细胞技术论文范例6篇

细胞技术论文

细胞技术论文范文1

最近新发现的肌腱源性干细胞(TDSC)因在肌腱组织中的修复潜能而逐渐获得重视,但目前其对损伤肩袖腱-骨界面愈合作用机制研究鲜有报道。既往研究证实,TDSC具有向软骨、骨分化的潜能,因此其在损伤肩袖腱-骨界面愈合过程中可能扮演着中介作用。Shen等提取兔肩袖组织TDSC并进行培养,用于异体兔肩袖修复,结果显示12周后实验组腱-骨界面结构及生物力学指标均优于对照组,认为异体TDSC可增加肩袖胶原沉积,且可分泌抗炎因子以避免免疫排斥反应。Randelli等提取肩袖及肱二头肌腱组织TDSC并进行培养,比较TDSC与BMSC成骨细胞、脂肪细胞、肌骨骼细胞分化,结果显示TDSC具备很好的分化潜能,且优于BMSC。Tsai等的研究获得了与此相同的结果,还发现肩袖来源干细胞可表达种系特异性基因如成骨诱导的Runx2及骨钙蛋白、成脂分化的过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)-γ和脂蛋白脂肪酶(LPL),成软骨分化的聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原α1基因。Cheng等对肿瘤坏死因子-α刺激基因(TSG)-6在TDSC促进肩袖腱-骨愈合过程中的作用进行实验研究,结果显示TSG-6为保护性炎性反应性基因,在多种炎症性疾病或类似炎症过程中呈高表达,参与细胞外基质重塑,调节蛋白酶网络,在多种关节炎中有限制炎症、保护软骨的作用;认为TSG-6在TDSC促进损伤肩袖腱-骨界面愈合过程中具有良好的调控作用。然而,目前仍存在TDSC含量较少、难以完全分离和纯化、缺乏特异性表面标志物等问题,且TDSC体外诱导分化定向诱导机制尚不清楚,因此还需进一步研究。

2骨膜源性干细胞

骨膜可分为内、外两层,外层致密,有许多胶原纤维束穿入骨质,使之固定于骨面;内层疏松,可产生骨膜源性干细胞(PDSC)、成骨细胞及破骨细胞等。来自内层的PDSC具有一定的分化潜能,因此被认为可能在肩袖损伤愈合过程中具有一定的促进作用。Chen等从大鼠胫骨骨膜组织中提取PDSC并进行培养,将其与骨形态发生蛋白(BMP)-2制成凝胶混合物,采用该混合物对大鼠损伤肩袖进行修复,术后4、8周进行大鼠修复肩袖腱-骨界面组织学及生物力学分析,结果显示实验组最大腱-骨界面实效负荷明显高于对照组,且差异有统计学意义,免疫组化显示实验组修复界面存有聚集蛋白聚糖及Ⅱ型胶原蛋白,认为PDSC与BMP-2的混合物可很好地促进腱-骨界面纤维软骨形成。目前大量实验将PDSC用于修复软骨缺损、骨缺损及骨不愈合,但其用于损伤肩袖腱-骨界面的修复鲜有报道,因此PDSC如何在重建腱-骨界面结构中发挥作用,仍需进一步研究。

3脂肪源性干细胞文献报道

脂肪源性干细胞(ADSC)与BMSC具有相似的分化潜能,其在合适的诱导剂作用下可分化为脂肪细胞、软骨细胞、肝细胞、心肌细胞、成骨细胞和神经元样细胞。此外,ADSC具有数量巨大、获取方便、诱导安全、增殖迅速等特点,是一类有广阔应用前景的成体干细胞。Oh等采用ADSC修复兔慢性肩袖损伤模型,先切断兔肩胛下肌腱,6周后形成慢性损伤,此时进行肩袖修复,同时将ADSC注射入肩袖腱-骨区域及脂肪浸润的肩袖肌肉组织内以对肩袖进行加强修复,6周后从生物力学、肌电学、组织学方面对修复结果进行分析,认为ADSC可促进损伤肩袖腱-骨愈合,与对照组相比,实验组肌肉组织脂肪浸润区域明显较小。Kim等对兔亚急性肩袖损伤(切断冈上肌3周)修复的同时,将ADSC注射入邻近肌腹-肌腱移行部,术后3周观察类胰岛素样生长因子-Ⅰ受体(IGF-ⅠR)及肌球蛋白重链(MyHC)在注射部位的表达,结果显示实验组IGF-ⅠR及MyHC表达明显高于对照组(注射生理盐水组),认为ADSC促进损伤肩袖修复有可能是通过IGF-Ⅰ信号转导通道完成的。虽然以上研究提示ADSC对退变性肩袖损伤具有促进愈合作用,但已往大部分研究均认为ADSC自我更新能力较差,不宜作为种子细胞。因•46•此,目前急需寻找更好的诱导剂,使其能更有效地分化成为目标组织,从而更好地促进损伤肩袖腱-骨界面愈合。

4肌源性干细胞体内研究显示

肌源性干细胞(MDSC)具有自我更新与多向分化潜能的特性,可再生为骨、软骨、肌肉、血液、神经及心脏组织。近期有研究报道MDSC同时具有肌腱组织的分化能力,但用于修复损伤肩袖研究鲜有报道。Pelinkovic等将MDSC用于修复裸鼠损伤冈上肌腱并进行观察,结果7d后细胞核呈纺锤形并集成肌腱胶原束,3周后检测到β-半乳糖苷酶基因表达,表明MDSC分化成表达波形蛋白的成纤维细胞,提示肩袖肌腱基质及原始细胞开始调控注射的MDSC向成纤维细胞分化;认为MDSC因具有分化为成纤维细胞的能力而可用于肌腱愈合组织工程及肩袖损伤治疗。

5滑囊源性干细胞滑囊源性

干细胞因肩峰下滑囊与肩袖紧邻而被认为有可能对肩袖修复产生一定的积极作用。Utsunomiya等将关节镜下提取的人肩峰下滑囊组织进行滑囊源性干细胞提取及培养,结果显示肩峰下滑囊组织可作为生物修复肩袖损伤良好的干细胞来源;将其与肩袖残端、滑膜组织中提取的干细胞进行成骨化及扩展性比较,结果显示滑囊源性干细胞具有最佳的扩展性及成骨性。Song等对在肩袖修补术中取出的部分肩峰下滑囊组织进行滑囊源性干细胞提取及培养,并用流式细胞仪对其进行分辨,排除造血干细胞及PDSC,再将此滑囊源性干细胞放于陶瓷支架中并将其植入裸鼠体内,其中部分用BMP-12予以刺激分化,最终支架区域出现包含胶原蛋白的腱样组织;因此认为,作为新型来源的干细胞,滑囊源性干细胞具有腱性组织分化潜能,而BMP-12对该过程具有一定的促进作用,滑囊源性干细胞有可能在肩袖损伤治疗中产生积极作用。肩峰下滑囊组织经肩关节镜手术取材方便,对肩袖修复无影响,但目前滑囊源性干细胞实验研究较少,仍处于起步阶段,其促进损伤肩袖愈合及进行定向诱导机制仍需进一步研究。

6结语

细胞技术论文范文2

关键词 动物细胞工程 教学 兴趣教学

中图分类号:G424 文献标识码:A

Interesting Teaching of Animal Cell Engineering

XU Yipeng

(Zhejiang Biometric Quarantine and Inspection and Technology Laboratory,

College of Life Sciences, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018)

Abstract Based on the development of modern cell biology and technology of an emerging discipline, animal cell engineering is a course that closely integrate theory and practice and that plays an important role in the curriculum of life sciences in institutions of higher learning. This article discusses how to improve the students' interest in the animal cell engineering course, in order to provide a reference for the teaching reform of the animal cell engineering course.

Key words animal cell engineering; teaching; interesting teaching

细胞工程是指按照一定的设计方案,通过在细胞、亚细胞或组织水平上进行实验操作,获得具有目的性状的细胞、组织、器官或者个体的综合性生物工程,是理论与实践相结合的典范,在现代生命科学的研究中,细胞工程是生物技术应用于产业一个技术公用平台,代表着现代生物工程最新的发展前沿,在医药、食品、农林等各领域发挥着越来越重要的作用,在高校生命学科及相关学科的课程设置中占有重要地位。动物细胞工程是细胞工程的重要组成部分,主要内容包括:细胞培养、细胞融合与单克隆抗体、胚胎工程、干细胞与组织工程、核移植技术与动物克隆、转基因动物与动物生物反应器和动物染色体工程等。通过学习动物细胞工程这门课程可以为学生今后从事与细胞工程有关的生物技术产业工作奠定良好的理论和技术基础。通过近两年的教学实践和改革,笔者就如何应用兴趣教学法提高学生学习效率和教学质量进行探讨。

1 合理定位课程,让学生充分认识到本课程的重要性

我校动物细胞工程这门课程是在第6个学期开设,学生已经完成对生物学导论、动物生物学、分子生物学、细胞生物学等必修课程的学习,这非常有利于学生对动物细胞工程课程中一些知识进行认知结构的迁移。而动物细胞工程在本校既然是选修课程,其教学目的也必然有别于必修课程。因此,教学目的的侧重点不再是让学生掌握一般的概念和原理,而是更多地让学生领悟和学会如何利用所学知识进行创造,让学生充分认识到动物细胞工程并非一门理论性学习为主的课程,而是一门理论和实践结合非常强的课程,是一门学好可以走向工作岗位的课程。笔者认为,在教授此课程时,需紧紧围绕细胞水平的技术创新和技术应用为中心,联系现代生物技术产业,使学生了解动物细胞工程各主要技术领域的原理和方法及其应用。

2 上好第一节课,吸引学生眼球

上好第一节课,也就为本课程的整个教学过程定下了基调。第一节课的内容无非是绪论部分,大多老师可能会对本课程的发展、地位等娓娓道来,但是却不能引起学生的兴趣,笔者尝试提问式教学代替讲述式教学收到了良好的效果。比如在讲述动物细胞工程的研究领域时,笔者就在教学PPT中列出“多莉”羊、 “人耳鼠”、“试管婴儿”、发光猫等图片尝试让学生对位入座,以激起学生的兴趣。

3 紧跟时代步伐,更新教学内容

目前细胞工程相关的教材有安利国版《细胞工程》(科学出版社)、杨吉成版《细胞工程》(化学工业出版社)、李志勇版《细胞工程》(高等教育出版社)、庞俊兰版《细胞工程》、叙永华版《动物细胞工程》等,笔者所用的参考教材是安利国版《细胞工程》。虽然相关教材众多,但生物技术发展日新月异,教材的更新速度根本无法赶上,因此,必须及时查阅相关文献或信息,传授学生最新的知识。比如讲解胚胎工程可引入人类早期胚胎的成功培养;讲到转基因动物可引入中南大学的“供体猪”;讲到干细胞可以引入“人工肾”等。

4 以社会问题或社会需求为切入点传授理论知识

单纯理论的讲课效果,或者先理论讲解再到实际应用讲解的效果其实并不如从实际需求到理论讲解的效果好,因此笔者在讲解每个章节时尽量先引入社会问题或社会需求再来讲解理论知识,这样一来,学生课上的专注度明显提高,收到的讲课效果也非常好!比如在讲解细胞融合与单克隆抗体这章时,笔者就抛出杭州下沙企业期望与浙江高校合作解决的一些项目,其中就有不少抗体制备技术,这即刻引起学生的关注;比如在讲解干细胞这章节时,引入 “儿子严重烧伤 父亲拒用麻药割皮救子”的新闻事件,让学生重视干细胞研究的重要性;在讲解胚胎工程时,引入广州“代孕事件”。

5 合理利用多媒体技术

动物细胞工程是一门综合性很高的课程,传统的“粉笔+板书(或PPT)”的方式已经难以满足新形势下对这门课程教学的要求。现代教育技术在高等院校中已得到普及应用,通过多媒体技术,我们可以给学生展示除课本外更多的图片和视频信息,甚至可以直接在上课时在网上搜索相关信息给学生看。这些多媒体技术的应用在提高学生学习兴趣的同时,可以发散学生思维,不但可以补充书本内容,也可以提高学生对书本内容的学习效果。比如在讲解实验室的安全性时,可引入电影《生化危机》片段;在讲解细胞融合时,可引入《杂交》这部电影;在讲解胚胎工程时,可辅以3D动画演示婴儿从受孕到诞生全过程;讲干细胞可引入“八戒的肝救活孙猴子”的新闻。每次课讲授时适当适量适时地引入一些多媒体图片、视频或动画信息,可以在上课之初即刻吊起学生对即将要学的知识的胃口,也可以在课中学生注意力不集中时再次把他们的注意力拉回来,多媒体图片或视频可以说是调动学生学习兴趣的一把利剑。但是这把利剑不能过度应用,否则就主次不分,学生把握不住重点,效果就会适得其反。

6 在讨论中实践实验

笔者所授的动物细胞工程有8个学时实验,实验内容为细胞培养的基本过程,基本为验证性实验,但这并不妨碍学生对知识的学习,这主要在于讨论式学习的引入。实验课之前,笔者在课堂上放映培养基过滤操作视频、细胞原代培养操作视频、小鼠心肌细胞培养操作视频等,让学生思考视频中实验人员的操作规范问题,让学生知道实验操作中的注意事项及其对实验结果的影响。在实验课中,引导学生对比实验前后结果,得出自己的结论,比如在做细胞培养基过滤实验时,教学生用倒置显微镜观察未过滤培养基的受污染情况,判断污染微生物的类型,从而让他们知道正确过滤的重要性以及如何处理受污染的培养基。

细胞技术论文范文3

【关键词】 ,黄帝内经

[摘要] 《黄帝内经》中论述了两千多年前听音辨人的理论和技术,即通过辨别人声的二十五种变化,施以不同的饮食调理与经络调理,从而达到治未病的目的。21世纪初,在基于纳米水平的细胞声学研究中,已初步证明细胞是可以发出声音的。细胞病变时,最先产生声音的变化,故有可能通过细胞声音的变化,尽早发现疾病。此发现与《黄帝内经》中听音辨人的理论,在生命研究的不同水平上不谋而合。纳米技术有可能进入中医基础理论研究之中,从而实现中医研究的现代化。

[关键词] 黄帝内经; 二十五音; 纳米技术; 细胞声学

Possibility of applying nanotechnology to research on the basic theory of traditional Chinese medicine

ABSTRACT The ancient theory and technology which are related to preventive treatment of disease by dietetic regulation and coordinating meridian according to 25 tones have been developed in the early 21st century. It is proved in sonocytology by nanotechnology that cells are able to produce noise, and the noise will change at first when the cells have any disorders. This theory is in accordance with the one in Huangdi Neijing. The nanotechnology can be introduced into the basic research of traditional Chinese medicine and may contribute to the modernization of traditional Chinese medicine.

KEY WORDS Huangdi Neijing; twentyfive tones; nanotechnology; sonocytology

1 失传两千多年的《黄帝内经》五脏相音理论

《素问・五脏生成篇第十篇》云:“夫脉之大、小、滑、涩、浮、沉,可以指别;五脏之象,可以类推;五脏相音,可以意识……”。《素问・阴阳应象大论第五篇》云:“善诊者,察色按脉,先别阴阳;审清浊,而知部分;视喘息,听音声,而知所苦……”。《灵枢・顺气一日分为四时第四十四》云:“病变于音者,取之经。”《灵枢・五音五味第六十五》详细论述了通过区分人之声音,依据不同的声音施以不同的饮食及经络调理,以期达到治未病的目的。此文两千多年来鲜有研究者,以至明代张介宾在注释时云:“此或以古文深讳,向无明注,读者不明,录者不慎,而左右上下大少五音之间,极易差错,愈传愈谬,是以义多难解晓。不敢强解,姑存其文,以俟后之君子再正。”[1]

2 当代物理声学的研究

辨别声音是传统中医重要的诊断和治疗方法之一。但是,以耳来分辨声音,对医者的个体要求极高,这可能是《黄帝内经》五脏相音诊疗技术失传的重要原因之一。当今,物理声学对个体声音分辨的技术已十分成熟,因此有条件对《黄帝内经》五脏相音技术重新进行科学的研究。

自2002年起,笔者等[2~7]对五脏相音理论进行了整理发掘,利用现代物理声学、电磁学和计算机等技术来分辨二十五音,同时开展了大量的理论及临床应用技术研究,在临床应用中达到了预期的效果。纳米技术是一项现代高科技,利用这一技术研究传统中医基础理论,尤其是《黄帝内经》中的基础理论问题,可能会令许多人疑惑,但目前已成为一个不争的事实。

3 基于纳米技术的细胞声学

2001年,国际著名的纳米技术研究先驱Gimzewski教授得知,离体的心脏活细胞置于营养液中保存时仍会继续跳动。由此他想:如果细胞持续跳动,就会产生振动,这种振动可能是细胞分子运动产生的推力,这种推力在空气中产生压力波,传导至内耳的鼓膜,就成为人所能听见的声音。这种振动虽然很微小,但用特殊的仪器完全可以将其测出。

Gimzewski教授发明的纳米计算机,被吉尼斯纪录确定为世界上最小的计算机。利用他的原子力显微镜(atomic force microscope),可以精确测知单细胞细胞壁上的任何振动,并把它们转换为声音。检测发现:细胞壁以1 000次/s的频率上下波动,波幅平均只有3 nm左右,最高可达7 nm,最小也只有1 nm。1 nm=1/1 000 000 mm,3 nm相当于15个碳原子叠加在一起。正常状态下,酵母菌细胞的声音始终保持在一个稳定的范围内,相当于音乐的C~D调之间,就像一位中音C的歌手。当用酒精喷洒这些酵母细胞时,它们发出尖叫,振动频率大大升高;当它们垂死时则发出低沉的隆隆声。Gimzewski教授认为这可能是随机的原子运动发出的声音[8]。这些细胞的振动频率在800~1 600 Hz之间,而人的耳朵可以感受20~20 000 Hz的频率,正好可以落入人耳的听觉范围,只不过振幅太小,人无法感觉。Gimzewski教授认为,只需将音量加大,人类就能够听到这些声音。

研究还发现,具有遗传变异的酵母细胞与正常细胞相比,其发出的声音也有轻微的差异。哺乳动物的细胞与酵母细胞的发音也略有不同。因此,科学家们设想,能否根据细胞声音的变化来诊断细胞的病变。Gimzewski教授坦率地承认,他不能肯定这些细胞是否真正地发出声音,它们也可能是吸收了来自其他地方的振动,包括显微镜本身的振动。但是,如果细胞确实发生了振动,这将是一种神奇的、优雅的、新的诊断工具。Gimzewski教授把这一研究领域称为细胞声学(sonocytology)。

4 细胞声学的评价及展望

2004年3月,Gimzewski教授的研究首先发表在Smithsonian杂志上。专家评论认为,这一新信号的发现,将使人类有可能在症状未出现之前,在细胞水平就能“听”出疾病的发生[9]。现代医学是建立在显微镜发明之后才诞生的病理学基础上的一门学科,当时著名的病理学家微耳和(Virchow)宣称,一切疾病都是细胞的疾病。现代医学的最后诊断,还必须依靠病理学。细胞声学的重大意义可能就在于:在细胞还未发生病理学形态改变前,就能提示病变的可能。由此,重温《黄帝内经》中有关声音与疾病的关系,就更令人感到惊奇。

美国Science杂志未发表Gimzewski教授的研究结果之前,德国慕尼黑Ludwig Maximilian大学的Hermann Gaub教授曾说:“Gimzewski教授相信细胞的振动可能有其它来源,必须排除来自细胞外的潜在声源,但‘如果振动源来自细胞内部,这一发现将是革命性的、引人入胜的、难以置信的’”。Gimzewski教授的学生Pelling和Gimzewski教授正在做一系列的测试,以排除在细胞营养液中或由于原子力显微镜探头顶端产生振动源的可能性。美国加利福尼亚大学神经科学和生物物理学家Ratnesh Lal教授在对离体的心脏活细胞进行研究后认为:Gimzewski教授的纳米技术专业是他建立细胞声学的关键。他说:“最终目的是要用这项技术进行诊断和预防疾病,在这个世界上,能够做到这一点的,除Gimzewski教授以外,别无他人。”几个月后,美国Science杂志发表了Gimzewski教授等人的研究论文。

5 别具一格的音乐会

Gimzewski教授的学生Pelling和媒体艺术家Anne Niemetz根据细胞声学的研究结果,在洛杉矶市艺术博物馆举办了一场别开生面、举世无双的音乐会,音乐会的名称为:细胞的黑暗面[10]。进入音乐厅,就如同进入了细胞内部,既有视觉,又有音乐,还可以听见利用原子力显微镜记录下的,经过放大的细胞在各种情况下发出的声音。该音乐会由五个部分组成,以表现整个科学发现的过程:(1)观察;(2)构想来龙去脉的可能方式;(3)通过努力将细胞固有的特性顺应纳入自己特有的整合系统之中,较好地反映细胞情感反应的范围;(4)使它们符合各种环境;(5)细胞所唱的歌必须是原汁原味的,其声响效果未经任何修饰。

6 细胞发声的理论基础

目前最大的困惑可能是:一个单细胞如何具备发声功能,而更令人难以理解的是这种发声功能如何具备临床意义。如果我们能进一步了解细胞的结构,就能充分解答这一问题。

早在1961年,Buckminster Fuller首先提出细胞框架结构理论,认为细胞的结构并无一定尺寸的限制,细胞外层表面可形成完整的张力,具有充分的活力。1969年,Kenneth Snelson在此基础上提出细胞框架有如针形城堡(the needle tower)的理论,即细胞框架由蛋白链组成,它们有的薄、有的厚、有的中空,它们如线、如棒,相互连接在一起,形成一种稳定而柔韧可变的结构[11]。正是由于细胞框架具有完整张力且灵活多变,因此它们行动便捷,可以根据外界环境的变化,如温度、营养物质的浓度、化学物质的改变等种种因素,而改变自己的运动方向,得以生存和繁衍后代。也正是由于这种构造,使细胞表面具有振动的可能,因振动而产生声音,这就是我们在原子力显微镜下所看到的现象。

7 纳米技术进入中医基础理论研究的可能性

Gimzewski教授开创的细胞声学,为我们打开了微观世界中细胞运动的一个场景,并开创了一个新的高科技研究领域:声音与疾病的关系。由此联想到《黄帝内经》中论述的宏观意义上的脏腑的声音、辨色听音察体诊断疾病、以声音区分阴阳二十五人并进行饮食和经络调理以达到治未病的理论,将其与微观的细胞声学理论进行比较,我们发现了两者之间惊人的相似之处。

微观与宏观之间,即从细胞、组织、器官,再到人体,这中间还有许多环节,我们目前还不知道他们之间存在的确切关系,尚有待我们进一步的研究和证实。譬如经络,至今我们仍无法直观确定,只能运用间接手段加以证实。

运用纳米技术研究中医基础理论,将使传统中医基础理论的研究跃入现代科学研究领域的前沿。但愿我们有一天能揭开传统中医的神秘面纱。

[参考文献]

1 张介宾. 类经[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1965. 110.

2 高也陶. 阴阳二十五人的经络调理[M]. 北京: 中医古籍出版社, 2003. 1200.

3 高也陶, 潘慧巍. 磁石美颜祛病养生系统[J]. 中华实用医药杂志, 2003, 3(20): 18771878.

4 高也陶, 潘慧巍, 吴丽莉. 阴阳二十五人的经络调理[J]. 中华医学研究杂志, 2004, 4(1): 18.

5 高也陶, 时善全, 吴丽莉, 等. 循经传感磁疗贴的磁场强度变化研究[J]. 中华医学研究杂志, 2004, 4(6): 500502.

6 高也陶, 石春凤. 《黄帝内经》中阴阳二十五人对应的二十五音[J]. 中华医学研究杂志, 2004, 4(7): 577580.

7 高也陶, 施 鹏, Sheldon XL. 《黄帝内经》阴阳二十五人分型的数学建模[J]. 医学与哲学, 2004, 25(12): 4144.

8 Pelling AE, Sehati S, Gralla EB, et al. Local nanomechanical motion of the cell wall of saccharomyces cerevisiae[J]. Science, 2004, 305(5687): 11471150.

9 Wheeler M. Signal discovery?[J/OL]. Smithsonian, March 2004. smithsonianmag.si.edu/smithsonian/issues04/mar04/phenomena.html.

细胞技术论文范文4

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)10-0028-03

“细胞生物学”是生命科学的基础学科,也是前沿学科,是教育部规定的生命学科各专业学生必修的7门主干课程之一[1],在生命科学教育中占有核心地位,近年来,随着新的仪器设备、先进手段的应用,尤其是细胞生物学与医学、分子生物学、神经生物学等学科的相互渗透及交融,已成为21世纪生命科学的重要研究领域[2]。商洛学院作为地方应用型本科院校,以培养应用型人才为目标,在细胞生物学教学中不断更新教育观念,钻研新的教学方法,也取得了一点成绩,现就该课程建设实践与经验进行总结探讨如下。

一、商洛学院细胞生物学课程发展的历史沿革

追溯商洛学院的办学历史,它经历了专科和本科两个阶段。在专科教学阶段,商洛学院创办的生物类专业先后有生物教育、生物技术及应用,“细胞生物学”作为该专业的基础课、必修课,在该专业的人才培养方案课程体系中起着重要的作用,课程教学共设54学时,其中课堂教学36学时,实验教学18学时,这一阶段的教学活动都是以教师为中心,学生在教与学的过程中是被动地认知信息的接受者。这种教学方式,往往忽视学生主动获得知识的潜在能力和理解知识的差异性,以及发展知识的创造性。这种传统的“讲授式”教学模式虽然在教学中统一了大纲,确定了标准,规范了教学制度,但同时也阻碍了学生个性的发挥,忽略了学生积极思维的发展,不利于面向21世纪的高素质应用型人才的培养。

2006年2月经教育部批准我校升格为本科院校,同时更名为商洛学院,2011年起成为省市共建高校,2014年被陕西省教育厅确定为向应用技术大学转型发展试点高校。随着商洛学院学科发展、人才能力培养需求及现代网络技术的冲击,原先知识体系、师生互动模式、考核方法等方面已不能满足课程教学要求和学生学习兴趣要求。伴随生命科学的发展,细胞生物学课程内容也出现了调整,教学重点从过去对细胞形态结构与功能定位的描述,转移到细胞重大生命活动及其分子机制的研究上来。这种课程内容结构的转变和对新时期人才能力培养的要求致使“细胞生物学”的教育教学改革势在必行。目前商洛学院生物类专业“细胞生物学”课程教学共设72学时,其中课堂教学36学时,研究性教学课程论文18学时,实验教学18学时。特别是对于新建地方本科院校而言,目前能充分体现应用型人才培养目标和以能力培养为核心的人才培养规格的研讨式教学模式的更新更加迫在眉睫了。

二、细胞生物学精品课程建设的意义

2003年,教育部在全国高校启动精品课程建设,其目的是为了切实推进教育创新、深化教育教学改革、培养创新型人才[3]。而商洛学院作为应用型本科院校,主要培养具有创新能力和实践能力的应用型人才,目的是面向地方,服务于地方区域经济社会发展。在教育教学过程中,商洛学院自升本以来不断修订完善人才培养方案,通过教育教学改革,促进学生了解学科前沿和热点问题,培养学生的自主学习能力,提高学生分析、解决问题的能力等,保障新时期对创新型人才的需求。

“细胞生物学”是现代生命科学的三大基础之一[4],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,著名科学家E.B.Wilson在1925年就曾提出:“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找”[5],因此,建立好细胞生物学理论与实验的学科基础,从显微、亚显微、分子水平,从细胞系统化、动态化的角度认识生命和生物科学,为后续课程的学习打下良好基础。

然而在教学中,我们发现地方高校“细胞生物学”教学模式陈旧,学生只知道听、记、背,这种“灌输式”的教学模式已经不能满足现代社会对创新型人才培养的需求,呈现出学生学习积极性不高、自主学习能力不强、所学知识不能紧跟时展等问题。同时,本课程内容多、抽象难懂,又是一门前沿性学科,在教学上既要保证学生对基础性知识的掌握,又要尽可能地介绍新的理论和方法,让学生了解本学科的前沿动态,更好地达到应用型人才培养的目标。为了解决地方高校“细胞生物学”教学过程中产生的诸多问题,培养学生的学习兴趣,提高教学质量,我们就有必要建立“细胞生物学”精品课程。

课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点,而“细胞生物学”精品课程建设能在很大程度上改善学生的学习条件,提高学生的学习热情,塑造良好的学习氛围,提高教学质量。通过精品课程建设,教师转变了教学理念,改进了教学方法,创新了教学模式。精品课程建设也是地方高校深化教育教学改革的一项重要任务。

三、细胞生物学精品课程的主要特色

(一)以“学生为主体、教师为主导”创新教学模式

教学改革的一个重要趋势是教育工作者要以人为本,促进大学生全面发展,尤其是注重从知识的传承向能力的培养的转变[6]。“细胞生物学”教学紧跟学科发展趋势,在近七年的教学中,课程组成员积极改变传统的教学模式,在教学中践行了“以学生为主体、教师为主导”的研究性教学模式。

为了充分调动学生的积极性,提高教学质量,课程组成员不断修订人才培养方案,调整教学大纲,在教学内容中增加了合作研讨教学环节,从已授理论课的重点内容中提炼一些具有综合性、趣味性、争论性的讨论话题,并将其作为合作讨论式教学的论题,如线粒体与阿尔兹海默症、p53与衰老的关系、细胞膜与癌症等,通过学生查阅文献及自主学习,使学生能自主参与知识的获得过程,有利于学生实践能力和创新能力的培养。

本次改革分别以商洛学院生物技术、生物科学专业学生为对象,进行了五轮合作讨论式教学的尝试。教学过程分两部分,即大班上课和小班讨论,在大班上课中,由教师讲解本课程的基本理论,而针对一些具有共性意义的重大问题或热点问题所涉及的“细胞生物学”知识及前沿动态进行小班讨论,有效地培养了学生的自主学习能力、团队合作精神,促进了学生个性的发展,对学生综合能力的培养起到了较好的效果,对于以应用型人才培养为目标的其他高校生物类专业的“细胞生物学”教学和其他专业课教学也具有一定的借鉴意义。

(二)以“教学奠基科研,科研反哺教学”培养创新人才

高校的根本任务是人才培养,人才培养的质量是衡量一所高校教育教学水平的一个重要标志,也是高校生存和发展的唯一途径。只有将科研成果转化为教学资源并融入教学实践,才能弥补课堂内容的不足,实现教师的专业化发展,形成专业特色,培养创新型人才,进而提高课程教学团队的整体水平,实现“以教学奠基科研,科研反哺教学”的目标。

近年来,课程组成员能结合地域资源特点,积极申报科研项目,将科研成果及学科前沿动态融入教学。同时,通过鼓励学生积极参与教师科研项目、大学生科技创新项目及课外实践活动等多种方式对学生进行科学素质培养和创新思维训练。这种方式极大地促进了课堂教学的延伸,显著地提高了学生的创新意识和创新能力,涌现出了一批优秀的学生。近年来,在学生毕业论文选题中与该课程相关的论文题目每年平均占该专业的26.7%,整体上反映了学生良好地掌握了基础理论、专业知识和应用知识的能力。从近三年生物技术专业学生考研情况来看,以该课程作为专业课的学生平均每年占考研上线率的46.7%。

(三)以“理论联系实际,技术支撑产业”服务地方经济

服务地方经济社会发展是推动高校科学发展的一个重要方面,也是商洛学院响应转型发展的一项重要职能。随着大学从“精英教育”向“大众教育”发展转型和地方经济发展对人才需求的增加,这一职能显得尤为重要。

为了适应新形势的需要,拓宽学生的知识面,提高学生的实验操作技能,培养学生的创新能力,更好地适应社会对人才的需要,本课程组依托商洛学院生物学优势学科和GAP科研工程中心,结合地方资源和产业特点,积极申报各类科研基金项目,利用“细胞生物学”中的核心技术开展了五大商药、秦岭野生兰花、秦岭高山杜鹃等研究,为相关产业的发展提供技术支撑和服务平台。同时,这也是商洛学院面临转型发展,根植地方行动的重要举措。

(四)注重实践教学,提高学生的综合素质

实践教学是“细胞生物学”教学中不可缺少的环节,2014年,商洛学院成立生物医药与食品工程学院,为促进细胞生物学学科发展,我们对生物技术及生物科学专业的人才培养方案进行了调整,坚持以先进的教学理念为指导,改造传统的以依附和印证理论为主的实验模式,建立以能力培养为主线,分层次、多模块的实验教学体系的基本框架[7]。课程实验内容分基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次设置实验项目并实施。如:学习完细胞融合知识后,完成鸡血细胞计数与PEG诱导的细胞融合实验项目,使学生明确细胞融合的原理及方法。学习完线粒体结构及功能后,进行线粒体的超活染色与观察,明确细胞器的超活染色技术;学习完植物组织与细胞培养知识后,让学生查阅文献,自行设计实验方案,撰写实验论文。

教学方法上采用统一模式、开放模式和导师模式等多种方式。教学手段上,充分发挥现代化教学手段在实验教学中的作用,使实验课程和实践教学资源陆续上网。建立多种实验考核方法,统筹考核实验过程与实验结果,激发学生实验兴趣,提高实验能力。采取平时成绩同期末考试成绩相结合的办法,严把毕业论文关,鼓励学生在实验中有所创新。

实验教学加深了学生对课程理论知识的理解,也激发了学生的专业学习兴趣。近年来,依托本区域优势、特色资源,结合生物技术学科领域的发展,主要侧重于“细胞生物学”实践应用方面的选题,大部分选题结合教师科研或来自生产第一线,有较大的实用价值或参考意义,有一定的创新性。

(五)应用现代教育技术,提高教学效果

“细胞生物学”属于生命学科领域的课程,授课内容和知识点存在客观、微观和抽象等特点,因此,国外许多教学机构很早就开展了将深奥难懂的理论知识以直观、形象的方式呈现出来,尤其需要现代多媒体技术辅助教学[8]。该技术以其大信息量、文字、图像、声音多形式的信息传播方式,在课堂教学中越来越受到重视。“细胞生物学”的教学内容中包含许多细胞和亚细胞精细结构,功能原理复杂、抽象难懂,尤其缺乏动态的机理解释,这使得原本客观实际的文字介绍,在初学者眼中变得抽象而枯燥,学习效果差,学习兴趣不高。多媒体技术,可以将文字、图片包括其中,使教学内容图文并茂,专题视频形象生动,使学生对细胞的微观构造产生直观的认识,如细胞内部结构视频、细胞功能动画、细胞重要生命活动相关图片、视频等。“细胞生物学”课程组通过近年来教学实践的积累,已完成全套“细胞生物学”课堂教学多媒体课件及收集到相关章节的视频及动画,使“细胞生物学”知识由抽象变具体、由静态变动态、由微观变宏观,有助于提高学生的学习兴趣,加深学生的理解和记忆,增强教学效果。

“细胞生物学”网络课件就是用于辅助学习的网络资源。近年来,课程团队致力于相应课件、电子教案、习题集和专题视频的收集、制作与更新,补充完善和充实了课程网络资源。为了使初学者能尽快熟悉课程教学组织形式,把握学习重点,做好课前准备工作,网络平台还专设了研究性教学单元模块,包括研究性教学题目来源、近年来小班课组织形式、学生汇报ppt、自主学习报告等内容,便于师生有效地开展教学活动。

根据历年来生物技术专业部分学生的考研复习需求,网络平台还增设了考研专题模块,涉及相关学校的考研信息、电子图书、历年考研真题等资料,反响良好。为了便于自学和师生交流,不断提高课程网站建设质量,拓宽服务面,网站系统开通了信箱答疑和在线沟通平台。

四、细胞生物学精品课程的建设成效

细胞技术论文范文5

【关键词】 宫颈涂片;TBS系统 ;液基超薄细胞技术;临床分析

doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.743 文章编号:1004-7484(2013)-09-5396-01

宫颈癌在妇科肿瘤中较为常见,可运用宫颈涂片技术进行筛查。畅通的宫颈涂片技术主要采用巴氏涂片细胞学检查,但是这种技术存在一定的假阴性诊断。然而,宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统对细胞病理学进行分类,明显的提高了细胞学诊断的敏感性和准确性,这已经作为国内外新兴的一种细胞学诊断方法。我院选择2010年9月——2012年9月间在体检中心进行检查的320例体检患者,对其进行宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统进行细胞学检查,先分析如下。

1 资料与方法

1.1 基本资料 我院选择2010年9月——2012年9月间在体检中心进行检查的320例体检患者,对其进行宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统进行细胞学检查,年龄在18-65岁之间,平均为39.2岁;进行常规检查时发现存在后出血、绝经后出血、宫颈糜烂、阴道炎以及白带中带血等现象。

1.2 方法 先用棉球将宫颈表面的分泌物擦去,之后将颈管刷插入子宫,颈管刷顺时针在子宫内旋转,约3-5周,在将颈管刷放在Thinprep保存液中,进行漂洗、搅拌,最终送检。

1.3 报告监测内容 ①病原体项目;②涂片质量;③对细胞改变的诊断;④进一步处理。

2 结果

对所选的病例进行涂片发现有100例存在异常,其中有28例为不典型鳞状细胞(ASCUS)、7例为高度鳞状上皮内病变(HS1L),14例为低度鳞状上皮内病变(LSIL)。

3 讨论

1943年就开始应用宫颈涂片巴氏染色及分类方法对妇女宫颈癌的预防方面进行普查,明显降低了宫颈癌的发病几率。近些年,一些现象已经成为宫颈癌发生的高危因素,如过早的进行性生活、HPV感染以及多个等都会导致宫颈癌的发生几率增加,将其列为宫颈癌的高危因素中。现今,对女性健康威胁最大的还是宫颈癌,因此我们更应该重视普查的意义。只有早期发现癌前病变,才能阻止宫颈癌的发生。过去的巴氏法检查主要是对脱落的阴道细胞学进行检查,但假阴性和假阳性的几率都比较高,有文献报道指出,假阴性的几率可高达15%-50%,而且有研究指出巴氏五级分类法已经不能与现代细胞学诊断的要求相匹配,因而就需要一种新的检查方法。进行细胞学检查时运用宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统可以明显的降低由于检验人员技术水平差异和诊断标准不一导致的诊断偏差,为了有效的提高患者诊断的准确度,宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统可以作为一种快速准确的检查方法。

本文研究结果表明,对所选的病例进行涂片发现有100例存在异常,其中有28例为不典型鳞状细胞(ASCUS)、7例为高度鳞状上皮内病变(HS1L),14例为低度鳞状上皮内病变(LSIL)。较为年轻的妇女出现宫颈早起病变以及宫颈癌的发生率明显比年老的妇女几率高,这就表明宫颈癌的发生有年轻化的趋势,因此我们应对过早有性生活、等女性进行密切观察。宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统不但能够确定癌前病变及癌变的诊断,同时还可以对多种微生物如滴虫,念珠菌,HPV,疱疹病毒等感染进行诊断,提供更多关于宫颈癌的相关信息。通过结果我们能够得出,在各个年龄段均可见到ASCUS的发病,总检出率为8.75%,明显比其他宫颈病变的检出率高;LSIL在不同年龄组中的发病率呈单峰分布,其中发病率最高的年龄段为36-45岁;之后HSIL会随着年龄的增加而逐渐降低。

综上所述,在对宫颈癌进行防治的过程中,宫颈涂片具有重要的位置,在防癌普查的过程中,阴道宫颈细胞学检查仍然是重要的措施。宫颈液基超薄细胞技术并结合TBS系统检查可以降低漏诊率,提高细胞学检查的质量,对于查出存在异常的病例,可在进行阴道镜检查,最终确诊,尽早的发现宫颈癌的早期病变,这也是防治宫颈癌的关键措施。

参考文献

[1] 肖巍.宫颈细胞学涂片联合阴道镜检查对宫颈病变的诊断价值[J].哈尔滨医科大学学报,2007(06):421-421.

[2] 万玉芳,瞿伟.液基薄层细胞学检测在宫颈病变诊断中的应用[J].中国现代药物应用,2008(23):64-65.

[3] 游晓蓉.158例宫颈涂片液基细胞技术及TBS系统检测的临床分析[J].四川医学,2009(02):789-789.

细胞技术论文范文6

关键词:细胞生物学 实验 教学改革

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)01(a)-0104-02

细胞生物学是生命科学领域至关重要的基础学科。近年来,随着新理论、新概念、新技术的不断涌现,细胞生物学发展非常迅速。细胞生物学实验是细胞生物学的重要组成部分,但目前细胞生物学实验教学普遍滞后于理论课[1~2]。为了使细胞生物学实验教学质量上一个新台阶,我校对细胞生物学实验教学进行了改革与初步实践。在此,我们从课程内容安排调整,实验教学手段多样化和实验考核体系多元化三个方面进行阐述,以期为其他院校的细胞生物学实验教学的改革提供参考。

1 实验课程安排调整

传统的细胞生物学实验主要是以验证型实验为主,实验内容单一,不能激发学生的学习兴趣,不利于学生综合素质和创新能力的培养。传统的细胞生物学实验还存在学时过少,上课时间与理论课脱节的问题。鉴于以上原因,细胞生物学实验的课程内容和上课时间需要进行重新调整。

1.1 课程内容调整

实验学时由原来的32学时增加为48学时,实验内容由原来单一的验证型实验被调整为包括验证型、综合型和创新设计型三种类型的实验(见表1)。

1.1.1 调整验证型实验

基础性验证型实验的开设是为了巩固理论知识和基本实验操作技能的锻炼,因此,我们保留并重新调整了验证型实验。细胞形态结构和大小测量的实验被融入细胞培养实验中,小鼠巨噬细胞吞噬的观察实验被融入细胞吞噬与融合实验。DNA的Feulgen染色法和PAS反应法显示糖原及其它多糖都运用了细胞免疫化学方法,仅保留其一。为了学习不同细胞器的具体分离方法,线粒体的提取与观察实验被扩展为叶绿体和线粒体的提取与观察实验。

1.1.2 开设综合型实验

综合实验涉及了多种实验技术,系统化的综合实验有利于锻炼学生的综合素质[3]。细胞培养及细胞吞噬与融合被定为综合型实验。在细胞培养实验中,培养材料为配对的正常细胞与肿瘤细胞,实验涉及了细胞培养液的配制,细胞的复苏、培养和冻存,以及细胞形态的观察,大小测量和计数等技术。学生通过正常细胞和肿瘤细胞的比较,为学瘤细胞的基本特性提供了感性认识。在细胞吞噬和融合实验中,选择鸡红细胞为材料。以吞噬百分数和吞噬指数为指标,增加不同处理对小鼠巨噬细胞吞噬功能的研究;以聚乙二醇为诱导剂,研究不同的细胞密度、融合温度、乙二醇浓度及反应时间对细胞融合率的影响,筛选鸡红细胞融合的优化条件。

1.1.3 增加创新设计实验

最后,我们结合细胞生物学教研室中教师的科研工作,开展了创新设计实验,进一步培养学生的创新和科研能力[4]。首先,各实验小组学生根据设计实验的大方向查阅国内外文献后进行选题并完成实验设计。然后,按照小组阐述,学生发表意见,指导教师归纳总结的流程,对实验设计进行论证。最后,学生对实验设计进行修改和完善后,亲自进行实验前的准备及操作。

1.2 上课时间调整

为了配合细胞生物学理论知识的学习,细胞生物学实验的上课时间被调到与细胞生物学理论课同一个学期进行,而且从该学期的第四周开始实验,此时学生刚刚结束了细胞生物学第三章内容《细胞生物学研究方法和技术》的学习,对于常用的方法有了理论上的知识,有利于理解和掌握实验的内容。

2 实验教学手段多样化

目前,飞速发展的信息技术正以惊人的速度进入到教学的各个领域和环节,推动着教育教学的深刻改革。细胞生物学实验教学手段多样化的改革也离不开信息技术,需要现代教育技术的支持。

2.1 采用用多媒体技术

传统的实验课教学停留在黑板和挂图上,受时间和空间限制,难以调动学生学习的积极性。我们采用多媒体进行教学,提供了大量图表和图片以及动画,增加了教学信息量。多媒体教学优化了教学过程,充分调动了学生的积极性,提高了教学效率和教学效果。

2.2 介绍科学文献

细胞生物学实验操作技术是为科学研究服务的,教师在实验开始时展示与开设实验技术相关的3~5篇中外文科学文献,注重介绍文献中的实验方法,总结实验方法的进展,让学生了解实验方法的最新动态[5]。

2.3 利用网络教学平台

网络教学突破了传统教学中以“课堂、课本、教师”为中心的教学模式,能够更快捷和有效的进行信息交流,提高了学生的学习效率。通过实践和调查,学生通过网络平台主要解决了以下问题:第一,学生通过浏览网站,可以更有效的进行预习和复习;第二,学生在教学网络中的实验经验交流论坛中,通过交流实验心得加深了对实验的理解和掌握;第三,教学网站中提供了专业网站链接,便于学生充分利用网络资源,有利于培养学生的创新精神和创造能力。

3 实验考核体系多元化

传统的实验成绩基本上是根据学生的实验报告给定的,实验报告以学生抄写实验目的、原理、过程为主,不能体现出学生的实验操作能力和掌握能力,不利于学生良好实验素质和严谨科学态度的培养和形成。因此,实验考核系统的改革势在必行,我们采用不同的实验考核内容和不同的考核方式,即多元化考核体系进行考核。

3.1 基于实验类型的考核体系

根据基础性验证型、综合型和创新设计型实验各自的特点,我们建立了基于实验类型的考核体系,具体实验考核如下分配。

其中,基础性验证型实验注重考核学生的平时操作及实验结论,综合型实验注重学生的实际操作能力(占80%)。实验报告包括以下两方面的内容:第一,对实验结果的记录和分析。随堂记录实验结果可以促进学生对实验操作的重视;第二,通过解答实验后的思考题巩固实验内容。创新设计型实验注重对学生的创新能力进行考核,其中的论文写作为以后的毕业论文以及科研论文的写作奠定良好基础。

3.2 网络化考核体系

随着细胞生物学实验教学网络平台的开发,我们在网络平台上建立了考核数据库。对于耗时时间长的实验,教师让学生观看录像,然后提出问题进行考核。对于切片观察的实验,让学生对在网络平台上随机抽到的图片进行解释。此外,学生可利用计算机进行实验设计,完成对其创新能力的考核。

4 结语

在细胞生物学实验教学的改革中,我们通过对实验课程的内容及上课时间进行重新调整安排,借助多媒体技术、科研文献的介绍和网络平台等实现教学手段多样化,利用基于实验类型及网络的考核体系进行考核,充分调动了学生学习的积极性和主动性,提高了学生的科研和创新能力。

参考文献

[1] 张晓云,周汝滨,李永泉.《医学细胞生物学》教学改革的实践与思考[J].广东医学院学报,2004,22(1):30-31.

[2] 张俭,刘胜贵.《细胞生物学》实验课程的教改探索[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2005,23(3):71-72.

[3] 孙瞄,毛泽善,穆灵敏,等.开设细胞生物学综合实验的改革与探索[J].实验室科学,2006,4(2):14-15.