细胞学和细胞生物学的关系

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细胞学和细胞生物学的关系范文第1篇

【摘要】 ［目的］应用重组骨形成蛋白4/7融合基因腺相关病毒载体（AAV BMP4/7）转染兔骨髓基质干细胞（BMSCs)，观察其对BMSCs生物学行为的影响。［方法］（1）采用RTPCR一步法和基因重组法，从胎盘组织中克隆BMP4和BMP7成熟肽cDNA，获取BMP4/7融合基因，克隆到质粒pGEM质粒中；（2）从pGEMBMP4/7质粒中切取BMP4/7融合基因克隆到穿梭质粒，在大肠杆菌内重组，在293细胞中构建AAVBMP4/7重组腺相关病毒载体；（3）不同MOI值的AAVBMP4/7转染兔BMSCs，观察细胞形态学变化，MTT法描记细胞生物曲线，观察对细胞增殖的影响，以AAVEDFP做对照；（4）AAVBMP4/7转染兔BMSCs细胞7、14 d后，行ALP及OC含量测定，观察成骨活性，以AAVEDFP做对照。［结果］（1）成功构建高滴度的携带BMP4/7融合基因的重组腺相关病毒AAVBMP4/7；（2）AAVBMP4/7转染BMSCs细胞后，细胞增殖活性良好，转染效率为72%，细胞形态呈典型的成骨改变，1×105 vg/cell的MOI值对细胞形态影响较小，而转染效率强于5×104vg/cell(59.38%)。（3）AAVBMP4/7转染细胞后，ALP、OC含量均明显增高，并与转染后诱导培养的时间呈正相关，与对照组比较差异统计学意义（tALP=896.88 P

【关键词】 骨组织工程； 骨形成蛋白； 融合基因； 腺相关病毒； 骨髓基质干细胞

Abstract：［Objective］To determine the biological effects of transfection of adenoassociated rirus(AAV) BMP4/7 on rabbit bone marrow stromal cells (BMSCs).［Method］The mature peptide of BMP4 and BMP7 were gained by OneStep RTPCR from the human placenta and the BMP4/7 fusion gene was gained through gene recombinant techniques and then transferred to pGEM plasmid. The BMP4/7 fusion genen was cut down from the pGEMBMP4/7 and the recombination was successfully completed in colibacillus， and recombinant adenoassosiated was produced in 293 cells. Rabbit BMSCs were transfected with the recombinant adenoassosiated virus vectors carrying BMP4/7 fusion gene with differen multiplicitv of infection(MOI) values. Cell growth curves were drawn to evaluate the biologic effect of AAVBMP4/7 on cytoactivity. The transfection efficiency was measured using MTT method. The ossification of cells was evaluated by investigating the shape change of the cell ability of ALP and OC at 7，14 days after transfection. Cells were then transfected with AAVBMP4/7 and AAVEGFP，respectively.［Result］1.We successfully constructed the recombinant adenoassosiated virus with BMP4/7 fusion gene.2.The ttransfection efficiency of AAVBMP4/7 was roughly 72% without siginifficant biologic effect on cytoactivity.The ossification of cells was significant after transfection with AAVBMP4/7. The 1×105 vg/cell MOI value of transfection efficiency was stroger than 5～104 vg/cell MOI value (59.3，8%). 3. The concentrations of ALP and OC in AAVBMP4/7 transfection groups were significantbly higher than in AAVEGFP groups (tALP=896.88 P

Key words：bone tissue engineering; bone morphogenetic protein;fusion gene; adenoassociated virus; bone marrow stromal cells

骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins，BMPs)具有诱导骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)向成骨或成软骨细胞分化、促进新骨形成的作用。BMPs家族已发现20余种成员，以BMP2、BMP4、BMP7的活性最强，它们可促进软骨和新生骨形成。在促进骨及脊柱融合的实验中已取得了成功的经验［1］，其中BMP4，7均表现出不同的促进骨和脊柱融合的作用［2，3］。人体内BMPs多为同源二聚体，也存在少量的异源二聚体，如BMP2／7， BMP4／7等。文献报道BMPs异源二聚体比同源二聚体的活性高20倍［4，5］。

腺相关病毒(adenoassiciaed virus，AAV)具有高效转染靶细胞，长期稳定表达外源基因及安全性好等特点［6］。本实验通过构建出融合基因BMP4／7的腺相关病毒载体(AAVBMP4／7)，观察AAVBMP4／7转染对兔BMSCs细胞生物学行为的影响，从而探讨BMP4／7融合基因是否具有促进兔BMSCs细胞成骨活性，为骨组织工程提供新的治疗思路。

1 材料与方法

1.1 实验材料

OneStep RTPCR试剂盒(CLOTECH公司)，DNAMarker(大连宝生生物工程公司)，pGEMT，DMEM(哈尔滨弘博生物公司)，限制性内切酶、Taq酶、T4连接酶(美国Promega公司)，PCR引物(上海Sigma生物制品公司)，碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒(武汉博士德试剂公司)，骨钙素(OC)检测试剂盒(北京东亚免疫技术研究所)，重组增强型绿色荧光蛋白基因的腺相关病毒载体(adeno associated virusenhancement green fluore scent protein，AAVEGFP)(本元正阳公司提供)。

引物设计根据pGEMBMP4／7质粒为测序模板，用pGEM两侧特异的引物进行测序。

1.2 实验方法

（1）兔BMSCs的体外培养：取健康新西兰大白兔13只(由哈尔滨医科大学附属第一医学院中心实验室提供)，雄性，体重20 kg左右，2.5个月龄，按全骨髓法分离培养BMSCs，进行原代培养，待细胞汇合成单层后，消化传代，取生长状态良好的第3代细胞进行转染实验。

（2）pGEMBMP4的构建及鉴定：根据Gene Bank中和hBMP4的基因序列设计引物，上游引入EcoR I位点，下游引入BamH I位点，从胎盘组织中，RTPCR一步法扩增BMP4成熟肽序列，将BMP4基因克隆入pGEMT载体中，获得重组质粒pGEMBMP4，然后用EcoR I和BamH I酶切pGEMBMP4质粒，回收酶切片断。T4连接酶16℃过夜，转化大肠杆菌，DH5α感受肽细胞，筛选阳性克隆，获得pGMEBMP4，EcoR I、BamH I双酶切，进行1.5％琼脂糖凝胶电泳鉴定和PCR引物扩增鉴定，以pGEM多克隆位点两侧特异引物进行测序，与Gene Bank中的BMP4成熟肽序列比对。

(3)pGEMBMP7的构建及鉴定：根据Gene Bank中hBMP7的基因序列设计引物，上游引入BamH I位点，下游引入PstI酶切位点，同实验方法2步骤相同进行pGEMBMP7的重组质粒构建、转化、筛选、及相关的酶切1．5％琼脂糖凝胶电泳鉴定和PCR引物扩增鉴定，并进行测序。

(4)AAVBMP4／7的构建及鉴定：采用DNA连接法将BMP4与BMP7基因片段连接，得到BMP4／7融合基因，经测序鉴定后，克隆到质粒pGEM。从pGEMBMP4／7质粒中切取BMP4／7融合基因克隆到穿梭质粒，在大肠杆菌内重组，在293细胞中构建AAVBMP4／7重组腺病毒。用EcoRI、BamH I Pst I酶切鉴定分析，将AAVBMP4／7质粒转化DH5α细胞，大量提取腺相关病毒质粒，取脂质体Lipofectamine 2 000，按说明书转染293细胞，G418筛选培养，获取抗约克隆细胞株。

(5)AAVBMP4／7转染对细胞形态学的影响：取生长状态良好的第3代细胞，0.25％胰蛋白酶消化后，接种到24孔板，每孔均匀接种105个细胞，培养至70％融合，进行病毒感染，实验按照AAV转染细胞感染复数(Multiplicit of infection，MOI)值，按梯度选取4组不同MOI值，分别为5×104 vg／cell，1×105 vg／cell，5×105 vg／cell，1×106 vg／cell，每组6孔，按不同的MOI值，将各孔所需要的病毒量及血清DMEM，加入各孔，转染2 h后，吸出病毒液，加入普通DMEM，常规培养，转染后每24 h观察细胞学改变。

(6)AAVBMP4／7转染对细胞增殖活性的影响取MOI值为1×105 vg／cell的病毒转染兔BMSCs (转染组)2 h，取未转染的BMSCs为对照组(非转染组)。将细胞消化收集后，按1×104／孔接种于96孔板，于接种后12、24、48、72、96h，行MTT法测定细胞活性(λ630 nm)，并描记细胞生长曲线，比较两组细胞增殖情况，观察AAVBMP4／7转染对细胞增殖活性的影响。

(7)AAV病毒的转染效率：取生长状态良好的第3代细胞，以1×105 vg／cell MOI值转染2 h后，行流式细胞仪检测绿色荧光表达，计算细胞转染效率(实验重复6次)，5×104 vg／cell MOI值为对照。

(8)AAVBMP4／7转染对细胞成骨活性的影响: 以AAVBMP4／7转染细胞2 h(实验组)后，培养7、14 d，在倒置相差显微镜下观察细胞形态改变，观察成骨分化，以AAVEGFP为对照病毒，进行相应实验对照(对照组)(每组样本量为6份)。于转染后培养7、14 d，分别收集两组细胞上清液，按ALP检测试剂盒说明处理上清，比色仪测定(520 nm，1 cm光镜比色)，计算上清液中ALP的含量；另于转染后培养7、14 d，分别收集两组细胞上清液，按照试剂盒说明检测OC值， 收集细胞培养液100 μl，与125I标记的OC抗体100 μl混合后，4℃下放置24 h，加入分离剂混匀后，室温放置， 4℃离心弃去上清检测沉淀物放射剂量，计算各组平均OC含量。

1.3 统计学处理

应用SPSS 11.5统计学软件包进行分析，数据用±s表示，组间比较采用两组独立样本的t检验，P

2 结 果

2.1 pGEMBMP4 及pGEMBMP7的构建与鉴定

从阳性克隆中提取pGEMBMP4质粒及pGEMBMP7质粒，经双酶切后，进行1.5％琼脂糖凝胶电泳鉴定 和PCR引物扩增鉴定，分别可见374、451 bp亮带(图1，2)测序结果与Gene Bank中报道的BMP4基因和BMP7基因成熟肽序列完全符合。

2.2 AAVBMP4／7的构建与鉴定

成功获得了AAVBMP4／7，经双酶切鉴定可见826 bp亮带(图3)，基因测序结果与Gene Bank中BMP4、 BMP7成熟肽基因序列一致，并成功在二者之间加入6个连接肽编码基因。经EcoR I、BamH I Pst I鉴定和相应的PCR引物扩增，在琼脂糖凝胶电泳上，分别有374、451 bp的亮带，(图4)，说明成功获得了BMP4、BMP7的融合基因，重组产生了携带融合基因BMP4／7的腺相关病毒质粒。

图1 BMP4重组质粒双酶切鉴定 图2 PCR产物及BMP7重组质粒酶切鉴定 图3 融合基因克隆载体鉴定 M：DNAMarker 1.PGEM／BMP4，PGEM／BMP7，融合基因 2.PCR片断 图4 PBV222／BMP4／7表达质粒酶切鉴定 1．丸DNA分子量标准 2．Eco RI与Pst I酶切质粒AAVBMP4／7 3．BamH I、Pst I切质粒AVVBMP4／7 4．Eco RI与BamHI酶切质粒AAVBMP4／7 5．BMP7PCR片断 6．BMP4PCR片断 M：DNAMarker

2.3 AAVBMP4／7转染对细胞学形态学的影响

以不同的MOI值分别转染兔BMSCs细胞，转染后24 h，各组均可观察到细胞形态变化，长梭形细胞收缩， 边缘不规则，72 h后上述改变明显，部分细胞失去BMSCs典型细胞形态，排列不规则，呈多角形或无规矩形。上述改变随着MOI值地增大而显著，5×104 vg／cell基本无明显变化，1×105 vg／cell变化较轻，1×106 vg／cell组影响最明显，部分细胞崩解(图5)。

图5 AAVBMP4／7转染72 h后细胞改变 5a 5×104 vg／cell细胞无明显变化 5b 1×105 vg／cell变化明显，长梭形细胞收缩，边缘不规则 5c 5×105 vg／cell细胞进一步变化 5d 1×106 vg／cell部分细胞崩解(×200)2.4 AAVBMP4／7转染对细胞增殖活性的影响

转染组和非转染组细胞于接种后12、24、48、72、96 h行MTT(λ=630 nm)法测定细胞活性，绘制生长曲线，结果表明两组细胞倍数增殖期均出现于24 h，转染组活性略低于未转染组，但细胞增殖活跃，提示AAV对细胞生长曲线的影响小(图6a、b)。

图6 AAVBMP4／7转染对细胞增殖活性的影响及转染BMSCs细胞的转染效率 6a MOI值1×105 vg／cell转染 6b MOI值5×104 vg/cell转染

2.5 AAVBMP4／7转染效率检测

取生长状态良好的第3代细胞，以MOI值1×105 vg／cell转染，流式细胞仪计算转染效率，平均转染效率为72％，MOI值时对细胞形态影响较小，而转染效率强于5×104 vg／cell(59.38％)。 (x2=15.58，P

2.6 AAVBMP4／7对细胞成骨活性的影响

(1)倒置相差显微镜观察：取AAVBMP4／7转染组及AAVEGFP转染组细胞，于转染后7、14 d，倒置相差显微镜观察，可见AVBMP4／7组于转染后7 d，细胞形态发生明显改变，起初细胞分布不均匀，出现局部密集，局部疏松，细胞呈多角形，高倍视野下可见胞浆内出现棕褐色颗粒，呈现明显的成骨改变。14 d后可见细胞呈复层生长，胞浆内棕褐色颗粒更加明显，可见细胞性钙结节形成。AAVEGFP组仅见细胞收缩，边缘不规则，无成骨细胞分化的特异改变(图7)。

图7 AAVBMP4／7转染后倒置相差显微镜下观察细胞形态学变化 7a 转染7 d细胞分布不均匀；扫现局部密集，局部疏松，细胞呈多角形，町见胞浆内出现棕褐色颗粒(×200)

7b 转染14 d细胞呈复层生长，胞浆内棕褐色颗粒更加明显(×200) 7c AAVEGFP转染组细胞无明显变化(×200)

(2)ALP含量测定：取两组细胞转染后，7、14 d细胞上清液，计算ALP含量，AAVBMP4／7组分别为：67.2±8.4金氏单位，106.5±12.1金氏单位，AAVEGFP组分别为：10.1±2.7金氏单位，23.6±4.8金氏单位，两组间差异有统计学意义(t=896.88，P

(3)OC含量测定：取两组细胞转染后7、14 d的细胞上清液，计算OC含量，AAVBMP4／7组分别为0.289±0.014 ng／ml，0.363±0.076 ng／ml；AAVEGFP组分别为0.011±0.007 ng／ml，0.017±0.010 ng／ml，两组间差异有统计学意义(t=543.24， P

3 讨 论

BMPs在细胞生长及骨形成过程中扮演关键角色，一直被广大学者所关注［7，8］。在已发现的20余种BMPs中，BMP2、BMP4、BMP7的骨诱导能力最强，尤其是BMP4，新近的研究证实重组人BMP4促进脊柱融合的作用强于重组人BMP2，所需剂量仅为重组BMP2的1／10，且成骨量与剂量呈正相关［9，10］。由于BMPs在体内异源二聚体活性高于同源二聚体，故本实验在目的基因的选择上，选择了BMP4与BMP7，将二者成熟肽序列成功克隆，利用DNA重组技术将BMP4、BMP7成熟肽基因融合，将融合基因成功克隆到穿梭质粒，在大肠杆菌内重组，获取AAVBMP4／7质粒，在293细胞中成功稳定表达，为进一步研究异源二聚体BMP4／7对骨髓基质干细胞是否具有促进骨形成的作用打下实验基础。

AAV基因组可以整合入宿主细胞的基因组DNA中，保证了外源基因长期稳定表达。AAV末端重复序列中的转录元件方向不指向宿主DNA，插入突变的可能性很小。该病毒载体还可整合入分裂及非分裂期细胞，宿主范围较宽［11，12］，因而在应用基因工程技术解决重组基因获得持续表达的问题中，AAV可作为较合适的病毒载体，是目前基因治疗基础和临床研究中最常用的载体之一。

目前文献中报道AAV转染细胞的MOI值差异很大，从1×104～1×106 vg／cell，均有报道［12，13］。本实验通过采用不同梯度的MOI值转染细胞发现，1×105 vg／cell对细胞形态影响较小，对细胞增殖活性无明显影响，转染效率为72％，明显高于文献中报道的脂质体感染率20%～30％。有学者报道5×104 vg／cell即可达到良好的转染效率(55%～65％)，对细胞增殖活性影响也较小［14］。本实验结果认为，1×105 vg／cell MOI值转染效率高于5×104 vg／cell MOI值，前者可作为常规选取的MOI值，既保证了一定的转染病毒量，同时也保证了良好的转染效率，经统计学分析，与文献［14］报道的转染效率间差异无统计学意义(P>0.05)。

BMSCs属成骨干细胞，是具有向多种细胞系转化潜能的基质干细胞，在一定外界环境及刺激因子的作用下实现跨系统分化，具有取材方便，易培养等特点，是组织工程良好的种子细胞来源［15］。本实验应用AAVBMP4／7转染BMSCs，相对于对照组，细胞形态由梭形细胞向多角形、立方形转化，呈现明显的成骨改变，随着转染时间的延长，上述特征性改变更加明显，说明BMP4／7融合基因有成骨活性，与转染时间成正相关。

研究表明，BMPs在骨发生的过程中主要起3个作用：促进细胞的趋化、有丝分裂和细胞分化。BMSCs分化为成熟的成骨细胞的复杂过程，是由于许多的系统因子、旁分泌因子和自分泌因子的相互作用完成的。在培养的BMSCs中加入BMPs进行诱导，成骨细胞的过程被诱发时，向成骨细胞分化的重要表现是细胞合成分泌表达成骨特征性蛋白和细胞外基质成分，如碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OC)是常用的检测指标。细胞形态学观察显示，AAVBMP4／7转染细胞诱导培养后的7、14 d细胞呈现成骨活性，且活性逐渐增强，而对照组AAVEGFP未见明显的成骨活性。AAVBMP4／7转然后诱导培养7、14 d，细胞上情液中ALP、OC的含量均明显增加，并随着诱导培养时间的延长而递增， AAVEGFP对照组ALP、OC的含量无明显增加，结果证实了通过AAV转染的BMP4／7融合基因有诱导成骨活性，说明BMP4／7融合基因有生物学活性。

综上，本实验成功将BMP4、BMP7连接并构建了融合基因BMP4／7，通过AAVBMP4／7转染BMPSs，初步探讨了AAVBMP4／7对靶细胞生物学行为的影响，结果表明，BMP4／7有生物学活性，可通过AAV在靶细胞内高效表达，可加速BMSCs向骨表型转化，促进骨形成。本实验为骨组织工程的基因治疗提供了一个新的思路，为尝试用BMPs的融合基因有效提高成骨活性，提供实验研究基础。

参考文献

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细胞学和细胞生物学的关系范文第2篇

关键词：维吾尔医学；医学细胞生物学；教学改革

Discussions about reforms of teaching medical cryobiology

in Uyghur tranditional medicine

Yuan Fang， Xiamixinuer·Yilike， Milikezhati·Bawudong， Zhou Yong

（ Department of Biology，College of Preclinical medicine，XinJiang Medical University， Urumqi 830011， China ）

Abstract： To improve the quality of teaching， stimulate students' interest in studying medical cytology， and nurture the medical students with solid theory and ability of innovation， we have carried on different kinds of teaching methods in Uygur tranditional medicine. Discovered that： If teachers can connect with multi-teaching methods， strengthen the relationship between the real life and the clinical practice，reform test forms， and we will receive a satisfactory teaching effect.

Key words： Uygur tranditional medicine； medical cytology； teaching reform

著名的细胞学家E·B·Wilson说过：“每一个生物科学问题的关键都必须在细胞中寻找”。学习医学细胞生物学，在细胞和分子水平上认识细胞的结构和功能，可加深学生对生命现象本质的理解和认识，培养学生的科学思维和基本操作技能，为医学生将来从事临床及科研工作奠定坚实的基础。作为祖国四大民族传统医药之一的维吾尔医药学，是维吾尔族人民的珍贵文化遗产和医学体系，是中华传统医学的重要组成部分。新疆医科大学是我国唯一的一所培养高级维医人才的院校，填补了该专业高等教育领域的空白，医学细胞生物学是给维医生开设的第一门主要基础课程，学生往往觉得很难掌握。通过与同时授课的其他民考民学生比较，发现其专业汉语水平较低、基础知识较差、不适应大学学习方法等。因此，如何很好地引导他们完成从中学到大学的过渡，学好第一门专业基础课，是值得每一个教师去努力的。我教研室在已开展的教改的基础上，针对我校新办专业——维吾尔医学，进行医学细胞生物学课程的教学改革，2008年申请到教改课题，现对课题实施情况做一总结，为提高各专业的课程教学质量提供参考。

一、教学改革实践

1.指导学生认识自己是学习的主体。

教与学是一个相辅相成的过程，在教学过程中，学生是主体，教师是主导。如何围绕学生在教学中充分发挥教师的主导作用，我们做了一些有益的尝试。对于刚刚走进大学的学生来说，在学习上还没有摆脱中学填鸭式的学习模式，为增加学生的“主体”意识，在课程开始前，首先让学生认识细胞生物学在课程体系中的地位，明确医学细胞生物学中几乎每一个内容都与临床医学有或多或少的联系，让学生在思想上给予重视。在教学过程中，教师要起到引导的作用，督促学生加强学习的主动意识，每节课前安排学生讲解教师预先提出的内容，鼓励学生提出问题，培养思考习惯。每章结束后，指导学生自己总结，做练习。课程结束后，进行知识竞赛，提高学生的学习兴趣。

2.教师教学的主导作用

我们教研室特别选择了具有丰富教学经验的高年资民族教师为维医系授课，以便老师和学生能够更好的交流。备好课是上好课、完成教学目标的前提，直接影响着课堂教学的效果。教师必须根据教学目的、教学大纲的要求，深入钻研教材，抓住基本概念、基本理论，精选出讲课的内容，组织成条理化、系统化的教案。编写教案时，教师要事先了解学生类型，已经具备哪些知识，估计在学习过程中可能会出现的问题和容易混淆的概念，从学生和教材的实际出发，确定每个章节的重点、难点。由于细胞生物学是一门发展迅速的学科，备课时教师还应广泛阅读相关的专著及学科资料，使学生了解最新的研究动态。

为调动学生学习的积极性与计动性，授课教师采用可以引导学生发挥学习主动性的教学方法，从灌输式教学法进一步走向启发式、问题式（PBL）和参与式（CBS）教学（各安排两次）[2]。细胞生物学知识点比较多，初学者很难形成一个完整的知识体系，往往导致混淆。在教学过程中我们注重引导学生对所学过的内容进行归纳和总结。适时地提出一些生活中常见的问题，可吸引学生的注意力，激发其求知的欲望，进而促进教学质量的提高。如可通过提出“为什么我们要一日三餐？为什么食物能转化为我们所需的能量？食物被消化成葡萄糖、氨基酸等分子以后，通过血液循环到各组织的细胞中，怎样产生能量？”等一系列与日常生活密切相关的问题，引出对线粒体的讲述。在讲解内膜系统时，把高尔基体比喻为分泌蛋白的加工车间和转运站，在不同车间（区室）时按订单进行着分泌蛋白的深加工（修饰），并为产品打上分类标签（分选信号），然后用专用运输线（运输小泡）准确无误地运送到客户（质膜、溶酶体、细胞外）手中。这样，不仅可使授课内容变得直观、生动、浅显，增加其学习兴趣，还有助于创造轻松、融洽的教学气氛，最终达到提高教学效果的目的。

3.多媒体手段的合理使用

多媒体教学信息量大，将文字和媒体信息统一起来，图、文、声、像并茂，给学生提供多种感官的综合刺激，这种刺激能提高学生的学习兴趣和积极性，提高教学效率[3]。如在细胞分裂的教学中，完整的细胞分裂视频多侧面、多层次、形象地模拟出染色体在整个细胞周期中的变化，使这些抽象、复杂、难懂的过程变得直观、简单、易懂，使枯燥的内容变得生动、形象而有趣。但教师不能过分依赖多媒体，忽视自身的主导作用，减少了师生交流，课堂教学仍应该以老师的口授为主，通过正确运用多媒体手段配合教师的身体语言，才能真正把一堂课上好。我们把所搜集到的相关多媒体教学资源（含教学课件）全部放置在校园网上，引导学生在课余利用这些资源，根据需要随时下载学习，不仅巩固课堂教学的成果，还可以开拓学生的视野，收到较好的效果。

4.考核方法的改革

临床专业学生招生是属于第一批次招生，而维医生属于第二批次招生，两者间高考总成绩大约有60分的差异。考虑到维吾尔医学专业学生的实际情况，同比其他专业民族班学生，无论是汉语水平还是基础课程水平都有一定差距，我们在考核中也采取了一些改革，如课后进行双语辅导，巩固专业汉语词汇量，然后安排小测验，及时了解学生学习情况，调整教学方案。实验成绩计入课程考试总成绩（占总成绩的15%），督促同学通过实验增强动手能力，掌握医学生必备的基本实验操作技能。同时，安排期中考试，给学生创造机会了解大学基础课程试卷，包括考试题型、难度等，使学生有的放矢的做好复习准备。

二、教学改革实施效果

此课题在2008学生第一学期的医学细胞生物学课程正常教学过程实施。考核指标定为：试卷使用本科班统一的“医学细胞生物学”试卷，并采用与本科生一样的试题分析系统分析结果。以新疆医科大学维吾尔专业2008级学生为实验班；对照班为2008级口腔医学、医学检验专业民考民学生。实验班和对照班同属第二批次招生，入学成绩无显著差异。教改后的维吾尔医学生医学细胞生物学考试成绩与对照班比较，平均成绩有显著性差异（P

表1 维吾尔医班级与对照班期末成绩比较（）

组别 人数 平均成绩

实验班 48 76.57±11.42

对照班 90 60.46±13.12

临床专业是我校第一批次招生，入学成绩比第二批次招生高60分左右。教改后的维吾尔医学生医学细胞生物学考试成绩与民考民临床专业的医学细胞生物学成绩作对比，两班平均成绩无显著性差异（P﹥0.05），结果见表2。

表2 维吾尔医班级与临床班期末成绩比较（）

组别 人数 平均成绩

实验班 48 76.57±11.42

临床班 79 76.42±10.80

结果显示，经过教改后，2008级维吾尔医班学生取得了很大进步，期中考试时，及格率不足60%，很多同学只考了二三十分，而到了期末考试，及格率达98%，平均成绩76.57分，明显高于同批次的口腔、检验班级，与临床专业学生成绩比较无显著性差别。教学改革取得了明显效果，学生也反映取得了很大进步。

总之，作为医学生的第一门专业基础课，在课堂教学过程中教师应有意识地优化教学内容、教学方法和教学手段，着眼于增进学生的素质，建立科学的思维方式，对细胞生物学的热点问题适当安排教学讨论课，比如端粒酶与人类寿命的关系；细胞衰老与人体衰老、衰老和死亡的关系；脊髓库、试管婴儿与克隆人等专题。通过讨论，可使同学们深入理解细胞生物学乃至整个生命科学并不是深奥不可理解的，而是实实在在存在于我们的生活、社会、伦理道德之中[4]。以培养具有宽厚扎实的理论知识基础、较强的创新精神和实践能力和高尚医德的高素质、高标准的医学人才。

参考文献

[1] 唐宝定、李蕾娜、吴涛.充分发挥教师在细胞生物学教学中的主导作用[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2007.2.9（1）

[2] 李永芳、唐瑜菁、赵静等.PBL与LBL教学法在细胞生物学教学中应用的比较[J].中国高等医学教育，2008.4

[3] 周进、陈绍坤.医学生物学多媒体教学的探讨[J].现代医药卫生，2006.8

细胞学和细胞生物学的关系范文第3篇

关键词：课程改革；核心概念；知识结构

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）08-260-02

一、《普通高中生物课程标准》的任务

2003年，教育部颁布的《普通高中生物课程标准》明确指出，“提高每个高中生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。生物科学素养指的就是公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。

促进学生对生物学核心概念的理解是提高学生的生物科学素养的重要途径和内容之一，《普通高中生物课程标准》首次将概念列入课程目标。《普通高中生物课程标准》规定的三大课程目标是知识与技能目标、过程与方法、情感态度与价值观目标，其中知识目标是达成后两个目标的基础。在知识目标中要求，“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。整个生物学知识体系的基础就是概念。于此同时，课堂教学是所有教育改革的最终落脚点，那么，毫无疑问生物教学的核心就是生物概念的教学。那么生物概念教学就直接关系着知识目标的达成。又因为知识目标是达成情感态度与价值观和能力目标的基础，生物概念教学也即关系着整个课程目标的达成。生物学概念的教学关系着学生整体知识网络的构建和日后的持续学习。

二、学习《分子与细胞》模块的目的及意义

本模块选取的都是细胞生物学的最基本知识，和细胞研究的新进展以及实际应用，这些知识内容也是学习其他模块必备的基础。学习本模块的知识，学生将在微观层面上了解生命的物质特点和结构特点以及生物界的物质统一性和多样性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，这样在辩证唯物主义自然观的形成中对学生有巨大帮助。学习本模块后，有助于学生对科学过程和本质的理解。

本模块的学习是学习其他模块的基础。所以，在本模块的学习中，极为必要的就是开展核心概念教学，帮助学生构建一个完整的概念体系和知识框架。

三、《分子与细胞》模块在高中生物课程中的地位及与其他模块的联系

在高中生物学课程的共同的三个必修模块内容中，“分子与细胞”模块主要是阐述生命的本质，即生命的化学基础和结构基础，实现自我更新的生理基础，实现自我复制的遗传信息传递基础；“遗传与进化”模块主要是阐述生命的延续性，和生物界的发生以及发展过程和原因；“稳态与环境”模块则主要是阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应环境，以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到协调统一并持续发展。因此，共同必修部分的3个模块内容之间的知识联系非常密切。而学习其他模块时“分子与细胞”是学习高中生物的基础。此外，学生通过“分子与细胞”内容的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习选修模块的选修一“生物技术实践”和选修三“现代生物科技专题”等知识起到保证作用。

四、《分子与细胞》模块课程的主要内容及要求

1、生命系统这个概念存在于《分子与细胞》第一章第一节，本节是学生进入高中的第一堂生物课，起着承接初中学习开启高中学习的作用。因而本节内容并不需要学生掌握生命系统的所有外延，只需要学生能举例说明生命系统的层次，认同细胞是基本的生命系统即可。

2、“细胞的分子组成”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等，要求是：简述生命元素的类别，说明生物大分子以碳链为骨架。

3、“细胞的结构”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的发现和细胞学说的建立、细胞的研究方法。细胞的类别、细胞的基本结构、细胞膜、细胞器、细胞核、细胞的整体性等。要求是：简述细胞膜的大体功能；举例说出几种细胞器的结构和功能，观察线粒体和叶绿体；简述细胞核的基本结构，阐明细胞核贮存遗传信息。举例说出细胞各部分结构相互联系和协调一致，理解细胞是一个有机的统一体。

4、“细胞的代谢”部分，本部分内容的单元知识点有：物质进出细胞的方式、ATP与代谢、酶与代谢、光合作用、细胞呼吸等，要求是：说明离子和小分子物质的跨膜运转方式，以及大分子进出细胞的方式。酶作用的特性；简述ATP分子结构，解释ATP与ADP相互转化的关系，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用。细胞的呼吸的两种方式及过和光合作用的过程以及他们之间的相互关系和在生产实践中运用。

5、“细胞的生命历程”部分，本部分内容的单元知识点有： 细胞有丝分裂具有细胞周期，其包括分裂间期和分裂期。要求为“简述细胞的生长和增殖的同期性”，属于了解水平。 .细胞分化 ，细胞分化涉及到基因的选择性表达，与细胞核的内容存在一定的联系，与我们现实的生活也较为接近，另外同细胞的癌变等内容均联系紧密。这部分内容还包括细胞的衰老和凋亡。《新课程标准标准》的知识目标要求为“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”，属于理解水平。并要求将细胞的凋亡和细胞坏死进行区分，属于理解水品。

五、实施过程中，我的教学策略：

1、创建良好的问题情境。良好的问题情境对于提高学生的学习兴趣、激发学生的学习动机具有非常重要的作用。教师要根据学科特点和学习者特征，创设恰当的问题情境，让学生在对问题情境的体验中产生问题意识、发现并提出探究的问题。

2、引导学生积极思考，并提供必要帮助。教师在问题解决的过程中是以指导者、促进者的身份出现的。具体学科任务的解决是以学生自主探索为主进行的，但是学生对新知识的认识比较零散，缺乏系统性，只有在教师的引导下进行概括、归纳和总结，才能全面地看待问题。教师要把握时机，从旁指导，促进学生技能的掌握和知识的迁移。

3、进行及时的评价。为了保证问题解决的顺利进行，还要对学生问题解决的完成情况进行评价。值得注意的是，课程整合要求学生学习的重心不再只是放在学会知识上，而是应该转移到学会学习、掌握方法和培养能力上。评价的内容应包括：对新知识的理解、掌握和应用能力；自主学习能力；同学间的相互协作能力；问题解决能力

4、每节设置“练习”，每章设置“自我检测”和“本章小结”，及时复习和巩固，强化自我评价和创新能力。

参考文献：

[1] 《高中生物-教师培训手册》人民教育出版社

[2] 程玉平《在新课程标准下加强和改进生物实验教学》

细胞学和细胞生物学的关系范文第4篇

关键词：转化生长因子；转化生长因子β；器官纤维化；信号转导

转化生长因子（transforming growth factor，TGF）最早由Todaro在1978年从进行病毒实验时发现，于小鼠肉瘤病毒转化的C3H /MCA58细胞系无血清培养液中分离得到的多肽因子，当时被称为肉瘤生长因子。该多肽因子可以维持转化细胞的表现型，还可以使相应非转化型静止性生长的细胞向非静止性生长。早期认为TGF仅为与细胞活动有关的多肽类物质，该类多肽能诱发本来贴壁生长的正常细胞出现可逆性转化的表型。它既可与表皮生长因子（EGF）竞争其受体以促进细胞生长，也能诱导指示细胞产生可逆转化[1]。

1981年，Moses等观察到转化的小鼠成纤维细胞所产生的TGF有两种成份，一种可以与EGF受体结合，然而另一种并不与该受体结合。除了可使小鼠成纤维细胞表型发生改变外，两种TGF的分子机构、受体反应和生物学功能完全不一样[2]。于是根据TGF与表皮生长因（EGF）的关系，把与EGF受体有高度亲和力的TGF 称为TGF-α，反之称为TGF-β。后续的研究发现，与EGF类似TGF-α通过与细胞表面的受体表皮生长因子受体（EGFR）结合而起作用。TGF-α与EGFR的高亲和力结合，激发受体内在的酪氨酸激酶的活性，从而启动了信号传导级联而导致多种生物化学变化，细胞内钙水平上升， 增加糖酵解与蛋白质合成， 增加某些基因的表达， 最终导致DNA合成和细胞增殖[3]。

而对TGF-β的研究似乎更加被研究者所吸引。1983年，TGF-β分别从人血小板、人胎盘中提纯出来，是一种25KD的同型二聚体多肽。直到1985年，Derynck等[4]分离出TGF-β1cDNA克隆，TGF-β1的蛋白结构才得以为大家所获知，以及TGF-β2-5cDNA克隆的分离以及对应结构也陆续揭晓。随后的研究显示TGF-β1可以由多种正常细胞和肿瘤细胞产生，是细胞生长的双向调节剂。TGF-β能够刺激成纤维细胞生长，而对于多数正常和数种异常细胞则有生长抑制的作用，这些细胞包括上皮细胞、肝细胞、血管内皮细胞、免疫细胞及部分肿瘤细胞[5]。TGF-β所表现出来的功能取决于细胞类型。

从上世纪90年代开始TGF-β1成为肿瘤抑制、骨形态、免疫等研究的热点。1991年Castilla等观察到活动性肝纤维化患者，肝内TGF-β1mRNA的表达远高于对照组，相应的TGF-β1mRNA与Ⅰ型胶原mRNA表达成显著正相关[6]。同年Fausto等[7]，用正常人肝组织的贮脂细胞进行培养，发现TGF-β以剂量依赖方式刺激Ⅰ、Ⅲ型前胶原及纤维蛋白合成。Coimbra等[8]通过构建新月体肾小球肾炎模型证明，该模型严重纤维化的原因是有细胞产生大量的胶原照成的，而该模型肾小球内含有大量的TGF-β1mRNA和蛋白。系膜增生性肾小球肾炎动物模型同样显示，受损的肾小球较正常情况表达更多的TGF-β和数倍的纤连蛋白和糖蛋白[9]。Broekelmann等发现TGF-β1在人肺纤维化过程中同样起重要的作用[10]。1995年，Zhang K等[11]用博来霉素诱导的肺纤维化动物模型试验也表明该纤维化与肺TGF-β基因表达增高相关。TGF-β可促使成纤维细胞向肌成纤维细胞转化并在肺泡肌成纤维细胞表达前胶原和a平滑肌肌动蛋白中也起重要作用，还可诱导肺脏结缔组织生长因子（CTGF）表达水平增高加速肺纤维化的发生。抗TGF-β抗体能够对博来霉素诱导的肺纤维化产生预防作用也足以证明TGF-β在肺纤维化过程中的重要作用[12]。

研究者们对TGF-β的探讨逐渐深入到细胞生物学和分子生物学的层面。以肺纤维化为例，TGF-β是研究最多、最为深入的致纤维化细胞因子之一，同时也是纤维化形成发展过程中细胞因子网路的枢纽，它与其他细胞因子相互调节、相互拈抗，共同导致了肺纤维化的发生。芮炜玮等通过肺纤维化动物模型试验，实验证明TGF-β1的过度表达诱导了肌成纤维细胞的纤维化[13]。TGF-β1主要从四个方面促进肺纤维化的发生：①促使细胞外基质（ECM）的沉积，如促进ECM基因转录、抑制胶原蛋白降解和增加ECM受体的合成；②促进肺成纤维细胞的增殖和转化，诱导向肌成纤维细胞的分化，后者为ECM的组要来源；③诱导上皮间质转化（EMT）；④协同其他细胞因子如血小板源性生长因子（PDGF）、CTGF等致纤维化。

信号转导研究方面发现，TGF-β主要是通过Ⅰ型、Ⅱ型受体激活Smad 通路，在某些类型的细胞上，还可以激活MAPK通路。Massague等把参与TGF-β信号转导的不同动物和人的相关蛋白统一命名为Smad信号蛋白家族[14]。Smad蛋白家族是将TGF-β与其受体结合后产生的信号从胞质转导到细胞核内的中介分子。TGF-β和活化素Ⅰ型受体可激活Smad2、Smad3 。其中Smad3 蛋白在TGF-β信号级联反应中起重要作用，是重要的肿瘤抑制蛋白，若其分子的空间构型发生突变，可导致肿瘤细胞对TGF-β的抑制作用失去应答能力，从而过度增生。2004年Wolfraim等[15]证实如果急性淋巴细胞性白血病患者Smad3 基因发生突变，Smad3 分子构型改变，使TGF-β信号通路受到抑制，从而导致急性淋巴细胞性白血病的发生。Do等[16]研究报道，TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3通过诱导对Smad3 通路依赖性的上皮到间质转型来增强卵巢癌患者的新陈代谢，在调解卵巢肿瘤发生中有重要作用。MAPK 通路TGF-β还可激活MAPK 通路中的细胞外信号调节蛋白激酶、p38、c-Jun N-末端激酶（ JNK） 通路。TGF-β表达水平改变、TGF-β受体基因突变、Smad分子变构等参与多种疾病的发生与发展。

目前，TGF-β1越来越多的应用于临床疾病的检测，有可能是多种疾病的指标。例如余海峰等[17]通过对肾间质纤维化进行评分，认为血清TGF-β 1与肾间质浸润和纤维化相关，是评估肾间质浸润和纤维化的指标。人们对TGF-β生物学和细胞学功能认识已相当成熟，但TGF-β的信号转导通路仍有待深入研究，更深入的探讨TGF-β的分子生物学功能，有可能为多种疾病特别是器官纤维化的治疗提供新的思路

参考文献：

[1]张平.转化生长因子β[J]， 生理学进展.1990，（21）4：323-328.

[2]Goustin AS，et al[J].Cancer Res，1986，46：1015.

[3]朱跃国， 顾公望，周汉高等. 转化生长因子α在肝癌中的作用[J].医学综述， 2001，7（4）：205-206.

[4]Derynck R， et al. Nature 1986；316：701 .

[5]徐世豪. 转化生长因子β[J]. 医学杂志，1992，17（2）：86.

[6]Castilla A， Prieto J， Fausto N. Transforming growth factor-β and α in chronic liver disease. Effects of inter-feron alpha therapy[J].N Engl J Med， 1991，324-933

[7]Fausto N. Multifunctional roles for transforming growth factor-β1[J].Lab Invest， 1991；65...496.

[8]Coimbra T， Wiggins R， Noh JW，et al. Transforming growth factor-β production in anti-glomerular basement membrane disease in the rabbit[J].Am J Pathol，1991；138-223.

[9]Okuda S， Languino LR， Ruoslahti E et al. Elevated expression of transforming growth factor-β and proteoglycan production in experimental glomeru-lonephritis[J]. J Clin Invest，1990，86-453.

[10]Broekelmann TJ， Limper AH， Colby TV et al. Transforming growth factor-β1 is present at sites of extracel-lular matrix gene expression in human pulmonary fibrosis[J].Proc Natl Acad Sci USA， 1991：88-6642.

[11]Zhang K， Flanders kc， phan SH. Cellular localization of transforming growth factor-β expression in bleomycin-induced pulmonary fibrosis[J].Am J Pathol， 1995，147-352.

[12]Giri SN， Hyde DM， Hollinger MA. Effect of antibody to transforming growth factor-β on bleomycin in-duced accumulation of lung collagen in mice[J].Thorax，1993：48-959.

[13]芮炜玮， 转化生长因子β1及相关细胞因子在肺纤维化发生中的作用.同济大学学报（医学版）， 2011，31（3）：133-136.

[14]Massague J， Seoane J， Wotton D. Smad transcription factors[J].J.Genes Dev，2005，19（ 23） ： 2783-2815.

[15]Wolfraim LA， Fernandez TM， Mamura M， et al. Loss of smad3 in acuteT-Cell lymphoblastic leukemia [J]. N Engl J Med，2004，351（ 6） ： 552-559.

细胞学和细胞生物学的关系范文第5篇

细胞衰老是细胞不可逆的失去增殖能力的过程，被认为是机体抑制肿瘤发生的重要屏障[2]。但是也有研究表明衰老细胞可以通过分泌表型促进肿瘤发生。因此，细胞衰老与肿瘤之间的关系还需要进一步的研究。而对细胞衰老发生的分子机理的理解，有助于我们开发新的肿瘤治疗策略。目前已经发现多种基因毒性刺激都能诱发细胞发生早熟性细胞衰老，如端粒缩短、原癌基因激活、辐射损伤、活性氧损伤等，这些刺激都能引发DNA 损伤[3]。

细胞衰老存在于多学科中，属于交叉学科，它自产生就与抽象、深奥的哲学紧密联系、相互促进。

一、细胞衰老学说的研究，离不开哲学思维的发展

哲学的发展来源于人类在探索世界时候的不断反省，通过对生命的意义的思索，促进着自然科学的发展。20世纪60年代，Hayflick和Moorhead 等人[4]在体外培养人正常成纤维细胞时发现：多株体外培养的正常人成纤维细胞，在经历多次细胞分裂之后，并没有无限制的增殖，而是发生了增殖失败现象。当排除了因细胞体外培养和营养需求改变等因素的影响后，他们确定这是细胞固有的一种生理状态。而与此现象相佐证的是：胚胎来源的成纤维细胞的增殖能力要比成体来源的成纤维细胞的增殖能力更强。这种现象使得他们提出了细胞衰老（Cell senescence）的概念，并认为这种细胞增殖失败的现象与器官的老化是相关联的[5]。西方医学的很多发展都源于哲学的进步，他们观察自然和人类生活的变化，产生哲学思辩，从而研究物质存在的机制。西方的哲学发展较快，较为进步，正式哲学的发展促进了其他学科的发展，哲学思维给予了医学正确看待生命与健康的理论指导。医学家在哲学世界观与方法论的指导下，从事基础医学研究，推动着医学进步发，促进了基础医学的进步。

二、细胞衰老学说研究要靠实践的唯物主义哲学思想

细胞衰老机制研究是一门医学基础的研究，归从于细胞生物学研究，必须通过反复的实验进行验证。而细胞衰老对于机体器官的衰老，机体本身的衰老都是其研究的基础，是其理论基础，哲学思想充斥在科学实践与理论思维之中。细胞衰老机制研究是一个基础认识过程，由感性认识到理性认识，从机体自然界的生老病死的现象，使人类产生研究其基本结构单位细胞的想法，对细胞衰老的机制研究，进一步解开人类机体衰老的奥秘，从认识到实践，实践再进一步指导认识，实现科研造福于人类的意义。

三、细胞衰老学说研究依靠哲学思维发挥出社会效应，实现价值

哲学对医学的发展具有世界观的理论指导意义，细胞衰老学说的发展也不例外。列文虎克发明第一台显微镜,初步认识了微生物，人类就开始了细胞学说的研究。从细胞的大体结构，细胞壁、细胞器、细胞核的研究，到微细的细胞结构中细胞各组织结构的功能，细胞内信号的传导、物质的代谢，再到细胞生长、增殖、衰老、凋亡机制的研究，所有这些都离不开哲学的指导需要哲学思维价值观来指导任一学科的发展，同时细胞衰老学说的研究，必然伴随社会价值的体现，人类向往永生，向往肌肤的永生，甚至生命的永生，所以哲学承担起揭示医学科学社会效应的责任，指导细胞衰老的研究来充分发挥出其社会效应，这涉及人的出现，生存、发展等一系列哲学问题。离开了哲学，科学的理论基础就将崩塌。物理学家玻恩曾经说“每个现代科学家，都深刻地意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起，要是没有对哲学文献的充分认识，他们的工作会是无效的”[6]。细胞衰老学说的研究不是独立的个体，它是普遍联系的，将之与环境问题，经济问题，社会人文问题、法律问题等等综合研究才能真正实现社会价值，为社会的发展，社会的前进起到应有的作用。

四、细胞衰老学说离不开哲学思维的唯物辩证法

科学研究中的哲学思维是与一般科研思维融入一体，真正的唯物主义哲学并不认为假说是唯心的，需要通过不断地提岀新的假说或假设，然后通过构建科学技术，进不去证明。假说或假设是科学无法存在的基础，是科学向前发展的动力。这就是科学的理性主义态度或方法论。用先生说科学的态度或方法就是“大胆地假设，小心地求证”[7]。假设-验证是医学科学家常常使用的思维方式。细胞衰老学说就是首先通过假设，然后通过实验的不断证实进行的，只有不断的假设，不断的通过基础实验去验证，才能使衰老学说的机制得到很好的验证，才能不断的进步，不断的探究，更好的使用在机体衰老机制的研究。

五、正确认识事物的逻辑方法