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醫學細胞生物學常用技術范文1
關鍵詞：細胞生物學；教學方法；探討
中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）25-0211-02
一、引言
著名的細胞生物學家E.B.Wilson曾說：“一切生命的關鍵問題都要到細胞中去尋找，因為所有生物體都是，或曾經是一個細胞?！弊鳛樯茖W中的一門重要的基礎學科，細胞生物學的研究對象就是細胞，而細胞的研究既是生命科學的出發點，又是生命科學的匯聚點，因此，學生學好這門課顯得尤為重要。通過近幾年的教學實踐，現就細胞生物學課程教學方法談幾點體會，和廣大教師作一下探討。
二、課前準備
備好課是上好課的前提。備課主要集中在“備學生、備內容、備方法”三個環節。
1.備學生。就是在課前了解學生已學過了哪些課程，掌握了哪些基礎知識，估計其在學習過程中對知識的接受能力和可能會出現的問題，并據此確定教學內容及其重難點，制定教學方案和選擇教學方法。
2.備內容。就是在領會教學大綱和認真鉆研教材的基礎上，及時查閱與本學科有關的文獻資料及最新進展。具體有兩種做法：其一是合理取舍教學內容。目前細胞生物學理論課教學中，就其內容有兩個問題比較突出：一是課時少，內容多；二是教學內容與很多學科（如生理學、生物化學、遺傳學等）的內容相互聯系、相互滲透。針對上述問題，我們在教學內容的選擇上把握兩個原則：一是注重生物學所需要的基礎知識；二是盡量避開本課程知識與其它相關課程知識相重疊之處。其二是把當前細胞生物學的最新進展融入教學中，以完善教學內容。細胞生物學發展很快，新技術、新方法和新內容層出不窮，因此不能局限于教材的框框，要站在細胞生物學發展的前沿，及時掌握本學科發展的最新動態，并把這些前沿與動態在教學內容中反映出來。
3.備方法。就是根據課程的教學內容和學生實際來設計教學方案和教學方法，同時做好總學時和每節課學時的合理分配，避免前緊后松或前松后緊，以免遺漏或顧此失彼。另外，備課時還要注意對一堂課進行設計，如何開頭、如何過渡、如何結尾、如何突出重點、如何講清難點等。
總之，備課是教師在教學活動中的一個極其重要的組成部分，是一個艱苦的創作過程，需要投入相當多的時間和精力。
三、課堂組織
1.應用引言。引言是序曲，不僅會引起學生的興趣，還會引導學生進一步思考。常用的引言導入方法主要有：設問釋疑導入法、媒介導入法和反悖導入法等。
2.語言技巧。一方面語言要有科學性、簡練性、準確性和生動性，一方面語調要有抑揚頓挫。
3.激發學生的學習興趣。在講解某一知識點時有時會通過聯系生活常識進行講解，這樣能充分調動學生的學習興趣，盡量避免枯燥的理論說教，讓他們變被動接受知識為主動接受知識。
4.采用啟發式教學。課堂上穿插一些啟發式提問，以避免從始至終都是教師“一言堂”，充分調動學生在課堂上的主動思考，使他們成為課堂教學中的主體。
5.多媒體教學與傳統教學結合使用。細胞生物學主要講授細胞的結構、功能、增殖、分化、衰老和死亡等，以前多采用在黑板上繪制示意圖，或利用掛圖等形式用于教學。在黑板上繪制示意圖，浪費時間且準確度不高；采用購買的掛圖攜帶不方便，而且還缺乏動感。如何化靜為動、化抽象為具體呢？為此，我們制做了圖文并茂且生動形象的多媒體課件。但是多媒體課件教學速度快、信息量大，學生眼盯大屏幕，導致學生與教師的互動減少，因此在多媒體教學中應盡量放慢速度，還要結合傳統教學，合理使用黑板與板書，使學生有思考和理解的過程，這樣傳統教學對多媒體教學起到了很好的補充作用。
6.辯證統一觀點貫穿整個教學課程。應用辯證統一的觀點，從結構與功能的統一，局部與整體的統一，動態發展變化的過程中找出細胞內在的聯系。
四、課后完善
1.課后總結及反饋。教師可從學生的課后疑問和反饋信息中，考慮自己在某些知識點上是否講解清楚，及時總結經驗和教訓并加以改進，使教學水平逐步得到提高。
2.組織學生查閱相關文獻。針對細胞生物學的研究新進展，指導他們走進圖書館或上網自己去查找有關的資料。這種做法不僅使學生了解了某領域的發展動態和最新成果，而且鍛煉了他們查閱文獻資料的能力，對其畢業論文寫作也有好處。
3.提高學生的自學能力。正確理解和認識“教”的內涵，在提高學生自學能力上下功夫。學生是教學對象，是教學的主體，只有充分發揮他們的學習積極性，才能很好地完成教學過程。
4.積極開展教學研究和科學研究。要提高自身的授課水平，就要不斷地進行教學研究和科學研究。通過教學研究，不斷更新教育理念、鉆研教學方法并加以推廣；通過科學研究，不僅提高理論知識水平，還能使自己理論聯系實際。
五、結語
通過幾年的授課實踐，我們體會到課上與課下、教師與學生很好的結合是學生學好這門課所必不可少的。本文只是我們的一些粗淺認識和做法，在此與廣大同仁一起探討，旨在進一步提高細胞生物學的教學質量。
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醫學細胞生物學常用技術范文2
關鍵詞：細胞生物學；因需導學；教學改革；人才培養
2014年9月9日，在同北京師范大學師生代表座談時指出，“世界上沒有兩片完全相同的樹葉，老師面對的是一個個性格愛好、脾氣秉性、興趣特長、家庭情況、學習狀況不一的學生，必須精心加以引導和培育……好老師一定要平等對待每一個學生，尊重學生的個性，理解學生的情感，包容學生的缺點和不足，善于發現每一個學生的長處和閃光點，讓所有學生都成長為有用之才。”隨著改革開放的不斷深入，市場也已經成為配置人力資源的決定性因素，畢業生深造和就業的出路已經非常寬廣。因此，沿用以前的一本教材、一套講義、一種教學方式，已經不能適應學生的需求。應當轉變觀念，樹立以學生為本的育人理念，切實從學生的需要出發，為其提供適用的教學模式，使不同的學生在畢業之后能夠用得上課堂所學的知識和方法。
一、因需導學教學模式的提出
“因材施教”是孔子踐行的最主要的教育教學原則，是指在教學中教師根據不同學生的認知水平、學習能力以及自身素質，選擇適合每位學生特點的、有針對性的學習方法［1］。2010年頒布并實施的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》［2］指出，“要樹立人人成才觀念，面向全體學生，促進學生成長成才。樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發展，不拘一格培養人才”。面對新形勢，筆者提出“因需導學”的教學理念。即從學生的個性和需求出發，引導學生進行有選擇性和有針對性的自主學習，從而使每位學生都能獲得最合適和最有效的收益?！耙蛐鑼W”的理念，在各級各類教學過程中都可以貫徹，在大學生中尤其適用。大學生畢業后深造和就業的方式有多種，應該鼓勵他們從自己的人生理想、學術興趣、自身條件、深造和就業去向等各方面的因素出發，因勢利導，讓他們在課程中尋找到不同的體驗、知識和技能，從而使收獲與需求、自身條件相匹配。在我國，大學教學工作重視的是專業教育，學生從大學第一天起就確定了專業，對不同專業的學生采用不同的教學模式。拿生物學專業來說，雖然我們期望學生畢業后從事與生物學相關的工作或研究，但其實有相當一部分的學生并非如此，而是轉到其他專業或行業進行學習和工作。那么對于這些學生來講，專業教育對于他們有多大的意義？有沒有更好的教育方法？筆者嘗試從“細胞生物學”的教學中摸索和探討在專業課中運用“因需導學”的原則，以期對學生有更好的教學效果。
二、因需導學教學模式的實踐
（一）通過調查問卷了解學生的差異化需求
開展“因需導學”教學活動，首先應該了解學生的需求和興趣［3］。作為“細胞生物學”課程的任課教師，筆者為了解學生的需求和興趣，進行了細致的調研和分析。在“細胞生物學”課程的第一堂課上，教師給每位學生發放一份調查問卷，內容包括2個問題。①你對現在所學的生物學專業感興趣嗎？②你大學畢業后的打算是什么？學生們作答后上交問卷，教師對結果進行統計，以最近一屆的學生為例，共統計52名學生，結果如圖1和圖2所示。從圖1統計結果可以看出，對生物學具有一般興趣的學生為69％，感興趣的學生為25％，不感興趣的學生為6％。關于畢業后的打算，從圖2可以看出，63％的學生打算繼續深造，23％的學生還沒想好，14％的學生要直接工作。因此，筆者針對上述調查問卷的情況，結合自己多年的教學經驗，擬采取以下措施開展“因需導學”教學活動，其教學策略是：①對專業感興趣和畢業后繼續深造的學生，除課堂上的專業知識學習外，還應引導他們在課外進行更深入地學習和鉆研；②對專業不感興趣、畢業后要直接工作和還沒考慮好的學生，要積極培養他們的學習興趣，講課時力求趣味性，知識不能太難，即使他們今后不想從事與生物學專業相關的工作，也要確保他們能學到有益于今后自身發展的知識和技能。
（二）通過推薦教材為學生提供自主選擇學習內容的空間
選用優秀教材是提高學生學習興趣，保證學習效果的一個重要途徑。近年來，各出版社出版了不少相關的教材和參考書，經過筆者教研室多年的教學積累，考慮到學生的差異，教師向學生推薦中文和英文2種教材，中文教材主要有翟中和教授主編的《細胞生物學》（第四版）、王金發教授主編的《細胞生物學》。翟中和教授所著的《細胞生物學》教材是我國高校采用較多的“細胞生物學”課程的經典教材之一，被眾多高校、科研機構指定為細胞生物學考研參考書目；王金發教授是國家教學名師，多年來一直奮戰在教學一線，并且每年都組織教學會議，使全國高校的相關領域的教師都有機會學習其教學理念和方法。這2本中文教材結合教師課堂上的講述，能夠使得絕大部分學生掌握理解“細胞生物學”課程的知識。對于有濃厚興趣、將來要出國深造的學生，則輔以英文教材，原版英文教材信息量大、圖表案例豐富、知識更新周期短。主要有Alberts等編寫的《MolecularBiologyoftheCell》（GarlandScience，5thEdition，2007）、GeraldKarp等編寫的《CellandMolecularBiology：ConceptsandExperiments》（Wiley，6thEdition，2010）2本教材。它們是細胞生物學領域非常經典的教材，前者是GRE專項考試的常用參考書，后者每個章節的后面都配有思考題，對于那些感興趣和學有余力的學生非常適合。
（三）通過布置課堂討論課題和課后作業激發學生的學習興趣
筆者在美國賓夕法尼亞州立大學作訪問學者時，發現美國的教育很注重對學生獨立思維能力的培養。教師在教學過程中，只是一個引導者，自己不一定講很多，而是讓學生自己講，以學生為主體，調動學生的積極性去主動思考、探討，學生在思考的過程中掌握知識和技能。學生只有自己先閱讀教材和查閱相關資料，才能講出來、講得好。這就使學生從“被動”地接受知識轉變為“主動”地掌握知識。筆者借鑒美國大學課堂的做法，在“細胞生物學”課程中組織學生開展了分組研究、集中匯報和自由討論的教學活動。討論以3～4人為一個小組，每組研究1個和生物學相關的課題，寫出研究報告并在課堂上匯報研討成果，然后所有上課的學生都可以針對匯報的內容提出問題和發表觀點。前幾年，筆者在教學討論課上設定了參考題目，題目主要集中在細胞生物學科研究的熱點領域，如“干細胞的技術和應用”“重要的細胞信號通路”等，目的是使學生的討論相對集中、有重點，但在一定程度上也限制了學生的思路。最近幾年，筆者沒有設定參考題目，很多學生根據自己生活中感興趣的問題選擇題目，如學生的選題“從細胞生物學角度解讀瑜伽的保健作用”，闡述了瑜伽保健的細胞生物學機理；“你好，色彩”選題探討了日常生活中的植物和動物呈現的色彩和色素分子之間的聯系。這樣一來，無論對于專業課是否感興趣，學生都能找到討論的話題。而那些對專業課不感興趣的學生也因為其他學生的選題逐漸對該課程產生興趣。另外，在課后作業布置的環節上，筆者設計了不同形式的作業來引導學生進行多樣化的思考。一種是傳統式的題目，例如“比較線粒體和葉綠體在基本結構方面的異同”“細胞核的基本結構及其主要功能”，這些題目使所有學生都能掌握教學大綱中要求的基本知識。另外一種是開放式的題目，要求學生寫出“細胞生物學”課程每一章內容的課后總結，這樣做的好處有幾點：①促進學生課下學習和閱讀教材；②促使學生梳理知識脈絡，對前后知識融會貫通；③自由發揮的空間大，對于認真鉆研的學生，可以寫得很深入，如有的學生用英文寫總結，有的學生按照自己的理解畫出一些細胞結構和過程的示意圖，有的學生則結合生活中遇到的問題寫課程總結，還有的學生把細胞生物學的內容和生物化學、遺傳學的內容融會貫通寫出總結。
（四）通過引導學生自主自發地開展課外閱讀活動以滿足不同的發展需求
在進行課堂教學的同時，教師設置了課外擴展閱讀環節。教師將課外閱讀材料在教學網絡平臺上，其內容主要包括下面3類。①研究方法和學習方法的文章。如“MIT實驗室人員是怎樣做學問的”“如何提高專業英文閱讀能力”（施一公教授博客文章）等系列文章。另外一些書籍的課外閱讀由該課的課代表課下組織安排，如“如何掌控你的時間和生活”“創造性的學習方法”等文章。②著名生物學家的研究經歷和貢獻。如：《Nature》雜志某一期的“OBITUARY”（訃告）是講生物學家ChristiandeDuve的，他是著名的細胞學家和生物化學家，發現了過氧化物酶體和溶酶體，由于對細胞構造的研究貢獻，他獲得1974年的諾貝爾生理與醫學獎［4］。這一內容是對課堂上細胞內膜系統一章內容的補充。③專業知識的延伸文獻閱讀。如近幾年發表在《Science》上的文章“HowCellsKnowWhereTheyAre”（細胞如何知道自己的位置）、“Mysteriesofdevelopment”（發育的奧秘），是對生物發育知識的擴展延伸；發表在《CurrentOpinioninGenetics＆Development》上的文章“RolesofG－protein－cou－pledreceptorsignalingincancerbiologyandgenetranscription”（G蛋白耦聯受體的信號通路在癌癥生物學和基因轉錄方面的作用）、“Mitogen－Acti－vatedProteinKinasePathwaysMediatedbyERK，JNK，andp38ProteinKinases”（ERK，JNK和p38蛋白激酶介導的有絲分裂原活化蛋白激酶通路），是對課堂上信號傳導通路一章內容的深入擴展。以上內容基本上可以滿足不同類別學生的需求。對細胞生物學不感興趣、將來可能不在本專業就業的學生，可以只閱讀第①類材料———關于研究方法和學習方法的文章；對細胞生物學興趣一般、但將來可能在本專業就業或做研究的學生，在完成第①類閱讀的基礎上，可以閱讀第②類材料———著名生物學家的研究經歷和貢獻；對細胞生物學感興趣、將來愿意在這一領域繼續研究和深造的學生，可以在完成第①②類材料的基礎上，閱讀第③類材料———專業知識的延伸文獻閱讀。這樣，學生可以根據自身興趣和需求選擇閱讀差異化的參考文獻，為將來的發展儲備適用的知識和能力。
三、因需導學教學模式的實踐效果
筆者開展了5年的“因需導學”教學活動，幫助學生學會了學習，激發了學生的好奇心，培養了學生的興趣愛好，營造了獨立思考、自由探索、善于創新的良好學習環境，取得了較好的教學效果。在近幾年的學生評教中，學生對于“細胞生物學”課程的課堂教學給予了較高的評價，學生網上評價為非常滿意和滿意，分數位于學院理論課的前5名，小班實驗課的前3名。由于繼續深造的學生占很大的比例，而“細胞生物學”課程又是大多數專業的必考課程，所以很多學生對“細胞生物學”課程的學習非常重視，并產生了濃厚興趣，部分學生進入到教師的科研實驗室開展相關科研項目的研究工作；部分學生已經在本學科國際和國內期刊發表文章；部分學生繼續到國內外著名院校進行細胞生物學方向的深造。另外，就業與細胞生物學無關的學生，在談起這門課程時認為“因需導學”的教學方法為他們的個性學習和發展提供了空間，使他們學到了解決問題的方法。
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醫學細胞生物學常用技術范文3
器官和組織的缺損或衰竭是臨床遇到的極具危害性的醫學難題，盡管目前人們通過器官或組織移植、外科再造和使用機械裝置等治療手段，解決了一些現實問題，但這些方法均存在不少缺陷。因此，人們一直在尋求一種新的治療方法。隨著多學科成果和技術不斷交叉、融合和相互滲透，逐漸形成了一門新的交叉學科——醫學組織工程學。作為一場意義深遠的醫學革命，在醫學界它被譽為是繼細胞生物學和分子生物學之后， 生命科學發展史上又一新的里程碑。
1 醫學組織工程概述
組織工程學概念的提出始于20世紀80年代末，由于其重要的科學意義、巨大的臨床應用前景、潛在的開發價值，受到了各國科學界的重視。醫學組織工程學利用工程學和生命科學的原理來研究和發展具有生物活性的人工替代物，融合了細胞生物學、工程科學、材料科學和臨床醫學等相關知識。核心理念就是將體外培養的高濃度的正常細胞擴增后，吸附在生物材料上，形成具有三維空間結構的復合體，然后將復合體植入組織器官的病損部位，種植的細胞在生物材料被機體逐漸降解吸收過程中繼續生長繁殖，形成新的具有相應形態和功能的組織和器官，從而達到修復創傷和重建功能的目的［1］。其最大優點是可形成具有生命力的活體組織，進行形態、結構和功能的重建并達到永久性替代，根據組織器官缺損情況進行塑形，達到完美的修復。
目前組織工程學的研究手段已經不再局限于初始階段的細胞生物學和動物實驗技術、分子生物學技術，而是廣泛應用基因克隆技術、轉基因技術、移植免疫學技術、生物材料合成與改良技術、生物材料的編織技術、生物力學技術、影像學技術和生物反應器等先進技術［2］，極大地提升了組織工程學的研究水平和其自身的發展速度。與傳統的自體或異體組織、器官移植相比，克服了以創傷修復創傷的缺陷，將從根本上解決組織、器官缺損的修復和功能重建等問題。
2 種子細胞
種子細胞是醫學組織工程的生命源泉，它要確保在體外培養時有很強的增殖能力，并能定向分化，同時要保持其原來的生理性狀。大多數觀點認為種子細胞進入新的微環境后，會對新的微環境中的調節信號做出反應，從而定向分化為目的細胞。同時具備這些特點的干細胞就成了種子細胞的首選。應用干細胞治療疾病較傳統方法還具有低毒性，一次藥有效；不需要完全了解疾病發病的確切機理；避免產生免疫排斥反應等諸多優點。在臨床治療中，造血干細胞應用較早，在提高治療有效率和縮短療程方面優于常規治療，且效果令人滿意。
按分化潛能干細胞基本上可分為三種類型：一類是全能性干細胞，它具有形成完整個體的分化潛能。如胚胎干細胞（簡稱ES細胞），它可從早期胚胎的原始胚細胞及原始生殖細胞中分離培養獲得，具有與早期胚胎細胞相似的形態特征和很強的分化能力，能分化出成體動物的所有組織和器官。由于在醫學和生物學上具有巨大的潛力，而備受各國的高度重視，使其成為當前生物工程領域的核心問題之一，在這一領域，世界性的研究開發競爭正在迅速展開。ES細胞最誘人的前景是生產組織和細胞， 用于“細胞療法”， 為細胞移植提供源源不盡的無免疫性的材料。任何涉及喪失正常細胞的疾病都可以通過移植細胞來治療， 包括帕金森病、糖尿病、外傷性脊髓損傷、細胞變性病、心肌病和骨損傷等［3］。盡管ES細胞培養體系和來源問題研究已經取得了巨大進展， 但應用于臨床還存在很多技術上的難題：其中最為重要的是其分化問題， 目前關于ES細胞自我更新機制及其向不同組織細胞分化的機制均尚不清楚， 因此如何防止其在體外培養時發生分化以及如何誘導得到純化的分化細胞尚待研究；由于人胚胎干細胞來自具有發育成一個個體潛力的人胚胎，所以其研究不可避免地引發倫理道德問題的爭議，并且在實際應用中還不能避免免疫排斥。
另一類是多能性干細胞，這種干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能，一般認為其具有組織特異性，只能分化成特定的細胞或組織。人們可望從自體中分離出成體干細胞，在體外定向誘導分化為靶組織細胞并保持增殖能力，將這些細胞回輸入體內，從而達到長期治療的目的。在特定條件下，成體干細胞或者產生新的干細胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能細胞，從而使組織和器官保持生長和衰退的動態平衡。成體干細胞是普遍存在的，常位于特定的微環境中，問題關鍵在于如何尋找和分離各種組織特異性干細胞。成體干細胞具有多分化潛能，其中骨髓基質細胞和脂肪源干細胞已有大量研究及部分臨床應用，在個體化治療中已用于骨、軟骨、心肌再生等領域；在群體化治療中需要解決同種異體移植的免疫原性問題，采用基因敲除技術或RNA 清除技術去除抗原可能解決異基因細胞同種移植的免疫反應，但也有可能影響被敲除基因的其他功能［4］。最近，美國和日本相繼公布了從人皮膚成纖維細胞轉化為胚胎干細胞樣細胞的研究成果，為解決這些問題帶來了曙光，但要實現應用這一目標，還要進行更多、更深入的研究。
還有一類干細胞為單能干細胞，這類干細胞只能向一種類型或與之密切相關的兩種類型的細胞分化。 其中以脂肪源、肌源、上皮源及神經源干細胞為代表，作為組織工程的種子細胞， 或以細胞治療的方式進行了廣泛研究， 并已有臨床應用的報道。
3 支架材料
支架材料在醫學組織工程研究中起中心作用，可為細胞提供黏附、增殖、分化并進而為組織的形成提供載體，還起到模板作用，引導組織再生和控制組織結構。作為理想的生物支架材料至少應具備以下特點: ①良好的生物相容性：植入機體內不會引起炎性反應和毒性反應損害新組織的功能，維持正常細胞功能發揮; ②良好的可塑性：根據目的組織器官加工成特定的三維結構;③具有緩釋功能：支架的降解速率可根據不同細胞組織再生速度進行調整，而且能徹底被新生的自然組織所替代;④支架的表面化學特性和表面微結構適合細胞粘附。因此尋找一種既具有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形狀和連通三維多孔結構的支架材料是組織工程成敗之關鍵因素。
近年來，人們不僅在組織工程的最早產品人工皮膚領域進行了更為完善的研究和開發， 同時，在諸如人工骨、軟骨、神經、血管材料等各系統，都進行了大量的研究和探索。目前研究的組織工程支架材料各自有各自的優點但也有不可避免的缺陷。國外研究較多的是PGA、PLA、PL2GA 等。這些材料具有可標準化生產、可降解、細胞相容性好等優點，但是這類材料本身亦存在一些固有不足， 如生物相容性差及機械強度不穩定等?；谶@些原因， 研究人員一方面探索對聚醋類材料進行表面修飾， 同時也在積極尋找其它類型的支架材料。通過對材料表面進行修飾， 改善細胞與支架材料的相互作用; 通過模擬細胞生長微環境， 制備仿生材料，提高材料的親水性、對細胞的黏附性， 促進細胞的分化增殖。將合成材料與天然材料有機結合， 已成為未來組織工程材料發展的新趨勢。
研制復合材料、仿生材料、改性天然材料、納米材料， 是當前支架材料研究的主要方向。越來越多的學者設計出具有合適降解度、良好通透性、組織相容性好的軟骨細胞體外培養支架材料。新材料的開發要求具有良好的各項生物學特性。通過將緩慢釋放的生長因子或相關的基因整合到材料中， 形成具有生物活性的生物材料， 可以使種子細胞能在更接近于體內環境的生物材料上增殖、分泌基質、最終形成組織。
在組織工程材料的合成與制備中通過采用納米技術對生物材料表面的改性或者直接采用納米材料或復合材料，不僅能提高細胞對材料的黏附能力，也能提高材料的生物相容性，同時通過材料表面與細胞間相互的生物作用，能刺激并誘發所期望的細胞效應，有利于細胞的分化和增殖，納米材料以其與傳統材料無可比擬的生物學性能，已在組織工程和生物材料研究中顯示出廣闊的應用前景。納米技術、組織工程技術和生物技術的發展與綜合，將為培養支架的研究提供新的選擇。
4 生物活性因子
人體內的生長因子是通過細胞信號傳遞影響細胞活力的一類多肽因子，通過自分泌、旁分泌及內分泌作用，促進或抑制細胞生長、繁殖、遷移、黏附和基因表達的作用。在醫學組織工程研究中，也需要在損傷組織的修復與病損器官的再生與功能重建中供給生長因子以促進種子細胞的分化和增殖。目前實驗中常用的生長因子有成纖維細胞生長因子（FGF) 、轉化生長因子（TGF- β) 、胰島素樣生長因子（IGF) 、血小板衍化生長因子（PDGF) 、骨形態發生蛋白(BMP) 等等。它們不僅可單獨作用， 相互之間也存在著密切關系，實驗證明復合使用效果更好［5］。
在醫學組織工程領域，生物活性因子對外源性生長因子或類生長因子作用的藥物大多采用緩釋技術，使其促再生作用持續一段時間。已有很多緩釋材料在研究中，但目前尚未解決緩釋體的有效釋藥濃度與組織器官再生所需藥物濃度的相適應性。生物活性因子應用的另一個問題是多因子的協同作用及有序作用仍不清楚。
5 組織構建
醫學組織工程的最終目的是構建組織器官修復體內缺損。構建組織工程化人體組織或器官， 涉及種子細胞在生物反應器中大規模培養、擴增技術，生物力學信號施加和化學信使生長因子或細胞因子的控制釋放技術等多項關鍵技術?，F在部分組織工程化組織已在臨床應用中取得了初步的療效， 充分體現了它在未來醫學應用中的巨大潛力。最早經批準用于治療和投入市場的移植物之一是組織工程皮膚植片。目前各國科學家們正在為多種組織， 包括骨骼、肝臟、動脈、神經、胰臟、皮膚、腎臟和膀胱， 構建組織工程結構［6］。但是體內環境是一個復雜的綜合體， 除了各種生長因子、細胞間相互作用以及局部酸堿平衡等因素以外， 局部生物力學刺激也是一個重要因素。構建理想的組織還有很長的路要走。
就現在而言，醫學組織工程領域所遭遇的最大的挑戰之一是需要為復合組織和器官構建一個功能血管網。因為不論對于哪種組織和器官，血管形成都是關鍵性的；另外， 單一的器官中含有多種不同的細胞， 同時分離和擴增幾種不同的細胞， 目前在技術上有一定的難度；其次， 在構建過程中維持嚴格的三維結構也是現有技術手段無法解決的難題。
6 展望前景
人體是一個具有復雜的形態結構、完善的功能的整體， 要完全模擬人體的組織和器官并非易事。雖然經過近20年的研究，醫學組織工程已取得非凡的進展，應用組織工程的原理與方法， 已能構建多種組織并成功的修復相應的組織缺損，諸如皮膚、骨和軟骨等組織和器官更是成績斐然［7］。但是還有許多理論和技術問題有待進一步解決：在種子細胞的培養方面， 細胞的篩選和純化是一個公認難題；在組織再生過程中發揮特異調節細胞增殖和分化作用的生長因子，可控性緩慢釋放技術依然不完善；組織工程化組織在體外或體內形成過程中的演變規律如何？這些演變規律與正常組織發育、再生及創傷修復等過程有何異同，對這些問題目前仍然缺乏全面系統的了解。
醫學組織工程的產業化無疑能夠創造極大社會效益和經濟效益，我國的組織工程研究從無到有逐步發展壯大起來，并取得了重要的研究成果。目前在研究開發上已經逐漸從臨床前研究進人到臨床試驗階段，如果我們能夠創造出具有我國自主知識產權的組織工程產品， 率先應用于臨床， 這樣不僅可挽救眾多病人的生命和肢體，促進相關學科的科技進步，更能造福于人類， 為形成新的知識經濟產業打下基礎。 參考文獻
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醫學細胞生物學常用技術范文4
要說明白這把特別的“鉗子”，我們還得從細胞說起。大家都知道，細胞是構成生物體的基本單位。細胞外面有細胞膜，細胞里面有細胞質和細胞核。而細胞內和細胞之間的信號傳導的重要途徑是通過鑲嵌在細胞膜上的離子通道蛋白進行的。離子通道是細胞膜上的一類特殊親水性蛋白質微孔道，是神經、肌肉細胞電活動的物質基礎?？梢哉f，細胞離子通道的結構和功能正常是維持生命活動的基礎。
科學家們發現，離子通道的主要功能有：提高細胞內鈣濃度，觸發生理效應；決定細胞的興奮性、不應性和傳導性；調節血管平滑肌的舒縮活動；參與突觸傳遞等等。離子通道的功能發生異常時，會導致機體整體生理功能紊亂，形成某些先天性或后天獲得性疾病，會累及神經、肌肉、心臟、腎臟等系統和器官。許多疾病的發生和發展與離子通道的功能、結構異常有關。如人體細胞中的鉀離子通道如果出了問題，可能會引起陣發性舞蹈手足徐動癥。那么，科學家們怎么研究這些離子通道呢？這就要用到膜片鉗技術。
膜片鉗是從英文“Patch Clamp”翻譯而來。這項技術是由兩位德國細胞生物學家埃爾溫?內爾和貝爾特?薩克曼所發明。在1976年，他們為了研究細胞膜上單一或多數離子通道的分子活動，發明了這種記錄通過離子通道的離子電流的技術。這一技術大大提高了細胞電活動的研究精度，是生物學研究領域的一次革命性突破。正因為如此，他們兩人獲得了1991年的諾貝爾醫學與生理學獎。這一技術雖然問世只有十幾年，但已在相關領域顯示出了非常重要的意義和廣闊的前景。
膜片鉗技術是生物學和物理學相結合的成果。為了揭示細胞的生理過程，科研人員經常需要測量生物電信號，所以這就要用到物理學中的相關知識方法，從而形成了一門細胞電生理學。膜片鉗技術是一門研究離子通道分子活動的技術，它要記錄的是通過離子通道的離子電流。具體操作過程是這樣的，運用微玻管電極（膜片電極或膜片吸管）接觸細胞膜，以千兆歐姆以上的阻抗使之對接，使與電極尖開口處相接的細胞膜小片區域（膜片）與其周圍在電學上分隔，在此基礎上固定電位，對此膜片上的離子通道的離子電流進行檢測記錄。這種離子電流是非常非常微小的，所以要用電子學中的放大器來處理，并且最關鍵的，要把那些“雜質信號”（噪音信號）排除掉，所以，這是一項非常精細的技術。為了記錄試驗結果，整個系統里面計算機是少不了的。
如今，膜片鉗已經是世界重要的生物學實驗室里必不可少的儀器?？茖W家們用它發現了很多離子通道的秘密。借助這一技術，我國上海生命科學研究院的袁小兵和王以政研究員領銜的研究組，在國際上首次發現了引導神經生長方向的新機制。他們發現，神經纖維最前端生長錐的細胞膜上有一類稱為“瞬間受體電位通道”（TRPC）的陽離子通道，正是這一離子通道起著傳遞神經纖維生長“方向指令”的關鍵作用。
醫學細胞生物學常用技術范文5
雙方討論了兩岸常用科技名詞對照出版事宜，明確了《兩岸常用科學與技術詞典》《兩岸中小學科學詞典》的合作模式和著作權歸屬等問題。雙方還明確，將對照成果上傳至“中華語文知識庫”網站，上傳的內容包括中、英文詞條條目和雙方各自完成的詞條釋義。同時大陸還將出版紙質版的《兩岸常用科學與技術詞典》《兩岸中小學科學詞典》。
雙方交流了第四輪會談精神落實情況。(1)關于《兩岸常用科學與技術詞典》和《兩岸中小學科學詞典》的編纂，雙方已交換了14 000條詞目，目前已經完成4000多條詞的互填“缺詞”工作。下一步將繼續開展其余詞條的對照工作。(2)關于《中華科學與技術大詞典》工作，第一期工作(2010－2013)已經完成電工名詞、海洋科學技術名詞、電力名詞、材料科學(部分分支)名詞、生態學名詞、化學名詞等名詞對照工作，進行中的有大氣科學名詞、昆蟲學名詞、藥學名詞、船舶工程名詞、航?？茖W技術名詞、動物學名詞、化學工程名詞、信息科學技術名詞、測繪學名詞、細胞生物學名詞、生物化學與分子生物學名詞、遺傳學名詞、免疫學名詞、地理信息系統名詞、地理學名詞、經濟貿易名詞、天文學名詞等。另外，29個快速對照學科，將在201 1年底由全國科技名詞委提供詞表給臺灣方面，由兩岸專家分別填寫“缺詞”。
雙方討論了《兩岸常用科學與技術詞典》和《兩岸中小學科學詞典》的收詞原則和范圍。臺灣完成收詞8000多條，大陸則已完成收詞26 756條，下一步要做工作。關于收詞原則，雙方建議：(1)收詞側重于社會生活性，專業性過強的名詞不收。(2)突出常用性。(3)體現一定的系統性。關于收詞范圍，雙方建議：《兩岸常用科學與技術詞典》的編纂酌收雙方提供的中小學詞目；《兩岸中小學科學詞典》原則上全部收錄雙方提供的中小學詞目。
醫學細胞生物學常用技術范文6
關鍵詞：釉基質蛋白；牙周組織工程；細胞因子
牙周治療的目的是控制炎癥、停止疾病的進展，最終達到牙周組織重建等生理功能。但現有的治療方法獲得的牙周組織再生非常有限，組織工程技術的出現為實現牙周組織的完全再生提供了新的思路和方法。牙周組織工程的一個重要組成部分就是利用生長因子促進種子細胞增殖分化，而釉基質蛋白具有具有促進牙周組織再生、生物礦化和骨誘導等生物特性，成為牙周組織工程研究的熱點。而牙周膜細胞是牙周組織工程中最常用的種子細胞。本文主要對釉基質蛋白及其對牙周膜細胞的不同作用進行綜述，并對其在牙周組織工程中的應用前景進行展望。
1牙周膜細胞
牙周膜細胞是一個異質性細胞群，包括成骨細胞、成牙骨質細胞、成纖維細胞及這些細胞的前體細胞。它能在牙周環境中進行遷移、增殖并分化形成具有牙周結構的組織， 在牙周組織再生中發揮著積其重要的作用。
2釉基質蛋白
釉基質蛋白由釉質發育過程中的成釉器分泌，主要調節釉質的礦化和成熟。EMP不是某一特定的蛋白，而是一種"蛋白混合"，包括：釉原蛋白（Amelogenins，Am）、釉叢蛋白（Tuftelin）、釉蛋白（Enamelin）、多種硫酸化的蛋白（Sulfated Proteins）以及一些釉質蛋白酶等。其中Am為主要成分，約占 90%，是 EMP中促進牙周再生的主要活性部分。將從豬牙胚中提取的釉基質蛋白純化，凍干保存，即可獲得釉基質衍生物（EMD）；瑞典的"Emdogain？"是商品化的釉基質衍生物與其相應載體的結合物（美國 FDA 已批準上市）。EMP、EMD、Emdogain的主要成分相同，生理功能相似。
3釉基質蛋白對牙周膜細胞的作用
3.1釉基質蛋白對牙周膜細胞粘附作用的影響 牙周膜細胞能否在支架材料上附著、增殖是牙周組織工程的前提。近來有研究表明，EMD 能促進牙周膜細胞在牙周炎患牙牙本質根片及牙骨質根面上的附著和增殖[1]。Kasaj與Li等[2]也證實，EMD 能有效增強人牙周膜細胞的黏附能力。林智愷[3]等的研究發現EMP濃度為200μg/mL時能明顯促進牙周膜成纖維細胞的的早期黏附，但原理尚不完全清楚。有研究發現EMP能促進牙周膜細胞合成某種基質， 這些基質構成了促進牙周膜細胞趨化的環境， 從而有利于牙周膜細胞的附著和增殖。
3.2釉基質蛋白對牙周膜細胞增殖、分化的影響 牙周膜細胞群是一類具有各種不同功能和分化潛能的細胞， 其增殖與分化能力的大小對牙周組織再生起重要作用， 是牙周組織再生的細胞學基礎。有關EMP誘導牙周膜細胞增殖、分化的研究已大量開展。Hoang[4]運用牙周膜細胞體外損傷模型，研究證實EMD可促進損傷區周圍牙周膜細胞向著損傷區快速生長，說明其可促進牙周組織細胞的增殖和分化。趙華等[5]經研究發現25、50、100mg/L 濃度的EMD可促進人牙周膜細胞的增殖及向成骨細胞分化的能力。近來也有研究通過掃描電鏡、免疫組織化學等檢測手段證實了在EMP作用下，人牙周膜細胞不僅在形態上發生分化，表現出類成牙骨質樣細胞的特征，而且具有成牙骨質細胞功能，相應功能蛋白骨涎蛋白和膠原蛋白經誘導后表達明顯增強，并通過大量合成骨涎蛋白參與礦化過程[6]。
3.3釉基質蛋白對牙周膜細胞礦化作用的影響 骨涎蛋白、骨橋蛋白、骨粘連蛋白為非膠原蛋白基質成分， 是重要的礦化相關蛋白。骨和牙槽骨等硬組織依靠非膠原基質蛋白和膠原性支架將鈣和磷酸根離子網絡起來，形成礦化結構，它們與骨的代謝與改建有密切關系。堿性磷酸酶是成骨細胞礦化過程中主要的功能活性酶， 是研究具有礦化能力細胞的生物學活性的一個重要指標。黃曉山等[7]經研究證實，100mg/L的EMP對牙周膜成纖維細胞具有上調骨涎蛋白、骨橋蛋白、骨粘連素的作用， 隨時間延長這種促進作用愈明顯； EMP作用于牙周膜成纖維細胞3d即表達牙骨質附著蛋白；同時，EMP也可促進牙周膜成纖維細胞堿性磷酸酶活性的增強。張鳳秋等[8]的研究也表明，EMD能促進牙周膜細胞增殖、細胞蛋白合成及礦化相關蛋白的表達，參與牙周組織再生。EMP主要是通過促進牙周膜細胞分泌這些非膠原基質蛋白，從而提高其礦化及形成牙周硬組織的能力。
4釉基質蛋白在牙周組織再生中的研究
釉基質蛋白主要通過誘導牙周膜細胞內多個亞群細胞定向遷移、分化來實現牙周組織再生。Al Hezaimi等[9]利用動物實驗模型經研究證實EMP可以促進牙周骨缺損區形成新的牙周支持組織。席蘭蘭等[10]的研究表明，EMP誘導重建的牙周組織可以像正常牙周組織一樣進行正畸牙移動及牙周組織改建。在動物實驗進行的同時，一些學者也對EMP在人體內的作用進行了研究。Tokajuk[11]使用EMP治療19例牙槽骨吸收的牙周病患者，取得了較好的臨床治療效果。X線片研究也證實，EMP可以誘導牙周骨組織再生，在牙周骨下袋缺損的治療中有明顯優勢。
5展望
到目前為止， 國內外眾多實驗研究均肯定了EMP促進牙周組織重建的作用，商品化的EMP -Emdogain在臨床上也得到了一定的使用。1997年，Zetterstrom對豬源性釉原蛋白應用的安全性進行了為期3 年的臨床研究， 應用釉原蛋白組（107例214牙） 與常規翻瓣術組（33例 33牙） 分別在術前和術后采取血標本， 測定血清 IgG、IgE、IgA、IgM水平以及 EMP特異性抗體水平， 結果表明， 豬源性釉原蛋白的免疫原性極低， 術后無1例患者有過敏反應傾向。因此，EMP及其商品化的衍生物具有較好的安全性，且其誘導產生的牙周組織結構和功能更接近健康牙周組織。這些均為應用組織工程技術治療牙周組織缺損提供了有力支持。但EMP的成分較復雜，且影響有關細胞的遷移、附著和分化等生物學活動的具體機制仍需進一步研究。
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