巨大进展， 但应用于临床还存在很多技术上的难题：其中最为重要的是其分化问题， 目前关于ES细胞自我更新机制及其向不同组织细胞分化的机制均尚不清楚， 因此如何防止其在体外培养时发生分化以及如何诱导得到纯化的分化细胞尚待研究；由于人胚胎干细胞来自具有发育成一个个体潜力的人胚胎，所以其研究不可避免地引发伦理道德问题的争议，并且在实际应用中还不能避免免疫排斥。
另一类是多能性干细胞，这种干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能，一般认为其具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。人们可望从自体中分离出成体干细胞，在体外定向诱导分化为靶组织细胞并保持增殖能力，将这些细胞回输入体内，从而达到长期治疗的目的。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。成体干细胞是普遍存在的，常位于特定的微环境中，问题关键在于如何寻找和分离各种组织特异性干细胞。成体干细胞具有多分化潜能，其中骨髓基质细胞和脂肪源干细胞已有大量研究及部分临床应用，在个体化治疗中已用于骨、软骨、心肌再生等领域；在群体化治疗中需要解决同种异体移植的免疫原性问题，采用基因敲除技术或RNA 清除技术去除抗原可能解决异基因细胞同种移植的免疫反应，但也有可能影响被敲除基因的其他功能［4］。最近，美国和日本相继公布了从人皮肤成纤维细胞转化为胚胎干细胞样细胞的研究成果，为解决这些问题带来了曙光，但要实现应用这一目标，还要进行更多、更深入的研究。
还有一类干细胞为单能干细胞，这类干细胞只能向一种类型或与之密切相关的两种类型的细胞分化。 其中以脂肪源、肌源、上皮源及神经源干细胞为代表，作为组织工程的种子细胞， 或以细胞治疗的方式进行了广泛研究， 并已有临床应用的报道。
3 支架材料
支架材料在医学组织工程研究中起中心作用，可为细胞提供黏附、增殖、分化并进而为组织的形成提供载体，还起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构。作为理想的生物支架材料至少应具备以下特点: ①良好的生物相容性：植入机体内不会引起炎性反应和毒性反应损害新组织的功能，维持正常细胞功能发挥; ②良好的可塑性：根据目的组织器官加工成特定的三维结构;③具有缓释功能：支架的降解速率可根据不同细胞组织再生速度进行调整，而且能彻底被新生的自然组织所替代;④支架的表面化学特性和表面微结构适合细胞粘附。因此寻找一种既具有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状和连通三维多孔结构的支架材料是组织工程成败之关键因素。
近年来，人们不仅在组织工程的最早产品人工皮肤领域进行了更为完善的研究和开发， 同时，在诸如人工骨、软骨、神经、血管材料等各系统，都进行了大量的研究和探索。目前研究的组织工程支架材料各自有各自的优点但也有不可避免的缺陷。国外研究较多的是PGA、PLA、PL2GA 等。这些材料具有可标准化生产、可降解、细胞相容性好等优点，但是这类材料本身亦存在一些固有不足， 如生物相容性差及机械强度不稳定等。基于这些原因， 研究人员一方面探索对聚醋类材料进行表面修饰， 同时也在积极寻找其它类型的支架材料。通过对材料表面进行修饰， 改善细胞与支架材料的相互作用; 通过模拟细胞生长微环境， 制备仿生材料，提高材料的亲水性、对细胞的黏附性， 促进细胞的分化增殖。将合成材料与天然材料有机结合， 已成为未来组织工程材料发展的新趋势。
研制复合材料、仿生材料、改性天然材料、纳米材料， 是当前支架材料研究的主要方向。越来越多的学者设计出具有合适降解度、良好通透性、组织相容性好的软骨细胞体外培养支架材料。新材料的开发要求具有良好的各项生物学特性。通过将缓慢释放的生长因子或相关的基因整合到材料中， 形成具有生物活性的生物材料， 可以使种子细胞能在更接近于体内环境的生物材料上增殖、分泌基质、最终形成组织。
在组织工程材料的合成与制备中通过采用纳米技术对生物材料表面的改性或者直接采用纳米材料或复合材料，不仅能提高细胞对材料的黏附能力，也能提高材料的生物相容性，同时通过材料表面与细胞间相互的生物作用，能刺激并诱发所期望的细胞效应，有利于细胞的分化和增殖，纳米材料以其与传统材料无可比拟的生物学性能，已在组织工程和生物材料研究中显示出广阔的应用前景。纳米技术、组织工程技术和生物技术的发展与综合，将为培养支架的研究提供新的选择。
4 生物活性因子
人体内的生长因子是通过细胞信号传递影响细胞活力的一类多肽因子，通过自分泌、旁分泌及内分泌作用，促进或抑制细胞生长、繁殖、迁移、黏附和基因表达的作用。在医学组织工程研究中，也需要在损伤组织的修复与病损器官的再生与功能重建中供给生长因子以促进种子细胞的分化和增殖。目前实验中常用的生长因子有成纤维细胞生长因子（FGF) 、转化生长因子（TGF- β) 、胰岛素样生长因子（IGF) 、血小板衍化生长因子（PDGF) 、骨形态发生蛋白(BMP) 等等。它们不仅可单独作用， 相互之间也存在着密切关系，实验证明复合使用效果更好［5］。
在医学组织工程领域，生物活性因子对外源性生长因子或类生长因子作用的药物大多采用缓释技术，使其促再生作用持续一段时间。已有很多缓释材料在研究中，但目前尚未解决缓释体的有效释药浓度与组织器官再生所需药物浓度的相适应性。生物活性因子应用的另一个问题是多因子的协同作用及有序作用仍不清楚。
5 组织构建
医学组织工程的最终目的是构建组织器官修复体内缺损。构建组织工程化人体组织或器官， 涉及种子细胞在生物反应器中大规模培养、扩增技术，生物力学信号施加和化学信使生长因子或细胞因子的控制释放技术等多项关键技术。现在部分组织工程化组织已在临床应用中取得了初步的疗效， 充分体现了它在未来医学应用中的巨大潜力。最早经批准用于治疗和投入市场的移植物之一是组织工程皮肤植片。目前各国科学家们正在为多种组织， 包括骨骼、肝脏、动脉、神经、胰脏、皮肤、肾脏和膀胱， 构建组织工程结构［6］。但是体内环境是一个复杂的综合体， 除了各种生长因子、细胞间相互作用以及局部酸碱平衡等因素以外， 局部生物力学刺激也是一个重要因素。构建理想的组织还有很长的路要走。
就现在而言，医学组织工程领域所遭遇的最大的挑战之一是需要为复合组织和器官构建一个功能血管网。因为不论对于哪种组织和器官，血管形成都是关键性的；另外， 单一的器官中含有多种不同的细胞， 同时分离和扩增几种不同的细胞， 目前在技术上有一定的难度；其次， 在构建过程中维持严格的三维结构也是现有技术手段无法解决的难题。
6 展望前景
人体是一个具有复杂的形态结构、完善的功能的整体， 要完全模拟人体的组织和器官并非易事。虽然经过近20年的研究，医学组织工程已取得非凡的进展，应用组织工程的原理与方法， 已能构建多种组织并成功的修复相应的组织缺损，诸如皮肤、骨和软骨等组织和器官更是成绩斐然［7］。但是还有许多理论和技术问题有待进一步解决：在种子细胞的培养方面， 细胞的筛选和纯化是一个公认难题；在组织再生过程中发挥特异调节细胞增殖和分化作用的生长因子，可控性缓慢释放技术依然不完善；组织工程化组织在体外或体内形成过程中的演变规律如何？这些演变规律与正常组织发育、再生及创伤修复等过程有何异同，对这些问题目前仍然缺乏全面系统的了解。
医学组织工程的产业化无疑能够创造极大社会效益和经济效益，我国的组织工程研究从无到有逐步发展壮大起来，并取得了重要的研究成果。目前在研究开发上已经逐渐从临床前研究进人到临床试验阶段，如果我们能够创造出具有我国自主知识产权的组织工程产品， 率先应用于临床， 这样不仅可挽救众多病人的生命和肢体，促进相关学科的科技进步，更能造福于人类， 为形成新的知识经济产业打下基础。 参考文献
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医学细胞生物学常用技术范文4
要说明白这把特别的“钳子”，我们还得从细胞说起。大家都知道，细胞是构成生物体的基本单位。细胞外面有细胞膜，细胞里面有细胞质和细胞核。而细胞内和细胞之间的信号传导的重要途径是通过镶嵌在细胞膜上的离子通道蛋白进行的。离子通道是细胞膜上的一类特殊亲水性蛋白质微孔道，是神经、肌肉细胞电活动的物质基础。可以说，细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命活动的基础。
科学家们发现，离子通道的主要功能有：提高细胞内钙浓度，触发生理效应；决定细胞的兴奋性、不应性和传导性；调节血管平滑肌的舒缩活动；参与突触传递等等。离子通道的功能发生异常时，会导致机体整体生理功能紊乱，形成某些先天性或后天获得性疾病，会累及神经、肌肉、心脏、肾脏等系统和器官。许多疾病的发生和发展与离子通道的功能、结构异常有关。如人体细胞中的钾离子通道如果出了问题，可能会引起阵发性舞蹈手足徐动症。那么，科学家们怎么研究这些离子通道呢？这就要用到膜片钳技术。
膜片钳是从英文“Patch Clamp”翻译而来。这项技术是由两位德国细胞生物学家埃尔温・内尔和贝尔特・萨克曼所发明。在1976年，他们为了研究细胞膜上单一或多数离子通道的分子活动，发明了这种记录通过离子通道的离子电流的技术。这一技术大大提高了细胞电活动的研究精度，是生物学研究领域的一次革命性突破。正因为如此，他们两人获得了1991年的诺贝尔医学与生理学奖。这一技术虽然问世只有十几年，但已在相关领域显示出了非常重要的意义和广阔的前景。
膜片钳技术是生物学和物理学相结合的成果。为了揭示细胞的生理过程，科研人员经常需要测量生物电信号，所以这就要用到物理学中的相关知识方法，从而形成了一门细胞电生理学。膜片钳技术是一门研究离子通道分子活动的技术，它要记录的是通过离子通道的离子电流。具体操作过程是这样的，运用微玻管电极（膜片电极或膜片吸管）接触细胞膜，以千兆欧姆以上的阻抗使之对接，使与电极尖开口处相接的细胞膜小片区域（膜片）与其周围在电学上分隔，在此基础上固定电位，对此膜片上的离子通道的离子电流进行检测记录。这种离子电流是非常非常微小的，所以要用电子学中的放大器来处理，并且最关键的，要把那些“杂质信号”（噪音信号）排除掉，所以，这是一项非常精细的技术。为了记录试验结果，整个系统里面计算机是少不了的。
如今，膜片钳已经是世界重要的生物学实验室里必不可少的仪器。科学家们用它发现了很多离子通道的秘密。借助这一技术，我国上海生命科学研究院的袁小兵和王以政研究员领衔的研究组，在国际上首次发现了引导神经生长方向的新机制。他们发现，神经纤维最前端生长锥的细胞膜上有一类称为“瞬间受体电位通道”（TRPC）的阳离子通道，正是这一离子通道起着传递神经纤维生长“方向指令”的关键作用。
医学细胞生物学常用技术范文5
双方讨论了两岸常用科技名词对照出版事宜，明确了《两岸常用科学与技术词典》《两岸中小学科学词典》的合作模式和著作权归属等问题。双方还明确，将对照成果上传至“中华语文知识库”网站，上传的内容包括中、英文词条条目和双方各自完成的词条释义。同时大陆还将出版纸质版的《两岸常用科学与技术词典》《两岸中小学科学词典》。
双方交流了第四轮会谈精神落实情况。(1)关于《两岸常用科学与技术词典》和《两岸中小学科学词典》的编纂，双方已交换了14 000条词目，目前已经完成4000多条词的互填“缺词”工作。下一步将继续开展其余词条的对照工作。(2)关于《中华科学与技术大词典》工作，第一期工作(2010－2013)已经完成电工名词、海洋科学技术名词、电力名词、材料科学(部分分支)名词、生态学名词、化学名词等名词对照工作，进行中的有大气科学名词、昆虫学名词、药学名词、船舶工程名词、航海科学技术名词、动物学名词、化学工程名词、信息科学技术名词、测绘学名词、细胞生物学名词、生物化学与分子生物学名词、遗传学名词、免疫学名词、地理信息系统名词、地理学名词、经济贸易名词、天文学名词等。另外，29个快速对照学科，将在201 1年底由全国科技名词委提供词表给台湾方面，由两岸专家分别填写“缺词”。
双方讨论了《两岸常用科学与技术词典》和《两岸中小学科学词典》的收词原则和范围。台湾完成收词8000多条，大陆则已完成收词26 756条，下一步要做工作。关于收词原则，双方建议：(1)收词侧重于社会生活性，专业性过强的名词不收。(2)突出常用性。(3)体现一定的系统性。关于收词范围，双方建议：《两岸常用科学与技术词典》的编纂酌收双方提供的中小学词目；《两岸中小学科学词典》原则上全部收录双方提供的中小学词目。
医学细胞生物学常用技术范文6
关键词：釉基质蛋白；牙周组织工程；细胞因子
牙周治疗的目的是控制炎症、停止疾病的进展，最终达到牙周组织重建等生理功能。但现有的治疗方法获得的牙周组织再生非常有限，组织工程技术的出现为实现牙周组织的完全再生提供了新的思路和方法。牙周组织工程的一个重要组成部分就是利用生长因子促进种子细胞增殖分化，而釉基质蛋白具有具有促进牙周组织再生、生物矿化和骨诱导等生物特性，成为牙周组织工程研究的热点。而牙周膜细胞是牙周组织工程中最常用的种子细胞。本文主要对釉基质蛋白及其对牙周膜细胞的不同作用进行综述，并对其在牙周组织工程中的应用前景进行展望。
1牙周膜细胞
牙周膜细胞是一个异质性细胞群，包括成骨细胞、成牙骨质细胞、成纤维细胞及这些细胞的前体细胞。它能在牙周环境中进行迁移、增殖并分化形成具有牙周结构的组织， 在牙周组织再生中发挥着积其重要的作用。
2釉基质蛋白
釉基质蛋白由釉质发育过程中的成釉器分泌，主要调节釉质的矿化和成熟。EMP不是某一特定的蛋白，而是一种"蛋白混合"，包括：釉原蛋白（Amelogenins，Am）、釉丛蛋白（Tuftelin）、釉蛋白（Enamelin）、多种硫酸化的蛋白（Sulfated Proteins）以及一些釉质蛋白酶等。其中Am为主要成分，约占 90%，是 EMP中促进牙周再生的主要活性部分。将从猪牙胚中提取的釉基质蛋白纯化，冻干保存，即可获得釉基质衍生物（EMD）；瑞典的"Emdogain？"是商品化的釉基质衍生物与其相应载体的结合物（美国 FDA 已批准上市）。EMP、EMD、Emdogain的主要成分相同，生理功能相似。
3釉基质蛋白对牙周膜细胞的作用
3.1釉基质蛋白对牙周膜细胞粘附作用的影响 牙周膜细胞能否在支架材料上附着、增殖是牙周组织工程的前提。近来有研究表明，EMD 能促进牙周膜细胞在牙周炎患牙牙本质根片及牙骨质根面上的附着和增殖[1]。Kasaj与Li等[2]也证实，EMD 能有效增强人牙周膜细胞的黏附能力。林智恺[3]等的研究发现EMP浓度为200μg/mL时能明显促进牙周膜成纤维细胞的的早期黏附，但原理尚不完全清楚。有研究发现EMP能促进牙周膜细胞合成某种基质， 这些基质构成了促进牙周膜细胞趋化的环境， 从而有利于牙周膜细胞的附着和增殖。
3.2釉基质蛋白对牙周膜细胞增殖、分化的影响 牙周膜细胞群是一类具有各种不同功能和分化潜能的细胞， 其增殖与分化能力的大小对牙周组织再生起重要作用， 是牙周组织再生的细胞学基础。有关EMP诱导牙周膜细胞增殖、分化的研究已大量开展。Hoang[4]运用牙周膜细胞体外损伤模型，研究证实EMD可促进损伤区周围牙周膜细胞向着损伤区快速生长，说明其可促进牙周组织细胞的增殖和分化。赵华等[5]经研究发现25、50、100mg/L 浓度的EMD可促进人牙周膜细胞的增殖及向成骨细胞分化的能力。近来也有研究通过扫描电镜、免疫组织化学等检测手段证实了在EMP作用下，人牙周膜细胞不仅在形态上发生分化，表现出类成牙骨质样细胞的特征，而且具有成牙骨质细胞功能，相应功能蛋白骨涎蛋白和胶原蛋白经诱导后表达明显增强，并通过大量合成骨涎蛋白参与矿化过程[6]。
3.3釉基质蛋白对牙周膜细胞矿化作用的影响 骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连蛋白为非胶原蛋白基质成分， 是重要的矿化相关蛋白。骨和牙槽骨等硬组织依靠非胶原基质蛋白和胶原性支架将钙和磷酸根离子网络起来，形成矿化结构，它们与骨的代谢与改建有密切关系。碱性磷酸酶是成骨细胞矿化过程中主要的功能活性酶， 是研究具有矿化能力细胞的生物学活性的一个重要指标。黄晓山等[7]经研究证实，100mg/L的EMP对牙周膜成纤维细胞具有上调骨涎蛋白、骨桥蛋白、骨粘连素的作用， 随时间延长这种促进作用愈明显； EMP作用于牙周膜成纤维细胞3d即表达牙骨质附着蛋白；同时，EMP也可促进牙周膜成纤维细胞碱性磷酸酶活性的增强。张凤秋等[8]的研究也表明，EMD能促进牙周膜细胞增殖、细胞蛋白合成及矿化相关蛋白的表达，参与牙周组织再生。EMP主要是通过促进牙周膜细胞分泌这些非胶原基质蛋白，从而提高其矿化及形成牙周硬组织的能力。
4釉基质蛋白在牙周组织再生中的研究
釉基质蛋白主要通过诱导牙周膜细胞内多个亚群细胞定向迁移、分化来实现牙周组织再生。Al Hezaimi等[9]利用动物实验模型经研究证实EMP可以促进牙周骨缺损区形成新的牙周支持组织。席兰兰等[10]的研究表明，EMP诱导重建的牙周组织可以像正常牙周组织一样进行正畸牙移动及牙周组织改建。在动物实验进行的同时，一些学者也对EMP在人体内的作用进行了研究。Tokajuk[11]使用EMP治疗19例牙槽骨吸收的牙周病患者，取得了较好的临床治疗效果。X线片研究也证实，EMP可以诱导牙周骨组织再生，在牙周骨下袋缺损的治疗中有明显优势。
5展望
到目前为止， 国内外众多实验研究均肯定了EMP促进牙周组织重建的作用，商品化的EMP -Emdogain在临床上也得到了一定的使用。1997年，Zetterstrom对猪源性釉原蛋白应用的安全性进行了为期3 年的临床研究， 应用釉原蛋白组（107例214牙） 与常规翻瓣术组（33例 33牙） 分别在术前和术后采取血标本， 测定血清 IgG、IgE、IgA、IgM水平以及 EMP特异性抗体水平， 结果表明， 猪源性釉原蛋白的免疫原性极低， 术后无1例患者有过敏反应倾向。因此，EMP及其商品化的衍生物具有较好的安全性，且其诱导产生的牙周组织结构和功能更接近健康牙周组织。这些均为应用组织工程技术治疗牙周组织缺损提供了有力支持。但EMP的成分较复杂，且影响有关细胞的迁移、附着和分化等生物学活动的具体机制仍需进一步研究。
参考文献：
[1]钟永荣，程燕飞，高文峰，等.釉基质蛋白对人牙周膜细胞群在牙骨质上附着与增殖的影响[J].广东牙病防治，2013，21（7）：344-347.
[2]Kasaj A，Willershausen B， Junker R， et al.Human periodontal ligament fibroblasts stimulated by nanocrystalline hydroxyapatite paste or enamel matrix derivative. An in vitro assessment of PDL attachment， migration， and proliferation[J]. Clin Oral Investig，2011， 16（3）： 745-754.
[]林智恺，束蓉，程岚.重组全长人釉原蛋白对人成纤维细胞黏附、增殖、迁移的影响[J].上海口腔医学，2013，22（1）：7-12.
[4]Hoang A M， Oates T W， Cochran D L. In vitro wound healing responses to enamel matrix derivative[ J]. J Veriod-ontol，2000， 71： 1270-1277.
[5]赵华，张雪洋，张旭，等.Emdogain对人牙周膜细胞增殖、分化及合成Ⅰ型胶原能力的影响[J].中国卫生检验杂志，2007，17（5）：819-820.
[6]钟永荣，轩东英，黄雁红，等.Emdogain 诱导人牙周膜细胞群向成牙骨质细胞分化的研究[J].广州牙病防治，2010，18（3）：138-142.
[7]黄晓山，刘兰宁，郭利明.釉基质蛋白对人牙周膜成纤维细胞矿化相关蛋白的影响[J].西部医学，2011，23（2）：227-229.
[8]张凤秋，孟焕新，韩，等.釉基质蛋白对人牙周膜细胞生物学影响的体外研究[J].北京大学学报（医学版），2012，44（1）：6-10..
[9]Al Hezaimi K， Al Askar M， Al Rasheed A. Characteris-tics of newly-formed cementum following Emdogain application[J]. Int J Oral Sci， 2011， 3（1）：21-26.
