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1.基本概念很重要
分子生物學(xué)中有很多名詞會(huì)讓初學(xué)者感到不可理喻,有的學(xué)生即使對(duì)其有專業(yè)感覺也很難把它說清楚,這直接導(dǎo)致學(xué)生分子生物學(xué)學(xué)習(xí)障礙的產(chǎn)生。所以老師要做的第一件事就是向?qū)W生教授概念,澄清概念和鑒別概念。(1)教授概念如果這個(gè)概念是學(xué)生在其他科目中沒有接觸到的全新概念,老師就需要對(duì)其給出一個(gè)鮮明準(zhǔn)確的定義,這點(diǎn)是每個(gè)老師都應(yīng)該做到的,比較常規(guī),此略。(2)澄清概念主要指的是幫助學(xué)生理順概念間的相互關(guān)系。例如:染色體,染色質(zhì),核小體,螺線管,超螺線管,DNA(RNA),蛋白質(zhì)這一組名詞,我們應(yīng)該掌握他們的內(nèi)在聯(lián)系。染色體是由DNA(RNA)和蛋白質(zhì)組成的。染色體的基本組成單位是核小體,一個(gè)個(gè)核小體成串排列在染色質(zhì)細(xì)絲上。核小體是DNA(RNA)纏繞在八聚體蛋白被壓縮成1/7的結(jié)果,核小體纏繞成螺線管又壓縮了1/6,進(jìn)一步壓縮成1/40的超螺線管,超螺線管再壓縮到1/5成為染色單體??梢钥吹饺旧w,染色質(zhì),核小體,螺線管,超螺線管的組成都是DNA(RNA)和蛋白質(zhì),只不過在不同情況下存在不同形態(tài)而對(duì)應(yīng)不同名稱而已。對(duì)于很多同學(xué)來講,這種概念的澄清是非常必要的。(3)鑒別概念剛才說的是同一物質(zhì)不同形態(tài)的名稱問題,這里指的就是完全一樣的內(nèi)涵對(duì)應(yīng)不同名字的問題。例如:在真核生物基因表達(dá)調(diào)控內(nèi)容中,通用型轉(zhuǎn)錄因子與一般輔助因子,同源域與同源盒等等,雖然說法不同但表示相同的內(nèi)容。這些情況如果老師對(duì)學(xué)生缺乏交待,會(huì)造成大部分學(xué)生概念認(rèn)識(shí)上的混亂。如果在分子生物學(xué)授課過程中能夠使學(xué)生對(duì)基本概念有一個(gè)清晰明確地認(rèn)識(shí),后續(xù)的教學(xué)任務(wù)才有望順利完成。
2.建立知識(shí)體系
以比較權(quán)威的分子生物學(xué)教材——北京大學(xué)教授朱玉賢的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》——為例,分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容分以下章節(jié):染色體與DNA;從DNA到RNA;從mRNA到蛋白質(zhì);分子生物學(xué)研究法;原核基因表達(dá)調(diào)控模式;真核基因表達(dá)調(diào)控規(guī)律;疾病與人類健康;基因與發(fā)育;基因組與比較基因組學(xué)。分子生物學(xué)的核心基礎(chǔ)知識(shí)集中體現(xiàn)在前六部分,后面內(nèi)容更多的是前面知識(shí)的綜合運(yùn)用。當(dāng)課程進(jìn)行到真核基因表達(dá)調(diào)控規(guī)律一般內(nèi)容的時(shí)候,筆者會(huì)幫助學(xué)生回首前面的所有內(nèi)容,并將其納入到此為止揭示出的理論框架中來,即真核基因表達(dá)調(diào)控的核心內(nèi)容是順式作用元件與反式調(diào)控因子之間相互作用的過程。這說明什么呢?DNA經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯生成蛋白質(zhì),真核基因表達(dá)調(diào)控是蛋白質(zhì)因子與DNA序列間作用,原核生物雖以操縱子為模型來講述其調(diào)控過程,但實(shí)際上也是通過蛋白質(zhì)因子與DNA的作用來完成的。雖然真核生物與原核生物各個(gè)方面存在很多不同,但我們看到了其大同的一面,這樣我們就可以把有關(guān)DNA,蛋白質(zhì)以及一切從不同角度對(duì)真原核生物表達(dá)調(diào)控進(jìn)行描述或分類的內(nèi)容都鑲嵌到這個(gè)框架相應(yīng)的位置上。如果學(xué)生做到了這一點(diǎn),他會(huì)有豁然開朗,別有洞天之感,分子生物學(xué)理論學(xué)習(xí)道路上的一切陰霾就此消散。至于基因治療,發(fā)育生物學(xué),免疫學(xué)等是在此基礎(chǔ)上結(jié)合其他課程內(nèi)容,對(duì)分子生物學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用,研究方向相對(duì)獨(dú)立,只要學(xué)生有了前面的知識(shí)框架基礎(chǔ),再來看這些內(nèi)容,會(huì)多少找到用公式原理解應(yīng)用題的感覺。在筆者的分子生物學(xué)理論教學(xué)過程中,一直把知識(shí)體系的建立放在重中之重的位置,這比要求學(xué)生掌握很多細(xì)節(jié)知識(shí)更重要。
3.培養(yǎng)學(xué)生用哲學(xué)方式看問題
【關(guān)鍵詞】分子生物學(xué)技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)模式
基金項(xiàng)目:鄭州師范學(xué)院校級(jí)課題項(xiàng)目(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào):2012076)。
分子生物學(xué)技術(shù)是我國(guó)綜合、師范、醫(yī)藥、農(nóng)林類院校生物專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課,也是生命科學(xué)的帶頭前沿學(xué)科,課程地位十分重要。我校是一所師范類的本科院校,在生物技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)開設(shè)了分子生物學(xué)技術(shù)課程。本課程內(nèi)容主要包括分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)以及當(dāng)前分子生物學(xué)技術(shù)研究的前沿領(lǐng)域。了解或掌握分子生物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)及其研究方法對(duì)高級(jí)人才的培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而,分子生物學(xué)技術(shù)的理論知識(shí)抽象、有深度、內(nèi)容多,而且教學(xué)時(shí)間短(54學(xué)時(shí)),教學(xué)效果往往不盡人意。如何利用有限的教學(xué)時(shí)間取得良好的教學(xué)效果,是教師們最關(guān)心的問題。作為一名分子生物學(xué)技術(shù)課程的老師,就我院學(xué)生的情況在分子生物學(xué)技術(shù)課程教學(xué)方面存在的問題及教學(xué)改革的思路及對(duì)策談幾點(diǎn)看法。
一、分子生物學(xué)技術(shù)課程特點(diǎn)及存在的問題
(一)分子生物學(xué)課程特點(diǎn)
分子生物學(xué)是在生物化學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展、向生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域拓展而形成的,是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互間作用規(guī)律的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著這門學(xué)科的飛速發(fā)展,使人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘,由被動(dòng)地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)地改造和重組自然界[1]。另外,近年來的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)絕大多數(shù)都頒給了分子生物學(xué)相關(guān)的研究領(lǐng)域,這表明了分子生物學(xué)在整個(gè)生命科學(xué)中的重要地位。
(二)分子生物學(xué)技術(shù)教學(xué)存在的問題
1.過分依賴現(xiàn)代化教學(xué)手段
分子生物學(xué)技術(shù)內(nèi)容龐雜、抽象,較難理解,并且涉及大量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和操作,在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生理解和掌握大量的知識(shí)和技術(shù)是很難的,導(dǎo)致教學(xué)效果很不理想。隨著多媒體技術(shù)進(jìn)入課堂,教學(xué)效果有明顯提升。該技術(shù)可將抽象的、理論的東西形象化,將空間的、難以想象的內(nèi)容具體化,還可以在課件中展示自然界的直觀現(xiàn)象、模擬實(shí)驗(yàn)過程和再現(xiàn)研究過程,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[2]。但這也很容易產(chǎn)生一些負(fù)面效果,一是教學(xué)過程中教師和學(xué)生交流及互動(dòng)的環(huán)節(jié)減少;二是學(xué)生無(wú)法及時(shí)消化吸收大量的課堂信息。
2.理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例失調(diào)嚴(yán)重
分子生物學(xué)技術(shù)課程是一門實(shí)驗(yàn)技術(shù)類課程,在我國(guó)師范類高校中分子生物學(xué)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)普遍較低,特別是處于本科發(fā)展起步階段的師范院校,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)得不到重視,特別是我院開設(shè)的這門課程,理論內(nèi)容在一學(xué)期內(nèi)都很難講授完,幾乎沒有時(shí)間安排學(xué)生實(shí)驗(yàn),更不要說讓學(xué)生系統(tǒng)的掌握一項(xiàng)分子生物學(xué)技術(shù)了。由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)很有限,很難保證學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技能的掌握,對(duì)理論內(nèi)容的理解也是一知半解,囫圇吞棗,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性逐漸喪失。
3.綜合型和研究型實(shí)驗(yàn)缺乏
綜合型實(shí)驗(yàn)是將某幾個(gè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行綜合分析、解決問題的能力;研究型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析和解決實(shí)際應(yīng)用問題,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力[3];而知識(shí)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證知識(shí)、幫助學(xué)生理解分子生物學(xué)技術(shù)基本理論和實(shí)驗(yàn)技能,僅能夠?qū)W(xué)生的動(dòng)手能力以及固定的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行培訓(xùn)。目前,實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)以知識(shí)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,缺乏綜合型、研究型實(shí)驗(yàn),不利于培養(yǎng)學(xué)生自主思考、自主設(shè)計(jì)、自主解決問題等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)匱乏
學(xué)校每年都在擴(kuò)招,我院每次上學(xué)生實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)室內(nèi)人數(shù)都在25個(gè)左右,又由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)很有限,而分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)用的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)耗材和試劑都比較昂貴,根本無(wú)法讓每一位學(xué)生都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。結(jié)果導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課上只有幾個(gè)學(xué)生經(jīng)常動(dòng)手操作,其他大多數(shù)學(xué)生坐等結(jié)果,這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣,不利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
二、分子生物學(xué)技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)目標(biāo)
分子生物學(xué)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程不僅應(yīng)掌握重要的理論知識(shí),而且應(yīng)掌握一些實(shí)驗(yàn)技術(shù),更重要的是具備解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力。這種能力的培養(yǎng)單靠理論教學(xué)無(wú)法完成,必須將實(shí)驗(yàn)教學(xué)納為課程教學(xué)的重要組成部分。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以將理論和實(shí)際運(yùn)用結(jié)合起來,使理論內(nèi)容易于被學(xué)生理解和掌握,提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑI(yè)應(yīng)用能力,逐步建立獨(dú)立的科研和工作方法,為繼續(xù)深造發(fā)展和將來工作奠定良好的基礎(chǔ)。
分子生物學(xué)技術(shù)課程的教學(xué)不僅要注重培養(yǎng)學(xué)生深厚的專業(yè)知識(shí),更要注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和技術(shù)解決實(shí)際問題的能力,因此,本課程建設(shè)必須緊密結(jié)合教學(xué)實(shí)踐。學(xué)生綜合能力的提高需要通過一系列的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)分階段完成,以基礎(chǔ)理論、基本方法和基本操作為基礎(chǔ),循序漸進(jìn)地構(gòu)建分層次的能力,由淺入深地不斷提高。
三、分子生物學(xué)技術(shù)教學(xué)改革的思路與對(duì)策
1.充實(shí)理論內(nèi)容,采用互動(dòng)式教學(xué)法
近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,新知識(shí)、新理論、新成果不斷涌現(xiàn),這就要求我們教師必須敏銳把握學(xué)科發(fā)展前沿并及時(shí)充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)技術(shù)課程有一種開放和發(fā)展的心態(tài)[4]。另外,只有與人類自身密切相關(guān)的知識(shí),才能引起學(xué)生更大的興趣,才能變灌輸為啟發(fā),同時(shí)也才能使該課程為社會(huì)科學(xué)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。在授課過程中,適當(dāng)增加一些與疾病發(fā)生原理、藥物和保健品開發(fā)、個(gè)體發(fā)育、生殖健康、生產(chǎn)生活和生活質(zhì)量等有關(guān)的分子生物學(xué)技術(shù)研究?jī)?nèi)容,讓學(xué)生覺得這門抽象的課程與自己的生活息息相關(guān)。進(jìn)而能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性。
更重要的是,在教學(xué)方式上可采取課堂討論、提問的互動(dòng)式教學(xué)方法,同時(shí)與講授教材、新進(jìn)展專題系列報(bào)告的傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。課堂討論與課堂提問的互動(dòng)式教學(xué)可以將分子生物學(xué)技術(shù)理論內(nèi)容分成幾個(gè)部分,同時(shí)將學(xué)生分成相應(yīng)的組,每組同學(xué)準(zhǔn)備一部分的內(nèi)容,也可以讓每一位同學(xué)準(zhǔn)備一章理論內(nèi)容或者自己感興趣的專題報(bào)告,并選擇在課堂上向全體同學(xué)講解該部分內(nèi)容,其他同學(xué)就該部分內(nèi)容提出問題,所提問題由該組同學(xué)回答,不能回答的問題下一次課回答,最后由教師解答疑問并總結(jié)。
2.增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)和教學(xué)經(jīng)費(fèi),充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù),是進(jìn)行分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的前提條件。分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,運(yùn)用廣泛,是生物技術(shù)類學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科研的重要手段。就目前的課時(shí)數(shù)而言,根本無(wú)法滿足分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要。增加課時(shí)數(shù),一方面可以適當(dāng)增加些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生學(xué)會(huì)分子生物學(xué)技術(shù)常規(guī)儀器設(shè)備的使用、試劑的配制及一些基本的實(shí)驗(yàn)方法,例如:基因克隆涉及的核酸提取、PCR、凝膠電泳等;另一方面教師可根據(jù)自己科研項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置一些探究性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,自擬實(shí)驗(yàn)方案,制定技術(shù)路線,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論,撰寫實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告,這樣有助于學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和自主能動(dòng)性的發(fā)揮。
但是,由于分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備、耗材以及試劑都比較昂貴,目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足以滿足讓每一位學(xué)生都能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的需求。在這種情況下,一要積極申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi),使學(xué)校加大對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)的投入;二每次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備前,可以通知學(xué)生,讓無(wú)課并且有興趣的學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中來,使學(xué)生既可以熟練掌握儀器使用及試劑配制,又可增強(qiáng)其責(zé)任感,使其在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),能更加珍惜實(shí)驗(yàn)儀器和試劑,認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)。
3.科研課題和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合
高校要進(jìn)行教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量,科研是關(guān)鍵。將科研課題以及科研成果應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué),能幫助學(xué)生及時(shí)了解最新科研動(dòng)態(tài)及科研成果,提高學(xué)生對(duì)科研的興趣,為其今后的發(fā)展方向提供有價(jià)值的參考[5]。本院有多位教師承擔(dān)著校級(jí)、省部級(jí)及國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目,可以讓有科研課題的教師帶領(lǐng)一部分學(xué)生做科研,使學(xué)生熟練掌握與分子生物學(xué)技術(shù)課程基本實(shí)驗(yàn)方法的同時(shí),建立科研思維。這樣,可以真正做到實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密聯(lián)系科研,以科研促教學(xué),使學(xué)生參與到科研中,既可以讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的全過程,又可以發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,掌握實(shí)驗(yàn)技巧以及實(shí)驗(yàn)以外的其它知識(shí)技能。
4.培養(yǎng)學(xué)生閱讀文獻(xiàn)的習(xí)慣
查閱有關(guān)分子生物學(xué)技術(shù)研究新進(jìn)展的文獻(xiàn),通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行重點(diǎn)講解,讓學(xué)生感受理論知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,同時(shí),也培養(yǎng)學(xué)生閱讀文獻(xiàn)的能力,使其了解當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的進(jìn)展和熱點(diǎn)問題。向?qū)W生介紹分子生物學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域一些重要的期刊,比如英文的期刊Pubmed (http: / / ncbi.nlm.gov/pumbed),Science Direct電子期刊(http: / / sciencedirect. com),Wiley Inter Science電子期刊(http: / / interscience. wiley. com/ journal finder. html)等;還有一些中文的期刊:中國(guó)知網(wǎng)、維普中文期刊、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)等,選擇代表性的數(shù)據(jù)庫(kù)給學(xué)生演示一下如何查文獻(xiàn),尤其是自己對(duì)某方面研究感興趣的文獻(xiàn),給學(xué)生提供了一個(gè)搜集學(xué)習(xí)資料的手段。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn),仔細(xì)閱讀并逐漸地提煉自己的想法,本身就是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的過程,對(duì)學(xué)生以后畢業(yè)論文和進(jìn)行科學(xué)研究論文的寫作都是非常有幫助的。
5.構(gòu)建多元化的考核方式
教師對(duì)所講授課程進(jìn)行考核是衡量學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容掌握情況的一種基本方法??己朔绞蕉喾N多樣,但怎樣的考核方式才能真正起到衡量學(xué)生對(duì)一門課程知識(shí)的掌握情況,是值得我們每位教師思考的問題。為了減少學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)平時(shí)不努力,考前突擊的情況,我們?cè)龃罅似綍r(shí)成績(jī)的比重(30%)。平時(shí)成績(jī)由聽講、回答問題、作業(yè)、查閱文獻(xiàn)資料的總結(jié)報(bào)告4個(gè)方面組成;由于平時(shí)成績(jī)所占總評(píng)成績(jī)比重較高,學(xué)生上課聽講大都認(rèn)真專注,每次理論課后學(xué)生都按時(shí)復(fù)習(xí)課堂講授重點(diǎn)并按時(shí)完成作業(yè);實(shí)驗(yàn)的設(shè)置也增進(jìn)了學(xué)生對(duì)分子生物學(xué)技術(shù)部分理論知識(shí)的理解,從近5年的考試成績(jī)來看,學(xué)生對(duì)本課程要求必須掌握的理論知識(shí)考試成績(jī)有較大提升,且對(duì)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)理解更加深入。
四、結(jié)語(yǔ)
分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)教師的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都提出了更高的要求,理論教學(xué)可以使學(xué)生具備基本的知識(shí)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以更有效地提高學(xué)生的實(shí)踐、探究和創(chuàng)新能力,因此加強(qiáng)分子生物學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的生物技術(shù)技能的立足點(diǎn)。本文結(jié)合本校實(shí)際情況僅對(duì)分子生物學(xué)技術(shù)課程教學(xué)改革提出了一些觀點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn),如何順應(yīng)分子生物學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的需要,仍需我們教師在教學(xué)過程中不斷地進(jìn)行總結(jié)和思考。
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【關(guān)鍵詞】分子遺傳學(xué);教學(xué);方法
分子遺傳學(xué)是在分子水平研究生命現(xiàn)象的學(xué)科,已經(jīng)成為21世紀(jì)生命科學(xué)前沿學(xué)科,它的基礎(chǔ)理論已經(jīng)滲透到生命科學(xué)幾乎所有的領(lǐng)域,是涵蓋面非常廣的一門學(xué)科,同時(shí)也是現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展最快的學(xué)科之一。從分子遺傳學(xué)發(fā)展以來逐漸從重視形態(tài)、代謝功能方面的演變延伸到研究基因和基因的結(jié)構(gòu)和功能等的演變。
分子遺傳學(xué)目前已成為綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)、農(nóng)林院校等生命科學(xué)類各專業(yè)研究生的專業(yè)學(xué)位課,是繼本科階段課程如生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等課程后的進(jìn)一步學(xué)習(xí),對(duì)提高研究生的基本科學(xué)素質(zhì)、提升專業(yè)素養(yǎng)和增強(qiáng)科研創(chuàng)新等有著十分密切的聯(lián)系和重要的影響。以分子遺傳學(xué)為基礎(chǔ)的遺傳工程則正在發(fā)展成為一個(gè)新興的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,許多國(guó)家已經(jīng)把分子遺傳學(xué)及技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高科技項(xiàng)目。在這樣的發(fā)展潮流中,如何使學(xué)生能夠及時(shí)了解快速發(fā)展的分子遺傳學(xué)理論和技術(shù)的相關(guān)知識(shí),為我國(guó)生命科學(xué)培養(yǎng)富有開拓精神、創(chuàng)新精神,具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高層次、高質(zhì)量的人才,研究生分子遺傳學(xué)課程的改革必將成為我們探索的一個(gè)重要課題。
一、學(xué)院特色
生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)科是生命科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的前沿學(xué)科之一,也是中國(guó)計(jì)量學(xué)院近年來重點(diǎn)建設(shè)的學(xué)科,2004年入選浙江省重點(diǎn)扶植學(xué)科,2005年獲碩士學(xué)位點(diǎn)授予權(quán)。該學(xué)科的主要特色包括分子檢測(cè)和檢驗(yàn)技術(shù)、重大生物安全和生物入侵問題、植物天然活性產(chǎn)物的提取與利用、環(huán)境分子生物學(xué)與農(nóng)產(chǎn)品安全等方面的研究,均從基因或蛋白質(zhì)等方面來闡明具體的機(jī)理,這與分子遺傳學(xué)存在著密切聯(lián)系。隨著分子遺傳學(xué)概念的深入人心,為了適應(yīng)培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、知識(shí)寬、素質(zhì)高、能力強(qiáng)、面向21世紀(jì)開拓創(chuàng)新的生命科學(xué)優(yōu)秀基礎(chǔ)性人才的需要,結(jié)合我院專業(yè)特色和人才培養(yǎng)計(jì)劃,2011年新增《分子遺傳學(xué)》課程為本學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生的專業(yè)學(xué)位課,并于2011-2012年第二學(xué)期正式實(shí)施教學(xué)工作。
二、教材的選擇和教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化
本課程選用了以高等教育出版社出版的由路鐵剛、丁毅主編的《分子遺傳學(xué)》為教材。以南京大學(xué)出版社出版的由孫乃恩,孫東旭,煦編著的《分子遺傳學(xué)》和高等教育出版社出版的由朱玉賢等編著的《現(xiàn)代分子生物學(xué)》等為參考教材,同時(shí)也選擇了一些相關(guān)的動(dòng)畫網(wǎng)絡(luò)電子教材。在教材上突出基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性、時(shí)代性、創(chuàng)新性和引導(dǎo)性,并且符合相應(yīng)的課時(shí)數(shù),同時(shí)避免與其它課程的重復(fù),能夠適合應(yīng)用型人才的教材。
同時(shí),從分子遺傳學(xué)的特色出發(fā),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,注重知識(shí)的橫向和縱向銜接,刪改與生物化學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)課程間重復(fù)交叉內(nèi)容,同時(shí)補(bǔ)充本教材內(nèi)容的不足,使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)課程的特色性。課堂教學(xué)主要是講授基因組學(xué)與后基因組學(xué)、基因組結(jié)構(gòu)與功能、基因表達(dá)調(diào)控、基因突變與DNA損傷修復(fù)、遺傳重組與轉(zhuǎn)座、雜交育種與誘變育種、突變體的創(chuàng)制與應(yīng)用、分子遺傳學(xué)研究的常用技術(shù)介紹等。同時(shí)在講授基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)也結(jié)合相關(guān)前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域的知識(shí)和進(jìn)展,如適當(dāng)引入學(xué)科前沿內(nèi)容以激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣,并將最新的知識(shí)理論和科學(xué)熱點(diǎn)通過文獻(xiàn)介紹給學(xué)生。不僅達(dá)到授課內(nèi)容國(guó)際化、教學(xué)理念前瞻化,而且可以培養(yǎng)研究生學(xué)習(xí)外文文獻(xiàn)的能力和思考科學(xué)問題的方法和習(xí)慣。教學(xué)過程全部采用多媒體與動(dòng)畫網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)方法相結(jié)合。在講授部分內(nèi)容時(shí),注重啟發(fā)研究生尋找自己相關(guān)課題進(jìn)一步研究的新切入點(diǎn),引導(dǎo)其通過科研和實(shí)驗(yàn)過程去解決問題。實(shí)現(xiàn)在有限的課時(shí)中講授分子遺傳學(xué)的新發(fā)展、新觀念,為學(xué)生的思維打開一扇通向未來之門。
三、采用啟發(fā)式、引導(dǎo)式、討論式的教學(xué)方法
研究生教育是我國(guó)教育結(jié)構(gòu)中最高層次的教育,培養(yǎng)的研究生不僅要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),還要有鮮明的創(chuàng)新性,所以對(duì)于這種層次的教學(xué),需要采用多種教學(xué)方式如啟發(fā)式、引導(dǎo)式、討論式。首先,在授課中進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生積極思考,按照提出問題、分析問題、解決問題的思路進(jìn)行講解,而不是簡(jiǎn)單的背記已有的結(jié)論,并在教學(xué)過程中增加專業(yè)英語(yǔ)詞匯,通過課堂上的反復(fù)講授,既能增加學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)詞匯量,幫助學(xué)生更好地理解教材內(nèi)容,又提高了閱讀外文文獻(xiàn)的能力,為將來的專業(yè)及科研工作打下良好的基礎(chǔ)。其次,為了進(jìn)一步鞏固理論課堂所學(xué)知識(shí),并將理論與將來的研究課題聯(lián)系起來,設(shè)立相關(guān)的討論課,每個(gè)學(xué)生以分子遺傳學(xué)技術(shù)結(jié)合自己的研究方向,寫出課題設(shè)計(jì)思路,可以是目前正在研究的課題,也可以是假想的課題。讓學(xué)生在課余時(shí)間通過文獻(xiàn)查找和整理,準(zhǔn)備討論提綱,并分組討論。鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言,闡明自己的科研思路,同時(shí)教師通過積極正確的引導(dǎo),使課題設(shè)計(jì)更加合理,并賦予創(chuàng)新性。最后,進(jìn)行課堂學(xué)術(shù)報(bào)告競(jìng)賽活動(dòng),通過設(shè)計(jì)一些學(xué)科發(fā)展前沿與動(dòng)態(tài)相關(guān)的討論議題,如突變體創(chuàng)制的應(yīng)用前景、轉(zhuǎn)基因作物的安全性等。
四、采用綜合測(cè)評(píng)的方式評(píng)定成績(jī)
本課程成績(jī)的評(píng)定采用綜合測(cè)評(píng)的方式,進(jìn)行基礎(chǔ)理論閉卷考試、綜述撰寫和課堂討論表現(xiàn)相結(jié)合的方法,讓研究生通過查閱文獻(xiàn),撰寫綜述,課堂討論等,鍛煉研究生的歸納總結(jié),推陳出新,開拓創(chuàng)新的綜合能力。也有利于提高研究生的學(xué)習(xí)熱情,并充分調(diào)動(dòng)研究生主動(dòng)探究的積極性和主動(dòng)性。這種考試方法的建立,也增加了對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)的客觀性,對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)和教學(xué)評(píng)價(jià)方式作有益的探索。
綜上所述,本次教學(xué)改革將全面推進(jìn)研究生的教學(xué)工作,并且使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、前沿性、時(shí)代性、創(chuàng)新性和引導(dǎo)性。不僅可以有效地提高分子遺傳學(xué)的教學(xué)效果和處理與其它相關(guān)課程的銜接問題,而且還可以增強(qiáng)研究生的自主學(xué)習(xí)、科研創(chuàng)新等能力,讓他們實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)向技術(shù)的轉(zhuǎn)化,為研究生獨(dú)立開展項(xiàng)目研究和申報(bào)課題奠定基礎(chǔ),最終產(chǎn)出一定的科研成果,甚至實(shí)際的生產(chǎn)力。
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【關(guān)鍵詞】分子生藥學(xué) 教學(xué)建議 存在問題
【Abstract】The Molecular Pharmacognosy is interdisciplinary field which involved in multi discipline. There are some difficulties in teaching and learning. In order to better construct Molecular Pharmacognosy, we put forward some suggestions and problems based on molecular pharmacognosy teaching practices and curriculum of our college in this paper.
【Key words】 Molecular Pharmacognosy; suggestions; problems
【基金項(xiàng)目】基金名稱:利用葉綠體基因組超級(jí)條形碼構(gòu)建鼠尾草屬亞屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,基金編號(hào):NJZY16214。
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)10-0241-02
分子生藥學(xué)是指利用分子生物學(xué)的理論和技術(shù)來研究生藥的真?zhèn)?、?yōu)劣和成分的一門科學(xué),是生藥學(xué)與分子生物學(xué)融合而成的前沿學(xué)科[1]。分子生物學(xué)不僅為生藥學(xué)的研究注入了新鮮的血液,而且為其提出了新的挑戰(zhàn)。由于分子生藥學(xué)與生物化學(xué)、分子系統(tǒng)學(xué)、中藥鑒定學(xué)、中藥資源學(xué)、天然藥物化學(xué)、保護(hù)生物學(xué)以及藥用植物育種學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有著緊密的聯(lián)系,同時(shí)涉及到一些新技術(shù)和方法,因此授課難度較大,對(duì)于教學(xué)中的主要角色(學(xué)生和老師)的知識(shí)儲(chǔ)備都是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)[2]。目前我校分子生藥學(xué)課程采用中國(guó)中醫(yī)藥出版社出版的、黃璐琦和肖培根主編的《分子生藥學(xué)》本科系列教材,筆者通過授課實(shí)踐和對(duì)該教材的理論研究的基礎(chǔ)上,從教學(xué)方法上進(jìn)行了初步的摸索,現(xiàn)總結(jié)如下:
1.實(shí)驗(yàn)課與理論課并行,突出重點(diǎn)與難點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)課與理論課并行開展,結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的科研經(jīng)費(fèi)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備,盡量讓學(xué)生熟悉分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)最基本儀器,掌握最基本的實(shí)驗(yàn)技能,更加直觀地去理解抽象的教學(xué)內(nèi)容。例如在講到第二章聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)時(shí),結(jié)合理論課,讓學(xué)生進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn)操作,在實(shí)驗(yàn)過程中不僅讓學(xué)生深入了解了PCR的基本步驟(包括變性、退火和延伸)和影響PCR主要因素(Mg2+、dNTP、酶、模版、引物、溫度參數(shù)和循環(huán)次數(shù)),而且能鍛煉了學(xué)生對(duì)于基本儀器(移液槍和離心機(jī)等)的使用和基本實(shí)驗(yàn)操作(液體配制和瓊脂糖凝膠電泳等)的熟悉。通過以上實(shí)驗(yàn)課與理論課并行的授課方式,使學(xué)生對(duì)于本學(xué)科的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)有了更深層次的理解。
2.將網(wǎng)絡(luò)資源運(yùn)用到教學(xué)中,教學(xué)相長(zhǎng)
分子生藥學(xué)本身就是一門多學(xué)科綜合的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。它不僅基于分子生物學(xué)的理論和技術(shù),更與很多其他基礎(chǔ)學(xué)科關(guān)系緊密,例如中藥鑒定學(xué)、生藥學(xué)、中藥資源學(xué)、藥用植物學(xué)等,因此要求教師與學(xué)生掌握與了解多門專業(yè)課的基礎(chǔ)知識(shí)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及,越來越多的老師們都在利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種各樣教學(xué)實(shí)踐探索。而網(wǎng)絡(luò)教育資源的開發(fā)與利用對(duì)于教學(xué)水平的提高和教學(xué)方式的改變至關(guān)重要。例如,推薦學(xué)生利用中國(guó)大學(xué)慕課(MOOC)網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)自主學(xué)習(xí)分子生物學(xué)、生物化學(xué)和生藥學(xué)等課程,并對(duì)有關(guān)問題與授課教師通過郵件即時(shí)溝通。此外,推薦國(guó)內(nèi)及國(guó)際先進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)或相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站,讓學(xué)生能跟蹤分子生藥學(xué)方向最新研究?jī)?nèi)容。例如:中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所陳士林課題組對(duì)于中藥材的DNA條形碼研究在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平,其開發(fā)的中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)(http:///china/)對(duì)于部分中草藥的鑒定具有一定的參考價(jià)值。此外,相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站如下(美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(National Centre For Biotechnology Information,NCBI,http : //ncbi.nlm.nih.gov)、歐洲生物信息研究所 (The European Molecular Biology Laboratory database ,EMBL,ebi.ac.uk)、日本國(guó)立遺傳學(xué)研究所(DNA database of Japan,DDBJ,ddbj.nig.ac.jp)、http:///。
3.開展文獻(xiàn)閱讀課,引入新技術(shù)新手段
生藥鑒定是生藥學(xué)的核心內(nèi)容,傳統(tǒng)的中藥鑒定方法最初主要依賴于藥材的形態(tài)特征,后來逐漸發(fā)展成為基原鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定和理化鑒定等4種方法,但是以上4種方法在實(shí)際生藥鑒定應(yīng)用中存在一定的局限性,使得生藥準(zhǔn)確鑒定變得越來越困難,分子生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展為生藥的鑒定提供了新的技術(shù)和手段。通過閱讀最新綜述文獻(xiàn),來引領(lǐng)學(xué)生了解分子生物學(xué)技術(shù)在生藥鑒定中的應(yīng)用歷史,并對(duì)最前沿的技術(shù)有一定的認(rèn)識(shí)。例如,通過閱讀《藥用植物葉綠體基因組研究》相關(guān)最新文獻(xiàn)[3,4],了解生藥鑒定的發(fā)展歷史和最新研究方向。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的普及和成本的下降,越來越多的科研工作者利用該技術(shù)在基因組水平解決生物學(xué)問題。植物藥在基因組方向的研究獲得了大量的關(guān)注,如人參[5]、黑藥花科華重樓[6]、小檗科十大功勞[7]等很多名貴藥材的基因組已經(jīng)進(jìn)行測(cè)序,為該類植物及其近緣種的可持續(xù)利用、品質(zhì)定向調(diào)控和分子標(biāo)記輔助育種等方面的研究奠定了基礎(chǔ)。
4.教學(xué)中存在的問題
4.1 課程設(shè)置存在一定問題
本課程共16個(gè)課時(shí),2個(gè)學(xué)分,主要針對(duì)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生開設(shè)。而本教材共包含8章,每章包含2-6節(jié)內(nèi)容。因此,課時(shí)安排較少,未能夠?qū)⒅攸c(diǎn)內(nèi)容講透。另外,分子生藥學(xué)開課3年來,一直是中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的選修課,未能引起教師與學(xué)生的足夠重視。迄今為止 ,全國(guó)已有30多所院校開設(shè)了本課程的本科和研究生教育,已將其設(shè)置為中藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科必修課程,從根本上保證了課時(shí)和學(xué)生的重視度,旨在推進(jìn)素質(zhì)教育,提高學(xué)生解決中藥資源和中藥鑒定突出問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生利用最新技術(shù)和手段來解決生藥的分子鑒定和中藥道地藥材的形成機(jī)制等。因此,筆者建議學(xué)校將本課程設(shè)置為中藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課。
4.2 教材內(nèi)容陳舊
目前我校采用的教材為2008年由中國(guó)中醫(yī)藥出版社出版、黃璐琦等主編的《分子生藥學(xué)》本科教材,其部分內(nèi)容需要結(jié)合目前研究成果進(jìn)行更新。例如在講授到第三章第三節(jié)藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的研究方法時(shí),僅僅介紹了葉綠體基因組、核基因組和線粒體基因組部分常用片段,并未引入近幾年來研究較熱的利用全基因組或葉綠體基因組信息來構(gòu)建藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)框架的方法。此外,本章節(jié)未涉及藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)研究的常規(guī)步驟,對(duì)于中藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,無(wú)法從總體上對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)了解。另外,本教材中藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的應(yīng)用僅僅介紹了兩方面,一方面為藥用植物的鑒定和分類,另一方面為新藥用植物的尋找。若結(jié)合利用葉綠體基因組構(gòu)建藥用植物分子系統(tǒng)學(xué)的前沿內(nèi)容,這里可以擴(kuò)展為藥用植物抗病性、基因型鑒定、轉(zhuǎn)基因育種等。
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摘要:概述了植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng)———管狀分子分化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立以及基于該系統(tǒng)的管狀分子分化的生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等方面的研究進(jìn)展,并對(duì)今后的研究方向進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:百日草;次生細(xì)胞壁;細(xì)胞分化;管狀分子
管狀分子(TraehearyElements,TEs)是維管植物木質(zhì)部?jī)?nèi)導(dǎo)管和管胞的總稱,皆為長(zhǎng)柱狀細(xì)胞,次生壁木質(zhì)化,成熟后均缺乏原生質(zhì)體,其功能是輸導(dǎo)水分、礦質(zhì)元素和機(jī)械支持作用。導(dǎo)管和管胞差別是,管胞無(wú)穿孔,管胞間壁僅有具緣紋孔,借以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);而導(dǎo)管分子間的某些區(qū)域具有穿孔,多個(gè)導(dǎo)管分子通過末端的穿孔連接形成一個(gè)長(zhǎng)的管道,即導(dǎo)管,與管胞相比,其輸導(dǎo)能力大大增強(qiáng)。管狀分子來源于形成層,由形成層細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞擴(kuò)增、次生壁沉積、胞內(nèi)物質(zhì)自溶、形成端壁穿孔等步驟而形成。管狀分子分化已被作為植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng),在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化和分子組成、發(fā)育及生理功能上都具有明顯的特點(diǎn),是植物解剖學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。多年來,各國(guó)學(xué)者建立了整體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和離體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)管狀分子的形態(tài)解剖學(xué)、生理學(xué)以及分子機(jī)制進(jìn)行了一定的研究。其中,百日草(ZinniaelegansJacq.)葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)是目前分化效果最好的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),人們利用該系統(tǒng)開創(chuàng)性地研究了離體條件下管狀分子分化的基本過程,并對(duì)管狀分子分化的細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)進(jìn)行了卓有成效的研究。筆者擬對(duì)30多年來人們利用百日草葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)系統(tǒng)的研究成果進(jìn)行概述,為進(jìn)一步闡明管狀分子分化機(jī)制提供基礎(chǔ)。
1離體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立
因?yàn)楣軤罘肿有螒B(tài)隨著分化進(jìn)程而發(fā)生顯著變化,其中包括環(huán)紋、螺紋和網(wǎng)紋次生細(xì)胞壁(SCW)的形成以及自溶作用。所以,管狀分子分化被認(rèn)為是植物細(xì)胞分化的模式系統(tǒng)。然而,大多數(shù)早期關(guān)于分化的研究,采用的是多細(xì)胞系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)包含幾種作為起始材料的細(xì)胞類型,為追蹤單個(gè)細(xì)胞分化過程帶來了困難。Kohlenbach和Schmidt發(fā)現(xiàn),以機(jī)械法分離的單個(gè)百日草葉肉細(xì)胞可直接分化為管狀分子,這促使Fukuda和Komamine在此基礎(chǔ)上,建立了一個(gè)有效的、高頻分化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)已被全世界許多實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用,有時(shí)根據(jù)特定情況僅僅對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了修改。用液體介質(zhì)浸漬百日草葉片,研磨后,以小網(wǎng)眼篩過濾,液體介質(zhì)反復(fù)漂洗懸浮液,分離得到單個(gè)葉肉細(xì)胞。要注意:(1)材料要適當(dāng)。取幼苗第一對(duì)葉,而非成年植物最嫩的葉片。(2)條件要適當(dāng)。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)轉(zhuǎn)速為10r/min,0.3~0.4mol/L山梨醇調(diào)節(jié)滲透壓,生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為0.1mg/La-萘乙酸(NAA)和1mg/L6-芐基腺嘌呤(6-BA),起始細(xì)胞濃度為(0.4~3.8)×108細(xì)胞/L。這樣,幾乎30%分離葉肉細(xì)胞,在適當(dāng)?shù)碾x體培養(yǎng)條件下,可半同步地分化為管狀分子。
2細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)方面的研究
百日草實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立促進(jìn)了管狀分子分化諸多方面的研究。初步的細(xì)胞學(xué)和生理學(xué)研究表明,細(xì)胞分裂不是管狀分子分化的前提條件,而一些DNA合成在分化中發(fā)揮重要作用;以肌動(dòng)蛋白依賴的微管重組,限定了次生細(xì)胞壁的特有格局;分化過程是動(dòng)態(tài)的,細(xì)胞變化表現(xiàn)在次生細(xì)胞壁沉積前細(xì)胞器數(shù)量的增加,次生細(xì)胞壁沉積開始不久次生細(xì)胞壁木質(zhì)化啟動(dòng),原生質(zhì)體逐漸自溶,初生壁非木質(zhì)化部分的局部水解,分化過程終止。另外,百日草系統(tǒng)已清晰地證明,管狀分子分化受植物激素諸如生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、油菜素內(nèi)酯、赤霉素、一氧化氮、乙烯、信號(hào)肽(例如CLE肽、木質(zhì)素、植物磺肽素)的調(diào)控;另外,大量生化和免疫學(xué)研究,揭示了細(xì)胞壁成分諸如纖維素、木聚糖、木質(zhì)素和其他次生壁特有分子的變化,以及自溶過程中的各種事件,諸如蛋白質(zhì)和核酸的降解等。
3相關(guān)基因的鑒定與描述
人們也用分子生物學(xué)方法,進(jìn)一步分析了百日草實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管狀分子分化的分子機(jī)制。運(yùn)用同源克隆法(例如,核酸酶ZEN1,肉桂醇脫氫酶和過氧物酶,b-微管蛋白,油菜素內(nèi)酯合成酶和Rho/RacsmallGTPases),差示篩選法(例如,分化標(biāo)記,管狀分子分化相關(guān)的(TED)2-4(Tra-chearyElementDifferentiation-related(TED)2-4),果膠裂解酶),消減雜交法(例如,核糖核酸酶及分化標(biāo)記、蛋白酶和木質(zhì)素合成酶)、全面的轉(zhuǎn)錄組分析微陣列和cDNA-AFLP,分別鑒定了許多與編碼管狀分子特定事件相關(guān)蛋白質(zhì)的cDNA,和限定管狀分子分化特定階段的標(biāo)記蛋白。因?yàn)榘偃詹蒉D(zhuǎn)化方法尚不穩(wěn)定,所以其分離基因的功能分析受到很大制約(例如,果膠裂解酶ZePel,TED4,過氧物酶ZPO-C)。然而,最近,通過基因槍法和電穿孔轉(zhuǎn)染法,瞬間將基因或雙鏈RNAs導(dǎo)入百日草細(xì)胞,成功地描述了其他基因的功能,這可能為管狀分子分化相關(guān)基因功能的分析提供了有益的線索。
4其他植物的研究
在利用百日草實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究管狀分子分化調(diào)控的基礎(chǔ)上,建立了擬南芥人工培養(yǎng)細(xì)胞的管狀分子分化系統(tǒng),該系統(tǒng)在油菜素內(nèi)酯調(diào)控下,有30%~50%繼代細(xì)胞分化為管狀分子。后續(xù)的基因芯片分析表明,多數(shù)擬南芥基因在管狀分子分化期間特異表達(dá),這些基因包括編碼植物特定NAC-do-main轉(zhuǎn)錄因子VND1-7的基因家族,借以最終揭示長(zhǎng)久以來尋找的管狀分子分化的轉(zhuǎn)錄開關(guān)。在某些植物和人工培養(yǎng)細(xì)胞中,VND基因被作為管狀分子異常分化的有效誘導(dǎo)物。
5待解決的問題和未來研究展望
管狀分子分化百日草葉肉細(xì)胞離體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究在草本植物中廣泛展開。該系統(tǒng)為誘導(dǎo)和促進(jìn)管狀分子分化的研究建立了有效的平臺(tái),并獲得了一些關(guān)鍵基因和調(diào)節(jié)因子,初步揭示了管狀分子分化的機(jī)制,為在單細(xì)胞水平上認(rèn)識(shí)細(xì)胞分化和轉(zhuǎn)分化途徑、分化過程影響因素提供了可能,但復(fù)雜、精確的分子機(jī)制的構(gòu)建仍需進(jìn)一步研究。
(1)管狀分子分化具有復(fù)雜的時(shí)空特異性,調(diào)控網(wǎng)絡(luò)綜合而龐大,雖然生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是管狀分子分化的基本調(diào)節(jié)激素,已有學(xué)者對(duì)2者進(jìn)行了大量研究并取得一定的成果,但是其他激素諸如赤霉素、乙烯、脫落酸、油菜素內(nèi)酯等作用效果研究資料極少,所以,植物激素作用機(jī)制的研究尚未明確。
(2)管狀分子分化是植物細(xì)胞凋亡的典型例子,成熟的管狀分子喪失了細(xì)胞核和細(xì)胞內(nèi)容物,成為死的、中空的管狀細(xì)胞。目前對(duì)管狀分子細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑知之甚少,需要進(jìn)一步探索。
(3)以草本植物百日草,甚至擬南芥為材料得到的管狀分子分化的初步機(jī)制,是否適合木本植物,尚需驗(yàn)證。
(4)雖然百日草系統(tǒng)較為成熟,管狀分子分化率和同步性較高,但隨著研究的深入,仍需進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化游離單細(xì)胞的離體培養(yǎng)方法,摸索分化的最佳條件,提高分化率和同步性。
1 一種預(yù)防和治療氟、鉛,汞、砷中毒的藥物及其生產(chǎn)方法,專利號(hào),ZL200410013166.3,商品名“海爾?!保哂写龠M(jìn)毒物的排泄功能,用于重金屬毒物的防治。
2 治療糖尿病的中藥制劑及其生產(chǎn)方法,專利號(hào)ZL2004100131682,商品名“舒糖寶”,具有降血糖功能,用于糖尿病的治療。本品用果類提取制成,具有安全、有效的特點(diǎn)。
3 一種補(bǔ)血中藥制劑及其生產(chǎn)方法,專利號(hào)ZL200410013167.8,具有補(bǔ)血鎮(zhèn)靜、安神的功效,用于血虛引起的失眠、多夢(mèng)、貧血等癥。利用廣西特產(chǎn)桂圓、何首烏提取制成。目前,尚有3個(gè)新專利在審批過程中。
曾多次出席省級(jí)、全國(guó)和國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議,研究成果獲與會(huì)專家的高度評(píng)價(jià),如2002年7月出席在美國(guó)圣迭戈市第五屆國(guó)際砷中毒學(xué)術(shù)會(huì)議上,科研產(chǎn)品獲美國(guó)聯(lián)邦政府和各高等院校高度關(guān)注,要求聯(lián)合開發(fā),之后有美國(guó)密西根州立大學(xué)周國(guó)荃博士前來合作開發(fā)。產(chǎn)品多次在《廣西科技活動(dòng)周》展覽會(huì)上展出,獲參觀者高度好評(píng)。
2008年廣西教育廳將上述3個(gè)專利作為專利轉(zhuǎn)化立項(xiàng),以發(fā)揮社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益?,F(xiàn)向社會(huì)尋求融資伙伴,真誠(chéng)合作共同辦廠擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)。
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)醫(yī)學(xué);課程整合;教學(xué)設(shè)想;卓越醫(yī)生教育;
作者簡(jiǎn)介:徐昌水。博士,副教授。研究方向:神經(jīng)電生理與藥理學(xué)。
自1866年美國(guó)醫(yī)藥傳教會(huì)在廣州開設(shè)第一所醫(yī)科學(xué)?!獜V州博濟(jì)醫(yī)學(xué)校開始,國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)教育課程體系一直沿用由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課、臨床專業(yè)課、臨床實(shí)習(xí)三個(gè)階段組成的“以學(xué)科為中心”的三段式國(guó)外醫(yī)學(xué)教育課程模式培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生。傳統(tǒng)“以學(xué)科為中心”的課程模式具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和完整性,便于教學(xué)實(shí)施與組織管理,節(jié)省人力和財(cái)力等優(yōu)點(diǎn),但學(xué)科之間界限過于分明,各學(xué)科內(nèi)容之間存在過多交叉重復(fù)或互相矛盾[1]。1993年愛丁堡世界醫(yī)學(xué)教育峰會(huì)推出“以器官系統(tǒng)為中心”的綜合型課程教學(xué)模式,使學(xué)生從真正意義上認(rèn)識(shí)和理解一個(gè)器官,形成一個(gè)醫(yī)學(xué)整體概念[2]。為適應(yīng)21世紀(jì)醫(yī)學(xué)教育的人才培養(yǎng)要求、教育部“卓越醫(yī)生教育培養(yǎng)計(jì)劃”和“新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目”的培養(yǎng)目標(biāo),綜合目前國(guó)內(nèi)高等醫(yī)學(xué)院?;A(chǔ)醫(yī)學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀,對(duì)開展“以器官系統(tǒng)為中心”的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式提出幾點(diǎn)設(shè)想。
1傳統(tǒng)以學(xué)科為中心的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式存在弊端
現(xiàn)階段高等醫(yī)學(xué)院校臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科層次所學(xué)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程學(xué)科門數(shù)較多,主要包括人體解剖學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、人體寄生蟲學(xué)以及醫(yī)學(xué)免疫學(xué)等課程[3],一直沿用“以學(xué)科為中心”的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課、臨床專業(yè)課和臨床實(shí)習(xí)三段式醫(yī)學(xué)培養(yǎng)教學(xué)模式。學(xué)科界限過于分明,各學(xué)科為求本身的完整性,較少考慮醫(yī)學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo)是醫(yī)學(xué)專門綜合型人才而不是學(xué)科帶頭人。因此,各學(xué)科之間存在過多交叉和重復(fù),如有些解剖學(xué)和組織學(xué)的內(nèi)容,為了讓學(xué)生更好地理解,在上生理學(xué)、病理學(xué)和病理生理學(xué)時(shí)還是會(huì)重復(fù)組織結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,導(dǎo)致學(xué)生負(fù)擔(dān)過重?;A(chǔ)理論與臨床知識(shí)之間缺乏緊密的聯(lián)系和互相脫節(jié)等現(xiàn)象,如單獨(dú)講病理生理學(xué)知識(shí)時(shí),老師對(duì)前面學(xué)習(xí)過的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)和后面的臨床專業(yè)知識(shí)就不會(huì)講授,嚴(yán)重影響學(xué)生臨床實(shí)踐技能和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)[4]。
2課程整合是教學(xué)培養(yǎng)模式和課程體系改革的需要
長(zhǎng)期以來,醫(yī)學(xué)高等教育雖然從未停止過教學(xué)創(chuàng)新,但片面強(qiáng)調(diào)專門化教育,忽視綜合素質(zhì)培養(yǎng),造成專業(yè)面過窄、知識(shí)結(jié)構(gòu)單一、缺乏醫(yī)學(xué)整體概念的狀況,與當(dāng)前我國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育的人才培養(yǎng)要求不相適應(yīng),對(duì)21世紀(jì)醫(yī)學(xué)教育培養(yǎng)模式和課程體系改革提出了新的要求[5-6]。課程整合涉及到課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程資源及課程實(shí)施等多方面整合,主要針對(duì)教育領(lǐng)域中各學(xué)科課程存在的割裂和對(duì)立問題,通過多種學(xué)科的知識(shí)互動(dòng)和綜合能力培養(yǎng),促進(jìn)師生合作,實(shí)現(xiàn)以人為本的新型課程發(fā)展,從而促進(jìn)課程整體的變革[7]。普通意義上的課程整合就是將兩種或兩種以上的學(xué)科融入到課程整體中去,改變課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu),變革整個(gè)課程體系,創(chuàng)立綜合性課程文化[8];從狹義上講,課程整合就是將兩種或兩種以上學(xué)科融合在一堂課中進(jìn)行教學(xué),對(duì)教師、學(xué)生、教學(xué)本身都提出了更高的綜合性要求,強(qiáng)調(diào)把知識(shí)作為一種工具、媒介和方法融入到教學(xué)的各個(gè)層面中,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念和綜合實(shí)踐能力,促進(jìn)以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)與教學(xué)模式的變革,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的目標(biāo)[9]。
3“以器官系統(tǒng)為中心”基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式的整合設(shè)想
“以學(xué)科為中心”的課程模式過分強(qiáng)調(diào)各學(xué)科知識(shí)的完整性、基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性,各學(xué)科知識(shí)相對(duì)獨(dú)立、零散而缺乏聯(lián)系,學(xué)生不能從整體上對(duì)一個(gè)器官系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)識(shí)和理解?!耙云鞴傧到y(tǒng)為中心”的課程模式淡化學(xué)科,注重知識(shí)的系統(tǒng)性與連貫性,克服了“以學(xué)科為中心”教學(xué)模式的弊端[10]。因此,根據(jù)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各學(xué)科間的有機(jī)聯(lián)系,按器官系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、生理學(xué)與病理學(xué)、基礎(chǔ)理論與臨床實(shí)踐等方式把具有關(guān)聯(lián)性的課程內(nèi)容緊密聯(lián)系在一起。如可將人體解剖學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、病理生理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程組建為《人體形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能學(xué)》,細(xì)胞生物學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程整合為《細(xì)胞與分子生物學(xué)基礎(chǔ)》,醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、人體寄生蟲學(xué)和醫(yī)學(xué)免疫學(xué)課程融合為《病原生物與免疫學(xué)》等三大課程體系,從而使學(xué)生形成一個(gè)醫(yī)學(xué)整體概念[11]。
3.1重組后的三大課程體系理論的教學(xué)內(nèi)容
總論部分主要介紹各模塊所含學(xué)科共性的研究?jī)?nèi)容,如《人體形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能學(xué)》主要介紹人體基本組織與形態(tài)結(jié)構(gòu)、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、人體生理功能及其調(diào)節(jié)、病理學(xué)研究方法、組織、細(xì)胞的適應(yīng)和損傷、血液循環(huán)障礙、炎癥、腫瘤、疾病概論及水電解質(zhì)與酸堿平衡等內(nèi)容;《細(xì)胞與分子生物學(xué)基礎(chǔ)》課程主要介紹細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與功能、生物進(jìn)化與遺傳、細(xì)胞與分子生物學(xué)常用的研究方法等;《病原生物與免疫學(xué)》課程主要介紹免疫的基本概念與功能、微生物的概念和分類以及與人類的關(guān)系、人體寄生蟲學(xué)的概念與分類,以及各學(xué)科的發(fā)展與現(xiàn)狀。
各論部分按照人體器官系統(tǒng)進(jìn)行綜合和重組而系統(tǒng)教學(xué),如《人體基本形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能》分為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、血液與循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)與感官系統(tǒng)以及內(nèi)分泌系統(tǒng)的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能等8個(gè)教學(xué)單元,從人體的正常形態(tài)與組織結(jié)構(gòu)、生理功能、各系統(tǒng)的病理形態(tài)與功能改變以及臨床疾病聯(lián)系進(jìn)行整合講授,有利于學(xué)生系統(tǒng)性地理解基礎(chǔ)知識(shí)與臨床疾病的聯(lián)系,早期接觸臨床。
3.2各學(xué)科實(shí)驗(yàn)課合并重組為綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
傳統(tǒng)的單學(xué)科實(shí)驗(yàn)采用學(xué)生完全按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)的要求,簡(jiǎn)單重復(fù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[12]。結(jié)合醫(yī)學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程整合原則,對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)課合并重組為綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如《人體基本形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能》整合課程開展以器官系統(tǒng)為中心形態(tài)發(fā)育學(xué)實(shí)驗(yàn),主要綜合原有人體解剖學(xué)、組織學(xué)與胚胎學(xué)以及病理學(xué)大體實(shí)驗(yàn)等,觀察從正常到異常的結(jié)構(gòu)改變;以器官系統(tǒng)為中心的功能綜合性實(shí)驗(yàn),主要整合生理學(xué)與病理生理學(xué)各系統(tǒng)的功能綜合性實(shí)驗(yàn)(如兔呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)及呼吸衰竭,血壓調(diào)節(jié)和尿生成的影響因素及心、腎功能衰竭等),《細(xì)胞與分子生物學(xué)基礎(chǔ)》整合課程實(shí)驗(yàn)將開展從細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)到分子生物學(xué)的綜合性實(shí)驗(yàn);《病原生物與免疫學(xué)》整合課程實(shí)驗(yàn)將從人體寄生蟲與微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)到機(jī)體免疫功能的實(shí)驗(yàn)整合為一體。這些形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的綜合性實(shí)驗(yàn),重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、分析與解決問題及創(chuàng)新能力的培養(yǎng),早期接觸科研[13]。
4“以器官系統(tǒng)為中心”基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式的意義
“以器官系統(tǒng)為中心”基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式淡化學(xué)科,其各論將形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、病理、病理生理等課程知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來,保持各系統(tǒng)相對(duì)完整的體系結(jié)構(gòu),學(xué)科內(nèi)容融合滲透與銜接,遵循認(rèn)知規(guī)律,循序漸進(jìn),注重知識(shí)的系統(tǒng)性與連貫性,使學(xué)生從真正意義上認(rèn)識(shí)和理解一個(gè)器官系統(tǒng)。如學(xué)習(xí)呼吸系統(tǒng)時(shí),從呼吸系統(tǒng)的大體結(jié)構(gòu)、形態(tài)、呼吸系統(tǒng)生理學(xué)知識(shí)(功能)、呼吸系統(tǒng)病理學(xué)(針對(duì)呼吸系統(tǒng)各種腫瘤及非腫瘤病變的臨床表現(xiàn)、病理改變、病理診斷要點(diǎn)等進(jìn)行了系統(tǒng)的講述,將病理改變與臨床表現(xiàn)密切結(jié)合)到呼吸系統(tǒng)病理生理學(xué)(呼吸衰竭、慢性阻塞性肺炎等病理生理學(xué)改變),從結(jié)構(gòu)發(fā)育、功能到臨床病理聯(lián)系進(jìn)行系統(tǒng)性講授,從而有利于學(xué)生形成系統(tǒng)、連貫、完整的知識(shí)體系,對(duì)所學(xué)知識(shí)記憶扎實(shí)、理解透徹、應(yīng)用自如,節(jié)省了教學(xué)時(shí)間和減少了學(xué)時(shí),同時(shí)減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)。
“以器官系統(tǒng)為中心”的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程模式根據(jù)人體的器官系統(tǒng)重組課程內(nèi)容,打破了“以學(xué)科為中心”的傳統(tǒng)課程模式的學(xué)科界限;實(shí)現(xiàn)了機(jī)能與形態(tài)、微觀與宏觀、正常與異常、生理與病理、基礎(chǔ)與臨床等多方面課程融合;避免了學(xué)科間知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)和脫節(jié);體現(xiàn)了知識(shí)與能力、局部與整體的統(tǒng)一;加強(qiáng)了基礎(chǔ)與臨床、理論與實(shí)踐的關(guān)系;提高了學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)知識(shí)解決臨床問題的能力。
關(guān)鍵詞:昆蟲;生態(tài)學(xué);研究進(jìn)展
生態(tài)學(xué)是一門多學(xué)科的自然科學(xué),主要研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間的相互作用機(jī)理及規(guī)律。盡管其作為一門獨(dú)立學(xué)科只有50 a歷史,但卻是近年來最活躍的前沿學(xué)科之一,充滿生機(jī)和活力。昆蟲生態(tài)學(xué)作為生態(tài)學(xué)的一個(gè)部分,其發(fā)展進(jìn)程與整個(gè)生態(tài)學(xué)的發(fā)展是完全一致的。早期的生態(tài)學(xué)研究多為行為觀察,之后研究對(duì)象從個(gè)體邁向群體以至生態(tài)系統(tǒng),隨后又在20世紀(jì)70年代提出了生物與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的理論,大大推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展。近年來,各學(xué)科交叉滲透發(fā)展,為生態(tài)學(xué)提供了嶄新的理論和研究手段,生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域,其研究水平再次得到提高。丁巖欽等[1]指出,昆蟲生態(tài)學(xué)將在昆蟲分子生態(tài)學(xué)、昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)、昆蟲行為生態(tài)學(xué)、昆蟲信息生態(tài)學(xué)以及昆蟲種群生態(tài)學(xué)這5個(gè)方面有較大的發(fā)展,下面從這幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。
1 昆蟲分子生態(tài)學(xué)
昆蟲分子生態(tài)學(xué)是應(yīng)用分子生物學(xué)方法深入研究昆蟲抗寒耐熱、滯育、遷飛、抗藥性產(chǎn)生的分子機(jī)理,及昆蟲種群生物型、生活型、翅型分化的遺傳機(jī)制,闡明昆蟲自身調(diào)節(jié)與適應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制。
美國(guó)白蛾(Hyphantria cunea)作為一種重要的檢疫害蟲,受到植保工作人員的廣泛關(guān)注。高寶嘉等[2]采用微衛(wèi)星分子標(biāo)記等技術(shù)對(duì)美國(guó)白蛾種群的遺傳多樣性與遺傳分化及其入侵定殖的關(guān)系進(jìn)行了研究,認(rèn)為入侵物種的經(jīng)緯度、平原比率、年降水量、入侵時(shí)間、入侵來源是導(dǎo)致種群變異的主要原因。這一研究在一定程度上對(duì)美國(guó)白蛾的生物防治起到了積極的指導(dǎo)作用。Kang等[3]研究表明,溫度脅迫耐受性的研究在預(yù)測(cè)害蟲發(fā)生分布區(qū)、建立物候?qū)W模型、模擬種群動(dòng)態(tài)、檢疫處理、引進(jìn)天敵、改進(jìn)害蟲控制策略和評(píng)估其地理擴(kuò)散能力等方面具有重要的指導(dǎo)意義。王海鴻等[4]通過基因克隆研究了B型煙粉虱(Bemisia tabaci)和溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)2種入侵粉虱的熱激基因Hsp70在溫度脅迫下的種間表達(dá)差異,在一定程度上解釋了自然界中這2種粉虱種群地理分布和發(fā)生季節(jié)差異的原因,并反映了昆蟲生態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)結(jié)合運(yùn)用的益處,說明昆蟲分子生態(tài)學(xué)具有廣闊的應(yīng)用前景,其發(fā)展將有利于促進(jìn)整個(gè)昆蟲生態(tài)學(xué)甚至整個(gè)生態(tài)學(xué)的發(fā)展。
2 昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)
昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)主要是利用生理學(xué)、生物化學(xué)等方法來研究生物之間相互作用的機(jī)制,探尋植物-害蟲-天敵的互作關(guān)系,是昆蟲生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展方向。Kang等[3]通過植物-斑潛蠅-寄生蜂三者之間的互作,發(fā)現(xiàn)寄生蜂是通過受害葉片釋放的化合物定位害蟲的;另外通過植物頂空取樣法和氣相色譜與質(zhì)譜(GC-MS)技術(shù),證明了綠葉化合物(GLVs)幾種萜烯類化合物(Terpenoids)和肟類化合物(Oximes)是引起寄生蜂觸角電生理反應(yīng)的主要物質(zhì),而寄生蜂對(duì)含有己醇(Z-3-hexen-1-ol)的氣味表現(xiàn)出明顯的趨性現(xiàn)象,表明其他化合物在寄生蜂精確定位寄主中也起到一定的作用。該項(xiàng)研究結(jié)合分子生物學(xué)手段,在一定程度上剖析了植物-斑潛蠅-寄生蜂相互作用的關(guān)系,為生物防治工作的開展提供了依據(jù),一定程度上推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展。
3 昆蟲行為生態(tài)學(xué)
昆蟲行為生態(tài)學(xué)的主要任務(wù)是探討昆蟲行為的進(jìn)化穩(wěn)定對(duì)策和最優(yōu)化理論,明確昆蟲行為機(jī)制及其適應(yīng)進(jìn)化過程。
彭露等[5]研究表明,植食性昆蟲可通過其快速進(jìn)化的寄主選擇適應(yīng)性,改變?nèi)∈巢呗?,調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育的節(jié)律,以及規(guī)避自然天敵等進(jìn)行防御,并且能夠適應(yīng)植物蛋白酶抑制劑、逃避植物防御信號(hào)、解毒植物次生物質(zhì),以及抑制植物阻塞反應(yīng)來對(duì)植物防御進(jìn)行反防御。這一研究有助于提高對(duì)昆蟲-植物間協(xié)同進(jìn)化關(guān)系的認(rèn)識(shí),并為害蟲治理和抗蟲植物的培育提供新的思路。如若能通過鑒定植物中抑制植食性昆蟲反防御物質(zhì)活性的次生物質(zhì),分離或人工合成具有昆蟲拒食功能的生物源農(nóng)藥,或是在分子水平上進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行研究,鑒定出植物中何種引發(fā)子或是哪些引發(fā)子的協(xié)同作用參與了抑制昆蟲對(duì)植物的反防御,將大大促進(jìn)害蟲防治技術(shù)的發(fā)展。此外程彬等[6]從嗅覺、視覺和觸覺等方面對(duì)葉甲科昆蟲的定殖機(jī)制進(jìn)行了大量研究,為野外監(jiān)測(cè)和防治葉甲提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。另外,在前述Kang等的試驗(yàn)中,不但證實(shí)了植物-斑潛蠅-寄生蜂的作用機(jī)制,同時(shí)也闡明了斑潛蠅與植物的協(xié)同進(jìn)化機(jī)理,可見行為生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、分子生態(tài)學(xué)三者間存在密切的關(guān)系。
4 昆蟲信息生態(tài)學(xué)
昆蟲信息生態(tài)學(xué)作為昆蟲生態(tài)學(xué)的另一個(gè)分支,在害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中占有重要地位。其應(yīng)用各種有效手段來揭示害蟲種群區(qū)域性成災(zāi)規(guī)律,建立害蟲大尺度長(zhǎng)期預(yù)警系統(tǒng),是生防工作中必不可少的一部分。
白雪峰等[7]通過調(diào)查2007-2009年灰飛虱(Laodelphgax striatellus)發(fā)生情況,結(jié)合氣象因素分析了黃淮夏玉米區(qū)域灰飛虱發(fā)生特點(diǎn),證明了該區(qū)域灰飛虱主要來源和遷飛性,為制定科學(xué)的防控方法提供了理論依據(jù)。
張?jiān)苹鄣萚8]研究了越冬代旋幽夜蛾(Scotogramma trifolii)在北京地區(qū)的燈下消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和遷飛蟲源,結(jié)果表明,越冬代旋幽夜蛾具有明顯的遷飛現(xiàn)象,根據(jù)其遷飛行為進(jìn)行早期監(jiān)測(cè)預(yù)警具有重要意義。害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)對(duì)各地區(qū)植保站來說都是一項(xiàng)重要工作,其準(zhǔn)確性關(guān)系到廣大農(nóng)民的直接利益,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義。
5 昆蟲種群生態(tài)學(xué)
昆蟲種群生態(tài)學(xué)是昆蟲生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)與核心,目前已開展大量相關(guān)研究。徐玉蕊等[9]利用逐步回歸分析方法、灰色系統(tǒng)分析方法、生態(tài)位分析方法和空間格局聚集強(qiáng)度等,從數(shù)量、發(fā)生時(shí)間、空間格局3個(gè)方面進(jìn)行初步探索,再用綜合排序的方法確定梨網(wǎng)蝽(Stephanitis nashi)主要天敵的位次,為梨網(wǎng)蝽天敵的保護(hù)和利用提供了一定的指導(dǎo)意義。徐玉蕊等[9]所采用的綜合排序方法雖然存在一些不足,但對(duì)后期的天敵評(píng)價(jià)工作仍具有較高的參考價(jià)值。昆蟲種群生態(tài)學(xué)著重于研究昆蟲種群數(shù)量調(diào)節(jié)機(jī)理,昆蟲異質(zhì)種群及其動(dòng)態(tài);群落中昆蟲之間的相互聯(lián)系、相互制約的內(nèi)在機(jī)制,農(nóng)田昆蟲群落“源”與“庫(kù)”的關(guān)系,結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,以及它們的演替規(guī)律,為有效開展害蟲生態(tài)調(diào)控提供了理論依據(jù)。陳欽華等[10]研究表明,溫濕度、食物充足程度、自殘習(xí)性以及農(nóng)藥使用等方面都會(huì)對(duì)異色瓢蟲(Harmonia axyridis)的種群數(shù)量產(chǎn)生影響。由于異色瓢蟲是一類很有利用前景的天敵種群,該研究為其在生物防治中的應(yīng)用提供了一定的參考。
6 小結(jié)
隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,生態(tài)學(xué)研究也逐漸與分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合,這充分說明各學(xué)科之間緊密相聯(lián)、相互滲透、相互促進(jìn),是一個(gè)整體。昆蟲生態(tài)學(xué)的發(fā)展符合有害生物綜合治理的觀點(diǎn),無(wú)論是昆蟲分子生態(tài)學(xué)、昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)、昆蟲行為生態(tài)學(xué)、昆蟲信息生態(tài)學(xué)還是昆蟲種群生態(tài)學(xué),都具有較強(qiáng)的可行性和較高的應(yīng)用價(jià)值,若能綜合利用,有利于不斷地開拓新的局面。
參考文獻(xiàn)
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Research and Progress of Insect Ecology
HUANG Yanjun, PU Guanqin
( Department of Horticulture, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215123 )
關(guān)鍵詞:肝癌;分子基因水平;中醫(yī)藥實(shí)驗(yàn)
原發(fā)性肝癌是我國(guó)常見的惡性腫瘤之一,在惡性腫瘤死亡順序中僅次于胃癌、食道癌。近年來由于分子生物學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)和理解發(fā)生了很多改變,因而極大地豐富了腫瘤研究的內(nèi)容。在肝癌研究方向,對(duì)肝癌的病因?qū)W、相關(guān)基因、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)機(jī)制、信號(hào)傳導(dǎo)、生物治療等方面已具有較高的水平。中醫(yī)藥防治腫瘤的研究如何引進(jìn)和利用這些新成果、開辟中西醫(yī)結(jié)合研究領(lǐng)域的新篇章,是目前值得研究的課題。文章就分子基因水平上中醫(yī)藥防治肝癌的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。
1 對(duì)癌基因和抑癌基因的影響
現(xiàn)在認(rèn)為肝癌是一種多因素、多步驟演進(jìn)的多基因改變的疾病。涉及癌基因的激活及抑癌基因的失活。癌基因的定義可以歸納為:在體外能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化、在體內(nèi)能誘導(dǎo)腫瘤的基因。而能夠限制細(xì)胞增殖,其缺失或失活有利于腫瘤發(fā)生,則稱為抑癌基因…。在肝癌的分子發(fā)病機(jī)制中,乙肝病毒相關(guān)基因和丙肝病毒相關(guān)基因是參與肝癌發(fā)病的主要病毒相關(guān)基因,至少有N-raft、C―fms、C-mvc、C--ets-2、胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅱ(IGF-Ⅱ)、IGF-Ⅱ受體、集落刺激因I受體(CSFIR)等癌基因,與肝癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān),與肝癌有關(guān)的抑癌基因有Rb基因、p53、DCC、WT-1、APC、mm23、PTEN等。許多中藥單味或復(fù)方具有抑制癌基因和/或激活抑癌基因表達(dá)的作用。劉豎等采用藥物血清和細(xì)胞藥理學(xué)方法研究中藥復(fù)方搏癌丸(搏癌丸由黃芪、葉下珠、姜黃、龍葵、莪術(shù)等組成)對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2周期及相關(guān)調(diào)控基因表達(dá)的影響,結(jié)果10%搏癌丸藥物血清作用Hep G2細(xì)胞48h后,流式細(xì)胞儀檢測(cè)的細(xì)胞凋亡率為25.34%,均顯著高于相應(yīng)無(wú)藥血清對(duì)照組的3.64%,免疫組化染色觀測(cè)到bax陽(yáng)性表達(dá)細(xì)胞數(shù)和p53陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)數(shù)增多增強(qiáng),說明搏癌丸能上調(diào)Hep G2細(xì)胞凋亡調(diào)控基因bax、p53的表達(dá),與無(wú)藥血清對(duì)照組比較,差異有顯著性意義,P<0.05,且呈劑量依賴關(guān)系。不同中醫(yī)治法能夠不同程度地調(diào)節(jié)肝癌發(fā)生發(fā)展過程中一些重要癌基因的轉(zhuǎn)錄。管冬元等在研究清熱解毒、活血化瘀、健脾理氣3種中醫(yī)治法對(duì)大鼠肝癌的作用機(jī)理及其差異中觀測(cè)到,不同治法能夠針對(duì)性地調(diào)節(jié)癌基因Ras的轉(zhuǎn)錄水平,其中清熱解毒法和活血化瘀法對(duì)N-ras基因、健脾理氣法對(duì)H-rss和K-tas基因的轉(zhuǎn)錄水平都有顯著的下調(diào)作用,不同治法對(duì)大鼠肝組織AFP基因轉(zhuǎn)錄有不同程度的下調(diào)作用,其中清熱解毒法作用最強(qiáng)。
2 誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡
細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖是一對(duì)并存的矛盾,正常情況下兩者處于動(dòng)態(tài)平衡,細(xì)胞凋亡與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切,腫瘤過快過多的生長(zhǎng)是由于腫瘤細(xì)胞過少的死亡和過多繁殖的結(jié)果。其機(jī)制目前認(rèn)為與機(jī)體免疫反應(yīng)、宿主因子、癌前細(xì)胞凋亡機(jī)制等多方面有關(guān)。開發(fā)具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡作用的單味及復(fù)方中藥具有重要的應(yīng)用前景。馬靖等研究甘草的抗癌作用中觀察到,肝癌Hop G2細(xì)胞經(jīng)0.75mg/mL、甘草提取物作用22h后,出現(xiàn)細(xì)胞皺縮、變圓、變黑、部分細(xì)胞浮起等典型的凋亡細(xì)胞形念變化特征,熒光顯微鏡觀察細(xì)胞核染色質(zhì)形成明亮的凝聚塊,流式細(xì)胞儀可檢測(cè)到Gl峰前的亞G1峰即凋亡峰,細(xì)胞內(nèi)游離鈣隨作用時(shí)間延長(zhǎng)明顯升高,線粒體膜電位急劇下降,并長(zhǎng)時(shí)間維持在下降趨勢(shì)。
3 中藥誘導(dǎo)分化作用
從發(fā)育生物學(xué)觀點(diǎn)分析腫瘤,認(rèn)為分化障礙是腫瘤細(xì)胞的一個(gè)重要生物學(xué)特征,由于正?;蚬δ苁芸嘏c錯(cuò)誤的表達(dá)程序?qū)е履[瘤發(fā)生。腫瘤細(xì)胞在不同程度上缺乏成熟的形態(tài)和完整的功能,喪失某些中未分化細(xì)胞的性狀,并常對(duì)正常的分化調(diào)節(jié)機(jī)制缺乏反應(yīng)。通過分化誘導(dǎo)劑可以將腫瘤細(xì)胞朝分化方向逆轉(zhuǎn),使其朝良性或正常細(xì)胞分化。曾小莉等則從形態(tài)學(xué)和生化代謝兩方面,觀察了400μg/mL人參總皂苷(G―Rh2)對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2的誘導(dǎo)分化作用,發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞經(jīng)處理后,在形態(tài)學(xué)上出現(xiàn)了向正常肝細(xì)胞方向逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,生長(zhǎng)受到明顯抑制;生化代謝上ALP活性明顯升高(P<0.01),而AFP合成明顯下降(P>0.01);此后又發(fā)現(xiàn)SMMC-7721細(xì)胞在10.20μg/mLG-Rh2作用下,AFP分泌量明顯減少,而作為肝細(xì)胞分化成熟指標(biāo)的Alb分泌量則明顯增多,呈劑量依賴關(guān)系,并且可通過降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子來抑制PKCα的轉(zhuǎn)位和激活,并通過抑制細(xì)胞內(nèi)PKC的蛋白表達(dá),最終阻礙PKC介導(dǎo)的增值信號(hào)傳導(dǎo)過程,提示G―Rh2可通過降低肝癌細(xì)胞IGFIR表達(dá)來阻斷IGFS―IG2FIR增值信號(hào)傳導(dǎo)通路而抑制肝癌細(xì)胞增值和誘導(dǎo)其分化。藍(lán)惠玲等在研究健脾化瘀中藥960復(fù)方(由莪術(shù)、白術(shù)、苦參、白花蛇舌草等6味中藥組成)對(duì)人肝癌細(xì)胞惡性表型的逆轉(zhuǎn)作用及機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),經(jīng)960藥物血清溫育細(xì)胞后,培養(yǎng)液中肝細(xì)胞特異性分泌的功能性蛋白Alb濃度增高,說明細(xì)胞生成自蛋白的能力增強(qiáng),藥物血清作用5天組,AFP顯著低于對(duì)照組,說明細(xì)胞惡性程度降低,向正常肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化,且細(xì)胞內(nèi)cAMP含量顯著高于對(duì)照組,說明其誘導(dǎo)分化機(jī)理可能與升高細(xì)胞內(nèi)cAMP含量有關(guān)。
4 中藥對(duì)端粒酶的影響
目前人們已在代表不同腫瘤類型的大約1000多個(gè)活檢樣品中發(fā)現(xiàn)大約85%的樣品呈端粒酶陽(yáng)性反應(yīng),相反90%以上的鄰近正常組織卻是端粒酶陰性,從而將這個(gè)酶和腫瘤的形成密切聯(lián)系在一起。其中肝癌惡性組織中端粒酶檢出率為22/26(85%),高分化肝癌的端粒酶陽(yáng)性率為42.9%(3/7),而且均微弱陽(yáng)性,而中等分化程度的肝癌細(xì)胞端粒酶陽(yáng)性率為92%(12/13)。以端粒酶為靶點(diǎn)的腫瘤抑制策略,即通過抑制端粒酶活性或基因表達(dá)使腫瘤細(xì)胞不能有效合成端粒序列從而發(fā)生凋亡以達(dá)到治愈腫瘤的目的,是目前腫瘤研究的熱點(diǎn)。鄧欣等用聚合酶鏈反應(yīng)酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè)正肝方(黃芪、丹參、鱉甲、女貞子、半枝蓮等組成)及其拆方作用于肝癌細(xì)胞后的端粒酶活性,正肝方合方及方中活血軟堅(jiān)類藥物、益氣養(yǎng)陰類藥物和清熱解毒類藥物均可抑制Bel7402細(xì)胞端粒酶活性,而且肝方合方和活血軟堅(jiān)類藥物的抑制作用優(yōu)于清熱解毒類藥
物。朱忠超等,用同樣方法發(fā)現(xiàn)在一定時(shí)間、一定劑量范圍內(nèi),表沒食子兒茶素沒食子酸酯EGCG能抑制肝癌細(xì)胞端粒酶活性,隨著濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng),端粒酶活性逐漸下調(diào),并能抑制肝癌細(xì)胞hTRET、mRNA的表達(dá),其下降趨勢(shì)與端粒酶活性下降趨勢(shì)基本一致,且下調(diào)幅度較端粒酶活性下降更明顯,兩者呈正相關(guān)。
5 中藥有誘生TNF等細(xì)胞因子的作用
細(xì)胞因子和腫瘤壞死因子在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重要的作用。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程發(fā)生障礙或異常,就必然會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、代謝和生物學(xué)行為的異常,引發(fā)各種疾病,乃至腫瘤的發(fā)生。中藥對(duì)三者具有很好的雙向調(diào)節(jié)作用。官陽(yáng)等以二乙基亞硝胺誘發(fā)大鼠肝癌為模型,運(yùn)用免疫學(xué)和病理學(xué)技術(shù)觀察貞扶正膠囊(黃芪、女貞子組成)對(duì)4組誘癌大鼠血清白細(xì)胞介素2、腫瘤壞死因子濃度、自然殺傷細(xì)胞活性及肝臟形念改變的影響。結(jié)果顯示:服用貞芪扶正膠囊8周后再加致癌劑的大鼠,其自然殺傷細(xì)胞活性明顯高于單純服用致癌劑的大鼠(P<0.01),血清白細(xì)胞介素2、腫瘤壞死因子濃度與單純致癌組相比有增高趨勢(shì),致癌劑對(duì)肝臟的毒性損傷也明顯低于其它實(shí)驗(yàn)組。提示貞芪扶正膠囊可增強(qiáng)化學(xué)誘癌時(shí)大鼠的抗癌能力,減輕致癌劑對(duì)肝臟的毒性損傷和延緩肝癌發(fā)生。陳濤等觀察珠子參對(duì)小鼠移植性肝癌(H22)的增殖抑制作用及其作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)珠子參組TNF-α水平高于正常組與5-Fu組,但顯著低于模型組,表明珠子參具有抑制荷瘤機(jī)體TNF―α水平異常升高的作用,使其維持在一定水平而發(fā)揮抗腫瘤、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能等積極作用。
6 中藥對(duì)拓?fù)洚悩?gòu)酶影響
DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶有兩種,即Topo Ⅰ和TopoⅡ。其共同的特性是均可以催化DNA拓?fù)洚悩?gòu)化反應(yīng)。TpopⅡ與細(xì)胞DNA和成及細(xì)胞周期緊密相關(guān),在DNA合成的S/G2期此酶活性最高,并在細(xì)胞游戲分裂達(dá)到峰值,而有絲分裂前后酶活性均較低。因而推測(cè)此酶與細(xì)胞的增殖狀態(tài)有很大關(guān)系。TopoⅡ是腫瘤化療的靶點(diǎn)。蓋曉東等用天然耐藥肝癌細(xì)胞株Bel27402為對(duì)象來研究柴胡逆轉(zhuǎn)MDR效果與相關(guān)的機(jī)制的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)柴胡能抑制P-gp170糖蛋白的表達(dá),抑制MDRl-mRNA的表達(dá),提高了TOp0ⅡαtRNA水平。吳理茂在研究青蒿琥酯抗癌作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),未經(jīng)處理的肝癌SMMC27721細(xì)胞的拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性很弱,只見輕微的解旋作用。經(jīng)青蒿琥酯處理后,DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性得到提高,隨著濃度的提高作用漸趨明顯,當(dāng)濃度提高到6.25μg/mL時(shí)增至最大。
7 中藥對(duì)P糖蛋白的抑制作用
腫瘤細(xì)胞以一種抗腫瘤藥物進(jìn)行刺激之后,逐漸發(fā)展為對(duì)這種藥物的作用有一定的抗藥性,不僅如此,還逐漸發(fā)展位于這種藥物在結(jié)構(gòu)和功能上有關(guān)或無(wú)關(guān)的藥物的抗藥性,因此稱為多藥抗性。經(jīng)典的多藥抗性是指由P-糖蛋白(P―gpl70)介導(dǎo)的抗藥性。多藥抗性是人類惡性腫瘤化療失敗的主要原因之一,因此尋找:有效低毒的逆轉(zhuǎn)劑對(duì)提高腫瘤化療療效有重要的意義。梅英等研究川芎嗪對(duì)人肝癌多藥耐藥細(xì)胞系HepG2/ADM多藥耐藥性的逆轉(zhuǎn)效應(yīng)及對(duì)P―gpl70表達(dá)的影響,結(jié)果顯示川芎嚎可以使細(xì)胞膜表面的P―gp1 70表達(dá)減弱,增加阿霉素對(duì)HepG2/ADM細(xì)胞的毒性。韋長(zhǎng)元等觀察板藍(lán)根組酸活性單體25b能降低兩種不同的肝癌耐藥細(xì)胞對(duì)ADM的耐藥性,細(xì)胞大量壞死,其細(xì)胞內(nèi)ADM的含量明顯增高,但細(xì)胞MDR,P―gp的表達(dá)改變不明顯,認(rèn)為其耐藥逆轉(zhuǎn)作用可能與降低P―gp藥物外排功能、增加細(xì)胞內(nèi)藥物濃度有關(guān)。
8 抑制血管生成基因VEGF的表達(dá)
血管內(nèi)皮生長(zhǎng)VEGF因子在許多腫瘤的血管生成中起重要作用。VEGF轉(zhuǎn)導(dǎo)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和血管生成能力都高于未轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞。肝動(dòng)脈造影中血管豐富的肝癌VEGF表達(dá)較高。VEGF表達(dá)與肝癌細(xì)胞的增殖、微血管侵犯和多結(jié)節(jié)腫瘤等有關(guān)。也直接與肝癌的侵襲轉(zhuǎn)移和術(shù)后無(wú)瘤生存率有關(guān)??寡苌芍委煏r(shí)腫瘤綜合治療中的重要組成部分。韋艾凌等觀察癌痛消膠囊(五靈脂、川芎、桃仁、延胡索、三棱、莪術(shù)、黃芪、山藥、黨參等組成)有明顯的抑瘤作用,抑瘤率為36.34%,病理檢測(cè)顯示,造模各組VEGF陽(yáng)性表達(dá)率為100%,但程度不同,癌痛消膠囊組可使腫瘤組織VEGF的表達(dá)明顯下調(diào),與陰性對(duì)照組比較,差異有顯著性意義(P<0.01)。夏榮龍等建立惡性梗阻性黃疸模型,通過對(duì)模型鼠靜脈注射丹參注射液,觀察其對(duì)肝癌瘤體大小、抑癌率及抑轉(zhuǎn)移率和肝癌、癌周、臨近肝葉及肺組織中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá),發(fā)現(xiàn)丹參組與生理鹽水組和肌苷+VC組根比,肝癌平均瘤體減小(0.5±0.2)cm3、抑癌率(41.7%)及抑轉(zhuǎn)移率(59.7%,81.1%)增高(P<0.01):丹參組VEGF在肝癌組織和癌周組織中的表達(dá)率分別低于生理鹽水組(P<0.01)、肌苷+VC組(P<0.01)和5-FU組(P<0.05)。
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