表觀遺傳學的特點精選(九篇)

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第1篇：表觀遺傳學的特點范文

關鍵詞 骨髓增生異常綜合征 表觀遺傳學 DNA甲基化 組蛋白去乙?；?/p>

中圖分類號：R979.19 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1533（2013）03-0013-04

Current status of epigenetic targeting treatment of myelodysplastic syndrome

DING Qianqian*， CHEN Qinfen**

（Department of Hematology， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT DNA methylation and histone deacetylation are the important part of epigenetics abnormalities of myelodysplastic syndrome （MDS）. Currently epigenetically active drugs， including DNA methyltransferase inhibitors and histone deacetylase inhibitors， have become a novel targeting epigenetic modifiers therapy in MDS field. This review summarizes the current status of epigenetic treatment of MDS in order to provide reference information for clinical practice.

KEY WORDS myelodysplastic syndrome； epigenetics； DNA methylation； histone deacetylation

表觀遺傳學（epigenetics）是研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變、但基因的表達發(fā)生了可遺傳的變化的一門遺傳學分支學科。“epigenetics”一詞最早由Waddington于1942年提出[1]，是一種與遺傳學（genetics）相對應的概念，主要研究基因型和表型的關系。Holiday[1]在1987年對表觀遺傳學作出了更為系統(tǒng)的論述，即指“沒有DNA序列變化、但可遺傳的基因表達改變”。表觀遺傳學的分子機制包括DNA甲基化（DNA methylation）、組蛋白修飾（histone modification）、染色質重塑（chromatin remodeling）和RNA干擾（RNA interference）4種。骨髓增生異常綜合征（myelodysplastic syndrome， MDS）是一組起源于造血干細胞的異質性髓系克隆性疾病，其特點是髓系細胞分化及發(fā)育異常，表現(xiàn)為無效造血、難治性血細胞減少和造血功能衰竭，可高風險向急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia， AML）轉化。MDS的發(fā)生是一個多因素、多步驟的過程，除有一系列的細胞遺傳學改變外，表觀遺傳學的異常在MDS的發(fā)病機制中也起著非常重要的作用。由于表觀遺傳改變具有可逆性，故能逆轉表觀遺傳異常的藥物成為近年MDS治療的新策略[2]。

MDS的表觀遺傳異常主要涉及DNA甲基化和組蛋白去乙?；╤istone deacetylation）等。DNA甲基化由DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferase， DNMT）催化；組蛋白乙酰化則受兩種作用相反的酶即組蛋白乙酰轉移酶（histone acetyltransferase， HAT）和組蛋白去乙酰酶（histone deacetylase， HDAC）的調控[3]。抑癌基因的DNA甲基化或組蛋白去乙?；瘯е乱职┗虻撵o默，與MDS的發(fā)生、發(fā)展和預后密切相關。DNMT抑制劑和HDAC抑制劑的臨床應用不僅為MDS治療提供了新的手段，而且也為其他腫瘤的治療提供了借鑒，因為表觀遺傳異常也普遍存在于其他實體或非實體腫瘤中[4]。

1 DNMT抑制劑治療MDS

甲基化異常是最常見、也是目前研究得最多的腫瘤表觀遺傳改變。腫瘤細胞DNA在基因啟動子區(qū)域的CpG島的高度甲基化會改變染色質的構象、抑制基因的轉錄，從而使基因表達靜默。迄今為止，美國FDA共批準過兩個具有表觀遺傳療效的藥物用于MDS的治療，它們分別是阿扎胞苷（azacytidine， 即5-氮雜胞苷， 5-AZA）和地西他濱（decitabine， 即5-氮雜-2’-脫氧胞苷， DAC）[5]。這兩個藥物均為核苷類DNMT抑制劑，可通過磷酸化后摻合到基因組DNA中與DNMT形成共價復合物、抑制DNMT與DNA結合而發(fā)揮轉甲基活性、最終誘導DNA去甲基化[3，6]。

1.1 5-AZA

5-AZA于1963年被合成，此后曾進行用于治療AML的臨床研究并被證明有效[7]，2004年5月被美國FDA批準用于MDS治療[8]，是第一個靶向表觀遺傳的DNMT抑制劑，批準依據(jù)是一項代號為“美國癌癥與白血病研究組B（Cancer and Leukemia Group B， CALGB）9221”的隨機、對照臨床研究數(shù)據(jù)[8-10]。該研究納入191例《國際預后評分系統(tǒng)（International Prognostic Scoring System， IPSS）》評分為高危、中危-2和中危-1并伴進行性血細胞減少的MDS患者，比較了5-AZA與最佳支持治療（best supportive care， BSC）的療效。結果顯示，接受5-AZA皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重復1個療程治療患者的生活質量明顯改善、輸血需求明顯減少且高危MDS患者向AML轉化或死亡的時間明顯延遲。在另一項代號為“AZA-001”的國際多中心、平行、開放試驗中，358例高危MDS患者被隨機分成5-AZA治療組和傳統(tǒng)治療（BSC、小劑量阿糖胞苷、強誘導化療）組。結果顯示，5-AZA組患者的總生存期明顯改善：5-AZA組和傳統(tǒng)治療組的中位生存期分別為24.5和15個月（p＝0.000 1），2年生存率分別為51%（42.1%～58.8%）和26%（18.7%～34.3%）。5-AZA組的完全緩解率達17%、總有效率為49%，均優(yōu)于傳統(tǒng)治療組[11]。這些數(shù)據(jù)表明，5-AZA治療可有效延長高危MDS患者的總生存期及進展至AML或死亡的時間。5-AZA治療也可有效延長老年高危MDS患者的總生存期及進展至AML或死亡的時間[12]。Musto等[13]回顧性分析了74例接受5-AZA治療的低?；蛑形?1 MDS患者的情況，發(fā)現(xiàn)總反應率為45.9%，其中64例患者經4個療程治療后的總反應率為51.6%、中位反應時間為6個月、中位隨訪15個月時的生存率為71.0%，證明5-AZA治療不僅可以延緩高危MDS進展、而且對低危MDS患者也有一定的療效。

美國FDA批準的5-AZA治療方案原為皮下注射75 mg/（m2·d）共7 d、每4周重復1個療程，至少連續(xù)用4個療程；2007年1月，美國FDA又批準了5-AZA的經靜脈內給藥方案[14]。5-AZA已于2010年被美國國家癌癥綜合網絡發(fā)表的《臨床實踐指南》列為對中危-2和高危MDS患者有Ⅰ類證據(jù)的優(yōu)選治療藥物[15]，是中危和高危MDS、尤其是不能耐受化療的老年MDS患者的重要治療選擇。

1.2 DAC

5-AZA是DAC的一種前體藥物。DAC于1964年被合成，在體外的去甲基化作用較5-AZA高30倍以上，最初亦用于AML治療研究[7]。對DAC的研究幾乎與5-AZA同時進行[4]。DAC在高劑量時有細胞毒作用、在低劑量時有去甲基化作用，治療MDS有劑量低和毒性低的優(yōu)勢[16]。DAC于2006年5月被美國FDA批準用于中危-2和高危MDS治療，是第2個靶向表觀遺傳的DNMT抑制劑，批準依據(jù)是一項代號為“NCT 00071799”的在美國和加拿大共22家醫(yī)院的臨床中心進行的國際多中心、隨機、對照試驗數(shù)據(jù)。該試驗納入358例高危MDS患者，結果顯示與BSC組相比，DAC治療組的總緩解率和總改善率明顯更高，且有8%患者的細胞遺傳學改善，說明DAC可以改變MDS的病程[11，17]。2008年9月，中國國家食品與藥品監(jiān)督管理局也批準DAC用于中危-2和高危MDS治療[18]。

DAC的治療方案有3 d和5 d方案兩種，分別是每8小時經靜脈內輸注（＞3 h）1次15 mg/m2連用3 d、每6周為1個療程和每天經靜脈內輸注（＞1 h）20 mg/m2連用5 d、每4周為1個療程。5 d方案的耐受性和治療反應率均更好，常見不良反應是骨髓抑制、惡心和皮疹等（存在個體差異）。低危MDS患者接受DAC每天皮下注射20 mg/m2連用3 d或每周3次治療也可獲得良好的療效[19]。

2 HDAC抑制劑治療MDS

組蛋白修飾比DNA甲基化復雜得多，包括組蛋白的乙?；?、磷酸化、甲基化、泛素化、糖基化、二磷酸腺苷核糖基化和羰基化等，其中研究得最多的是乙?；?。染色質轉錄狀態(tài)依賴于組蛋白編碼，HDAC在染色質構象改變中也起部分作用。組蛋白尾部賴氨酸殘基的局部修飾會影響染色質的構象和轉錄。通常，組蛋白賴氨酸殘基的乙?；c轉錄激活狀態(tài)的染色質（常染色質）相關，而組蛋白的去乙酰化與轉錄失活狀態(tài)的染色質（異染色質）相關[20]。組蛋白的磷酸化主要影響信號傳導通路中相關基因的轉錄。組蛋白的乙?；土姿峄际强赡娴模M蛋白的甲基化一直被認為是不可逆的過程。組蛋白甲基化和DNA甲基化會聯(lián)合作用和共同參與基因靜默，并通過DNA復制而傳遞下去[21]。鑒于組蛋白乙酰化具有可逆性的特征，目前MDS的表觀遺傳藥物除DNMT抑制劑外還有HDAC抑制劑。

HDAC抑制劑是通過促進腫瘤細胞分化、抑制腫瘤細胞增殖和（或）凋亡、調控細胞周期而使靜默的抑癌基因重新表達的[22-23]。HDAC抑制劑可依化學結構分為4類：①短鏈脂肪酸類物質，如丙戊酸（valproic acid）、丁酸酯類物質；②異羥肟酸（氧肟酸）類物質，如曲古抑菌素A、伏立諾他（vorinostat）、LBH589/LAQ824、PXD101；③環(huán)肽類物質，如FK228、縮酚酸肽；④苯甲酰胺類物質，如地那林（tacedinaline）、MS-275[23-25]。20世紀90年代以來，越來越多的HDAC抑制劑被發(fā)現(xiàn)及用于血液系統(tǒng)腫瘤和實體瘤的治療研究。新型HDAC抑制劑可在小劑量、低濃度下誘導腫瘤細胞分化和選擇性凋亡，抗腫瘤譜廣且對正常細胞無毒性。其中，丁酸酯類物質是第一類得到驗證的HDAC抑制劑；vorinostat于2006年10月被美國FDA批準用于皮膚T細胞淋巴瘤治療，是第一個被美國FDA批準的HDAC抑制劑[25]。

2001年起，HDAC抑制劑開始被用于MDS治療研究。Kuendgen等[26]用丙戊酸聯(lián)合全反式維甲酸治療MDS，低危、中危-1、中危-2和高危MDS組的總反應率分別為8%、11%、22%和50%，治療反應主要見于低危核型組。其他HDAC抑制劑苯丁酸酯（phenylbutyrate）、縮酚酸肽、LBH589、vorinostat和MS-275也在進行治療MDS的Ⅰ或Ⅱ期臨床試驗，盡管反應率較DNMT抑制劑低，但顯示有良好的安全性[26]。丙戊酸是一種抗癲癇藥，在抗癲癇有效治療濃度時表現(xiàn)出很強的HDAC抑制活性，國內研究也顯示其治療MDS有效[27-28]。

3 表觀遺傳藥物的聯(lián)合治療

基于DNA甲基化和組蛋白修飾對抑癌基因靜默的共同作用，推測DNMT抑制劑和HDAC抑制劑聯(lián)合應用應有良好的協(xié)同作用。近年來進行的DNMT抑制劑5-AZA或DAC聯(lián)合HDAC抑制劑丙戊酸或苯丁酸酯治療MDS的Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗顯示，總反應率為54%、完全反應率為22%[25]。Gore等[29]發(fā)現(xiàn)，在治療的第1個療程就有與治療相關的DNA甲基化逆轉。但也有研究指出，合用丙戊酸并未提高療效。Issa等[30]用DAC聯(lián)合或不聯(lián)合丙戊酸治療67例MDS和AML患者，發(fā)現(xiàn)是否合用丙戊酸對療效沒有顯著影響，推測這可能與DNA高甲基化水平僅部分通過組蛋白去乙酰化而致基因靜默有關。當然，這些臨床試驗的病例數(shù)還偏少，最終結論仍待進一步的更大規(guī)模的臨床隨機試驗的揭示。

4 結語

作為一種靶向治療手段，表觀遺傳藥物治療MDS這種難治性惡性克隆性疾病有一定的療效和優(yōu)勢，今后的研究將著重于表觀遺傳藥物的理想劑量及治療方案、表觀遺傳藥物的精確作用機制、是否有可用于預測療效或耐藥的生物標記以及新藥開發(fā)等方面。5-AZA的口服前體藥物2’，3’，5’-三乙?；?5-阿扎胞苷（2’，3’，5’-triacetyl-5-azacitidine， TAC）目前已經完成動物試驗，即將進入臨床試驗。作為5-AZA的前體藥物，持續(xù)口服TAC可使患者持續(xù)暴露于小劑量、低毒性的5-AZA治療中，有利于延緩DNA低甲基化作用并減緩MDS向AML的進展[31]。

參考文獻

[1] Holliday R. Epigenetics： a historical overview [J]. Epigenetics， 2006， 1（2）： 76-80.

[2] Fathi AT， Abdel-Wahab O. Mutations in epigenetic modifiers in myeloid malignancies and the prospect of novel epigenetic-targeted therapy [J/OL]. Adv Hematol， 2012， 2012： 469592 [2012-05-20]. http：//ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3145345/pdf/AH2012-469592.pdf.

[3] 杜傳清， 毛平. 骨髓增生異常綜合征中表觀遺傳學的研究進展[J]. 國際輸血及血液學雜志， 2011， 34（4）： 352-358.

[4] Garcia-Manero G. Modifying the epigenome as a therapeutic strategy in myelodysplasia [J/OL]. Hematology： Am Soc Hematol Educ Program Book， 2007， （1）： 405-411 [2012-05-20]. http：///content/2007/1/405.full.pdf+html.

[5] Blum W. How much？ How frequent？ How long？ A clinical guide to new therapies in myelodysplastic syndromes [J/OL]. Hematology： Am Soc Hematol Educ Program Book， 2010， （1）： 314-321 [2012-05-20]. http：///content/2010/1/314.full.pdf+html.

[6] Issa JP， Kantarjian HM. Targeting DNA methylation [J]. Clin Cancer Res， 2009， 15（12）： 3938-3946.

[7] Sekeres MA. Treatment of MDS： something old， something new， something borrowed... [J/OL]. Hematology： Am Soc Hematol Educ Program Book， 2009， （1）： 656-663 [2012-05-20]. http：///content/2009/1/656.full.pdf+html.

[8] Kaminskas E， Farrell A， Abraham S， et al. FDA Approval summary： azacitidine for treatment of myelodysplastic syndrome subtypes [J]. Clin Cancer Res， 2005， 11（10）： 3604-3608.

[9] Buckstein R， Yee K， Wells RA， et al. 5-Azacytidine in myelodysplastic syndromes： a clinical practice guideline [J]. Cancer Treat Rev， 2011， 37（2）： 160-167.

[10] G?tze K， Platzbecker U， Giagounidis A， et al. Azacitidine for treatment of patients with myelodysplastic syndromes （MDS）： practical recommendations of the German MDS Study Group [J]. Ann Hematol， 2010， 89（9）： 841-850.

[11] Fenaux P， Mufti GJ， Hellstrom-Lindberg E， et al. Efficacy of azacitidine compared with that of conventional care regimens in the treatment of higher-risk myelodysplastic syndromes： a randomised， open-label， phase III study [J]. Lancet Oncol， 2009， 10（3）： 223–232.

[12] Fenaux P， Mufti GJ， Hellstr?m-Lindberg E， et al， Azacitidine prolongs overall survival compared with conventional care regimens in elderly patients with low bone marrow blast count acute myeloid leukemia [J]. J Clin Oncol， 2010， 28（4）： 562-569.

[13] Musto P， Maurillo L， Spagnoli A， et al. Azacitidine for the treatment of lower risk myelodysplastic syndromes： a retrospective study of 74 patients enrolled in an Italian named patient program [J]. Cancer， 2010， 116（6）： 1485-1494.

[14] 張勇， 陳潔平. 骨髓增生異常綜合征的表觀遺傳治療[J]. 重慶醫(yī)學， 2009， 38（23）： 3021-3025.

[15] 劉菲， 徐瑞榮. DNA甲基化與骨髓增生異常綜合征研究進展[J]. 腫瘤學雜志， 2011， 17（5）： 382-384.

[16] 許峰， 李曉. 骨髓增生異常綜合征表觀遺傳學治療進展[J]. 白血病淋巴瘤， 2009， 18（11）： 690-693.

[17] 李莉， 趙維蒞， 沈志祥. MDS的表觀遺傳學異常與治療[J]. 國際輸血及血液學雜志， 2010， 33（3）： 211-215.

[18] 譚昀， 杜熙， 楊薇， 等. 治療骨髓增生異常綜合征新藥——地西他濱[J]. 中國新藥雜志， 2010， 19（2）： 91-94.

[19] 劉真真， 何廣勝. 地西他濱治療骨髓增生異常綜合征的臨床現(xiàn)狀[J]. 國際輸血及血液學雜志， 2011， 34（5）： 319-322.

[20] Mufti G， List AF， Gore SD， et al. Myelodysplastic syndrome [J/OL]. Hematology： Am Soc Hematol Educ Program Book， 2003， （1）： 176-199 [2012-05-20]. http：///content/2003/1/176.full.pdf+html.

[21] 陸嶸， 房靜遠. 表觀遺傳修飾與腫瘤[J]. 生命科學， 2006， 18（1）： 10-14.

[22] Quintás-Cardama A， Santos FP， Garcia-Manero G. Histone deacetylase inhibitors for the treatment of myelodysplastic syndrome and acute myeloid leukemia [J]. Leukemia， 2011， 25（2）： 226-235.

[23] 葉靜嫻， 鹿全意. 組蛋白去乙?；敢种苿┲委熝耗[瘤研究進展[J]. 中國臨床藥理學雜志， 2010， 26（10）： 777-780.

[24] 檀瓊， 劉全海. 組蛋白去乙酰化酶抑制劑的研究進展[J]. 世界臨床藥物， 2010， 31（10）： 616-620.

[25] Stintzing S， Kemmerling R， Kiesslich T， et al. Myelodysplastic syndrome and histone deacetylase inhibitors： “to be or not to be acetylated”？ [J/OL]. J Biomed Biotechnol， 2011， 2011： 214143 [2012-05-20]. http：//ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3100562/pdf/JBB2011-214143.pdf.

[26] Kuendgen A， Strupp C， Aivado M， et al. Treatment of myelodysplastic syndromes with valproic acid alone or in combination with all-trans retinoic acid [J]. Blood， 2004， 104（5）： 1266-1269.

[27] 上官輝， 汪寶貞. 丙戊酸鈉聯(lián)合全反式維甲酸治療骨髓增生異常綜合征22例[J]. 白血病淋巴瘤， 2010， 19（9）： 555-557.

[28] 陳寶安， 張波， 李春蕊， 等. 丙戊酸鈉對骨髓增生異常綜合征細胞株SKM-1作用及其機制的研究[J]. 中國實驗血液學雜志， 2010， 18（6）： 1515-1519.

[29] Gore SD， Baylin S， Sugar E， et al. Combined DNA methyltransferase and histone deacetylase inhibition in the treatment of myeloid neoplasms [J]. Cancer Res， 2006， 66（12）： 6361-6369.

第2篇：表觀遺傳學的特點范文

[關鍵詞]表觀遺傳修飾；DNA甲基化；牙周??；炎癥；細胞因子

[中圖分類號]R 781.4[文獻標志碼]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.02.034

Association between epigenetic modification and periodontal diseasesLei Dan, Jiang Su, Wu Yafei, Zhao Lei.（Dept. of Periodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, Chengdu 610041, China）

[Abstract]Periodontitis is a multifactorial infection characterized by inflammation and destruction of tooth supporting tissues, the main cause of tooth lost. The pathogenesis is complex. Not only the periodontal pathogens and its metabolites damage the tooth supporting tissues directly, but also trigger immune response. Cytokines are pro－ducted during the immune response. In recent years, some researches demonstrated that the expressing of cytokines gene was regulated by epigenetic modification. Owing to cytokines, epigenetic modification has something to do with the periodontitis. In this review, the epigenetic modification involved in periodontitis and research progress were discussed.

[Key words]epigenetic modification；DNA methylation；periodontitis；inflammation；cytokine

表觀遺傳學的概念與遺傳學相對，1942年，沃丁頓最早提出了“epigenetics”一詞，主要指研究基因型和表型之間的關系。1987年，霍利迪針對“epigenetics”給出更進一步的定義[1]，即現(xiàn)在比較統(tǒng)一的認識，他認為其是一門主要研究沒有DNA序列改變并且可以遺傳的基因功能變化的學科。表觀遺傳機制主要是通過調控基因轉錄來調節(jié)基因的表達，表觀遺傳修飾包括DNA甲基化、組蛋白乙酰化、DNA乙酰化、基因印記、基因沉默等[2]。本文就DNA甲基化和組蛋白乙?；c牙周病的相關性作一綜述。

1表觀遺傳學及相關概念

1.1DNA甲基化

DNA甲基化是指在DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferases，DNMT）的作用下，催化S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體，將一個甲基基團添加到DNA分子中的堿基上。這種甲基基團的添加主要發(fā)生在DNA的轉錄啟動因子CpG島（基因組中富含CpG二核苷酸的一些區(qū)域）內的胞嘧啶C5上的碳原子，形成5-甲基胞嘧啶[3]。DNA甲基化后，能直接干擾特異轉錄因子，如核因子-κB與啟動子的識別位置結合，甲基CpG結合蛋白與轉錄因子競爭性結合甲基化DNA位點，均可使轉錄因子與DNA分子的結合減少，因此DNA甲基化會抑制特定基因的轉錄過程。如果DNA未發(fā)生甲基化或者去甲基化后，特定轉錄因子與DNA分子的結合會恢復正?；蛘咴龆啵虼薉NA去甲基化能夠促進特定基因的轉錄過程[4]。

1.2染色體組蛋白修飾

組蛋白是染色質基本結構單位核小體的核心部分，外周被DNA纏繞。當組蛋白發(fā)生結構改變，即發(fā)生組蛋白修飾時，常常會影響基因的轉錄和表達。目前，有關組蛋白修飾的研究多集中在組蛋白乙?；矫?。組蛋白乙酰化是組蛋白乙?；D移酶（histone acetyltransferase，HAT）將乙酰輔酶A的乙?；糠洲D移至組蛋白氨基末端上特定賴氨酸殘基的ε-氨基基團上。帶負電的乙?；税被鶊F的正電荷，此時DNA分子本身的負電荷使得DNA構象展開、核小體結構松弛。松弛的核小體結構可促進轉錄因子與DNA分子的接觸，因此組蛋白乙?；せ盍颂囟ɑ虻霓D錄過程；當組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）移去組蛋白賴氨酸殘基上的乙?；鶗r，組蛋白恢復正電性，增加了與DNA之間的吸引力，使啟動子不易接近轉錄調控元件，從而反向抑制特定基因的轉錄[5]。

近年來，許多學者進行了表觀遺傳修飾的相關研究，大多涉及的均是腫瘤、癌癥、自身免疫性疾病等，對炎癥性疾病的研究較少。

2炎癥發(fā)生的分子機制

炎癥反應以免疫細胞的滲出為其重要特征，滲出的免疫細胞分泌的細胞因子與炎癥的發(fā)生發(fā)展緊密相關。免疫細胞主要包括T細胞、B細胞、單核吞噬細胞和樹突細胞等。T細胞是參與炎癥反應的重要免疫細胞，慢性炎癥炎灶部位出現(xiàn)大量激活的CD4+T輔助細胞（T helper，Th），識別并幫助CD8+Th細胞殺死外源病原菌。CD4+Th細胞還能分化為多種效應T細胞：Th1、Th2、Th17。

3表觀遺傳修飾對炎癥反應的調控

3.1Th1/Th2細胞的分化及其細胞因子

天然CD4+T細胞在抗原呈遞細胞信號作用下，分化為Th1或者Th2細胞，發(fā)揮不同的免疫功能。Th1細胞能夠調節(jié)細胞免疫，分泌干擾素（interferon，IFN）-γ、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白細胞介素（interleukin，IL）-2等細胞因子抵抗細胞內的細菌或病毒。Th2細胞介導體液免疫，分泌IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子，抵抗胞外病原體[6]。

天然CD4+T分化為Th1和Th2細胞依賴于表觀遺傳修飾。包括各自特異性細胞因子基因的組蛋白乙?；虳NA甲基化等。Th1細胞的分化受ifn-γ基因DNA低甲基化及組蛋白3高乙?；蚑h2的特征細胞因子———il-4、il-5、il-13基因的表觀遺傳沉默的調控，而Th2細胞分化則受il-4、il-13基因的組蛋白3快速乙酰化和Th1特征細胞因子———ifn-γ基因的表觀遺傳沉默的調控[7]。

3.2Th17細胞分化及細胞因子

CD4+T除分化為Th1和Th2外，近年來發(fā)現(xiàn)了一種新的Th細胞亞群，即Th17細胞。Th17細胞分泌IL-17和IL-17F，具有較強的促炎性，在炎癥疾病中具有重要作用。與Th1、Th2的分化一樣，Th17的分化也受表觀遺傳修飾的調控，其特點為il-17基因啟動子區(qū)存在組蛋白乙?；图谆F(xiàn)象[8]。

3.3CD8記憶性T細胞的分化及其細胞因子

CD4+T細胞與CD8+T細胞的激活密切相關。天然CD8+T細胞激活分化為CD8記憶性T細胞（CD8 memory T cells，CD8Tm）。CD8Tm能分泌促炎細胞因子，如IL-2、IFN-γ，參與炎癥反應。CD8+T分化為CD8Tm的過程中受表觀遺傳修飾的調控，其特點是細胞因子il-2和ifn-γ基因啟動子區(qū)DNA低甲基化和ifn-γ基因啟動和增強區(qū)的組蛋白乙?；痆9]。

綜上可知，炎癥反應中的免疫細胞在發(fā)揮定向分化功能的過程中，存在表觀遺傳修飾，與炎癥性疾病的發(fā)展密切相關[10]。

4表觀遺傳修飾與牙周病的調控

4.1對基因的調控

現(xiàn)在人們普遍認為，研究表觀遺傳現(xiàn)象的一個經典模式就是雙胞胎。同卵雙生的2個人具有完全相同的基因組，在同樣的環(huán)境中長大后，他們在性格、健康方面仍會有較大的差異[11]。

在對雙胞胎牙周疾病的研究中，學者們發(fā)現(xiàn)其牙周病的表型往往有所不同。Torres de Heens等[12]在排除了教育程度、吸煙、病原菌等的影響，對同卵雙胞胎的牙周病表型進行研究后發(fā)現(xiàn)，同卵雙胞胎之間的附著喪失、牙槽骨吸收程度均不一致，且雙胞胎年齡越大，牙周病表型的差異性也越大。由此提示，表觀遺傳修飾可能參與了牙周病相關基因表達的調控。

X染色體上的基質金屬蛋白酶組織抑制因子（tissue inhibitor of metallo proteinase，timp）-1基因表達產物TIMP-1是基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）的抑制因子，其可通過酪氨酸蛋白激酶和絲裂素活化蛋白激酶途徑促進破骨細胞的骨吸收作用；在高濃度時抑制MMP活化，在低濃度時反而促進MMP的活化。正常狀態(tài)下，女性2條X染色體中的一條處于甲基化修飾狀態(tài)時，此X染色體上的基因不表達[13]。國內外學者均在女襲性牙周炎患者中發(fā)現(xiàn)，2條X染色體上的timp-1基因都處于去甲基化狀態(tài)時，才有活性表達，由此會引起TIMP-1生成增多，促進牙槽骨吸收。男性只有一條X染色體，由此提示，女襲性牙周炎的發(fā)病率高于男性可能與timp-1基因的表達有關[14]。

4.2牙周致病菌

牙齦卟啉單胞菌、伴放線放線桿菌是常見的牙周致病菌，檢出率高，致病作用確定。

牙齦卟啉單胞菌是檢出率最高的牙周致病菌，與牙周病密切相關。伴放線放線桿菌的致病性與其毒力因子密切相關，如菌毛和囊泡可介導其對宿主上皮細胞的黏附、侵入，毒素分泌等[15]。DNA腺嘌呤甲基轉移酶是DNA甲基化的關鍵酶，與革蘭陰性菌的生物功能相關，可調節(jié)毒力相關基因的表達。Wu等[16]在研究伴放線放線桿菌時發(fā)現(xiàn)，敲除dam基因的菌株和標準菌株與人口腔上皮癌細胞黏附后，缺乏株分泌的白細胞毒素是標準株的24倍。這可能是因為敲除dam基因后，伴放線放線桿菌白細胞毒素基因的DNA甲基化減少，呈低甲基化狀態(tài)，dam基因的表達增強導致的。但具體作用機制不明確，需進一步研究證明。

4.3調控牙周炎癥反應

4.3.1發(fā)病機制牙周病的始動因子是牙菌斑。菌斑微生物及其毒性產物引發(fā)并驅動炎癥反應，同時激活宿主的免疫細胞，產生并釋放多種細胞因子。IL、IFN、轉化生長因子-β、TNF、前列腺素E2等，能調節(jié)破骨細胞的分化，導致牙槽骨吸收。MMP可以直接破壞和降解膠原，還可以通過分泌細胞因子，降解結締組織，并使其降解持續(xù)和延長，是牙周組織破壞的最主要侵襲者。牙周炎發(fā)病過程中，涉及的細胞因子主要有IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-α、MMP等。

4.3.2調控牙周病相關細胞因子表觀遺傳修飾調控細胞因子基因的表達，DNA高甲基化和組蛋白去乙酰化可抑制細胞因子的表達，而DNA低甲基化和組蛋白乙?；瘎t能促進基因的表達。在牙周炎患者中，常常有多種細胞因子的表達增高。有研究[17-19]發(fā)現(xiàn)，細胞因子的分泌增多與其基因的表觀遺傳修飾存在相關性。慢性牙周炎患者的口腔上皮細胞中，ifn-γ、il-6、tnf-α基因啟動子區(qū)DNA常常處于低甲基化狀態(tài)，促進了相應的mRNA表達增多，分泌了IFN-γ、IL-6、TNF-α蛋白[20]。牙周炎活動期ptgs2基因啟動子DNA甲基化僅為靜止期的1/5，因此活動期PTGS2的表達較靜止期明顯增多。在侵襲性牙周炎和慢性牙周炎患者的口腔上皮細胞中，il-8基因啟動子區(qū)的低甲基化均明顯高于健康對照組。由此可見，表觀遺傳修飾的DNA甲基化能夠調控ifn-γ、il-6、tnf-α、ptgs2、il-8基因的轉錄，在牙周炎癥的發(fā)生發(fā)展中起一定的作用。

5小結和展望

表觀遺傳修飾的DNA高甲基化能抑制細胞因子基因的表達，反之則可促進其表達，此過程的調控依賴于DNA甲基轉移酶和組蛋白去乙酰化酶，以及它們的促進劑或抑制劑[21]。表觀遺傳修飾與牙周病的相關性尚處于探索階段，學者們在牙周炎癥組織中發(fā)現(xiàn)存在表觀遺傳修飾的改變，但其具體機制尚不明確，需進一步研究。

6參考文獻

[1]Holliday R. DNA methylation and epigenetic defects in carcinogenesis[J]. Mutat Res, 1987, 181（2）：215-217.

[2]Gomez RS, Dutra WO, Moreira PR. Epigenetics and periodontal disease：Future perspectives [J]. Inflamm Res, 2009, 58（10）：625-629.

[3]Offenbacher S, Barros SP, Beck JD. Rethinking periodontal inflammation[J]. J Periodontol, 2008, 79（8 Suppl）：1577-1584.

[4]Barros SP, Offenbacher S. Epigenetics：Connecting environment and genotype to phenotype and disease[J]. J Dent Res, 2009, 88（5）：400-408.

[5]Timmermann S, Lehrmann H, Polesskaya A, et al. Histone acetylation and disease[J]. Cell Mol Life Sci, 2001, 58（5/6）：728-736.

[6]Mosmann TR, Kobie JJ, Lee FE, et al. T helper cytokine patterns：Defined subsets, random expression, and external modulation[J]. Immunol Res, 2009, 45（2/3）：173-184.

[7]Lee GR, Kim ST, Spilianakis CG, et al. T helper cell differentiation：Regulation by cis elements and epigenetics[J]. Immunity, 2006, 24（4）：369-379.

[8]Akimzhanov AM, Yang XO, Dong C. Chromatin remodeling of interleukin-17（IL-17）-IL-17F cytokine gene locus during inflammatory helper T cell differentiation[J]. J Biol Chem, 2007, 282（9）：5969-5972.

[9]Northrop JK, Thomas RM, Wells AD, et al. Epigenetic remodeling of the IL-2 and IFN-gamma loci in memory CD8 T cells is influenced by CD4 T cells[J]. J Immunol, 2006, 177（2）：1062-1069.

[10]Wilson AG. Epigenetic regulation of gene expression in the inflammatory response and relevance to common diseases[J]. J Periodontol, 2008, 79（8 Suppl）：1514-1519.

[11]Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, et al. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2005, 102（30）：10604-10609.

[12]Torres de Heens GL, Loos BG, van der Velden U. Monozygotic twins are discordant for chronic periodontitis：Clinical and bacteriological findings[J]. J Clin Periodontol, 2010, 37（2）：120-128.

[13]Anderson CL, Brown CJ. Epigenetic predisposition to expression of TIMP1 from the human inactive X chromosome[J]. BMC Genet, 2005, 6：48.

[14]趙紅宇,張旭,李得加,等.侵襲性牙周炎牙齦組織中TIMP1基因表達多態(tài)性研究[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2005, 15（12）：1502-1503.

[15]Henderson B, Ward JM, Ready D. Aggregatibacter（Actinobacillus）actinomycetemcomitans：A triple A* periodontopathogen[J]. Periodontol 2000, 2010, 54（1）：78-105.

[16]Wu H, Lippmann JE, Oza JP, et al. Inactivation of DNA adenine methyltransferase alters virulence factors in Actinobacillus actinomycetemcomitans[J]. Oral Microbiol Immunol, 2006, 21（4）：238-244.

[17]Zhang S, Barros SP, Niculescu MD, et al. Alteration of PTGS2 promoter methylation in chronic periodontitis[J]. J Dent Res, 2010, 89（2）：133-137.

[18]Andia DC, de Oliveira NF, Casarin RC, et al. DNA methylation status of the IL8 gene promoter in aggressive periodontitis[J]. J Periodontol, 2010, 81（9）：1336-1341.

[19]Oliveira NF, Damm GR, Andia DC, et al. DNA methylation status of the IL8 gene promoter in oral cells of smokers and non-smokers with chronic periodontitis[J]. J Clin Periodontol, 2009, 36（9）：719-725.

第3篇：表觀遺傳學的特點范文

關鍵詞：生命科學概論;遺傳學;專題討論;教學模式

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）43-0176-02

21世紀的生命科學與其他學科的相互滲透和相互促進，對社會和經濟的發(fā)展以及人類的前途和命運產生深刻的影響[1]。目前，在高等學校非生物類專業(yè)中開設生命科學概論課程，已經取得越來越多的共識。由于受課時的限制，各個學校在具體教學內容、課程安排、教學方式上存在較大的差異[2，3]。遺傳學是生命科學的重要組成部分，涉及動物、植物、微生物、細胞、生物化學、人類遺傳、數(shù)量遺傳、表觀遺傳、遺傳病等方面的內容。如何在有限的學時內，取得較好的教學效果，是生命科學概論教學需要探討的問題[4]?！皩ｎ}討論”是以專題為內容，以討論為形式的一種教學方式，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及溝通與交流的能力，是傳統(tǒng)講授式教學的良好補充[5]。近年來，我們采用專題討論的方式，圍繞遺傳學的基礎知識、相關的最新研究進展和社會熱點等問題開展教學，取得一定的成效，受到學生的歡迎。

一、專題討論的組織和實施

（一）專題選題的篩選與確定

在生命科學概論的遺傳學教學中，以前期的基本知識為基礎，了解學生在中學階段文理科的基本情況以及對生命科學的感興趣話題，收集社會和網絡上與遺傳學相關的熱點問題，確定專題討論的題目。專題題目需要符合以下幾個要求：首先，緊扣教材，不能脫離遺傳學的范疇。其次，結合實際，與時俱進，具有一定的新穎性。另外，專題難度要適中，不超出學生的學習范圍，以免影響學習興趣。每個學生都可以根據(jù)自己的興趣和愛好，向教師提出專題選題。

例如，學生可以在這一課程教學中篩選出多個能進行討論的專題題目：衰老與遺傳、醫(yī)學與遺傳、轉基因與食品安全、不孕不育與優(yōu)生優(yōu)育、性別決定與同性戀、罕見遺傳病探討、轉基因食品的理性思考、人類常見遺傳病知識、遺傳與優(yōu)生、遺傳與環(huán)境――誰決定性格、遺傳病的認識與防治、紅綠色盲的遺傳、人類左右撇子性狀及其遺傳機制分析、人類性別決定和性別鑒定研究進展、先天性唇裂的原因與預防等。從這些題目可以看出，學生比較關注自身、社會和網絡熱點問題。因此，教師在實際教學中，可根據(jù)學生選題的實際情況，挑選感興趣的內容，擬定5～6個題目，進行準備和討論。

（二）討論形式與過程

討論可分小組和班級討論兩種方式。一般8～10名學生組成一個小組，每組學生可自行選擇專題，推舉一名小組長，對組員進行分工合作，如在收集資料、分類與整理資料、PPT制作等方面進行詳細分工，并在組內通過郵件、QQ等方式進行內部討論交流，推舉一名同學進行全班討論與交流，時間控制在10分鐘之內。為了體現(xiàn)探究式學習模式，提高學生的科學思維，專題應按照文獻綜述“前言―正文―總結―參考文獻”的格式撰寫，強調參考文獻特別是英文文獻的閱讀和使用。

全班專題討論時間一般安排在課程結束前的2～3周，成績作為學生的平時成績，計入期末總成績中，用3個課時實施專題討論。討論開始前，擬定1名學生作為主持人，告知大家本次討論的題目、順序、匯報人。在學生進行交流匯報時，應首先介紹本組成員，以及每位成員在本次交流的貢獻。匯報結束后，展開討論答辯，依據(jù)討論的熱烈程度，可適當延長時間。討論后，教師要對匯報人的匯報內容、討論內容等做點評。

總之，在交流討論的過程中，匯報演講人要控制好時間，而討論時間則可適當延長。教師應盡可能地不打斷學生的熱烈討論，當時間較長時提醒課后再接著討論。

（三）專題討論總結

每位學生匯報與討論結束后，教師應對匯報人的題目新穎性、PPT制作、文獻查閱、語言表達能力等多方面及學生討論問題進行點評。由于每組學生在討論題目、PPT制作、語言表達等方面存在差異，導致匯報討論后的反應大不一樣，教師要指出其優(yōu)缺點，增強較弱小組學生的自信心，不吝惜鼓勵，也要委婉地指出問題。例如，在“人類常見遺傳病的知識”的匯報中，演講人對常見遺傳病的分類、名稱進行介紹，但沒有對一些常見遺傳病的定義進行詳細解釋，PPT的制作更像課件而非專題匯報形式。匯報結束后，教師應委婉地指出存在的問題，如應就實際問題以及更能引起大家興趣的方面做更多的努力，這既指出缺點，也會照顧學生的情緒。在每位學生的專題匯報討論結束后，班上其他同學要依據(jù)合適的評分標準進行打分，最后由專人進行統(tǒng)分、公示，將其作為平時成績。討論結束后，按照討論的意見和建議，對專題電子文稿和PPT文稿進行修改，提供給每位學生，讓所有的學生能主動地參與教學，獲得更多的知識，比單純教師講授的效果要好。

專題討論式教學能充分發(fā)揮學生的主體作用，值得注意的是，也不可忽視教師的引導作用。專題討論式教學雖然把課堂交給學生，但教師不能對學生放任，而是全程對學生負責，不可掉以輕心，否則很難達到初衷。不過，這對教師的學術水平、教學能力、組織能力、工作責任心等提出更高的要求。

二、專題討論的優(yōu)勢和特點

作為非生物類專業(yè)的大學生，學習生命科學的目的是拓展知識面，加強學科交叉，促進不同學科之間的融合，培養(yǎng)正確的生命觀，珍惜生命和熱愛生命[1，2]。有學者認為，自主討論式的學習模式，有助于培養(yǎng)學生的學習興趣及獨立思考能力和創(chuàng)新思維能力[3，5]。張羽在遺傳學的教學中，認為差異自主式、探究式、合作式的方法可取得較好的效果[6]。專題討論式的教學方法會使學生變被動學習為主動學習，體現(xiàn)自主式、探究式和合作式的特點。學生在準備專題內容時，能夠分工合作又相互合作，不僅大大拓展教材內容，增加知識面，還可培養(yǎng)獨立思考、探究和創(chuàng)新能力。

有調查研究表明，現(xiàn)在大學生畢業(yè)后，所從事的職業(yè)與大學所學專業(yè)的關系有逐年下降的趨勢，而生命科學與人類和社會的關系越來越密切。因此，非生物類大學生在學習生命科學知識的他同時，應學會獨立思考，掌握不斷學習的能力，緊跟科技發(fā)展步伐。而專題討論式的教學方法，對培養(yǎng)大學生的自學能力、獨立思考能力、信息獲取能力、信息分析判斷能力、外文應用能力等，有很大的幫助。

在生命科學概論的遺傳學教學中，采用專題討論式教學方法，會給學生提供展示自己的機會，讓其語言表達能力、臨場發(fā)揮能力、應變能力等得到鍛煉。而且，很多學生也很喜歡這種教學方式，期望能夠多開展一些這樣的教學活動。

三、專題討論的不足和解決思路

（一）存在的不足

生命科學概論作為非生物類專業(yè)學生的課程，根據(jù)學生對象，在該教學方式實施過程中也存在一些問題，特別是不同專業(yè)和年級的教學班，在專題討論組織方面比較困難。例如，有學生說需要花費較多的時間和精力去完成專題，而小組式分工協(xié)作容易使積極性不高的學生偷懶，個別學生參與度不高，最后專題形成與討論僅僅依靠小組內幾位學習認真、有興趣的學生來完成。一些學生在引用文獻時過多引用英文二次或三次文獻，沒有較好地閱讀原文獻，容易造成引用偏差。還有，其評價方式有待細化和科學化等。

（二）解決思路

了解學生的興趣與態(tài)度，擬定的專題討論應貼近需要、實用，增加討論熱情等。在興趣的指引下，學生才不會覺得這是一種學習壓力，而會主動積極去獲取相關專題知識。

針對學生英文文獻閱讀能力較弱現(xiàn)象，教師在平時上課過程中可根據(jù)授課內容，用較短的時間增加英文文獻的閱讀與講解，并讓學生試著翻譯文獻，布置英文文獻閱讀任務，以讀書筆記的形式間接提高學生英文文獻的閱讀時間和能力。

針對評價方式與標準，征求其他學科教師和學生的意見，以提高學生的知識面和師范技能，設置更為合理的標準。

參考文獻：

[1]曹陽，張霞，高捷，等.通識教育中生命科學素養(yǎng)教育初探[J].高校生物學教學研究（電子版），2011，1（1）：30-31.

[2]魏俊杰.生命科學類課程教學探索與實踐[J].安徽農學通報，2011，（12）：89-90.

[3]明鳳，常芳，李捷.互動式的“教與學”――“現(xiàn)代生命科學導論”課程授課方法初探[J].高校生物學教學研究（電子版），2013，3（4）：10-13.

[4]邢萬金，莫日根，蘇慧敏.遺傳學教學內容中與其他課程重疊部分的處理[J].高校生物學教學研究（電子版），2011，1（2）：10-13.

第4篇：表觀遺傳學的特點范文

[關鍵詞] 精準醫(yī)學；基因組學；醫(yī)學研究生；培養(yǎng)

[中圖分類號] R394；G642 [文獻標識碼] A [文章號] 1673-7210（2017）01（a）-0113-04

[Abstract] Precision medicine is the development trend of medical science. The ability to practice precision medicine is dependent on genomics. The genomics research of common diseases and rare diseases， as well as the pharmacogenomics have been widely used in the era of precision medicine. To help the postgraduate students master the basic knowledge of genomics and understanding the latest genomics development and application， it is necessary to keep pace with the development of discipline. By learning genomics， the medical postgraduates can improve the ability and level of scientific research， and lay a good found a tion for their clinical work in future. To adapt to the requirements of the rapid development of genomics， some elements of teaching mode should bead just to meet the requirements of rapid development of genomics in the era of precision medicine， which can expand the basic knowledge of medical postgraduates and train medical talents with interdisciplinary background.

[Key words] Precision medicine； Genomics； Medical postgraduates； Cultivation

精準醫(yī)學是以個體化醫(yī)療為基礎、隨著基因組測序技術快速進步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學的交叉應用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學概念與醫(yī)療模式。2015年1月20日，美國總統(tǒng)奧巴馬發(fā)表講話，呼吁美國要增加醫(yī)學研究經費，推動個體化基因組學研究，依據(jù)個人基因信息為癌癥及其他疾病患者制訂個體醫(yī)療方案，拉開了精準醫(yī)學的大幕。精準醫(yī)學體現(xiàn)了醫(yī)學科學發(fā)展趨勢，也代表了臨床實踐發(fā)展的方向，必將在不遠的將來惠及國民健康及疾病防治?；蚪M學研究是實現(xiàn)精準醫(yī)學的重要手段。本文就精準醫(yī)學時代培養(yǎng)醫(yī)學研究生利用基因組學進行科研工作和疾病診療的重要性以及基因組學教學模式的調整進行初步探討。

1 精準醫(yī)學的本質

精準醫(yī)學是通過基因組、蛋白質組等組學技術和其他前沿科技，依據(jù)患者內在生物學信息及臨床特點，在分子學水平為疾病提供更加精細的分類及診斷，從而對患者進行個性化精準治療，以期達到治療效果最大化和副作用最小化的一門訂制醫(yī)療模式[1]。精確、準時、共享、個體化是精準醫(yī)學的四要素。

精準醫(yī)學研究的主要目的是通過標準化的各種大型的隊列研究和多種組學研究，尋找疾病的新的生物標志物以完善疾病分類；完善后的新疾病分型通過藥物基因組學等手段進行臨床轉化，達到個體化的精準醫(yī)療[2]。如何將精準醫(yī)學基礎研究成果轉化，服務于臨床實踐，將是精準醫(yī)學模式下需要著重思考的問題。

第5篇：表觀遺傳學的特點范文

【摘要】

目的 建立一種可靠的Grb10印跡基因實時熒光定量PCR方法，檢測傳代培養(yǎng)鼠尾成纖維樣細胞中Grb10表達的差異。 方法 通過實時熒光PCR，選擇合適的“相對標準品”繪制相對標準曲線，檢測傳代培養(yǎng)細胞中印跡基因Grb10的表達水平。結果 相對標準曲線有較好的線性（r=0.999及0.984）；實時熒光定量PCR方法檢測出隨著細胞培養(yǎng)代數(shù)的增加印跡基因Grb10表達水平上升。 結論 雙標準曲線的實時熒光定量PCR法用于檢測Grb10的表達準確可靠；傳代培養(yǎng)可能影響鼠尾成纖維樣細胞中印跡基因Grb10的表達水平。

【關鍵詞】 聚合酶鏈反應； 等位基因； 基因表達； 蛋白質類； 細胞，培養(yǎng)的； Grb10

Grb10是母本等位基因特異表達的印跡基因，通過編碼特殊的銜接蛋白結合酪氨酸激酶受體，調節(jié)特定的信號傳遞過程。印跡基因表達的一個特點是依賴等位基因的親本來源，即優(yōu)先表達來自父本或母本的等位基因[1]。某一親本等位基因的沉默是通過染色體的表觀遺傳修飾來完成的，染色體的修飾對基因轉錄密不可分，主要包括DNA甲基化和組蛋白修飾。因此，檢測小鼠印跡基因Grb10在經體外培養(yǎng)后表達水平的差異，是研究培養(yǎng)過程中表觀遺傳修飾影響印跡基因Grb10表達水平的重要基礎。

實時熒光定量PCR是近年來使用的一種核酸檢測技術，因高精確度、高靈敏性、污染少等優(yōu)點已在生物醫(yī)學、基礎科研及醫(yī)學臨床中得到廣泛應用。它是利用每一模板的CT值與該模板的起始拷貝數(shù)的對數(shù)存著的線性關系，來定量模板初始拷貝數(shù)，從而實現(xiàn)極為精確的核酸定量檢測。綜合比較實時熒光PCR絕對定量和相對定量的各種方法，同時結合試驗目的，筆者采用一種新的實時熒光定量PCR的方法來檢測印跡基因Grb10的表達，即通過合適的相對標準品、系列稀釋后構建相對標準曲線，獲得與絕對定量標準曲線一致的斜率。因為定量結果只與曲線的斜率相關[2]，因此，可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)的相對定量法（2- C T法）更為準確的定量結果，并且避免了絕對定量的復雜度和難度。

1 材料和方法

1.1 材料 雜交鼠B6D2F1(C57BL/6 x DBA2，6～8周齡)，購自國家嚙齒類實驗動物種子中心上海分中心[合格證號：SCXK（滬）20030003]。細胞培養(yǎng)用試劑購自上海水源生物技術服務公司。逆轉錄試劑盒購自東洋紡生物科技有限公司（ReverTra AceαTM， TOYOBO）。SYBR Green I熒光定量試劑盒購自大連TaKaRa公司(SYBR Premix Ex TaqTM TaKaRa)。其余試劑無特別說明均購自美國Sigma公司。

定量PCR的Grb10、Gapdh引物均由上海生工生物工程技術服務公司合成。RNA定量采用紫外分光光度計（ND100，美國Thermo公司），實時定量采用實時熒光定量 PCR儀（7500，美國ABI公司）。

1.2 鼠尾成纖維樣細胞培養(yǎng) 參照文獻[3]。剪約1 cm鼠尾組織，消毒后用培養(yǎng)液反復沖洗，轉移至新培養(yǎng)皿，剪切至約1 mm×1 mm×1 mm組織塊，移入濕潤過的培養(yǎng)瓶，均勻擺布至瓶底，相互距離約0.5 cm。輕輕翻轉培養(yǎng)瓶，瓶底向上，加入1 mL培養(yǎng)液（DMEM/F12，添加10%FBS和0.1～0.25%雙抗），輕晃動使之分布均勻，置36.5 ℃溫箱倒置培養(yǎng)約4～8 h，待其組織塊貼壁，再緩緩把培養(yǎng)瓶翻轉過來，讓培養(yǎng)液慢慢覆蓋已貼附瓶底的組織塊。培養(yǎng)約1周后，可見成纖維樣細胞從組織塊游離長出，適當添加培養(yǎng)液，獲得原代成纖維樣細胞。待其長滿至約80%瓶底，連續(xù)傳代過程中收集P1及P5細胞。

1.3 總RNA的提取與cDNA的合成

1.3.1 總RNA的提取與定量 收集P1及P5細胞，重懸、計數(shù)、離心（1 200 r/min，5 min），沉淀中加入Trizol，吹打后加入三氯甲烷，離心（1 200 r/min，5 min），沉淀加入丙醇；離心（1 200 r/min，5 min），乙醇洗滌，得到的RNA用焦碳酸二乙酯（DEPC）水溶解，用紫外分光光度計定量，-80 ℃保存。

1.3.2 cDNA合成 選擇完整性良好的RNA樣本，按逆轉錄試劑盒說明書合成cDNA。20 μL體系中含總RNA 100 ng，5×緩沖液 4 μL，dNTP mix（10 mmol/L）2 μL，抑制劑(10 mol/μL) 1 μL，逆轉錄酶 1 μL，Oligo(dT) 1 μL，最后無RNA酶H2O至20 μL。逆轉錄程序為：42 ℃ 20 min99 ℃ 5 min4 ℃ 5 min，cDNA放-20 ℃待測。

1.4 實時熒光定量RTPCR

1.4.1 相對標準品構建 取2 μg待測樣本RNA逆轉錄成cDNA，5倍系列稀釋后，得到標準品梯度濃度設為1，0.2，0.04，0.008，0.0016，相對標準品用于制作雙標準曲線的模板。

1.4.2 實時熒光定量 PCR 使用擴增儀，按照試劑盒說明書進行，在20 μL反應體系中含2×SYBR Premix Ex Taq 10 μL（內含TaKaRa Ex TaqTM HS，dNTP mix，Mg2+和SYBR Green I），50×ROX Reference Dye Ⅱ 0.4 μL，上下游引物（10 μmol/L）各0.2 μmol/L，待測樣本的cDNA或梯度濃度的定量模板。引物大小及其序列（5’3’）：

Grb10（315 bp）

上游：CACGAAGTTTCCGCGCA

下游：AGTATCAGTATCAGACTGCATGTTG

Gapdh（150 bp）

上游：TGTGTCCGTCGTGGATCTGA

下游：TTGCTGTTGAAGTCGCAGGAG

1.4.3 PCR反應條件 95 ℃ 10 s95 ℃ 5 s60 ℃ 34 s，40個循環(huán)；95 ℃ 15 s60 ℃ 1 min95 ℃ 15 s。各待測樣本及各梯度濃度的相對標準品均做2個平行管，熒光定量分析軟件自動繪制擴增動力曲線溶解曲線。通過溶解曲線分析實時熒光定量 PCR反應產物的純度以判斷實驗的特異性。PCR反應結束后根據(jù)熒光定量分析軟件，算出各待測樣品的相對初始拷貝數(shù)。

1.4.4 驗證PCR擴增產物 采用瓊脂糖凝膠電泳法，并于紫外燈下觀察擴增片段大小及特異性。

1.5 統(tǒng)計學處理 數(shù)據(jù)以(x±s)表示，采用SPSS Ver 13.0軟件。配對樣本t檢驗。

2 結果

2.1 電泳鑒定總RNA的完整性 RNA電泳可見3條rRNA條帶，分別為28，18，5.8 S(5 S)，在紫外燈下亮度依次為28 S>18 S>5.8 S(5 S)，且28 S的亮度大致是18 S的2倍，5.8 S條帶弱（圖1）?？梢哉J為所提取的RNA質量好，未被降解，可用于實時熒光定量PCR分析。

圖1 RNA的電泳結果（略）

Fig 1 The results of RNA electrophoresis

2.2 實時熒光定量PCR反應 （1）實時擴增曲線（圖2）。S型的擴增動力曲線，有明顯的指數(shù)擴增期、有平臺期，并且曲線起峰約在CT值為21，整條曲線走行光滑，顯示擴增結果理想。（2）溶解曲線（圖3）。分別顯示目的基因Grb10和內參基因Gapdh PCR擴增后的溶解曲線，其熔點峰分別位于88.6 ℃和85.9 ℃，峰形窄而尖，無雜峰，擴增產物特異性良好。（3）標準曲線（圖4）。顯示5倍梯度稀釋的相對標準品進行PCR擴增后，各自得到目的基因Grb10和內參基因Gapdh標準曲線，直線擬合度良好，斜率(slope)分別為-3.2062和-3.4673，其直線相關系數(shù)（r）分別為0.9838和0.9987，直線相關性好，可在較寬廣的范圍內進行定量分析。

橫坐標為循環(huán)數(shù)，縱坐標為熒光強度.

圖2 實時熒光定量PCR擴增曲線（略）

Fig 2 Application curve in Realtime PCR

2.3 確認PCR產物 于315 bp和150 bp處可見2條清晰電泳條帶，與理論值大小一致，其分別為目的基因Grb10和內參基因Gapdh，此外未見其他雜帶（圖5）。

2.4 定量分析結果 通過內參基因Gapdh定量結果對目的基因Grb10定量值進行歸一化處理后，以Grb10/Gapdh比值（K）表示基因Grb10表達水平，得到各樣本K值見表2。體外傳代培養(yǎng)過程中的鼠尾成纖維樣細胞（P1和P5），其Grb10 表達水平分別為（1.5101±0.1074）和（1.7326±0.0735），二者比較有統(tǒng)計學意義（P=0.042）。

a：Grb10；b：Gapdh. 橫坐標為溫度（℃），縱坐標為熒光變化速度

圖3 目的基因Grb10和內參基因Gapdh溶解曲線（略）

Fig 3 Dissociation curve for Grb10 and Gapdh

a：Grb10; b：Gapdh. 橫坐標為相對表達量（對數(shù)顯示），縱坐標為Ct值.

圖4 目的基因Grb10和內參基因Gapdh標準曲線（略）

Fig 4 Standard curve for Grb10 and Gapdh

圖5 電泳示PCR產物（略）

Fig 5 PCR products showed by DNA electrophoresis

表 2 Grb10 相對表達水平（略）

Tab 2 Relative expression of Grb10

A，B，C：來源于3只不同個體小鼠的鼠尾組織植塊培養(yǎng)法得到的成纖維樣細胞.

3 討論

傳統(tǒng)的相對定量法是用2- C T來計算實驗組相對于對照組目的基因表達的變化倍數(shù)，其前提條件是各反應管擴增效率一致且PCR擴增效率接近100%，但在實際中，目的基因和內參基因的擴增效率不可能完全相同，對定量結果的分析產生影響；同時，擴增效率往往隨著循環(huán)數(shù)的增加、引物和底物濃度的降低而下降；反復熱變性使DNA酶活性降低，也會導致擴增效率下降，諸多存在因素決定實際PCR擴增效率不可能達到100%，并且會低于0.6[45]。因此，為克服2 C T的定量結果與實際結果之間的差距，在實驗中筆者應用一種新的實時熒光定量PCR法，分析傳代培養(yǎng)細胞印跡基因Grb10相對表達水平。與傳統(tǒng)PCR相比，實時熒光定量PCR可以通過熒光強度變化監(jiān)測產物量的變化，更快速、靈敏地對待測樣本mRNA進行定量或半定量分析。

新的實時熒光定量PCR法是通過雙標準曲線法進行半定量分析，以“相對標準品”代替絕對定量中的“絕對標準品”，設定各梯度濃度的相對標準品拷貝數(shù)為n、5n、25n、125n、625n (n>0)。同時，為避免同一管擴增中目的基因和內參基因擴增是對模板和原料的競爭性，筆者于不同PCR反應管中分別擴增目的基因和內參基因，分別得到其標準曲線，通過曲線的斜率可以計算待測樣本相對初始拷貝數(shù)，獲得的相對定量再通過內參基因進行均一化處理（K值表示）。該方法既簡化了絕對定量試驗的繁瑣過程，又準確可靠的分析不同樣本之間目標基因表達的差異[2，6]。為證明標準品的穩(wěn)定性和克服加樣誤差，筆者進行了重復性試驗，試驗中2平行管擴增曲線圖，表現(xiàn)了良好的重復性。此外，擴增產物定量的準確性有賴于得到良好的標準曲線，直線擬合度越高，即斜率(slope) 在-2.99和-3.99，相關系數(shù)（r）越接近1（r>0.98），可信度越高。實驗得到Grb10和Gapdh雙標準曲線的相關系數(shù)（r）分別達到98.38％和99.87%，有很好的線性關系，故可以在寬廣的范圍內對目的基因進行準確檢測，可以用于mRNA定量分析。

本實驗采用SYBR GreenⅠ染料法進行mRNA表達相對定量分析，簡便又快速地實時監(jiān)測整個PCR反應過程，同時還可以通過溶解曲線分析以識別擴增產物，排除非特異性擴增。實驗中，目的基因Grb10和內參基因可見窄而尖的溶點峰，表明實驗中無出現(xiàn)污染、引物二聚體和非特異性擴增，產物純度高。在PCR結束后通過凝膠電泳成像分析進一步明確了擴增產物的特異性。可見，該反應體系完好，PCR擴增特異性高，可信度高，可用于統(tǒng)計學分析。實驗結果顯示，鼠尾成纖維樣細胞在傳代培養(yǎng)過程中印跡基因Grb10 表達水平上調。印跡基因是表觀遺傳學的重要組分之一，組織培養(yǎng)容易誘導基因表達發(fā)生改變，這與生物體在接受各種內在或外在應激時，為更好適應生存環(huán)境而發(fā)生某些特定基因表達的改變是相類似的[7]。體外培養(yǎng)因脫離體內調節(jié)的調節(jié)機制，往往導致一些環(huán)境變異因素，如激素、生長因子、毒素、飲食性甲基團供給不足等，從而可能發(fā)生基因組整體甲基化水平的降低[810]。哺乳動物印跡基因表達水平的改變與表觀遺傳修飾的改變密切相關。

在對胚胎干細胞的體外培養(yǎng)中，Sanjeev等發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)液中的血清可以使多個生長相關性的印跡基因的表達發(fā)生改變；同樣植入前胚胎進行一段時間的體外培養(yǎng)后，發(fā)生印跡基因表達脫調節(jié)，從而導致胎兒生長和發(fā)育的異常改變[11]。母本等位基因表達的Grb10印跡基因編碼的銜接蛋白——生長因子10作用于IGF/INS軸，經由SH2區(qū)域與IGF1受體和胰島素受體結合，阻斷細胞內信號傳導途徑，對細胞增殖起負性調節(jié)作用。因鼠尾成纖維樣細胞是小鼠克隆的重要供核細胞，作為供核細胞已成功克隆出小鼠[3]，故本實驗選擇鼠尾成纖維樣細胞，對其進行體外傳代培養(yǎng)研究，檢測到印跡基因Grb10表達水平發(fā)生了改變，在一定程度上補充了印跡基因Grb10相關方面的研究；同時為探討小鼠克隆中基因印跡的表觀遺傳重編程機制提供實驗依據(jù)。欲進一步闡釋傳代培養(yǎng)中發(fā)生Grb10表達水平改變的具體機制，下一步將對其相關的表觀遺傳修飾進行研究。

參考文獻

[1] 楊曉煜，戴 博. 基因的重新編程與哺乳動物克隆[J]. 中國生物工程雜志， 2003，23(8):1822.

[2] 張池宇，徐順高，黃新祥. 一種新穎簡便的實時熒光定量RTPCR相對定量方法的建立[J]. 生物化學與生物物理進展， 2005，32(9):883888.

[3] Ogura A，Inoue K，Takano K，et al. Birth of mice after nuclear transfer by electrofusion using tail tip cells[J]. Mol Reprod Dev， 2000，57(1):5559.

[4] Giulietti A，Oerbergh L，Valckx D，et al. An overview of realtime quantitative PCR:applications to quantify cytokine gene expression[J]. Methods， 2001，25(4):386401.

[5] Liu W，Saint D A. A new quantitative method of realtime reverse transcription polymerase chain reaction assay based on simulation of polymerase chain reaction kinetics[J]. Anal Biochem， 2002，302(1):5259.

[6] 張馳宇，成 婧，李全雙，等. 熒光實時定量PCR的研究進展[J]. 江蘇大學學報(醫(yī)學版)， 2006，16(3):268271.

[7] Tregear J W， Morcillo F， Richaud F， et al. Characterization of a defensin gene expressed in oil palm inflorescences:induction during tissue culture and possible association with epigenetic somaclonal variation events[J]. Cell and Molecular Biology， 2002，53(373):13871396.

[8] Wilson A G. Epigenetic regulation of gene expression in the inflammatory response and relevance to common diseases[J]. Periodontol， 2008，79(8):15141519.

[9] Anway M D，Cupp A S，Mzumcu M，et al. Epigenetic transgenerational actions of endocrine disruptors and male fertility[J]. Science， 2005，308(5727):14661469.

第6篇：表觀遺傳學的特點范文

關鍵詞：生物信息學 實踐能力 課程體系 培養(yǎng)模式

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）07（a）-0047-02

1 生物信息學概述

伴隨現(xiàn)代高通量分子生物學技術的快速發(fā)展，生物信息學在生物醫(yī)藥領域的應用日益深入[1]。作為數(shù)學理論、計算機技術和生物醫(yī)藥研究的整合學科，生物信息學在生物進化、生理功能、疾病治療、藥物開發(fā)、農林產業(yè)等眾多領域均具有重要的應用價值，是研究生命科學、醫(yī)藥科學內在定量規(guī)律的重大交叉前沿學科。鑒于生物信息學的重要研究價值和廣闊的產業(yè)化前景，發(fā)展生物信息學專業(yè)教育，有計劃的建設生物信息學專業(yè)課程體系，開展面向實踐能力的生物信息學人才培養(yǎng)對促進現(xiàn)代生物醫(yī)學發(fā)展有重要的意義[2]。

2 生物信息學教育發(fā)展現(xiàn)狀

生物信息學發(fā)展起步于20世紀末，在短短的十幾年中，生物信息學已經發(fā)展成為了橫跨多個研究領域的朝陽專業(yè)，國內眾多高等學府、科研院所相繼開設了生物信息本科和研究生專業(yè)[3]。但是，在實際的教學和研究過程中，絕大數(shù)單位依托于單一的數(shù)學、計算機或生物學專業(yè)開展，人才培養(yǎng)模式尚處于探索階段，在培養(yǎng)過程存在生物信學理論基礎薄弱、課程體系不健全、課程內容不完善、專業(yè)教材匱乏、專業(yè)師資隊伍缺乏等問題。

哈爾濱醫(yī)科大學生物信息科學與技術學院是全國領先創(chuàng)辦生物信息學專業(yè)的單位之一，多年來致力于生物信息學的科學研究和本、碩、博各類人才培養(yǎng)，堅持以學生為本，以培養(yǎng)高素質生物信息學專門人才為目標，深化教學改革，以滿足日益發(fā)展的生物信息學高端人才需要[4]。為解決生物信息學的教育教學問題，培養(yǎng)高水平的現(xiàn)代生物信息學人才，我們提出立足國內高等生命科學與醫(yī)學教育，建立面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學專業(yè)課程體系，以實現(xiàn)高質量培養(yǎng)具有理工科創(chuàng)新思維能力的生物醫(yī)學人才，為我國生命科學―醫(yī)藥學科教育教學、科學研究和產業(yè)化輸送大批專門人才。

3 生物信息課程體系建設

3.1 課程建設目標和指導方針

結合生物信息學才培養(yǎng)目標，經過數(shù)十名骨干教師十余年生物信息學教學實踐及人才培養(yǎng)成果經驗反饋，我們適時調整本科生課程及教學內容，逐步建立起面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學專業(yè)課程體系。奠定了本科生的人文素養(yǎng)與科學素養(yǎng)并重，公共基礎理論及專業(yè)理論相輔相乘，重視學生理工生物醫(yī)學全方面素質提高，重點突出學生實踐能力的人才培養(yǎng)方針，并在實踐中培養(yǎng)了大批具有創(chuàng)新思維能力的優(yōu)秀高端生物信息學專業(yè)人才。

3.2 生物信息學課程體系建設方案

考慮到生物信息學多學科交叉特點和國家大學生培養(yǎng)要求，及學生未來就業(yè)深造所必需的基礎和專業(yè)能力，我們在國內率先開創(chuàng)了生物信息學專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系，并在醫(yī)學院校獨立開展近40余門數(shù)理基礎課程和生物信息學專業(yè)課程。主要的課程建設情況如下：

（1）公共基礎課程（國家限修課）：政治理論課程、公共外語、體育。

（2）生物醫(yī)學基礎課程：解剖生理學、發(fā)育生物學、生物化學、細胞生物學、分子生物學、生物技術實驗、分子藥理學等。

（3）計算機基礎課程：計算機基礎、高級語言程序設計（C++&JAVA）、數(shù)據(jù)結構、Perl語言程序設計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理、Linux操作系統(tǒng)與程序設計等（上述課程均含上機實踐）。

（4）數(shù)學基礎課程：數(shù)學分析、高等代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)理邏輯、組合數(shù)學與圖論、微分動力學方程、運籌學等（上述課程均含上機實踐）。

（5）專業(yè)基礎課程：信息論基礎、生物統(tǒng)計學、生物醫(yī)學圖像處理、模式識別、優(yōu)化算法、隨機過程、生物信息學概論、生物信息數(shù)據(jù)挖掘、生物信息軟件設計與開發(fā)、分子生物軟件工程、生物信息學數(shù)據(jù)可視化、專業(yè)外語等（上述課程均含實驗）。

（6）專業(yè)課程：生物芯片技術、結構生物學、分子進化、分子生物網絡、基因組信息學、蛋白質組信息學、藥物基因組信息學、統(tǒng)計遺傳學、計算表觀遺傳學、計算機輔助藥物設計等（上述課程均含實驗）。

（7）綜合實踐課程：課題標書設計、科研論文寫作、生物信息學進展等。

我們在實踐基礎上開創(chuàng)的面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學專業(yè)課程體系不同于其他院校，具有明顯的跨專業(yè)交叉性教學計劃特色。該課程體系著眼于基礎理論與實踐應用相結合、素質培養(yǎng)與專業(yè)培養(yǎng)相結合、扎實穩(wěn)妥與創(chuàng)新思維相結合。注重學生在醫(yī)學、生物學、數(shù)學、計算機科學方面的基礎性教育，同時，強調了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、高精尖人才培養(yǎng)、特色化人才培養(yǎng)。厚基礎、寬口徑，使學生在本科階段不但打好將來從事生物信息學、系統(tǒng)生物學、生物醫(yī)藥等相關領域創(chuàng)新性研究工作基礎，更重要的是該專業(yè)課程體系與實踐密切聯(lián)系，切合相關研究開發(fā)與產業(yè)實際，能夠培養(yǎng)學生從事原始創(chuàng)新研究與產業(yè)開發(fā)的能力。

4 生物信息學本科生培養(yǎng)模式建設

4.1 五年制分段培養(yǎng)與多學科教育體系

目前，我們根據(jù)生物信息學交叉學科人才培養(yǎng)特點，考慮到基礎課程多，實踐能力要求高等因素，采取“2+2+1”的五年制本科人才培養(yǎng)模式，包括兩年理論基礎課程、兩年專業(yè)課程與一年實踐應用課程培養(yǎng)（含科研訓練+畢業(yè)設計）。此模式在學生就業(yè)和用人單位反饋中證實具有顯著的人才培養(yǎng)效果。

課程體系建設依托于生物醫(yī)學綜合優(yōu)勢及深厚的數(shù)學、計算機科學功底，通過理論教學與實踐訓練中的知識技能交叉、滲透，培養(yǎng)適應21世紀生命學科與轉化醫(yī)學領域急需的生物信息學復合型人才。在此基礎上，從學科的交叉性出發(fā)，進一步加強不同類別課程之間的有機融合，加大相關領域知識的整合力度，建立更為緊密、完善，符合生物信息學學科特點的課程體系，將進一步推動學科的發(fā)展和系統(tǒng)性教育理論體系的建立。

4.2 面向實踐能力培養(yǎng)的本科生教育模式

在本科學生的培養(yǎng)過程中，我們特別重視學生實踐能力的培養(yǎng)，通過教研一體化、學業(yè)導師制、報告研討制等先進的教學方法，引導學生早期接觸生物信息學應用領域和科學研究，在鞏固學習知識的同時，加強對學科的認識和對未來的把握。

“教研一體化”的實踐教學模式：面向實踐能力培養(yǎng)的課程體系建設，要求教學模式上的改革，使得人才培養(yǎng)模式由注重多數(shù)學生基礎理論知識培養(yǎng)的大眾教育，向注重少數(shù)高精尖創(chuàng)新能力培養(yǎng)的精英式教育轉變。充分利用骨干教師在生物信息學領域的研究經驗，將科學研究成果快速轉化成優(yōu)秀的教學素材，培養(yǎng)學生動手、實踐、創(chuàng)新能力，注重培養(yǎng)學生實際產業(yè)化的認知水平和實踐能力。

本科生學業(yè)導師制：本科生進入專業(yè)課教學階段，實行學業(yè)導師制。采取學生與一線骨干教師雙向選擇方式，使每名學生擁有自己的學業(yè)指導教師。導師為學生提供思想教育和專業(yè)輔導，并通過指導大學生數(shù)學建模競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研訓練、早期科學研究等方法促進學生的學習盡頭和對專業(yè)的深入認識。

專題報告與研討制度：本科生畢業(yè)設計階段，強調學生的“主體”學習地位，使學生選擇感興趣的學科方向，在導師指導下進行科研訓練與實踐。要求學生自主利用網絡等各方面資源，獲取學科前沿信息，并以專題報告形式展示學習成果，通過提問、研討、總結，提升自身專業(yè)素養(yǎng)及專業(yè)技能，獨立完成達到核心期刊發(fā)表水平的生物信息這科研課題。

5 生物信息學課程體系建設的意義

在全體師生的努力下，經過多年的實踐探索，我們對生物信息學課程體系從基礎到實踐的不同階段進行分段式、推進式的改革與建設。在政策措施、人員配備、經費匹配等各方面給予鼎力支持。優(yōu)先保證面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學課程體系快速、有效的建設，已經形成國內頂尖的生物信息學本科教育理論和實踐團隊，并為國家輸送著大批高水平生物信息學人才。

面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學課程體系建設，一方面能夠完善生物醫(yī)學本科生、研究生的知識結構，提高運用理工科思維和技能解決復雜生命科學問題的綜合科研能力，更為有效的實現(xiàn)生命科學攻關和創(chuàng)新研究理論形成；另一方面，生物醫(yī)藥是我國科技研發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)，在課程體系建設基礎上，培養(yǎng)適用于現(xiàn)代高通量分子生物學技術的創(chuàng)新型生物信息學人才，將為我國的醫(yī)藥物研發(fā)提供強有力的推動作用，并有利于創(chuàng)新臨床診斷技術開發(fā)和個性化醫(yī)療的實現(xiàn)，促進科技轉化，產生潛在的、不可估量的經濟價值。

6 致謝

本文研究內容是在黑龍江省高等教育教學改革專項項目，黑龍江省高教學會重點課題創(chuàng)新型生物醫(yī)學信息學人才培養(yǎng)模式研究，黑龍省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)項目面向生物信息產業(yè)開發(fā)的創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐，哈爾濱醫(yī)科大學醫(yī)學教育研究課題面向實踐能力培養(yǎng)的生物信息學專業(yè)課程整合設計研究資助下完成的，課程體系的建設得到哈爾濱醫(yī)科大學學校領導的支持，并得到兄弟院校相關領域專家、學者的幫助，在此一并感謝。

參考文獻

[1] Ned Wingreen and David Botstein. Back to the Future：Education for Systems-level Biologists[J].Nature Review Molecular Cell Biology，2006，7（11）：829-832.

[2] 徐良德，馬曄，孫紅梅，等.八年制醫(yī)學教育中開展《生物信息學》教學的實踐探討[J].素質教育，2011，11：33-34.

第7篇：表觀遺傳學的特點范文

關鍵詞: 高中生物自主學習能力提高

有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)學校在高考驗收成績的時候考得比城市學校好, 并不是因為它們的教師學歷高或能力強,這些學校的教師的各方面綜合素質恐怕離許多的城市學校教師相差甚遠,辦學條件也有限,但這些教師重視了學生自主學習能力的培養(yǎng),促進了學生主體意識的覺醒,使得教學質量明顯改善。由此可見,提高學生的自主學習能力顯得非常重要。自主學習,就是人有一定的自習能力和學習的意識,擺脫對他人的依賴。筆者結合高中生物教學經驗,談談教師提高學生自主學習能力的幾種方法。

一、體現(xiàn)教師的魅力

1.喚醒靈性。

每個學生的成長歷程中知識的積累是需要一個過程的。初中生物讓學生感受到生命的精彩,高中生物讓學生從表觀現(xiàn)象的感知延伸到對系統(tǒng)、細胞與分子的角度去分析。教師應喚醒學生對大自然的熱愛,并為他們插上翱翔的翅膀,引導他們探索大自然的奧妙,放飛夢想。

2.創(chuàng)造快樂。

教學的過程應該是快樂的,啟發(fā)式的教學讓學生認識自身蘊藏的巨大潛力。教師應具備一雙慧眼,發(fā)現(xiàn)快樂的源泉,與學生分享大自然帶給我們的禮物,讓學生感覺到學習的過程其實也是一種快樂的體驗,使被動式的學習變?yōu)橹鲃邮降膶W習。

3.協(xié)調關系。

教師與學生的關系應該怎樣確立?在課堂上教師的角色是一位學者?！叭藷o完人,學無止境”,“三人行,必有我?guī)煛薄Ｔ趯W術的追求上,師生的關系是互助的。教師應該帶著一顆謙虛的、不斷進取學習的心與學生共同去探導科學,讓學生認識到自己能超越教師,在發(fā)現(xiàn)新的問題時,也能很好地解決問題;課后與學生的關系是益友,了解學生學習的動態(tài),在生活上更要給予一定的關懷,人文的關懷會讓人備感心暖。

4.用心傾聽。

傾聽是尊重的一種最佳表示,表示你看重他們。傾聽等于教師是在對學生說:“你的想法、行為與信念對于我都很重要?！比绻處熛胍龑W生靠近正確的思維,最好的辦法是聽聽他的意見。教師知道學生想法的出發(fā)點,分析問題時就能找到問題存在的關鍵,從而更好地解決問題。

5.內心微笑。

人是一種有感情的動物,動之以情、攻心為上是教師調動學生積極性的重要法寶。教師在整個教學過程都充滿激情與熱情,能夠使學生感受到教師對生命科學的熱愛,對教育事業(yè)的熱愛和對生活的熱愛。教師樂觀、積極和進取的人生態(tài)度,會在學生中產生一種強烈的感染力和震撼力。

6.眼神恰當。

眼睛是反映人的內心活動的一扇窗子,它具有反映深層心理的功能。眼睛的動作一向被認為是最明確的情感表現(xiàn)。有些學生較內向,但對生物學深感興趣,教師對此類學生提供、營造機會讓他能充分地展現(xiàn)自己,給他一個肯定的眼神,這是對他最大的鼓舞。

二、實現(xiàn)適當?shù)姆攀?/p>

高中階段學生的特點是:思維的獨立性、批叛性快速發(fā)展,不盲從他人意見,自我評價日趨成熟,自尊心增強,自我教育學習能力也有一定的提高。結合上述學生的心理特點,教師可開展豐富多彩的課外活動和新課程的教學工作,充分利用生物學自身特點開展生物學的課外科技活動和研究性學習,以快速提高學生的自學能力。例如搜集惡性腫腫瘤防治方面的資料;搜集有關試管嬰兒的資料;調查學生之間的性狀差異;開展關于轉基因食品的辯論賽,調查場植物激素應用;用動物激素飼喂小動物的實驗;調查昆蟲外激素的應用,制作昆蟲誘捕器;調查當?shù)剞r業(yè)生態(tài)系統(tǒng),設計良性循環(huán)的農業(yè)生態(tài)系統(tǒng);嘗試制作酸奶,等等。

課外活動對學生學習潛力會產生巨大的影響,學生成績之所以不好,是因為他們信心不足,意志薄弱、智力較差、綜合能力不強。有趣的、能給學生帶來樂趣和成功的課外活動,能使他們在最大范圍活動中感受到自己的能力。后進生在吸引人的、有趣的領域內掌握的知識和技能使他們在同學、家長面前“炫耀”,這是他們提升自信心的力量源泉。

教師要充分尊重每一個學生的興趣,無論他的學習成績如何,學習能力如何。在活動過程中教師要提醒學生注意活動內容與課堂知識學習的聯(lián)系,或許在活動中要用到課內學到的知識,或許在活動過程中學到的方法可以應用于課堂學科學習。建立了這樣的意識,學生不僅能快樂地作研究或者活動,而且學習成績會很快地提高。

三、進行多樣的引導

1.思維導圖教學,處理好想象與聯(lián)想的關系。

學生為了考試,被動地學習那些抽象、無趣的知識,健忘是很正常的事。教師在備課時,首先要想一想本節(jié)課有哪些知識跟實際有聯(lián)系,在實際生活或生產中有應用,哪些方面有什么樣的事例能讓學生感興趣。興趣是課堂教學的生命線,教師只有抓住興趣,才能提高教學效率。學生在生活中能夠遇到但不能用已有的知識去解答的問題,最能吸引學生的注意力,使學生產生立刻要想知道的欲望,教師引導他們應用高中生物學的知識去解答可得到事半功倍的效果。例如筆者在教學中曾對溶酶體細胞器的作用與現(xiàn)實生活的一個現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來:以“魚死后在什么時候清蒸味道最鮮美”的懸念設置導入,激發(fā)學生求知的欲望,收到了很好的教學教果。教師在教學中不斷設置問題,引導學生學以致用,慢慢去體會生物體結構與功能相適應、生物體形態(tài)結構和功能與環(huán)境相適應的規(guī)律,生物體的組成物質和結構由簡單到復雜的進化規(guī)律,生物體整體性、層次性規(guī)律,遺傳部分的知識規(guī)律,等等。學生便會在不知不覺中自主地學習,不斷探究并掌握學好這門學科的方法。

2.比較教學。

心理學的研究表明,意義記憶比機械記憶有更多的優(yōu)越性,能識記得更快些,保持時間長久些。教師用比較法教學可以把復雜的知識簡單化,把難以理解的材料容易化,使學生懂得知識的區(qū)別和聯(lián)系,了解知識的本質特征,從而達到意義記憶,幫助學生鞏固知識。例如對生物學概念的講解,教師要加強對學生應用生物學專業(yè)術語簡明扼要地概括生物學知識能力的訓練,而且要堅持下去,這樣學生的思維能力和解題能力就會不斷提高。比較是一種復雜的腦力活動,教師運用比較法教學不僅可以使學生對所學的知識理解透徹,掌握牢固,而且能使學生逐漸學會總結出比較的一般方法。

四、提升業(yè)務素質

精湛的生物專業(yè)知識是生物教師科學素質的重要組成部分,也是生物教師與其他學科教師的本質區(qū)別。21世紀的中學生物教師應扎實地掌握好生態(tài)學、細胞生物學、微生物學、動物學、植物學、遺傳學、分子生物學、生理學等專業(yè)基礎理論和基礎知識,了解本學科的基本結構、發(fā)展、現(xiàn)狀及趨勢,密切關注本學科的發(fā)展、關注社會熱點問題,在內容把握上要與社會實踐活動密切聯(lián)系,發(fā)揮生物學的科技功能,促進科技的進步。生物學是一門以實驗為基礎的科學,生物史上每一次重大突破的取得,都和實驗密不可分。高中生物教師應具備良好的實驗研究能力和實驗技能,例如研究課題的申請,實驗設備的準備,儀器的操作、調試技能,生物標本的采集和制作技能,動植物的解剖和觀察技能,顯微標本的制作和觀察技能,生物的養(yǎng)殖、栽培技術,生物簡圖的繪制技能,等等。面對新課程改革,教師應參與其中,正確引導學生學習探究、實踐探究,使學生獲得成功的體驗,不斷提高其自主學習的能力。

每一位教師應該不斷激發(fā)學生的潛能,灌輸自信給學生,不斷激勵學生,促進學生的成長,讓學生喜歡挑戰(zhàn)并勇于創(chuàng)新,并要求學生具有善于應變和開拓局面的本領,讓學生最終能造福社會。

參考文獻:

[1]劉恩山,汪忠.《生物課程標準(實驗)》解讀[M].南京:江蘇教育出版社,2003.

第8篇：表觀遺傳學的特點范文

關鍵詞 試驗研究與統(tǒng)計分析；教學改革；教學效果

中圖分類號 G642.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）06-0291-01

試驗研究與統(tǒng)計分析是農業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的專業(yè)基礎必修課程，是一門理論性和實踐性并重的專業(yè)基礎課，也是培養(yǎng)學生科學研究素養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié)。然而，該門課程理論性強，數(shù)學概念抽象，數(shù)學符號和統(tǒng)計學公式多而繁雜，學生必須具備一定的概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基礎理論知識以及綜合運用基礎知識和理論聯(lián)系實際的能力才能很好地掌握該課程，才能達到較好的教學效果[1-3]。然而，部分學生特別是數(shù)理統(tǒng)計基礎知識較差的學生對該門課程具有畏懼心理，如果教師未進行正確、及時的引導，并激發(fā)學生的學習興趣，將達不到應有的教學效果。因此，根據(jù)該課程的特點，調整教學重點，改變教學方法，讓學生自主參與到教學和實踐活動中是提高教學效果、達到全面提高學生綜合素質的培養(yǎng)目標的重要手段。筆者在10多年的教學過程中對該課程教學進行了有益的改革探索與實踐，現(xiàn)將一些效果良好的教學方法總結如下。

1 優(yōu)化課程內容設計，突出專業(yè)性和應用性

對于將來從事農業(yè)資源與環(huán)境行業(yè)的學生來說，試驗研究與統(tǒng)計分析既是一個重要的科學分析工具，更是具有實用價值的一門課程。與純粹的數(shù)理統(tǒng)計學不同的是該課程更側重于應用，講授過程中一定要結合實例讓學生明白如何做到靈活運用。因此，要在有限的教學時數(shù)內讓學生掌握基本的、與專業(yè)密切相關的教學內容就必須優(yōu)化課程教學內容，突出專業(yè)性和應用性，適應新時期農業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的人才培養(yǎng)需要。

實踐中首先對教學大綱進行了修訂，突出本學科前沿知識，強調試驗設計和統(tǒng)計分析方法的具體應用，同時介紹本領域前沿信息與新的統(tǒng)計方法研究進展。例如，在教學內容選取方面，在原有培養(yǎng)試驗法的講解基礎上，重點突出了培養(yǎng)試驗研究法中的根際營養(yǎng)研究法的教學內容和土壤微生物研究法的教學內容，以滿足土壤學和植物營養(yǎng)學相關研究的需要，這是與大農類專業(yè)的生物統(tǒng)計或統(tǒng)計分析方法課程教學中不同的一個重要方面；又如讓學生調查獲取區(qū)內當?shù)氐拇笾行⌒透黝惼髽I(yè)生產中向環(huán)境排放污染物方面的資料，并進行整理分析，選用正確的統(tǒng)計分析方法作出正確的判斷，這種系統(tǒng)的調查方案的擬定―資料的獲取―統(tǒng)計方法的應用―結果的分析與討論的研究手段的訓練，既讓學生了解到科學研究的思路，又讓學生學會獨立運用統(tǒng)計學知識去解決和分析實際問題。在介紹統(tǒng)計學軟件教學內容時，不僅介紹簡單的Excel的統(tǒng)計功能，同時也介紹目前國際上主要應用的功能強大的SAS和SPSS統(tǒng)計學軟件的使用方法，從而使學生對統(tǒng)計原理的理解更深入。在選取教學案例時，緊密結合農業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的特點精選教學案例進行教學。例如，結合土壤學有關課程，選取針對土壤中有機質含量或重金屬分布狀況的案例講解配對法設計的t檢驗，作出準確的統(tǒng)計分析和結果判斷；選取植物營養(yǎng)學中離子間的相互作用、不同肥料施用效果的比較試驗等案例進行方差分析。在教學過程中，恰當運用案例教學是一種能激發(fā)學生的學習興趣，使其熟練掌握所學基本知識并能運用到科學研究中的行之有效的教學方法。

2 將參與式教學方法引入課堂，激發(fā)學生學習興趣

以教師為中心、發(fā)揮學生主動性的參與式教學模式已經在經濟學、社會學、管理學和信息學等許多專業(yè)課程教學中得到應用。參與式教學法的核心是師生互動，教師既是主講人又是組織者與引導者，也是平等的討論參與者；學生既是聽眾又是主講人與參與者[4-5]。與傳統(tǒng)教學方法相比，這使得學生從被動接受知識轉變?yōu)橹鲃影l(fā)表觀點。

例如，在開始講授試驗研究的一般過程、田間試驗和培養(yǎng)試驗方法這些章節(jié)的內容前，即將學生分成幾個小組，每組4～5人，每組安排1個有關土壤學、植物營養(yǎng)學或環(huán)境生態(tài)學方面的研究熱點問題。小組成員合作完成相應的試驗研究設計，這其中包含了資料查閱，研究內容、研究思路和技術路線的確定，試驗方案的設計和試驗研究手段的選擇等多項內容。當教師講述完這些章節(jié)的內容后即安排和組織課堂討論，每組成員將自己的研究計劃向全班展示，闡明本小組課題的科學研究思路、試驗研究方法、研究方案和研究手段，然后展開討論，回答其他同學的提問和質疑并接受同學好的建議進行修改。然后任課教師對研究計劃的不足和優(yōu)點加以點評，并進行最后的總結。通過這樣的參與式教學方式，使學生從單純接受者轉變成學習的主體，從接受式學習轉變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)和探究式學習，使學生的學習興趣更濃厚，激發(fā)學生的創(chuàng)新觀念和探究欲望，使學生很好地掌握科學研究的一般程序和研究計劃的撰寫，同時鞏固相關的專業(yè)知識，為日后畢業(yè)論文的撰寫和科學研究的開展打下堅實的基礎[6-9]。

3 將科研融入課程實踐教學中，提升學生的科研素養(yǎng)

該課程的教學目的在于使學生能夠根據(jù)科學研究的需要來設計試驗，選用正確的統(tǒng)計方法來分析和解決科學試驗中的問題。因此，教學上安排了試驗研究方法和生物統(tǒng)計2個部分的內容，這是2個有機的組成部分，統(tǒng)計分析是在試驗設計的基A上運用統(tǒng)計方法進行科學研究真?zhèn)蔚呐袛?，而統(tǒng)計分析的結果又是對試驗設計合理性的反饋，從而幫助改進試驗設計和提高試驗效率。該課程安排有2周的課程實習，在實習周中將科研與生產實際相結合進行實習，且分散在整個授課學期進行。將學生在學習試驗設計章節(jié)時所設計的試驗方案改進后進行田間試驗，要求學生按照試驗條件，根據(jù)自己所設計的試驗，正確地劃分區(qū)組和小區(qū)，選擇合適的重復數(shù)，布置田間試驗，并全程對試驗進行管理，根據(jù)試驗目的選取和獲得相應的試驗指標。試驗研究實施完畢之后，對所獲得的數(shù)據(jù)嚴格按照理論課教學上的統(tǒng)計原則來選取正確合適的統(tǒng)計方法進行統(tǒng)計分析，并撰寫成科技小論文。在此過程中，學生能夠加深理解田間試驗的特點和設計方法，提高了學生獨立開展科學試驗的具體操作能力和動手能力，培養(yǎng)了學生科研工作中必備的操作仔細、一絲不茍、連續(xù)工作的作風和嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，自身的科研素質和水平得以明顯提高，從而為今后畢業(yè)論文的撰寫乃至參加工作后的科學研究工作的開展打下了堅實基礎。

4 創(chuàng)新考核評價方式，加大參與課堂教學和實踐教學在考核評價中的比重

科學合理的課程教學評價對激發(fā)學生的學習主動性有積極的作用。因此，在實施試驗研究與統(tǒng)計分析課程教學方法改革的同時，對課程教學評價方式進行了改革，由單純的期末考試成績作為評價指標轉變?yōu)槎喾N考核形式相結合的方式進行綜合評價。該課程的教學評價由3個部分組成：一是以期末考試成績評價學生對基礎知識的掌握情況，這部分占學生課程成績的50%，且采取“一紙開卷考試”的考試方式，即學生可帶一張書寫由本人總結的各種統(tǒng)計公式的A4紙進入考場（紙張考試前由教師統(tǒng)一提供），同時考試試題側重于對實際問題的解決；二是根據(jù)學生的課后作業(yè)及課堂參與討論情況來評定學生的課堂成績，這部分占學生總成績的25%；三是根據(jù)課程實習時學生的表現(xiàn)來評定實習成績，這部分也占學生總成績的25%。這種教學評價方法不僅能引導學生加強對知識的積累與實際運用，同時也可以讓學生認識到課程的重要性，對提高學生的綜合素質具有積極、重要的作用[10]。

5 結語

試驗研究與統(tǒng)計分析是農業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎理論課程，在教學活動中通過加強教學內容之間的聯(lián)系、優(yōu)化課程設置、引入?yún)⑴c式教學法、加強實踐教學以及建立合理的考核評價機制等全方位的教學改革而激發(fā)學生的學習熱情，以提高教學效果，讓學生掌握學科發(fā)展的前沿方向和應用技術的前景，同時培養(yǎng)學生獨立和嚴謹?shù)目蒲芯窈退仞B(yǎng)。

6 參考文獻

[1] 周愛明，王滿錚王永模.生物統(tǒng)計與田間試驗設計課程教學改革的探索和思考[J].教育教學論壇，2015（21）：283-284.

[2] 唐新蓮.如何提高《試驗研究與統(tǒng)計分析》課程的教學效果[J].廣西大學學報（哲學社會科學版），2005，27（增刊1）：68-69.

[3] 白厚義.試驗方法及統(tǒng)計分析[M].北京：中國林業(yè)出版社，2005.

[4] 陳釗，王亞婧.參與式教學在高級信息系統(tǒng)課堂教學中的研究與實踐[J].計算機教育，2015（17） ：84-87.

[5] 許云賀，張莉力，史東輝，等.參與式教學模式在《飼料生產學》課程中的應用[J].畜牧與飼料科學，2016，37（2）：88-90.

[6] 翟怡，胡濤.MOOC與我國高校化學類課程教學改革[J].中國大學教學，2015（6）：44-47.

[7] 劉義民.核心素養(yǎng)課程教學改革新探[J].河北師范大學學報（教育科學版），2016（5）：108-113.

[8] 麗杰，孫曉梅，江紅霞，等.淺談高?！哆z傳學》課程教學改革與實踐[J].中國科技信息，2010（11）：287-288.

第9篇：表觀遺傳學的特點范文

 

 

一、科學研究的兩個關鍵因素

 

1、科研思維：我老板一直跟研究生說“一定要做scientist，而不能做technician”，然而這一點往往在研究生教育階段最容易被忽視。一般都是老板提出新idea，然后分工，每個研究生可能僅做其中某個環(huán)節(jié)或者是按照到導師的思路逐步去做，再加上研究生本身在實驗操作上可能一開始就要花大量的時間去適用新環(huán)境和永遠做不完的事情，可想而知，最終僅僅培養(yǎng)出一位“優(yōu)秀技術員”，這在碩士研究生階段尤為突出。但是，科研思維就像人體中的包含大腦的軀干，更加像是大海航行中的指南針，離開了他，最終科學研究將會停滯不前。

 

2、實驗技術：有很好的idea，沒有很好的實驗條件和技能強的技術人員，科研思維也會變成“空想”。也許我們均沒有國外實驗室那樣高頂尖的實驗儀器，有的實驗室還可能沒有專門技能的技術人員，全靠研究生一屆一屆地帶著的干，時常會出現(xiàn)技術脫節(jié)。但是我們可以不斷創(chuàng)造條件進行實驗；若實在實驗條件不夠的話，我們還可以搞合作；當然，我們也可以充分利用當前的條件，通過科學思維來達到最終的實驗目的，即發(fā)高影響因子的文章。

 

二、如何在研究生階段學得更多

 

1、多付出。“不付出，你就很難獲得更多”。在我接觸的研究生同學中，許多學生“以自我為中心的弊病”十分突出，不知是當前獨生子女帶來的、還是深受家庭學校社會教育的不足所引起的。實踐中這些人表現(xiàn)為“先收獲再付出，甚至尋求不付出而有所收獲的捷徑”。然而，另一些人在表現(xiàn)“先付出再收獲，甚至不求收獲的付出”，與人相處融洽，雖然每天處于繁忙中，但最終的收獲是很大的，甚至終生受益。——學會了許多實驗技能。“在幫助別人實驗的同時也為自己后面實驗奠定了良好的基礎”

 

2、多交流。“不交流，你就很難飛得更高”。研究生階段中，許多研究生懼怕自己的導師，不敢主動與老板進行交流，這將會導致這部分研究生最終可能連自己實驗的目的和意義可能都不知道，這會在研究生論文答辯中時常發(fā)生。如果在不與身邊的同學交流，仍然保持本科生的自學精神狀態(tài)，那將會導致許多實驗挫折的重蹈，更不要學他人的其他優(yōu)點了，永遠站在理論、書本的層面上，沒能充分結合實踐，最終是難以超過他人、難以成功的。——掌握了科研思維和許多實驗原理。

 

3、多謙虛。“不謙虛，你就很難交到朋友”。在日常交往中，我深深體會到“謙虛使人進步，驕傲使人落后”，為什么？對方謙虛，我可能會毫不吝嗇地把自己所知道的知識道出來與他進行分享和交流，他也可能從中學到他還沒掌握或沒理解的問題；但相反，我可能就不會說的太多，而且他也不會讓你說的多，否則他就不叫“驕傲”。一次，我的一位師兄的論文答辯PPT，老板要他給我看看，幫忙修改一下，我是十分認真地通讀了幾遍，提出了我認為十個非常中肯的建議，沒想到他找了十個相應的理由把我的建議一一否決(因為我自己還沒答辯，也可以理解。但我參加過國家級PPT大賽和給大學生多媒體上課)，我只好忍痛點頭說他說的有道理。后來，論文答辯的當天，導師把他PPT看了一下，提了許多和我一致的意見，唉!——做人也是一門學問，許多人這方面很欠缺。

 

4、自我加壓。“不加壓，你就很難取得成功”。這樣的事例我見得太多了，從書本上的“傷仲永”到我親眼所見的小學生、初中生、高中生和大學生等等，無論在人生哪一階段，只要你松懈下來，你的同學、同事，甚至后來人都會把你丟得很遠。這些例子告誡我們只有不斷地自我加壓，全面提高自我的綜合素質，才能取得最終的成功。同樣，研究生不是終點，而是我們進行科學探索的起始，所以我們更要加快步伐去學習、探索未知。——壓力變動力，動力變能力，能力變效力。

 

三、科研實踐中技巧匯總——詳見下文

 

1、如何為申報基金奠定基礎？

 

1)科學研究離不開各種基金資助?？蒲泄ぷ髡呖赡軙洑v校/院/所基金、省/市教育廳基金、省/市自然科學基金、國家自然科學基金、國家重大支撐計劃、國家863和973、國際合作項目等等申報，這些基金/項目的成功申報可能都需要擁有良好的基礎。

 

2)在學生時代，我們只要把學習成績弄好了，只要發(fā)表幾篇論文足以畢業(yè)了，“我行我素”不一定會影響到你什么，更加感受不到周圍的巨大壓力；但進入社會后，如果你仍然以自我為中心地埋頭苦干，可能很難快速地實現(xiàn)你的終極目標。人在不能改變環(huán)境的前提下，只能不斷地學會適應環(huán)境；對人的成功來說，情商和智商都十分重要，需要雙重發(fā)展。

 

3)結合以上幾點，打好基礎的方法：一方面在努力提高自己的能力的同時，也要增加與你本專業(yè)同仁的交流，如通過你以前的老板、同學或現(xiàn)在的同事、領導等等，通過交流，你可以從他們那里學到新的知識，甚至是前沿領域，同時也可讓人家留下你的好印象(人是有情感的高級動物，同等情況下，可能會優(yōu)先資助你)。當然，選擇考博或出外進修可能更加方便與牛人的交流，可以考慮。

 

2、如何順利開展長期實驗(慢性毒性實驗)？

 

1)長期實驗的特點是：實驗周期長、投入的人力/物力/財力較大。一旦實驗成功，受益很大，發(fā)表文章也頗受歡迎；當然，也有很大的風險，有許多不確定因素的影響。

 

2)為何開展長期實驗？首先，許多慢性疾病的病因研究離不開長期實驗的開展，如腫瘤、高血壓、成年疾病胎生起源學說驗證等。其次，許多新化學品的慢性毒性評價需要開展長期實驗，如一般毒性中的慢性毒性和致癌作用評價等。最后，急性毒性實驗僅僅代表某一化學物的急性毒性，不能代表該化學品的其它毒性。

 

3)要順利開展長期實驗，必須做到：首先，研究設計全面，包括研究目的確立、研究對象的選擇、實驗過程的質控、實驗指標的確立、實驗中可能遇到的重大難題等。其次，做到各方面充分準備。課題負責人和成員要多請教相關熟悉專家和老師，讓他們傳授經驗和教訓，同時人員的崗前培訓和合理安排、動物和試劑的預先訂購、實驗過程的盲法進行、定期對前面實驗的總結和下一步實驗的計劃等也要準備。最后，慢性實驗中收集的生物材料十分珍貴，在進行分子生物學實驗或其它生化實驗之前，若方法不成熟，可以用急性染毒處理收集的材料先進行實驗，當方法成熟之后，再對珍貴的慢性實驗材料進行檢測分析。另外，一定要密切觀察實驗中研究對象的反應，盡量避免實驗中不良因素的影響，靈活應對實驗中的不良意外發(fā)生。

 

3、如何為課題組開辟新方向？

1)盡管我年資不大，但是我研究生階段經歷了三次研究方向的改變：肝臟毒性研究——生殖與發(fā)育毒性研究——神經發(fā)育毒性研究。前兩個方向分別均發(fā)表了2篇SCI論文和好幾篇中文論著，每一次的更換方向，我都從中學到了許多科學研究相關的精華。所以，我還是有許多經歷與大家進行分享。

 

2)研究生為導師開辟新方向的難點所在：導師本人可能也對這個新方向不熟悉、研究生本身對科學研究把握能力有限、研究生實驗時間較短(一般1-3年)、許多新的實驗平臺需要建立、對本方向的研究動態(tài)尚需要時間來不斷學習等等。

 

3)研究生想為課題組順利開辟新方向，必須做到：首先，大量閱讀與新方向相關的中外文文獻，以便了解該領域的研究動態(tài)和急需解決的難題，這一點十分重要。其次，逐步建立新的實驗平臺，由易到難、由宏觀到微觀，甚至可以先重復別人的研究，以驗證你所建立的方法的正確性。最后，研究設計前和實驗期間要多與該領域的專家、老師、同學請教，同時經常與導師探討該課題的研究進展和下一步的研究計劃。或許過來人的一句話會讓你豁然開朗，少走許多彎路。另外，開辟新方向的研究生最好先發(fā)表1-幾篇論文墊底，以防影響順利畢業(yè)。因為開辟新方向是有風險的，倒不是一定失敗，而是因為時間的原因，很難說一定在短時間能。

 

4、如何培養(yǎng)創(chuàng)新思維？

1)實例：本人幾年前剛進入研究生學習階段時，對科學研究和科學實驗一竅不通，完全從0開始，更不要談有創(chuàng)新思想。但是付出、交流、努力、再學習的全過程，讓我初步認識到科學研究的真諦。例如，幾年前我給大學生上課，只能是理論加理論，學生很乏味，但我盡力了，學生也可諒解?，F(xiàn)在給學生上課，我經常結合科研實踐，大談專業(yè)前沿知識，能全程把握課堂的學習氣氛。當然，更主要我也發(fā)表幾篇SCI論文、獲得過國家級獎勵，讓我很自信，也鞭策了我不斷地努力學習、再學習。

 

2)我從過去對本專業(yè)知識的理解不足到現(xiàn)在基本掌握了本專業(yè)的前沿領域和熱點研究內容，如成年疾病的胎生起源學說的進一步驗證、納米毒理學、組學研究、毒物的興奮效應、環(huán)境內分泌干擾化學物對生殖發(fā)育的影響、表觀遺傳學的研究等等?？偨Y幾點如下：自我上進的心、多與自己導師和其他有影響的老師交流學習、多參加國內/國際大會進行交流、大量閱讀本專業(yè)和跨專業(yè)的外文文獻、定期閱讀高影響因子的文獻(如nature、science、cell、Plos等，他們中許多文章可能是未來幾年的研究內容的導向)等。

 

3)宏觀上，一味重視研究基礎，那無科研基礎、但有創(chuàng)新性和可行性的課題研究者永無出頭之日。我曾看到一普通學校的老師的早期標書及其后來標書的申請過程，第一份標書他一點基礎沒有，但標書很好，評審專家給了他小額資助，正因為這一資助，后來他連續(xù)獲得兩項面上項目的資助，現(xiàn)已經發(fā)表幾十篇SCI論文。若開始扼殺了他的第一份標書，我想他后來很難建立很好的科研基礎。我認為每個人的研究基礎都是從0開始的，而不是像海歸或大老板那樣有基礎。國人為什么一直拿不到諾貝爾醫(yī)學獎？我想這可能是主要原因，太看重以前的工作基礎，扼殺了許多人的創(chuàng)新思維。

 

5、如何提高實驗技能？

1)勤動手。這一點剛從本科階段過渡到研究生階段的學生可能不好適應，因為本科生實驗多是老師準備好，學生只要做一下就行了。而研究生階段從實驗準備、實驗過程、實驗結束整理收拾等均需要自己動手。研究生階段有許多方法值得學習，如生化實驗、分子生物學方法、常規(guī)的試劑配制、動物的選擇和染毒處理、生物材料的收集等，這些都離不開不斷地動手鍛煉。

 

2)多思考。光會動手，不會用腦的研究生永遠是一名技術員。而且實踐離不開許多理論知識的指導，要多考慮實驗中每一步為什么這樣做，不這樣做會出現(xiàn)什么樣的結果，最終，實驗原理搞懂了，即使實驗結果出現(xiàn)了問題，也可通過大膽改進方法而達到預想的結果。理論指揮實踐，而理論又離不開實踐，否則是空談、空想。

 

3)廣交流。一項實驗，對于新手來說每一步都是重要的。如果不進行交流，你只能按照操作指南一步一步地做，不敢變通實驗步驟，更不敢改變方法，往往重蹈前人所犯的低級錯誤。但是，通過向老手或做過的老手進行交流，學習了其中的關鍵步驟和他人失敗的教訓，避免重犯錯誤，往往起到事半功倍的效果。