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細胞生物學的研究范文1
【關鍵詞】細胞生物學；教學模式；
【前言】細胞生物學是生命科學中既基礎又前沿的一門學科，它是我國基礎學科發展規劃中的四大基礎學科之一[1]。細胞生物學是生命科學各個分支學科在細胞層次上的交匯，它從顯微、亞顯微和分子水平對細胞的各種生命活動開展研究，進而探討人體細胞結構、功能、發生、發展、衰老和死亡的生命活動規律及發病機理，是高等醫學院校的核心主干課程之一。
進入21世紀以來，細胞生物學的研究發展迅猛，新知識、新方法、新成果層出不窮，傳統的以教師為主的課堂教學模式已無法滿足新形勢下培養高素質人才的要求[2]。如何在有限的課堂教學學時內，切實提高教學質量與效果，讓學生在完整系統地掌握細胞生物學基礎知識的同時，及時了解細胞生物學的最新研究進展及其在臨床醫學中的應用，是目前亟待解決的問題。因此，對現有的教學手段和方法進行優化與改革，探索出符合時代要求的新的細胞生物學教學模式勢在必行。
1、高等醫學院校細胞生物學的教學現況
目前，大多數醫學院校的細胞生物學理論教學存在兩個主要問題：一是學時少，二是內容繁雜、抽象、枯燥且知識點瑣碎。作為醫學基礎的必修課程，我校的細胞生物學安排在大學一年級的第二學期，理論授課采用大班（130人左右）傳統的講授式教學法（LectureBasedLearning，LBL），即以教師為中心，以系統授課為導向的教學方法，這一方式雖可以系統講解基礎知識，但不利于學生自主學習能力的培養[3-4]。而病例教學法（CaseBasedLearning，CBL）是以典型病例為先導，將臨床與相關基礎問題相結合，以學生為主體的啟發式教學方法[5-6]。這種教學方式雖能克服LBL的不足，提高學生的學習主動性和積極性，但是否適合在超過百人的大班授課過程中實施，仍有待商榷。針對我校現存的細胞生物學的教學現狀，我們采用CBL與LBL相結合的教學方法，以期探索出適合我校的切實可行的細胞生物學教學模式。
2、引入臨床案例，提高學生的學習興趣
我校臨床醫療專業的細胞生物學理論教學只有28學時，學時相對緊張，因此我們在授課方式上采用靈活多變的教學模式。對于教材中理論性較強，通俗易懂的知識，仍采用傳統的LBL方式講授，而對于一些難點、重點且與臨床結合緊密的知識點則采用CBL模式。在CBL教學過程中，案例的選擇與問題的設計是關鍵。教師在備課過程中，搜集與授課章節密切相關的常見病例，查閱文獻資料，對病例進行適當的修改和補充，進而編寫成教學病例，并設計相關問題。例如在講授細胞膜物質運輸時，引入“家族性高膽固醇血癥”，引導學生學習受體介導的胞吞作用；利用“矽肺”病例，講解溶酶體膜穩定性的重要；通過囊性纖維化（CysticFibrosis，CF）病例分析，引導學生學習蛋白質在內質網腔中正確折疊的重要性。CBL改變了傳統的教師講、學生聽的教學模式，學生成為案例分析和課堂討論環節中的主體。學生通過學習、研究案例來掌握基礎理論知識，變抽象為具體，而不再是死記硬背單一的知識點，這充分調動了學生學習的主觀能動性，提高了學生的邏輯推理能力，同時也促進了其分析問題、解決問題能力的逐步提升，對學生綜合素質的培養及日后從事臨床工作頗有益處。
3、多媒體教學和網絡學習相結合
醫學細胞生物學的某些理論知識相對抽象、晦澀，因此在以LBL為主進行授課時，PPT課件的制作至關重要。我們力求在每一章節的授課過程中將圖片、動畫與視頻相結合，圖文并茂，充分調動學生的學習興趣，從不同的角度吸引學生的注意力。在充分利用多媒體這一教學手段的同時，我們還利用學校覆蓋全面的無線網絡，將教學過程延展到校園的每一個角落。目前，我校的細胞生物學已成功獲批遼寧省精品資源共享課，課程建設已順利完成。因此，教師可以將教學網站提供給學生，方便學生及時查閱PPT課件、課后自測習題、拓展學習等教學相關資料。同時，我們的SPOC網絡教學平臺也于2018年3月建設完成并投入使用，該平臺的應用進一步夯實了網絡教學基礎，也在一定程度上解決了課堂教學學時緊張的問題。另外，我們還建立了細胞生物學教研室的教學公眾號，定期推送細胞生物學研究的最新進展，課后教師和學生還可以利用微信群和QQ群進行交流與學習的互動。
4、優化理論教學內容，拓展研究型課堂
作為醫學基礎課程，細胞生物學與生物化學、生理學等其他課程的內容有部分的重疊和交叉，為了避免不必要的重復，保證細胞生物學與其他課程知識的緊密銜接，教研室與相關課程的授課教師進行溝通，刪減醫學細胞生物學與其他學科的部分重復內容，合理安排教學章節。同時，在教學過程中有選擇地補充了與本課程密切相關的科研進展，引導學生利用課外時間查閱相關文獻，了解本學科最新的相關研究進展，逐步深化、拓展研究型教學，提高他們自主學習的積極性和主動性。
5、反饋與評價
在2017年、2018年學期末課程結束后，我們連續兩年分別在2016級和2017級臨床醫學專業的260名學生中發放調查問卷，對教學過程和教學效果進行評價。問卷發放260份，收回有效問卷254份，有效回收率為97.7%。通過對問卷進行整理分析，得出以下調查結果：95.8%的學生認為開設細胞生物學課程非常必要或有必要；95.5%的學生認為非常必要或有必要建立網絡教學平臺；98%的學生認為在教學中介紹臨床相關知識非常必要或有必要；97.4%的學生認為非常必要或有必要在教學中介紹相關的研究進展和熱點問題；87.7%的學生喜歡并接受CBL與LBL相結合的教學模式，其中有92%的學生認為這種教學模式可以充分激發自己的學習興趣，但有21.4%的學生認為這種教學模式在對基礎知識的系統掌握和理解方面無顯著促進作用；87%的學生認為CBL與LBL相結合的教學模式可以明顯提高或提高自學能力在調查中，學生還結合自己的體驗對細胞生物學的教學提出了一些建議和意見，也在一定程度上反映了我們在教學方面存在的不足和問題。
綜合分析調查結果和學生提出的合理化建議、意見，我們將采取下列改進措施：由于授課對象是大一學生，學生相關的專業知識儲備不足，因此在選擇課堂教學案例時，應盡量選擇典型而淺顯的病例，并請教臨床的醫生，進行更為準確的描述，重新撰寫案例分析，結合實際教學情況完善教學案例素材；課堂教學及時補充與案例相關的知識點，逐步提升學生自主學習的主動性和積極性；進一步完善網絡教學平臺建設，并配備專業人員進行平臺監管，真正實現師生時時互動，充分發揮網絡資源的空間延展性。
總之，教無定法，因材施教。教學工作就是一個不斷優化的過程。在與學生的交流和互動過程中，我們將不斷總結反思，探索前行，選擇真正適合學生的教學模式，不斷完善教學過程，切實提高教學質量，培養學生成為符合時展需要的新型醫學人才。
【生物博士論文參考文獻】
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細胞生物學的研究范文2
>> 淺談高中生物的教學策略 高中生物的概念教學策略 探究高中生物“分子與細胞”課堂教學的策略 高中生物教學中的思維導圖教學策略研究 淺析高中生物中分子與細胞模塊的教學 高中生物中“分子與細胞”的教學方法初探 對高中生物“分子與細胞”模塊的教學思考 新課標下高中生物“分子與細胞”模塊的教學感悟 關于高中生物中分子與細胞模塊的教學探討 新課改下高中生物教學策略的研究 例談高中生物高效復習的教學策略研究 基于效能提升的高中生物教學策略研究 高中生物課教學策略的研究 高中生物課堂的有效教學策略研究 高中生物生活化教學策略的實踐研究 新課程下的高中生物教學策略研究 高中生物實驗教學策略的研究 基于研究的高中生物實驗教學策略 高中生物生活化教學策略的實施探索與研究 高中生物生物教學的思考 常見問題解答 當前所在位置：中國 > 政治 > 高中生物《組成細胞的分子》教學策略研究 高中生物《組成細胞的分子》教學策略研究 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請告知我們")
申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 摘要：隨著我國教育事業的不斷發展和新課改的不斷推進，對高中生物課堂教學的教學策略也提出了新的要求。依照高中生物新課程理念，對課堂教學過程進行優化、對教學方式進行完善、對教學策略進行研究已成為高中生物教學發展的重中之重，因為只有這樣才能不斷提高高中生物教學的實效性，提高學生的生物學習水平。本文對高中生物《組成細胞的分子》教學策略進行研究。 關鍵詞：高中生物 《組成細胞的分子》 教學策略
《組成細胞的分子》是人教版高中六冊課本中必修第一冊《普通高中課程標準實驗教科書生物1（必修）分子與細胞》第二章的課程內容，這一章節在高中生物課程的學習中有著及其重要的作用，該章是學習第一冊教材其它章節、其它必修模塊以及選修模塊的知識基礎，是培養學生探究、繪圖、實驗等技能的基礎。所以研究如何上好這一章的內容對整個高中生物課程教學都有著極其重要的作用。
一、教學課時安排策略
《組成細胞的分子》這一章的內容主要分為細胞中的元素和化合物、生命活動的主要承擔者─蛋白質、遺傳信息的攜帶者─核酸、細胞中的糖類和脂質、細胞中的無機物這五個小節。建議教師每一節課對應一課時來進行講解，再加上其中兩節有實驗課，每節實驗課一課時，則這章的內容至少要七課時來完成教學計劃。為了循序學生由易到難的認知規律，建議把第一節《細胞中的元素和化合物》和最后一節《細胞中的無機物》放在一起學習[1]。這樣的課時劃分，有利于讓學生有針對性的掌握本章每一節的具體內容，并且能夠突出本章教材的重點和難點，能夠讓教師有側重點地去教學，讓學生能夠有側重點的學習和記憶教材內容，從而能夠提高生物課堂教學的有效率和學生學習的有效率。
二、聯系生活，創設學習情境
在教學過程中，教師要盡可能地創造條件，讓學生通過自主的活動，主動去觀察、去探究、去學習。生物是一門與實際生活聯系緊密的學科，教師可以通過聯系生活創設學習情境，讓學生在輕松、愉悅的學習氛圍中去學習知識、基本技能以及真正領悟科學的思想和精神[2]?！督M成細胞的分子》這一章的內容與實際生活聯系尤為緊密，教師可以根據生活中的實際例子，來創設問題情境，讓學生既能夠激發學習興趣，又能夠加強學生對所學知識的理解，還能不斷提高學生的實際應用能力。例如教師可以通過“大頭嬰兒”的示例作為導入來引起學生對《生命活動的主要承擔者─蛋白質》這一節課的學習興趣，然后教師可以讓學生舉含蛋白質食品的例子等，讓學生在接下來的學習中集中注意力。在學習第3節《遺傳信息的攜帶者─核酸》時，教師可以從學生比較感興趣的DNA技術在案件偵破中的應用作為導入，并讓學生自主地圍繞DNA討論幾個問題，把學生從思維熱身中引入核酸內容的學習中?！都毎械奶穷惡椭|》這一節內容更是與學生的生活和身體健康密切相關，教師要善于利用這一特點，結合學生的實際創設情境。一提到吃，學生肯定很感興趣，教師就可以利用“吃”來引入教學內容，可以通過“運動會時，可以為運動員們準備哪些能夠快速補充能量的食物”來讓學生認識到糖能為人提供能量，從而過渡到糖類的學習中。通過這樣的方式能夠緊緊抓住學生的注意力，激發學生的學習興趣。
三、不斷完善教學方式
受傳統教育的影響，我國高中教學的教學方式一般都是教師講、學生聽的模式，這樣的教學模式嚴重忽視了學生的主體地位，并且隨著新課改的不斷推進，傳統教學模式的弊端已逐漸顯露出來，這就要求教師從傳統教學模式的框架下走出來，不斷研究并采用國內外有效的教學方式，不斷完善生物課堂教學方式。例如小組合作模式，生物教學內容中的實驗部分是最適合運用小組合作學習模式的教學內容。例如“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”的實驗，這個實驗是本節教學內容的關鍵，是本章兩個重要實驗之一。教師可以根據學生的性別、學習能力、實驗技能、興趣愛好等情況遵循“組內異質、組間同質”的原則進行合理分配劃分小組，分小組進行實驗探究并討論。這樣既能夠讓學生自己動手實驗學習知識，又能夠讓學生在小組合作中相互學習、相互促進，不斷提高生物學習水平。
四、運用多媒體技術
生物教學內容中有很多復雜的生命現象或者生化反應，代謝途徑等等，如果教師只是用語言去描述，學生接受起來就有所困難[3]。但是多媒體技術能夠把聲音、文字、視頻等進行有機結合，既形象生動、又直觀，讓學生能夠在視聽享受中加深學生對教學內容的理解，讓學生能夠自主的在頭腦中構建相應的理論模型和知識結構，這樣學生也容易掌握教學中的難點和重點。例如在學習《生命活動的主要承擔者─蛋白質》這一節的內容時，教師可以用多媒體技術展示氨基酸組成蛋白質的結構層次，通過多媒體來展示幾種氨基酸的結構，讓學生自己推導氨基酸的結構簡式，使抽象的內容變得形象生動，既能夠讓學生印象深刻，又能夠構建活潑開放的課堂氛圍。
結束語：
隨著新課改的不斷推進，很多新的教學模式和教學理念正在被廣大教師理解并且運用，已經在慢慢影響課堂教學實踐，并取得了一定的成果。但是我們也能發現，新理念、新教學模式、新教學策略在課堂教學的落實方面還存在著不足。本文上述提到的《組成細胞的分子》這一章的教學策略并不是唯一的、固定的，這就需要教師在教學過程中不斷總結分析并不斷完善，在教學實踐中不斷探索適合自身學科特點的教學策略。
參考文獻：
[1]胡冬英.高中生物新教材（人教版）《組成細胞的分子》的教學研究[D].廣西師范大學.2012，25（12）：21-22
細胞生物學的研究范文3
[關鍵詞] 核酸適體；納米材料；CML K562；電化學生物傳感器
[中圖分類號] R557 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2012）08（b）-0014-03
Study of electrochemical biosensor for diagnosis chronic myeloid leukemia
LIU Wenwei ZHANG Xueyan XI Jing HAN Yuewu
Research Institute of Biochemistry, School of Basic Medical Science, Lanzhou University, Gansu Province, Lanzhou 730000, China
[Abstract] Objective To creat a method of detection for chronic myelocytic leukemia. Methods A method of detection had been built, based on an experiment in lab, during which, 5 highly-combined aptamers of CML K562 cells had been selected. Five aptamers were marked with two kinds of nanoparticles separately. The ten marked aptamers were divided into 20 pairs by every two combination. In every pair, the aptamers, one as the capture molecules, the other the determination molecules, were combined with CML K562 cells. Then the Au atoms were transformed into the state of Au-ion by REDOX reactions and electric current was sensed by electrochemical detection. Results The best pair of aptamers was selected to detecte CML K562, the fitted curve equation to test cells number and DPV of current value was obtained. Conclusion Get a electrochemical biosensor which can be used to diagnose CML K562 cells, with a detection limit up to 50 cells.
[Key words] Aptamers; Nanoparticles; CML K562; Electrochemical biosensor
目前以適體作為識別元件的生物傳感器有光學適體生物傳感器、電化學生物傳感器、壓電石英晶體生物傳感器[1-4]。SELEX技術自問世已有20多年的發展歷程，光學適體生物傳感器和壓電石英晶體生物傳感器已相繼有商品，但適體電化學傳感器的研究還處于起步階段，其中早期診斷慢性粒細胞白血?。–ML）的電化學生物傳感器也是一個空缺。筆者采用兩種納米材料分別標記5個適體，兩兩組合，一個作為捕獲分子，一個作為測定分子與CML K562結合后，經氧化還原反應將測定分子上的金屬轉化成離子狀態，利用電化學工作站檢測電流[5-10]，篩選出最佳組合，結合適體與CML K562的結合率，可以判斷結合的CML K562的數量，得到一種操作簡單、靈敏度高、快速的早期診斷慢性粒細胞白血病的方法。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
CHI1210A電化學分析儀（CHI公司，美國）、原子吸收分光光度計、德國耶拿原子吸收光譜儀，型號ZEEnit700。
質粒抽提、PCR等試劑盒、100 bp DNA marker、胎牛血清（上海生工生物技術有限公司）生物素-鏈霉親合素磁珠及磁力架、8種引物（上海生工生物技術有限公司）分別為P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8：帶羧基磁性納米顆粒（平均粒徑為30 nm）（巴溪儀器有限公司）；四氯金酸溶液（HAuCl4，上海中秦化學試劑有限公司）等。
1.2 方法
1.2.1 用氨基標記核酸適體S1、S2、S3、S4、S5
細胞生物學的研究范文4
【關鍵詞】 肝素； 脫細胞血管； 小口徑血管； 內膜增生； 多普勒超聲
冠狀動脈旁路術后，約30%~50%靜脈橋在5~10年后出現通暢率下降[1]。有研究顯示，這與血流流速和切變力等血流動力學變化有關[2-3]。本實驗通過對異種脫細胞血管移植物在不同血液流速中移植后管腔內經與血流動力學的研究，探討肝素包被對異種脫細胞血管移植物移植術后的影響。
1 材料與方法
1.1 材料
1.2 方法
1.2.1 移植物血管的處理 采用經本研究室研究證實的脫細胞方法對收集的犬頸動脈進行脫細胞處理[4]。脫細胞后對部分犬頸動脈進一步采用Conklin等[5]報道的方法行肝素包被處理。
1.2.2 分組 新西蘭大白兔18只（由上海交通大學醫學院動物試驗中心提供）隨機分為兩組：A組（未肝素包被）（n=9）移植未經肝素包被處理的脫細胞血管，B組（肝素包被）（n=9）移植經肝素包被處理的脫細胞血管。
1.2.4 超聲觀察 術后分別于1周，3周和12周，用HP Sonos 4500型超聲成像系統（探頭頻率10 MHz）檢測移植血管通暢情況，觀察血管移植物的彩色血流狀況并測量血管內徑；計算血流動力學參數，包括血流峰值速度（PSV）、阻力指數（RI）、搏動指數（PI）等。
1.3 統計學處理 采用SPSS 10.0統計分析軟件，均數間經方差齊性檢驗后，計量資料以（x±s）表示，以單因素方差分析統計結果，P
2 結果
2.1 術后18只兔子存活16只，A、B兩組各死亡1只，均發生在術后第1天，死亡原因為手術技術原因所致雙側移植物血管閉塞。動物死亡后隨機補充，補足至18只進入結果分析。
3 討論
冠狀動脈旁路移植術后，靜脈橋再狹窄率較高，是影響手術療效的重要原因，其主要病理變化就是吻合口的內膜增生。研究發現，血流流速和切變力等血流動力學變化是造成內膜增生的關鍵原因之一，高、低切變力均可促進內膜增生形成[6-8]。當靜脈移植物由低壓、低流速的靜脈系統移植到高壓、高流速的動脈系統時，由于動脈系統的高壓、高流速會對靜脈移植物的內皮細胞造成損傷，從而引起內膜增生的發生；而低流速產生的低剪切力使得血小板與內皮下膠原接觸時間增加也是造成內膜增生的主要原因。本實驗將脫細胞異種血管移植物模擬冠狀動脈旁路移植的方法植入兔子的頸內動脈，然后通過結扎與不結扎頸內動脈，從而使得不同流速的血液流經移植物血管，對其產生不同的剪切力，有效消除了由于內皮細胞損傷所造成的影響，同時為肝素包被對內膜增生影響的研究，提供了一個良好的動物模型。
肝素具有抗凝作用，正常的內皮細胞可以通過合成肝素來抑制平滑肌細胞增殖、減少其遷移，從而達到防止內膜增生的效果。脫細胞異種血管移植物由于喪失了內皮細胞的這種作用，移植后極易發生狹窄，研究證實，血管移植1周后，平滑肌細胞開始由中膜向內膜轉移，可持續3周左右。筆者采用肝素包被的方法有效預防了這種情況的發生。發現均較未包被肝素組的脫細胞異種血管移植物的改變要輕，尤其是在移植后第3周時，兩組間阻力指數出現了明顯的差異（P
PSV反映的是血流的速度，所受的影響因素較多，如血管順應性、吻合口的大小、血栓形成等，單純依照PSV尚不足以判定血管的狹窄程度，而PI值是反映橋血管通暢率的一個較好指標，通暢的橋PI值應較小，而較高的PI值則提示存在吻合口狹窄的可能，兩者結合可以較好地反映血管的狹窄程度。實驗中，未結扎側的PSV均明顯偏低于結扎側的PSV，而未結扎側的PI仍偏高于結扎側的PI，這說明隨著時間的延長，這種由于偏低的血流速度，而使得脫細胞血管移植物在移植后更易發生內膜增生，從而造成管腔狹窄，而肝素包被的脫細胞異種血管在應對不同血流沖擊時的表現，亦明顯優于未包被肝素組。
目前，在血管狹窄性疾病診斷方面，雖然數字減影血管造影仍是目前公認的金標準，但其明顯的缺點也早已成為共識，除其侵襲性外，數字減影血管造影通常低估管腔狹窄程度，尤其是小動物模型進行數字減影血管造影檢查，技術上比較困難，容易直接或間接導致動物死亡而影響實驗。而隨著高分辨率超聲的出現，使人們不僅可以直接顯示血管病變解剖結構上的改變，同時能提供血流動力學信息，能夠確定周圍動脈狹窄的程度和范圍。
參考文獻
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細胞生物學的研究范文5
【摘要】
目的 體外分離培養、鑒定兔骨髓基質干細胞(BMSCs)并探討其分化潛能。方法 應用密度梯度離心聯合貼壁篩選的方法，體外分離培養兔骨髓來源的骨髓基質干細胞，培養過程中倒置顯微鏡下觀察其生物學特性，HE染色和CD34、CD44免疫組織化學染色行細胞學鑒定；應用體外成骨與成脂誘導分化檢測其生物學活性。結果 體外實驗成功分離培養兔BMSCs，HE染色顯示細胞均一性好；CD44強陽性表達，CD34陰性表達。誘導成骨結果顯示BMSCs具有較強的成骨活性，ALP染色陽性；成脂誘導結果顯示BMSCs具有較強的成脂活性，油紅“O”脂肪染色陽性。結論 BMSCs體外具有潛在的多向分化能力。
【關鍵詞】 骨髓基質干細胞；細胞培養；多向分化
ABSTRACT: Objective To observe the effect of the in vitro isolation， culture and identification of rabbit bone marrowderived mesenchymal stem cells (BMSCs) and explore the differentiation potentials of BMSCs. Methods BMSCs were isolated and purified by density gradient centrifugation combined with attachment culture method. The biological characteristics of BMSCs were observed under an inverted microscope. The BMSCs were identified with HE staining and CD34/CD44 immunohistochemical staining. The biological activity of BMSCs was detected by osteogenic induction and steatogenic induction. Results BMSCs were isolated successfully in vitro and had good homogenicity. Immunohistochemical staining of CD34/CD44 showed strong positive expression of CD44 and negative expression of CD34. Fortis osteogenic ability and positive staining of ALP could be detected by osteogenic induction， and fortis steatogenic ability and positive staining of axungia could be detected by steatogenic induction. Conclusion BMSCs have the capability of multidirectional differentiation in vitro.
KEY WORDS: bone marrowderived mesenchymal stem cell; cell culture; multidirectional differentiation
基因治療過程中目的基因感染的靶向性成為基因工程研究的關鍵環節，選取何種目的細胞、組織作為基因感染的效應器是眾多研究的核心。骨髓間充質干細胞(bone marrowderived mesenchymal stem cells， BMSCs)是一種具有自我更新能力和多向分化能力的干細胞，在特定條件下可以向成骨細胞、成軟骨細胞、肌腱、脂肪細胞等分化。將編碼與骨組織再生有關的生長因子的基因片段轉移到BMSCs中，既能夠誘導其向成骨細胞轉化，使之發揮種子細胞的作用，又能在體內骨組織再生過程中持續高效地分泌生長因子，有利于骨組織的再生修復和新骨形成。因此，將其作為基因治療宿主細胞以及組織工程種子細胞已成為當前研究的熱點。
本實驗應用密度梯度離心聯合貼壁篩選的方法，體外分離培養兔骨髓來源的BMSCs，培養過程中應用相差顯微鏡及HE染色觀察細胞的貼壁、擴增、形態、生長速度及群體生長方式等特征，利用細胞表面抗原免疫組化染色鑒定及誘導成骨、成脂鑒定等方法鑒定培養的BMSCs的特征及純度，為后續實驗提供充足的靶細胞支持。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
2月齡純種新西蘭大耳白兔，雄性，體重1.5～2.5kg，由西安交通大學醫學院實驗動物中心提供。胎牛血清、低糖DMEM培養基(LGDMEM)、胰蛋白酶、Percoll分離液(1.073g/mL)購自美國Gibco公司；CD34、CD44羊抗兔單克隆抗體、鼠抗羊IgGFITC二抗購自美國Santa Cruz公司；β甘油磷酸鈉、抗壞血酸、地塞米松購自美國Sigma公司；其余試劑均為國產分析純。
1.2 方法
1.2.1 兔BMSCs的分離與培養
采用全骨髓密度梯度離心法合并貼壁培養法培養BMSCs[3]。取兔的脛骨和股骨，磷酸鹽緩沖液洗去附著的血跡，將其兩端干骺端切除，顯露骨髓腔。用含有100u/L肝素的生理鹽水反復沖洗骨髓腔，將含有骨髓的沖洗液用DMEM培養基稀釋后，以等體積比緩慢注入裝有已濾菌的Percoll(1.073g/mL)分離液的10mL離心管中，室溫下2000r/min離心30min。小心吸取單個核細胞層加入DMEM低糖培養液中，1200r/min離心10min，反復兩次，洗凈細胞懸液中的Percoll分離液。用含100mL/L FBS的DMEM低糖培養液5mL重懸細胞，按1×106個細胞/cm2接種于25cm2培養瓶中，置于37℃、50mL/L CO2飽和濕度孵育箱中行原代培養。48h換液，棄去未貼壁細胞，此后每3d換液1次。原代培養細胞12d后細胞達80%融合，用2，5g/L胰酶消化后以1∶3的比例傳代培養。取第3代細胞行下游相關實驗。
1.2.2 兔BMSCs的形態學觀察
細胞培養過程中，應用相差顯微鏡逐日觀察體外培養的BMSCs的生長狀態及形態學變化，記錄細胞貼壁、擴增、細胞形態、生長速度、群體生長方式等特征。將第3代細胞常規制備細胞爬片，950mL/L乙醇固定行HE染色，光學顯微鏡下觀察BMSCs的形態、結構并照相記錄。
1.2.3 兔BMSCs的細胞免疫化學鑒定
以1×105細胞密度常規制備細胞爬片，至細胞長滿玻片的80%左右，吸出6孔板中的培養液，PBS沖洗兩遍，每孔加入新配制40g/L多聚甲醛溶液固定30min。PBS洗滌后30mL/L H2O2室溫10min以滅活內源性酶，正常山羊血清封閉液室溫孵育30min后分別滴加羊抗兔CD34、CD44一抗，對照組以PBS代替一抗。4℃孵育過夜。次日37℃復溫1h，采用SP法檢測CD34、CD44的表達。
1.2.4 兔BMSCs誘導成骨分化的生物學活性
常規制備細胞爬片。待細胞生長融合至40%，加入成骨誘導培養液(LGDMEM中含有100mL/L FBS、青霉素100u/mL、鏈霉素100u/mL、β甘油磷酸鈉10mmol/L、抗壞血酸50mg/L、地塞米松10nmol/L)進行誘導培養，誘導培養期間應用相差顯微鏡觀察細胞的生長狀態及特征。誘導培養3周后行堿性磷酸酶染色及礦化結節染色鑒定細胞成骨活性變化。
1.2.5 兔BMSCs誘導成脂分化的生物學活性
常規制備細胞爬片。待細胞生長融合至40%，加入成脂誘導培養液(LGDMEM中含有100mL/L FBS、青霉素100u/mL、鏈霉素100u/mL、0.5mmol/L異丁基甲基黃嘌呤、200μmol/L吲哚美辛、10umol/L地塞米松、10mg/mL胰島素)進行誘導培養，誘導培養期間應用相差顯微鏡觀察細胞的生長狀態及特征，誘導培養3周后行油紅“O”染色鑒定細胞成脂活性的變化。
2 結 果
2.1 原代培養的BMSCs的觀察
兔骨髓組織經Percoll分離液梯度離心后可形成明顯的分層結構。吸取單核細胞層細胞洗滌后接種，2～4h后細胞開始貼壁，24h后細胞逐漸由圓形變為短梭形、紡錘形、多角形；但仍可見少量造血系細胞懸浮于培養液中或沉積于培養瓶底壁，呈圓形散在分布(圖1A)，經首次換液后再次觀察大部分非貼壁細胞已經去除。接種4d后可見較明顯的細胞集落形成(圖1B)，14d左右，貼壁細胞生長至瓶壁的80%左右，將細胞傳代，傳代細胞形態逐漸呈均一的紡錘形和長梭形，核質比大，細胞分布均勻不再呈集落生長，細胞密度增大后多沿胞體長軸呈有序同向分布，旋渦狀。傳代細胞增殖速度更快，一般4～5d可長滿培養瓶底部，傳代1次(圖1C)。
2.2 原代培養的兔BMSCs的鑒定
光學顯微鏡下HE染色可見：細胞形態規則，大部分呈長梭形，胞質豐富為淡紅色，細胞核多為卵圓形核漿，分界清晰，位于胞體膨大部的中央，呈藍色，其中可見處于分裂期的核仁。細胞形態與BMSCs形態一致(圖2A)。以已知CD34、CD44陽性片為陽性對照組，以PBS代替一抗作為陰性對照組，觀察到CD44表達于細胞的細胞質中，呈現棕黃色，CD34及陰性對照組無表達。CD44陽性細胞百分數為91.78%(圖2B、2C)。
2.3 誘導成骨分化的相差顯微鏡觀察鑒定
用成骨細胞條件培養液誘導培養原代細胞，培養20d后進行ALP染色(Gomori鈣鈷法)鑒定，可見誘導培養組細胞胞質內出現陽性反應，呈現灰黑色顆粒；常規培養組細胞胞質內少見灰黑色顆粒(圖3)。茜素紅染色鑒定可見誘導培養組細胞形成粗大的鈣化結節，常規培養組沒有鈣化結節的形成或僅有散在的鈣鹽顆粒形成(圖4)。
2.4 誘導成脂分化的相差顯微鏡觀察鑒定
在成脂肪誘導后，細胞原來的多角形突觸逐漸回縮，但仍呈多角形，7～9h時出現明顯脂滴，脂滴多位于細胞邊緣(圖5A)。誘導14h后，脂肪細胞增加，細胞內脂滴密布，多數細胞形態變圓，多散在分布。油紅“O”染色為陽性(圖5B)。
3 討論
BMSCs是一種具有多向分化潛能的干細胞，在不同理化環境和細胞因子誘導下，可向成骨、成軟骨、脂肪和纖維細胞系等多方向分化分離、擴增，并易于被外源基因感染且穩定表達，是基因治療以及組織工程理想的靶細胞[12]。體外如何獲取、純化BMSC并使其高效快速增殖，是利用其治療疾病的前提。細胞的粘附特性仍是分離和純化BMSCs的最基本原則，物理性富集后塑料器皿內的貼壁培養以其經濟實用、操作簡便的特點仍是分離 BMSCs的最基本方法。
目前用于分離BMSC的方法主要有3種：①貼壁篩選法：根據BMSC具有在塑料組織培養瓶中快速貼壁生長的特性對其進行篩選；②密度梯度離心法：根據BMSC與其他細胞密度不同而采用Percoll分離液進行密度梯度離心將其分離出來；③磁珠分選法：利用免疫磁珠分離技術，基于抗體對細胞表面抗原的特異識別，將偶聯在抗體上的磁珠標記在細胞上，在磁場作用下達到分離細胞的目的。單純應用某一種方法均具有一定得局限性。貼壁篩選法盡管實驗方法簡單，但是獲得的細胞純度低，不能滿足組織工程的要求。研究發現，密度梯度離心法所獲得的細胞生長優于全骨髓貼壁篩選法[3]。但是我們通過實驗發現，單純應用密度梯度離心法獲得的細胞數目較少，原代培養時間延長。磁珠分選法盡管分離純度高，但因其需要較高的實驗條件及其成本較高等限制了該方法的普遍應用。
本實驗采用密度梯度離心和貼壁篩選相結合的方法，取得了理想的分離效果。由于原代取材抽取的骨髓血包含大量血系細胞和少量基質細胞，通過梯度離心的方法先對骨髓進行分離，可以將絕大部分紅細胞、脂肪細胞和血小板去除，獲得純度較高的單個核細胞。提取單個核細胞層細胞培養24h待大量細胞貼壁后，再提前進行換液結合使用貼壁篩選，經過多次換液后即能去除培養瓶內懸浮未貼壁的造血細胞，從而獲得均一性較好的BMSCs。隨著換液與傳代，BMSCs逐漸得到進一步純化。目前較常用的分離液有Percoll液、淋巴細胞分離液等。PITTENGER等[4]利用流式細胞儀檢測密度梯度培養的第1代和第2代的BMSCs的均質性可達95%和98%。隨著細胞傳代數目的增多，非貼壁細胞逐步去除，基質干細胞的純度也逐步升高，一般認為該方法分離培養的BMSCs純度大于70%[5]。
到目前為止，還沒有高度特異性的BMSCs細胞表面標記物被發現，故無法直接對其鑒定。對BMSCs的鑒定主要是采用流式細胞儀對其表面抗原進行檢測，再通過其能向其他細胞分化而反證。PITTENGER[4]認為稱某種或某一群細胞為BMSCs時，它必須具有以下特性：①骨髓來源；②體外培養貼附于培養皿上形態呈成纖維樣集落形成單位(CFUF)；③能夠自主增殖，至少可以分化為3種以上間質細胞系。BMSCs的細胞表面標記是其與其他細胞區分的特異性標志。通過眾多研究結果的篩選[510]，發現骨髓來源的CD44表面標記的陽性表達與造血系來源的CD34表面標記的隱形表達是較為肯定的結論。因此，本實驗應用免疫組化方法對二者進行了染色鑒定，結果證實了CD44分子的強陽性表達和CD34分子的陰性表達。該結果說明本實驗獲得的目的細胞純度較高，能滿足下游實驗的要求。
BMSCs具有多向分化潛能，在體外培養時，為了使BMSCs向成骨細胞定向分化，常通過理化或生物因子等手段促進BMSCs的增殖與分化，其中以生物因素最重要和最常用。地塞米松(Dex)雖抑制BMSCs增殖，但可顯著增加BMSCs的堿性磷酸酶(ALP)的活性，從而促進成骨細胞的分化成熟、誘導成骨。β甘油磷酸鈉可為骨細胞分化和增殖提供磷離子作為堿性磷酸酶作用的底物，誘導和激活堿性磷酸酶，促進有機磷向無機磷轉化，能增加ALP在成骨細胞中的表達，從而促進生理性鈣鹽的沉積、促進鈣化；維生素C可提高ALP的活性、促進礦化及膠原mRNA的表達[11]。因此，本實驗采用含100mL/L FBS、100nmol/L地塞米松、10mmol/Lβ磷酸甘油酸、50mg/L維生素C的成骨誘導培養液，誘導細胞向成骨方向轉化。本實驗所培養的BMSCs經誘導成骨后，在相差顯微鏡下觀察，呈梭形或多角形，具有多個突起，采用Gomori鈣鈷法ALP染色鑒定顯示，ALP分泌旺盛，成骨性能增強，3周后形成鈣結節樣結構，表現出典型的成骨細胞特性。向生長狀態良好的第3代BMSCs中添加了脂肪細胞誘導劑(胰島素、地塞米松以及異丁基甲基黃嘌呤)，發現作用1周后成纖維細胞樣細胞的突觸逐漸回縮，細胞形態逐漸由梭形向橢圓形、多角形轉變，胞質內出現了數量不等的脂肪滴，聚集在細胞核周圍，兩周后油紅“O”染色呈陽性反應。證實了BMSCs在脂肪細胞誘導劑作用下實現了向脂肪細胞的定向分化。
本實驗應用密度梯度離心聯合貼壁篩選的方法，體外分離培養擴增兔骨髓來源的BMSCs，培養過程中相差顯微鏡及HE染色觀察到細胞生長狀態良好，細胞表面抗原免疫組化染色鑒定顯示獲得的目的細胞純度較高，誘導成骨成脂鑒定顯示獲得的BMSCs具有典型的干細胞細胞特性。制備具有強增殖能力的BMSCs無疑為組織工程提供了良好的靶細胞支持，提高了組織工程修復組織缺損的能力，為骨壞死及骨缺損等疾病的組織工程治療奠定了堅實的實驗基礎。
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細胞生物學的研究范文6
關鍵詞：醫學細胞生物學;教學;實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）42-0100-03
醫學細胞生物學是從細胞整體、顯微、亞顯微和分子水平等多個層次，來研究細胞結構及功能的學科[1]，其理論及技術已經滲透到基礎和臨床醫學的各個方面，是當前醫學生物研究最活躍的前沿地帶。作為高等醫學院校重要的必修課，它起到承上啟下的作用。
如何通過教學內容和組織形式的優化整合，來提高教學質量，讓學生在掌握基礎理論的情況下，形成系統的全局觀，提高知識遷移能力和實踐綜合能力，培養良好的科學素養，成為高校醫學細胞生物學教改的重要內容之一。為此本文結合實踐教學過程，談談在教學中的一些心得體會。
一、精選教學內容
精選教學內容包括教學中教材的選擇組合、教學內容的優化和更新[2]。
細胞生物學是生命科學的基礎學科，內容涉及許多相關領域，如生物化學、遺傳學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理學等[2]。因此現行醫學細胞生物學教材普遍篇幅較大、知識覆蓋面很廣，以人民衛生出版社陳譽華主編的《醫學細胞生物學》為例，分為細胞生物學概論、細胞結構和功能、細胞的社會學、細胞基本生命活動、細胞工程五個部分，共17個章節。而目前臨床專業的細胞生物學的理論學時安排為40學時，如果授課時每章面面俱到，不但與后繼學科內容重復，而且學生勢必覺得內容繁雜，重點不突出。因此在有限的學時內，如何對教學內容進行合理取舍，如何將條理清晰、重難點分明、容量較大的知識點系統地傳遞給學生，是應該首先進行思考的。
在教學實踐中，首先在教材選用上，進行主教材和輔助教材的結合使用。主教材采用科學出版社楊撫華主編的《醫學細胞生物學》。其最大特點在于線條清晰、內容濃縮、重點突出、框架分明。對于剛從中學進入大學的學生來說，這種風格讓其容易很快掌握所學知識點的整體框架和相互關系，不會陷入過多繁冗的細節之中而迷惑。輔助教材采用人民衛生出版社陳譽華主編的《醫學細胞生物學》。其優點在于各個知識點講解得透徹詳實，知識面輻射廣，案例較多。在授課上，以主教材拉章節線條和框架，在對重要知識點擴展時，讓學生參閱輔助教材的相關內容，進行知識拓展和遷移。讓其在學習中慢慢地參悟自我學習的思維方式，學會如何有效學習。
其次，優化和更新教學內容。備課時，查閱下游課程，如生物化學、分子生物學、組織胚胎學、生理學、病理生理學，了解細胞生物學與它們的銜接、滲透、重復部分，做好對后繼課程的鋪墊作用。對重復的內容要淡化或舍去，對延伸的內容要講透。比如細胞膜與物質轉運這部分，離子泵內容涉及到生理、病理、藥理的一些知識點，因此這一部分必須講透講深，結合案例進行分析。比如核糖體章節中的蛋白質合成過程的內容，在生物化學課程中，會深入學習，因此在這里只需要簡單地介紹核糖體的結構和功能，其余設為學生自學內容[1]。再如信號轉導部分，這部分新名詞較多，轉導路線繁雜，內容有一定難度。雖然在生物化學中將詳細學習，但由于該內容會影響學生對后繼課程如生理學、藥理學等知識點的理解，因此在細胞生物學教學中，應該抓主線輕細節，讓學生建立一個受體、配體、信使、細胞信號轉導特點和路線的宏觀整體印象即可。此外，對于教材內容要及時更新，將各個章節的一些最新動態、前沿專題引入。
二、優化教學方法和形式
（一）重視案例引入，增強學生學習興趣，加強基礎學科的學習[1]
由于授課的學生將來都要進入臨床，他們關注的重點常為所學的知識是否有利于未來的臨床工作。因此，經常會有初學者問我，學習細胞膜、細胞器這些內容，到底和今后的臨床或者科研工作有多大關系？
因此在緒論部分，重點介紹了細胞生物學的發展沿革，特別是近年來的前沿領域和重大發現，同時特別介紹了在醫學領域的應用實例。如2001年以來的生理或醫學諾貝爾獎、化學獎的獲獎內容，包括2001年生理或醫學獎“發現細胞周期調控的分子機制”、2002年生理或醫學獎“器官發育的遺傳基礎和細胞的程序性死亡”、2003年化學獎“細胞膜水通道、離子通道結構”、2007年生理或醫學獎“胚胎干細胞、基因敲除技術”等，通過這些對生物醫學發展具有深遠意義獎項的介紹，讓學生切實地感受到細胞生物學一直活躍在科學研究與應用的前沿，并非只是過時、毫無價值的基礎理論，從而增強學生的好奇心和學習興趣。
其次，在理論教學中，設立細胞生物學的研究技術和方法這一章節，而此部分是很多院校細胞教學中的刪除內容。在教學實踐中發現，學生對教材中各種細胞與亞細胞結構圖的來源，以及細胞組分的分離與培養過程，好奇而充滿興趣。生物學本來就是一個實踐性學科，任何數據的產生，都以實驗為基礎，因此在有限的課時內，以案例引入的方式簡要介紹常規研究技術和方法。其重點集中在以顯微鏡介紹為主的細胞形態研究技術、細胞的分離與培養、細胞組分和亞組分的分離、測定技術。讓學生對細胞的研究過程有一個系統、整體的了解，有利于對后續理論教學和實驗操作步驟的理解。
再次，在教學中加強病案的分析。醫學細胞生物學與臨床密切相關。在教學中，分章節講述后進行相關的病案分析，將增強學生的興趣，加大與所學專業的聯系。比如在細胞膜與物質的跨膜運輸中，引入家族性高膽固醇血癥的介紹，讓學生對膜受體的作用有深刻的認識。在講授內膜系統中的溶酶體時，以“矽肺”和“痛風”為例進行講解。引發學生探究發病機制，加深對溶酶體的認識和理解。在細胞周期的講解中，將與細胞周期有關的腫瘤治療策略貫穿其中，舉例講述腫瘤細胞的化療藥物作用機制和使用原則，加深學生對細胞周期運行機制的理解。
（二）加強多媒體輔助教學
細胞生物學的研究對象（如細胞及細胞器結構，各種生理過程）多集中于細胞的微觀水平，學生理解起來較為抽象和枯燥。因此在醫學細胞生物學的教學中應強調圖形、動畫、文字的三結合。如膜轉運蛋白介導的跨膜運輸中，學生很容易混淆離子通道和離子泵這兩種運輸的原理。在講解中應對比圖形并引入動畫，將兩者差異變得直觀可辨，一目了然。在細胞連接中，涌現出許多關于連接的新名詞，如緊密連接、錨定連接、通訊連接、橋粒、半橋粒等等，光從語句上辨析，容易混淆。通過細胞連接總圖的展現，各個連接類型的區別及其功能便清楚可辨，讓學生在腦海中建立一個立體完整的細胞連接通訊網絡。又如細胞微絲和微管的裝配，很多學生無法通過文字在腦海中呈現出“踏車行為”這種動態的組裝過程，一個幾秒的動畫，能讓學生獲取直觀的印象。細胞信號轉導的動畫演示，能強化轉導線路中的每個傳輸節點，能形象展示信號傳遞中蛋白修飾或結構的改變，以及之后信號級聯放大的生物事件，讓學生從冗長枯燥的文字表述中脫離出來，得到一個完整的印象。因此，在一些不易區分、不易理解的微觀水平的分子事件的教學上，加大圖形和動畫的使用頻率，通過動畫圖形之間的對比，區分相似事件，建立動態的概念，形成相互聯系的全局觀，促進學生進一步理解生命活動的本質規律[3，4]。
（三） 適當應用PBL教學方法
以問題為中心，培養學生分析解決問題的能力，養成終生自我學習的能力，是PBL教學法的特點[6]。在醫學細胞學教學中，適當穿插PBL教學法。如細胞骨架中的阿爾茨海默病的病因、診斷、治療的討論。在內膜系統教學中，在講述內質網和高爾基復合體的功能及相互動態關系時，以“胰島素如何合成、分泌”為中心問題，引導學生提出“胰島素如何翻譯合成”、“如何加工修飾”、“如何分泌出細胞”這三個問題，從而具體到“這個過程和哪些細胞器有關”、“每個細胞器扮演的什么角色”這些細節問題。通過討論這些細節問題，最終完成對中心問題的學習[7]。
三、加強實驗教學中學生的科學素質的培養
在實驗教學中應根據不同時期學生的特點，循序漸進地展開教學。對于剛進大學的學生來說，醫學細胞生物學實驗是第一門與動物相關的實驗課程，學生對儀器、動物充滿好奇感，容易忽略對知識點的關注和理解。在初期實驗教學上，應加強學生對實驗的基本認識和基本操作能力的培養。將預實驗所拍攝的照片及錄像穿插在課件中，在操作關鍵點上進行講解，將學生的興奮點引入到所學的知識中。在中期實驗教學上，應著重培養學生主動學習的能力，強調實驗的邏輯性和嚴密性。以提問的方式，讓學生通過預習了解使用藥品和操作步驟的目的性，得出實驗的流程圖。在實驗過程中，提倡能夠丟開書本，按流程圖，有邏輯地進行獨立操作，使學生了解細胞生物學擁有一個系列性、完整性較強的實驗體系，并非依葫蘆畫瓢的簡單模仿就能做好實驗。此外，還應加強實驗課堂最后10分鐘的實驗小結，讓學生分組講述實驗的心得體會，并由老師進行點評，增強學生的學習積極性和協助精神，培養學生的知識遷移能力和創新能力[2，8]。
教學中還應有意識地培養學生的實驗習慣和心態，對于部分有專業興趣傾向和喜愛科研的學生，可開放實驗室，讓其根據相關的課題進行實踐，過程中采用方式多種多樣，包括查文獻、寫綜述、寫實驗方案、實驗小結、注意事項，培養學生的科學思維，提高其實驗綜合能力。
綜上所述，通過細胞生物學的教學內容及形式方法的初步探索，在一定程度上能加強學生對理論知識的理解，提高知識遷移能力和實踐綜合能力，培養一定的科學素養。
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