基因組學(xué)的研究內(nèi)容范文

時(shí)間:2023-12-29 17:53:46

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基因組學(xué)的研究內(nèi)容

篇1

【關(guān)鍵詞】基因組學(xué) 教學(xué) 改革

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project, and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice, from the teaching content, teaching methods to make a reasonable improvement, in order to improve the quality of teaching, and strive to cultivate high?鄄quality professionals.

【Key words】Genomics; education; innovation

【基金項(xiàng)目】湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)遴選項(xiàng)目《基因組學(xué)》和湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目B2015021資助。

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)06-0233-02

伴隨人類基因組計(jì)劃,一門新興的生命科學(xué)前沿學(xué)科基因組學(xué)( Genomics)應(yīng)運(yùn)而生。不同于以往的分子遺傳學(xué)以“單個(gè)”基因?yàn)檠芯繉?duì)象的思路,基因組學(xué)從物種的整個(gè)基因組入手來研究基因的結(jié)構(gòu)、功能和進(jìn)化[1]。經(jīng)過近20年的迅速發(fā)展,基礎(chǔ)基因組學(xué)研究已經(jīng)形成了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)三個(gè)不同的領(lǐng)域[1-3],還衍生出了轉(zhuǎn)錄物組、蛋白質(zhì)組、代謝組、甲基化組等一系列組學(xué)研究的分支,引發(fā)了生物科學(xué)研究的系統(tǒng)觀熱潮[2]。

目前,基因組學(xué)已成為高校生物學(xué)課程體系中的重要組成部分,越來越多的高校都將其設(shè)為生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修課或選修課。課程的開設(shè)不僅有利于學(xué)生了解生命科學(xué)發(fā)展的前沿,還能為學(xué)生研究生階段開展相關(guān)課題提供研究思路和背景知識(shí)。然而,基因組學(xué)發(fā)展迅速,如何使教學(xué)緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐,讓學(xué)生在有限的課堂教學(xué)中既能掌握基因組學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),又能及時(shí)了解最新的基因組學(xué)發(fā)展技術(shù),成為教學(xué)中的難點(diǎn)。因此,教師需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容,緊跟學(xué)科發(fā)展的步伐,以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。此外,基因組學(xué)與其他學(xué)科具有很強(qiáng)的交叉性,教師授課過程中既要避免內(nèi)容的重復(fù),又要能深入淺出地把內(nèi)容抽象、過程復(fù)雜的研究方法條理清晰、簡單明了地傳授給學(xué)生。針對(duì)基因組學(xué)課程的上述特點(diǎn)以及這幾年的教學(xué)實(shí)踐,筆者從基因組學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化,探索了適合本門課程的教學(xué)方法和模式,以期提高基因組學(xué)的教學(xué)效果,以適應(yīng)新形勢(shì)下素質(zhì)教育的需要。

一、選擇合適的教材

我國許多高校的生物信息、生物技術(shù)等相關(guān)專業(yè)課程設(shè)置中都將基因組學(xué)設(shè)為專業(yè)課或選修課,如華中科技大學(xué)、暨南大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)等。我校也在學(xué)生先修遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的基礎(chǔ)上,開設(shè)基因組學(xué)課程作為生物信息學(xué)的一門專業(yè)課,共設(shè)置40課時(shí)。經(jīng)過了解,國內(nèi)廣泛使用的基因組學(xué)教材主要有兩本,即國內(nèi)復(fù)旦大學(xué)楊金水教授編著的《基因組學(xué)》(2002年第一版,2007年第二版,2013年第三版)和英國曼徹斯特大學(xué)理工學(xué)院TA.Brown教授編著的《Genomes》(1999年版、2002年版、2006年版)。根據(jù)課程需要和課時(shí)數(shù),我校自2005年生物信息學(xué)專業(yè)開設(shè)以來一直選擇結(jié)構(gòu)體系比較完整、內(nèi)容相對(duì)簡潔的楊金水編著的《基因組學(xué)》系列版本為主要教材。同時(shí)選用袁建剛等翻譯的、BrownTA編著的《基因組》及其英文版原著作為參考,補(bǔ)充楊金水編著的《基因組學(xué)》,部分內(nèi)容敘述不夠詳盡的不足。該教材和參考書都更新及時(shí),每隔數(shù)年就會(huì)補(bǔ)充基因組學(xué)研究領(lǐng)域的新成果和新技術(shù)然后再版,便于跟蹤學(xué)科前沿,掌握最新研究動(dòng)態(tài)。參考書中英文對(duì)應(yīng),可方便學(xué)生對(duì)專業(yè)名詞的理解和把握,也有助于學(xué)生提高對(duì)英文文獻(xiàn)的閱讀能力。

二、構(gòu)建系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容

基因組學(xué)教學(xué)內(nèi)容與遺傳學(xué)、分組生物學(xué)和生物信息學(xué)課程的內(nèi)容相互聯(lián)系、相互滲透。因此課程內(nèi)容既要避免與現(xiàn)行課程中重復(fù)的部分,又突出本學(xué)科的特有內(nèi)容,為此我們?cè)谂c其他相關(guān)課程教師充分溝通的情況下進(jìn)行了授課內(nèi)容的安排?;蚪M學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)可以分為結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)三部分。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)是基因組研究的前提,是功能基因組學(xué)和比較基因組學(xué)內(nèi)容理解和掌握的基礎(chǔ),其主要目標(biāo)是通過基因組測序獲得基因組序列。而基因組測序的前提是對(duì)基因組的基本結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了解,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基因組作圖,包括遺傳圖譜、物理圖譜的制作,最后進(jìn)行基因組的測序與序列組裝。這部分屬于基因組學(xué)課程重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,安排20個(gè)課時(shí),主要涉及選用教材的前四章內(nèi)容[4]。功能基因組學(xué),被稱為后基因組學(xué),它利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究所提供的信息和產(chǎn)物,發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段,通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能。這部分內(nèi)容是目前發(fā)展最快的研究重點(diǎn)[5],涉及很多關(guān)于研究基因功能的實(shí)驗(yàn)方法,因此也是課程的難點(diǎn)。研究內(nèi)容包括基因組序列中基因功能的發(fā)現(xiàn)、單個(gè)基因功能的確定、基因表達(dá)分析及突變檢測和基因與基因之間的相互作用。本門課程中安排12課時(shí)學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容,主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章關(guān)于基因組的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的內(nèi)容,分子生物學(xué)中有過講述,在基因組學(xué)的課程中不再重復(fù)。第八章和第九章關(guān)于轉(zhuǎn)錄組和蛋白組的內(nèi)容另開設(shè)有相關(guān)的課程,也不在基因組學(xué)課程的講述范圍內(nèi)。比較基因組學(xué)是基于結(jié)構(gòu)基因組的基礎(chǔ)上,對(duì)已知的基因和基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,來了解基因的功能、表達(dá)機(jī)理和物種進(jìn)化的學(xué)科。通過對(duì)不同親緣關(guān)系物種的基因組序列進(jìn)行比較,能夠鑒定出編碼序列、非編碼調(diào)控序列及給定物種獨(dú)有的序列。而基因組范圍之內(nèi)的序列比對(duì),可以了解不同物種在核苷酸組成、同線性關(guān)系和基因順序方面的異同,進(jìn)而得到基因分析預(yù)測與定位、生物系統(tǒng)發(fā)生進(jìn)化關(guān)系等方面的信息。這部分內(nèi)容安排6課時(shí),主要涉及教材的第十二至十四章的內(nèi)容。這樣合理安排授課內(nèi)容,使學(xué)生在頭腦中建立起一個(gè)從結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究到功能基因組學(xué)研究再到比較基因組學(xué)研究的完善的知識(shí)體系。

此外,基因組學(xué)發(fā)展迅速,除了三大部分基本內(nèi)容外還在課堂上及時(shí)補(bǔ)充和完善一些最新的研究成果。比如可以通過查詢Science、Nature 和Cell等頂級(jí)期刊,了解基因組學(xué)的最新研究進(jìn)展和方法,使學(xué)生及時(shí)把握學(xué)科發(fā)展脈絡(luò)和方向,把基因組學(xué)課程真正建設(shè)成為一門開闊學(xué)生視野的課程。另外,課堂上可以討論一些社會(huì)上的熱點(diǎn)話題或者普及一些與生活息息相關(guān)的知識(shí),如精準(zhǔn)醫(yī)療等。還可以講述一些相關(guān)的故事,如諾貝爾獎(jiǎng)得主的一些鮮為人知的故事。一些相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用,比如如何利用分子標(biāo)記進(jìn)行親子鑒定及法醫(yī)鑒定等也可以再課堂上適時(shí)的插入。這些內(nèi)容可以極大地激發(fā)學(xué)生的興趣,拓寬學(xué)生的視野,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

三、多媒體與板書相結(jié)合教學(xué)

多媒體教學(xué)具有圖文并茂的效果,可以把抽象、微觀、枯燥、復(fù)雜的內(nèi)容形象的展示出來。但多媒體課件播放比板書講解速度快,如果學(xué)生的思維無法跟上,則會(huì)大大地降低教學(xué)效果。傳統(tǒng)的板書教學(xué)則可以將知識(shí)更加系統(tǒng)地呈現(xiàn)給學(xué)生,更利于師生間的交流[6]。但板書教學(xué)比較耗時(shí),尤其對(duì)于高等教育中較多的授課內(nèi)容,完全采用板書會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度。此外,對(duì)于圖像和圖形的呈現(xiàn),板書教學(xué)也無法勝任。因此,可采用“多媒體+板書”相結(jié)合的授課方式。授課提綱板書在黑板上,使學(xué)生整堂課都可以看見,讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有整體的印象。多媒體課件解釋不清的問題,及時(shí)用板書補(bǔ)充。重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容,也要結(jié)合板書詳細(xì)講解,同時(shí)借助多媒體手段將所需要的圖片、動(dòng)畫和視頻插入課件,按照課程的需要播放,提高課堂教學(xué)效果。

四、組織學(xué)生參與科學(xué)研究

基因組學(xué)課程內(nèi)容涉及許多研究方法和技術(shù),部分經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在分子生物學(xué)與遺傳學(xué)中有過介紹,但一些新發(fā)展起來的技術(shù)上述課程學(xué)習(xí)的過程中沒有涉及。有些技術(shù)原理深?yuàn)W、抽象,難以理解,最好的方法是讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)[7-9]。教師可組建基因組學(xué)科研興趣小組,讓學(xué)生利用課外時(shí)間參與老師的科研課題。學(xué)生通過親自參與基因組學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn),可以深刻理解這些技術(shù)的原理,并掌握具體操作技術(shù),將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合,在幫助教師完成科研工作的同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)科研工作的熱情,為學(xué)生進(jìn)一步考研深造打下基礎(chǔ)。

五、應(yīng)用靈活多樣的考核方式

科學(xué)、合理的考核方式有助于提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。傳統(tǒng)的考核方式主要是閉卷考試,容易使學(xué)生把考試當(dāng)成最終的學(xué)習(xí)目標(biāo),不利于培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。因此,改革教學(xué)考核方式的非常重要。考核除了對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本理論知識(shí)考試外,在成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)上適當(dāng)加大對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合技能的考核比重,增加平時(shí)成績的考核,條件允許的話還可以設(shè)置一些小實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)課的課堂上讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,還可以把科研過程中的一些小項(xiàng)目交給學(xué)生,讓學(xué)生查閱資料后根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),教師進(jìn)行指導(dǎo)修改后再反饋給學(xué)生。學(xué)生的平時(shí)成績最終按30%的比例計(jì)入最終成績。科學(xué)合理地應(yīng)用上述方法可以很大程度改變學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

經(jīng)過幾年的實(shí)踐,我們的教學(xué)改革獲得了大多數(shù)學(xué)生的好評(píng)與認(rèn)可。在今后的教學(xué)中,隨著教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累和教學(xué)水平的進(jìn)一步提高,將會(huì)不斷完善基因組學(xué)教學(xué)工作?;蚪M學(xué)發(fā)展迅速,如今已經(jīng)滲透到生命科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域,尤其是近幾年基因組學(xué)研究領(lǐng)域的重大成果層出不窮,對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動(dòng)作用。針對(duì)基因組學(xué)教學(xué)過程中存在的主要問題[10,11],在構(gòu)建系統(tǒng)課程內(nèi)容體系的同時(shí),還應(yīng)根據(jù)農(nóng)林院校的專業(yè)特點(diǎn),不斷改革和探索課程的教學(xué)方法,加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè),不斷完善理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式,為推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

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[8]張勝利,李東方,張勝光.基因組學(xué)教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)模式創(chuàng)新[J].考試周刊,2010(20):198-199.

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篇2

藥物基因組學(xué)是伴隨人類基因組學(xué)研究的迅猛發(fā)展而開辟的藥物遺傳學(xué)研究的新領(lǐng)域,主要闡明藥物代謝、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)和藥物靶分子的基因多態(tài)性及藥物作用包括療效和毒副作用之間關(guān)系的學(xué)科。

基因多態(tài)性是藥物基因組學(xué)的研究基礎(chǔ)。藥物效應(yīng)基因所編碼的酶、受體、離子通道作為藥物作用的靶,是藥物基因組學(xué)研究的關(guān)鍵所在?;蚨鄳B(tài)性可通過藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)改變來影響物的作用。

基因多態(tài)性對(duì)藥代動(dòng)力學(xué)的影響主要是通過相應(yīng)編碼的藥物代謝酶及藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝和生物轉(zhuǎn)化等方面。與物代謝有關(guān)的酶有很多,其中對(duì)細(xì)胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多?;蚨鄳B(tài)性對(duì)藥效動(dòng)力學(xué)的影響主要是受體蛋白編碼基因的多態(tài)性使個(gè)體對(duì)藥物敏感性發(fā)生差異。

苯二氮卓類藥與基因多態(tài)性:咪唑安定由CYP3A代謝,不同個(gè)體對(duì)咪唑安定的清除率可有五倍的差異。地西泮是由CYP2C19和CYP2D6代謝,基因的差異在臨床上可表現(xiàn)為用藥后鎮(zhèn)靜時(shí)間的延長。

吸入與基因多態(tài)性:RYR1基因變異與MH密切相關(guān),現(xiàn)在已知至少有23種不同的RYR1基因多態(tài)性與MH有關(guān)。氟烷性肝炎可能源于機(jī)體對(duì)在CYP2E1作用下產(chǎn)生的氟烷代謝產(chǎn)物的一種免疫反應(yīng)。

神經(jīng)肌肉阻滯藥與基因多態(tài)性:丁酰膽堿酯酶是水解琥珀酰膽堿和美維庫銨的酶,已發(fā)現(xiàn)該酶超過40種的基因多態(tài)性,其中最常見的是被稱為非典型的(A)變異體,與用藥后長時(shí)間窒息有關(guān)。

鎮(zhèn)痛藥物與基因多態(tài)性:μ-阿片受體是阿片類藥的主要作用部位,常見的基因多態(tài)性是A118G和G2172T??纱蚝颓R多通過CYP2D6代謝。此外,美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。兒茶酚O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)基因與痛覺的產(chǎn)生有關(guān)。

局部與基因多態(tài)性:羅哌卡因主要由CYP1A2和CYP3A4代謝。CYP1A2的基因多態(tài)性主要是C734T和G2964A,可能影響藥物代謝速度。

一直以來麻醉科醫(yī)生較其它專業(yè)的醫(yī)療人員更能意識(shí)到不同個(gè)體對(duì)藥物的反應(yīng)存在差異。的藥物基因組學(xué)研究將不僅更加合理的解釋藥效與不良反應(yīng)的個(gè)體差異,更重要的是在用藥前就可以根據(jù)病人的遺傳特征選擇最有效而副作用最小的藥物種類和劑型,達(dá)到真正的個(gè)體化用藥。

能夠準(zhǔn)確預(yù)測病人對(duì)麻醉及鎮(zhèn)痛藥物的反應(yīng),一直是廣大麻醉科醫(yī)生追求的目標(biāo)之一。若能了解藥物基因組學(xué)的基本原理,掌握用藥的個(gè)體化原則,就有可能根據(jù)病人的不同基因組學(xué)特性合理用藥,達(dá)到提高藥效,降低毒性,防止不良反應(yīng)的目的。本文對(duì)藥物基因組學(xué)的基本概念和常用的藥物基因組學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、概述

二十世紀(jì)60年代對(duì)臨床麻醉過程中應(yīng)用琥珀酰膽堿后長時(shí)間窒息、硫噴妥鈉誘發(fā)卟啉癥及惡性高熱等的研究促進(jìn)了藥物遺傳學(xué)(Pharmacogenetics)的形成和發(fā)展,可以說這門學(xué)科最早的研究就是從麻醉學(xué)開始的。

藥物基因組學(xué)(Phamacogenomics)是伴隨人類基因組學(xué)研究的迅猛發(fā)展而開辟的藥物遺傳學(xué)研究的新領(lǐng)域,主要闡明藥物代謝、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)和藥物靶分子的基因多態(tài)性及藥物作用包括療效和毒副作用之間的關(guān)系。它是以提高藥物的療效及安全性為目標(biāo),研究影響藥物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝、消除等個(gè)體差異的基因特性,以及基因變異所致的不同病人對(duì)藥物的不同反應(yīng),并由此開發(fā)新的藥物和用藥方法的科學(xué)。

1959年Vogel提出了“藥物遺傳學(xué)”,1997年Marshall提出“藥物基因組學(xué)”。藥物基因組學(xué)是藥物遺傳學(xué)的延伸和發(fā)展,兩者的研究方法和范疇有頗多相似之處,都是研究基因的遺傳變異與藥物反應(yīng)關(guān)系的學(xué)科。但藥物遺傳學(xué)主要集中于研究單基因變異,特別是藥物代謝酶基因變異對(duì)藥物作用的影響;而藥物基因組學(xué)除覆蓋藥物遺傳學(xué)研究范疇外,還包括與藥物反應(yīng)有關(guān)的所有遺傳學(xué)標(biāo)志,藥物代謝靶受體或疾病發(fā)生鏈上諸多環(huán)節(jié),所以研究領(lǐng)域更為廣泛[1,2,3]。

二、基本概念

1.分子生物學(xué)基本概念

基因是一個(gè)遺傳密碼單位,由位于一條染色體(即一條長DNA分子和與其相關(guān)的蛋白)上特定位置的一段DNA序列組成。等位基因是位于染色體單一基因座位上的、兩種或兩種以上不同形式基因中的一種。人類基因或等位基因變異最常見的類型是單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotidepolymorphism,SNP)。目前為止,已經(jīng)鑒定出13000000多種SNPs。突變和多態(tài)性??苫Q使用,但一般來說,突變是指低于1%的群體發(fā)生的變異,而多態(tài)性是高于1%的群體發(fā)生的變異。

2.基因多態(tài)性的命名法:

(1)數(shù)字前面的字母代表該基因座上最常見的核苷酸(即野生型),而數(shù)字后的字母則代表突變的核苷酸。例如:μ阿片受體基因A118G指的是在118堿基對(duì)上的腺嘌呤核苷酸(A)被鳥嘌呤核苷酸(G)取代,也可寫成118A/G或118A>G。

(2)對(duì)于單個(gè)基因密碼子導(dǎo)致氨基酸轉(zhuǎn)換的多態(tài)性編碼也可以用相互轉(zhuǎn)換的氨基酸的來標(biāo)記。例如:丁酰膽堿酯酶基因多態(tài)性Asp70Gly是指此蛋白質(zhì)中第70個(gè)氨基酸-甘氨酸被天冬氨酸取代。

三、藥物基因組學(xué)的研究內(nèi)容

基因多態(tài)性是藥物基因組學(xué)的研究基礎(chǔ)。藥物效應(yīng)基因所編碼的酶、受體、離子通道及基因本身作為藥物作用的靶,是藥物基因組學(xué)研究的關(guān)鍵所在。這些基因編碼蛋白大致可分為三大類:藥物代謝酶、藥物作用靶點(diǎn)、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。其中研究最為深入的是物與藥物代謝酶CYP45O酶系基因多態(tài)性的相關(guān)性[1,2,3]。

基因多態(tài)性可通過藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)改變來影響藥物作用,對(duì)于臨床較常用的、治療劑量范圍較窄的、替代藥物較少的物尤其需引起臨床重視。

(一)基因多態(tài)性對(duì)藥物代謝動(dòng)力學(xué)的影響

基因多態(tài)性對(duì)藥物代謝動(dòng)力學(xué)

的影響主要是通過相應(yīng)編碼的藥物代謝酶及藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝和生物轉(zhuǎn)化等方面[3,4,5,6]。

1、藥物代謝酶

與物代謝有關(guān)的酶有很多,其中對(duì)細(xì)胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多。

(1)細(xì)胞色素P-450(CYP45O)

物絕大部分在肝臟進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化,參與反應(yīng)的主要酶類是由一個(gè)龐大基因家族編碼控制的細(xì)胞色素P450的氧化酶系統(tǒng),其主要成分是細(xì)胞色素P-450(CYP45O)。CYP45O組成復(fù)雜,受基因多態(tài)性影響,稱為CYP45O基因超家族。1993年Nelson等制定出能反應(yīng)CYP45O基因超家族內(nèi)的進(jìn)化關(guān)系的統(tǒng)一命名法:凡CYP45O基因表達(dá)的P450酶系的氨基酸同源性大于40%的視為同一家族(Family),以CYP后標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字表示,如CYP2;氨基酸同源性大于55%為同一亞族(Subfamily),在家族表達(dá)后面加一大寫字母,如CYP2D;每一亞族中的單個(gè)變化則在表達(dá)式后加上一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字,如CYP2D6。

(2)丁酰膽堿酯酶

麻醉過程中常用短效肌松劑美維庫銨和琥珀酰膽堿,其作用時(shí)限依賴于水解速度。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是水解這兩種藥物的酶,它的基因變異會(huì)使肌肉麻痹持續(xù)時(shí)間在個(gè)體間出現(xiàn)顯著差異。

2、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的多態(tài)性

轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白控制藥物的攝取、分布和排除。P-糖蛋白參與很多藥物的能量依賴性跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),包括一些止吐藥、鎮(zhèn)痛藥和抗心律失常藥等。P-糖蛋白由多藥耐藥基因(MDR1)編碼。不同個(gè)體間P-糖蛋白的表達(dá)差別明顯,MDR1基因的數(shù)種SNPs已經(jīng)被證實(shí),但其對(duì)臨床麻醉的意義還不清楚。

(二)基因多態(tài)性對(duì)藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響

物的受體(藥物靶點(diǎn))蛋白編碼基因的多態(tài)性有可能引起個(gè)體對(duì)許多藥物敏感性的差異,產(chǎn)生不同的藥物效應(yīng)和毒性反應(yīng)[7,8]。

1、藍(lán)尼定受體-1(Ryanodinereceptor-1,RYR1)

藍(lán)尼定受體-1是一種骨骼肌的鈣離子通道蛋白,參與骨骼肌的收縮過程。惡性高熱(malignanthyperthermia,MH)是一種具有家族遺傳性的、由于RYR1基因異常而導(dǎo)致RYR1存在缺陷的亞臨床肌肉病,在揮發(fā)性吸入和琥珀酰膽堿的觸發(fā)下可以出現(xiàn)骨骼肌異常高代謝狀態(tài),以至導(dǎo)致患者死亡。

2、阿片受體

μ-阿片受體由OPRM1基因編碼,是臨床使用的大部分阿片類藥物的主要作用位點(diǎn)。OPRM1基因的多態(tài)性在啟動(dòng)子、內(nèi)含子和編碼區(qū)均有發(fā)生,可引起受體蛋白的改變。嗎啡和其它阿片類藥物與μ-受體結(jié)合而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜及呼吸抑制。不同個(gè)體之間μ-阿片受體基因的表達(dá)水平有差異,對(duì)疼痛刺激的反應(yīng)也有差異,對(duì)阿片藥物的反應(yīng)也不同。

3、GABAA和NMDA受體

γ-氨基丁酸A型(GABAA)受體是遞質(zhì)門控離子通道,能夠調(diào)節(jié)多種物的效應(yīng)。GABAA受體的亞單位(α、β、γ、δ、ε和θ)的編碼基因存在多態(tài)性(尤其α和β),可能與孤獨(dú)癥、酒精依賴、癲癇及精神分裂癥有關(guān),但尚未見與物敏感性有關(guān)的報(bào)道。N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體的多態(tài)性也有報(bào)道,但尚未發(fā)現(xiàn)與之相關(guān)的疾病。

(三)基因多態(tài)性對(duì)其它調(diào)節(jié)因子的影響

有些蛋白既不是藥物作用的直接靶點(diǎn),也不影響藥代和藥效動(dòng)力學(xué),但其編碼基因的多態(tài)性在某些特定情況下會(huì)改變個(gè)體對(duì)藥物的反應(yīng)。例如,載脂蛋白E基因的遺傳多態(tài)性可以影響羥甲基戊二酸單酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶抑制劑(他汀類藥物)的治療反應(yīng)。鮮紅色頭發(fā)的出現(xiàn)幾乎都是黑皮質(zhì)素-1受體(MC1R)基因突變的結(jié)果。MC1R基因敲除的老鼠對(duì)的需求量增加。先天紅發(fā)婦女對(duì)地氟醚的需要量增加,熱痛敏上升而局麻效力減弱。

四、苯二氮卓類藥與基因多態(tài)性

大多數(shù)苯二氮卓類藥經(jīng)肝臟CYP45O代謝形成極性代謝物,由膽汁或尿液排出。常用的苯二氮卓類藥物咪唑安定就是由CYP3A代謝,其代謝產(chǎn)物主要是1-羥基咪唑安定,其次是4-羥基咪唑安定。在體實(shí)驗(yàn)顯示不同個(gè)體咪唑安定的清除率可有五倍的差異。

地西泮是另一種常用的苯二氮卓類鎮(zhèn)靜藥,由CYP2C19和CYP2D6代謝。細(xì)胞色素CYP2C19的G681A多態(tài)性中A等位基因純合子個(gè)體與正常等位基因G純合子個(gè)體相比,地西泮的半衰期延長4倍,可能是CYP2C19的代謝活性明顯降低的原因。A等位基因雜合子個(gè)體對(duì)地西泮代謝的半衰期介于兩者之間。這些基因的差異在臨床上表現(xiàn)為地西泮用藥后鎮(zhèn)靜或意識(shí)消失的時(shí)間延長[9,10]。

五、吸入與基因多態(tài)性

到目前為止,吸入的藥物基因組學(xué)研究主要集中于尋找引起藥物副反應(yīng)的遺傳方面的原因,其中研究最多的是MH。藥物基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)RYR1基因變異與MH密切相關(guān),現(xiàn)在已知至少有23種不同的RYR1基因多態(tài)性與MH有關(guān)。

與MH不同,氟烷性肝炎可能源于機(jī)體對(duì)在CYP2E1作用下產(chǎn)生的氟烷代謝產(chǎn)物的一種免疫反應(yīng),但其發(fā)生機(jī)制還不十分清楚[7,11]。

六、神經(jīng)肌肉阻滯藥與基因多態(tài)性

神經(jīng)肌肉阻滯藥如琥珀酰膽堿和美維庫銨的作用與遺傳因素密切相關(guān)。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是一種水解這兩種藥物的酶,已發(fā)現(xiàn)該酶超過40種的基因多態(tài)性,其中最常見的是被稱為非典型的(A)變異體,其第70位發(fā)生點(diǎn)突變而導(dǎo)致一個(gè)氨基酸的改變,與應(yīng)用肌松劑后長時(shí)間窒息有關(guān)。如果丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態(tài)性雜合子(單個(gè)等位基因)表達(dá),會(huì)導(dǎo)致膽堿酯酶活性降低,藥物作用時(shí)間通常會(huì)延長3~8倍;而丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態(tài)性的純合子(2個(gè)等位基因)表達(dá)則更加延長其恢復(fù)時(shí)間,比正常人增加60倍。法國的一項(xiàng)研究表明,應(yīng)用多聚酶鏈反應(yīng)(PCR)方法,16例發(fā)生過窒息延長的病人中13例被檢測為A變異體陽性。預(yù)先了解丁酰膽堿酯酶基因型的改變,避免這些藥物的應(yīng)用可以縮短術(shù)后恢復(fù)時(shí)間和降低醫(yī)療費(fèi)用[6,12]。

七、鎮(zhèn)痛藥物與基因多態(tài)性

μ-阿片受體是臨床應(yīng)用的阿片類藥的主要作用部位。5%~10%的高加索人存在兩種常見μ-阿片受體基因變異,即A118G和G2172T。A118G變異型使阿片藥物的鎮(zhèn)痛效力減弱。另一種阿片相關(guān)效應(yīng)—瞳孔縮小,在118G攜帶者明顯減弱。多態(tài)性還可影響阿片類藥物

代謝。

阿片類藥物的重要的代謝酶是CYP2D6??纱蛲ㄟ^CYP2D6轉(zhuǎn)化為它的活性代謝產(chǎn)物-嗎啡,從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。對(duì)33名曾使用過曲馬多的死者進(jìn)行尸檢發(fā)現(xiàn),CYP2D6等位基因表達(dá)的數(shù)量與曲馬多和O-和N-去甲基曲馬多的血漿濃度比值密切相關(guān),說明其代謝速度受CYP2D6多態(tài)性的影響。除CYP2D6外,美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。已證實(shí)CYP3A4在其它阿片類藥如芬太尼、阿芬太尼和蘇芬太尼的代謝方面也發(fā)揮重要作用。

有報(bào)道顯示兒茶酚O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)基因與痛覺的產(chǎn)生有關(guān)。COMT是兒茶酚胺代謝的重要介質(zhì),也是痛覺傳導(dǎo)通路上腎上腺素能和多巴胺能神經(jīng)的調(diào)控因子。研究證實(shí)Val158MetCOMT基因多態(tài)性可以使該酶的活性下降3~4倍。Zubieta等報(bào)道,G1947A多態(tài)性個(gè)體對(duì)實(shí)驗(yàn)性疼痛的耐受性較差,μ-阿片受體密度增加,內(nèi)源性腦啡肽水平降低[13~16]。

八、局部與基因多態(tài)性

羅哌卡因是一種新型的酰胺類局麻藥,有特有的S-(-)-S對(duì)應(yīng)體,主要經(jīng)肝臟代謝消除。羅哌卡因代謝產(chǎn)物3-OH-羅哌卡因由CYP1A2代謝生成,而4-OH-羅哌卡因、2-OH-羅哌卡因和2-6-pipecoloxylidide(PPX)則主要由CYP3A4代謝生成。CYP1A2的基因多態(tài)性主要是C734T和G2964A。Mendoza等對(duì)159例墨西哥人的DNA進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)CYP1A2基因的突變率為43%。Murayama等發(fā)現(xiàn)日本人中CYP1A2基因存在6種導(dǎo)致氨基酸替換的SNPs。這些發(fā)現(xiàn)可能對(duì)藥物代謝動(dòng)力學(xué)的研究、個(gè)體化用藥具有重要意義[17,18,19]。

九、總結(jié)與展望

篇3

 

【關(guān)鍵詞】: 宏基因組 生物信息學(xué) 高通量測序

【正文快照】:

宏基因組學(xué)(metagenomics)是通過非微生物培養(yǎng)的方法對(duì)環(huán)境中微生物菌落進(jìn)行調(diào)查研究的一門新興學(xué)科,其主要研究對(duì)象為菌落中的細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌和病毒等微生物,其主要目的是通過對(duì)微生物菌落中微生物的多樣性、種群結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)改變、各成員之間相互關(guān)系及與環(huán)境之間的相互

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【參考文獻(xiàn)】

 

 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條 

 

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4 劉金定;張贊;黃水清;李飛;;昆蟲RNA-Seq數(shù)據(jù)的分析流程[J];應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào);2013年05期

5 龐曉東;陳學(xué)亮;許正光;孫丹;常海龍;王守山;;法醫(yī)DNA檢測儀器及其發(fā)展動(dòng)向分析[J];警察技術(shù);2014年01期

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篇4

借助于紛繁多樣的新方法,下一代基因測序技術(shù)將肩負(fù)起在平行序列測定大量DNA的快速數(shù)據(jù)生成能力。部分下一代基因測序技術(shù)適用于篩檢出人群是否存在某些特定遺傳性癌癥高危險(xiǎn),實(shí)際例子是Myriad遺傳性癌癥風(fēng)險(xiǎn)測試。不止于此,它還可被用于明確癌癥患者的基因變異特征,進(jìn)而盡早從癌癥靶向治療的非適應(yīng)證用藥的新希望中受益。

盡管下一代基因測序技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)體化醫(yī)學(xué)的目標(biāo),尤其對(duì)推動(dòng)腫瘤學(xué)發(fā)展大有裨益,但不得不承認(rèn),標(biāo)準(zhǔn)化仍舊是當(dāng)前亟需破解的瓶頸桎梏。伴隨而至的是醫(yī)療保險(xiǎn)覆蓋欠均衡,最終命運(yùn)尚未可知。

為盡早填平這一溝壑,8月17日,美國醫(yī)療技術(shù)政策中心(CMTP)針對(duì)以下一代基因測序?yàn)榛A(chǔ)的臨床腫瘤基因檢測,正式出臺(tái)初步醫(yī)療政策和醫(yī)保覆蓋指南。

“面對(duì)不斷涌現(xiàn)的基因檢測新工具,與之相適應(yīng)的可供預(yù)測的醫(yī)保覆蓋和支付政策缺位,必然阻遏腫瘤醫(yī)療服務(wù)行業(yè)快速發(fā)展。”在新聞會(huì)上,CMTP首席執(zhí)行官、美國醫(yī)療保險(xiǎn)和醫(yī)療補(bǔ)助服務(wù)中心(CMS)前首席醫(yī)療官Sean Tunis如是說?!熬徒⒃谙乱淮驕y序基礎(chǔ)上靶基因板的醫(yī)保覆蓋事宜達(dá)成一致,無異于向出臺(tái)與臨床基因組學(xué)相匹配的更具全面性和前瞻性的醫(yī)療政策邁出具有里程碑式意義的第一步?!?/p>

CMTP報(bào)告顯示,將多部基因檢測相關(guān)指南整合為一困難重重。一方面,盡管業(yè)界對(duì)下一代基因測序的臨床有效性和結(jié)果解析仍存質(zhì)疑聲,但不少醫(yī)保付費(fèi)者仍表示對(duì)聚焦于基因測序檢測臨床應(yīng)用規(guī)范問題的磋商深表關(guān)注。另一方面,鑒于當(dāng)前缺乏充實(shí)的臨床應(yīng)用實(shí)證,即便是已問世多年的基因和基因組檢測方法,醫(yī)保覆蓋依舊難盡如人意。

對(duì)于單次測序,下一代基因測序不僅可實(shí)現(xiàn)大基因組區(qū)域、高基因通量和(或)可觀樣本數(shù)檢測,而且較傳統(tǒng)技術(shù)更顯有效性、成本效益比和敏感性優(yōu)勢(shì)。不無遺憾的是,迄今基因測序板所提供基因變異信息的確切臨床價(jià)值并未盡知,暫無力改變現(xiàn)有臨床干預(yù)決策成為不爭的事實(shí)。

人們有關(guān)下一代基因測序臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的探討順而轉(zhuǎn)向全力填補(bǔ)特定臨床疾病的個(gè)體變異或基因突變的證據(jù)空白,而非直接解決大量涉及如何評(píng)估以下一代基因測序?yàn)榛A(chǔ),能同時(shí)分析多種不同基因變異技術(shù)的臨床獲益和風(fēng)險(xiǎn)。

此次頒布指南的要點(diǎn)包括:對(duì)患者而言,覆蓋5~50基因數(shù)的下一代基因測序試劑盒被視為標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療服務(wù)項(xiàng)目并為臨床必需,醫(yī)??捎韪顿M(fèi);參照美國病理學(xué)家學(xué)會(huì)認(rèn)證計(jì)劃和能力驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn),保障下一代基因測序的分析效度;在特殊醫(yī)療需求情況下,醫(yī)??蓪?duì)更趨高通量和更全面的下一代基因測序癌癥試劑盒實(shí)行預(yù)授權(quán)付費(fèi);各項(xiàng)建議旨在激勵(lì)實(shí)驗(yàn)室與臨床實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分享,提升患者的臨床試驗(yàn)和注冊(cè)研究參與度,著力支撐精心策劃的數(shù)據(jù)寶庫以及諸如醫(yī)學(xué)證據(jù)聯(lián)盟、美國臨床腫瘤學(xué)會(huì)TAPUR試驗(yàn)等臨床研究項(xiàng)目。

篇5

關(guān)鍵詞:蛋白質(zhì)組學(xué);蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)體系

中圖分類號(hào):Q753

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-979X(2010)5-0207-04

21世紀(jì)是生物技術(shù)和信息技術(shù)的世紀(jì)。隨著人類基因組測序計(jì)劃的完成,功能基因組學(xué)逐漸成為新的研究熱點(diǎn),研究蛋白質(zhì)組學(xué)是功能基因組研究的重要組成部分,是生命科學(xué)研究進(jìn)入后基因組時(shí)代的里程碑,也是后基因組時(shí)代研究的核心內(nèi)容之一。

1 蛋白質(zhì)組與基因組――從基因組到蛋白質(zhì)組的轉(zhuǎn)變

基因組用于描述生物的全部基因和染色體組成?;蚪M學(xué)包括結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)兩方面的內(nèi)容。

隨著研究的深入,人們認(rèn)識(shí)到單純基因組信息不能完全揭示生命的奧秘。基因是遺傳信息的攜帶者,蛋白質(zhì)才是生理功能的執(zhí)行者和生命活動(dòng)的直接體現(xiàn)者。幾乎所有的生理和病理過程都能引起蛋白質(zhì)相應(yīng)的變化,研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能將直接闡明生物體在不同生理或病理?xiàng)l件下的變化機(jī)制。由此產(chǎn)生了蛋白質(zhì)組學(xué)(protemics)。在后基因組時(shí)代,生命科學(xué)的中心任務(wù)將是闡明基因組所表達(dá)蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能。生命科學(xué)的研究重心將從基因組學(xué)移向蛋白質(zhì)組學(xué)。

2 蛋白質(zhì)組學(xué)的研究內(nèi)容

蛋白質(zhì)組學(xué)研究的內(nèi)容主要有結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)和功能蛋白質(zhì)組學(xué)兩方面。結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)主要是研究蛋白質(zhì)表達(dá)模式,功能蛋白質(zhì)組學(xué)主要是研究蛋白質(zhì)功能模式,目前的研究主要集中在蛋白質(zhì)組相互作用網(wǎng)絡(luò)關(guān)系上。

目前蛋白質(zhì)組學(xué)又出現(xiàn)了新的研究趨勢(shì):(1)亞細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)分離、鑒定不同生理狀態(tài)下亞細(xì)胞蛋白質(zhì)的表達(dá),這對(duì)全面了解細(xì)胞功能有重要意義;(2)定量蛋白質(zhì)組學(xué)精確的定量分析和鑒定一個(gè)基因組表達(dá)的所有蛋白質(zhì)已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn);(3)磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化調(diào)節(jié)幾乎所有的生命活動(dòng)過程。蛋白質(zhì)組學(xué)的方法可以從整體上觀察細(xì)胞或組織中蛋白質(zhì)磷酸化的狀態(tài)及其變化;(4)糖基化蛋白質(zhì)組學(xué)可用于確定糖蛋白特異性結(jié)合位點(diǎn)中多糖所處的不同位置。近來在蛋白質(zhì)組學(xué)背景下進(jìn)行的糖生物學(xué)研究已取得了可喜的進(jìn)展;(5)相互作用蛋白質(zhì)組學(xué)通過各種先進(jìn)技術(shù)研究蛋白質(zhì)之間的相互作用,繪制某個(gè)體系蛋白質(zhì)作用的圖譜。

3 蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)

蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展,既是技術(shù)推動(dòng)又受技術(shù)限制。蛋白質(zhì)組學(xué)研究成功與否,很大程度上取決于技術(shù)方法水平的高低。蛋白質(zhì)組學(xué)的蓬勃發(fā)展主要得益于三大技術(shù)突破:固相化pH梯度膠條即IPG膠條的發(fā)明和完善;兩種軟電離質(zhì)譜技術(shù)的出現(xiàn):蛋白質(zhì)雙向凝膠電泳圖譜數(shù)字化和一系列分析軟件的問世。當(dāng)前國際蛋白質(zhì)組研究技術(shù)平臺(tái)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面。

3.1蛋白質(zhì)樣品制備技術(shù)

樣品制備是雙向電泳成功的關(guān)鍵之一。選擇合適的樣品制備方法對(duì)獲得滿意的雙向電泳圖譜非常重要。不同來源的樣品有不同的處理方法。目前常用的樣品處理技術(shù)有液相等電聚焦、亞細(xì)胞分級(jí)、吸附色譜、連續(xù)多步提取方法等。

激光捕獲顯微切割技術(shù)是上世紀(jì)末期發(fā)展起來的新技術(shù)。利用激光切割組織,能高效地從復(fù)合組織異性地分離出單個(gè)細(xì)胞或單一類型細(xì)胞群,顯著提高樣本的均一性。

3.2蛋白質(zhì)分離技術(shù)

3.2.1雙向凝膠電泳(2-DE) 其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量來分離蛋白質(zhì)。近年雙向電泳技術(shù)的蛋白質(zhì)分離分辨率和重復(fù)性顯著提高。尤其是差異熒光顯示凝膠電泳(DIGE)技術(shù),將蛋白質(zhì)樣品經(jīng)不同的熒光染料CYPRO Ruby(Cy2、Cy3、Cy5)標(biāo)記后,等量混合雙向電泳,蛋白量差異可通過蛋白點(diǎn)熒光信號(hào)間的不同比率分辨。此法靈敏度高,所需樣品量少,一張膠可同時(shí)分析3個(gè)樣品,減少了工作量,重復(fù)性顯著提高。目前該技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。

3.2.2高效液相色譜技術(shù)(HPLC) 2D-LCO口串聯(lián)HPLC也是分析蛋白質(zhì)組學(xué)最有效的工具之一。其基本原理是先進(jìn)行第一向分子篩柱層析,按蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大小分離。從柱上流出的蛋白峰自動(dòng)進(jìn)入第二向?qū)游鲞M(jìn)一步分離,第二向?qū)游鐾ǔJ抢玫鞍踪|(zhì)表面疏水性質(zhì)進(jìn)行反相柱層析。

3.2.3毛細(xì)管電泳(CE) 在高電場強(qiáng)度作用下,按相對(duì)分子質(zhì)量、電荷、電泳遷移率等差異有效分離毛細(xì)管中的待測樣品。CE分辨率高,分離速度快且易于和ESI-MS實(shí)現(xiàn)在線連接,在蛋白質(zhì)分析中應(yīng)用的極為廣泛。與2-DE比較,CE可在線自動(dòng)分析蛋白質(zhì)的分離,并可分析相對(duì)分子質(zhì)量范圍不適于2-DE的樣品。缺點(diǎn)是復(fù)雜樣品分離不完全。

3.3蛋白質(zhì)定量分析

蛋白質(zhì)組研究中,以2-DE為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)定量方法大致有考馬斯亮藍(lán)染色法、銀染法、負(fù)染法、熒光染色法和放射性同位素標(biāo)記法等。其中,考馬斯亮藍(lán)染色法和銀染法是最常用的定量手段,操作簡單易行,而且能很好地與質(zhì)譜鑒定匹配,但靈敏度較低,檢測下限為0.2~0.5g,背景較高。

銀染的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,可染出蛋白質(zhì)量1ng/點(diǎn),但與蛋白質(zhì)量的線性關(guān)系不如考馬斯亮藍(lán)染色法,且對(duì)質(zhì)譜鑒定影響較大。

負(fù)染方法簡單快速,但是,其重復(fù)性依賴于許多物理化學(xué)因素,例如染色液的pH,膠中陰離子濃度、溫度等,所以不能作為一種通用方法。

熒光染色法的靈敏度與銀染相似但速度快得多,且不需要固定蛋白質(zhì)。這為后續(xù)的蛋白酶解或印跡帶來很大方便。此外,熒光染色的線性范圍較寬,定量結(jié)果較可靠。

在所有的染色方法中,最靈敏的是同位素標(biāo)記法,20×10-6量的標(biāo)記蛋白就可通過其熒光或磷光的強(qiáng)度測定。但此方法易污染,易對(duì)人體產(chǎn)生傷害,操作也不方便,一般不采用。

3.4蛋白質(zhì)的鑒定

3.4.1氨基酸組成分析此法可提供蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)信息,耗資低,但速度較慢。所需蛋白質(zhì)或肽的量較大,在超微量分析中受到限制;且存在酸性水解不徹底或部分降解而致氨基酸變異的缺點(diǎn),故應(yīng)結(jié)合蛋白質(zhì)的其它屬性鑒定。

3.4.2 C-端或N-端氨基酸序列分析常用Edman降解法測定蛋白質(zhì)N-端氨基酸序列。常用羧肽酶法、化學(xué)降解法測定蛋白質(zhì)C-端氨基酸序列。目前均可用自動(dòng)測序儀。

3.4.3質(zhì)譜能清楚地鑒定蛋白質(zhì)并準(zhǔn)確測量肽和蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、氨基酸序列及翻譯后的修飾,因靈敏度高、速度快、易自動(dòng)化,已成為蛋白質(zhì)組研究中主要的蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)。

質(zhì)譜技術(shù)的基本原理基于:帶電粒子在磁場或電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度依粒子質(zhì)量與攜帶電荷比的不同而變

化,可據(jù)此判斷粒子的質(zhì)量和特性。目前常用的質(zhì)譜儀有氣相色譜-質(zhì)譜儀(GC-MS):液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀(LC-MS);電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜儀(ESI-MS-MS);液相色譜-電噴霧離子化質(zhì)譜儀(LC-ESI-MS);基質(zhì)輔助的激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF-MS)等。其中MALDI-TOF-MS和ESI-MS-MS是簡單高效且靈敏的方法,是目前蛋白質(zhì)組學(xué)研究中應(yīng)用最廣泛的生物質(zhì)譜儀。

3.4.3.1肽質(zhì)量指紋圖譜法鑒定蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中檢索實(shí)驗(yàn)獲得的肽質(zhì)量指紋圖譜,根據(jù)肽段匹配率和蛋白質(zhì)序列覆蓋率尋找具有相似肽指紋圖譜(PMF)的蛋白質(zhì),就可以初步完成蛋白質(zhì)鑒定。

當(dāng)前測定蛋白質(zhì)的肽質(zhì)量指紋圖譜,常用的質(zhì)譜儀為MALDI-TOF-MS,精度可達(dá)0.1個(gè)質(zhì)量單位,靈敏度可以達(dá)到分解亞皮摩爾量的蛋白質(zhì),并且分析時(shí)間極短,適于蛋白質(zhì)的高通量鑒定。

3.4.3.2質(zhì)譜測肽序列信息鑒定蛋白質(zhì)為進(jìn)一步鑒定蛋白質(zhì),可將液相中的肽段經(jīng)電噴霧電離后進(jìn)入串聯(lián)質(zhì)譜,肽鏈中的肽鍵斷裂,形成N-端和C-端碎片離子系列。根據(jù)肽片段的斷裂規(guī)律綜合分析這些碎片離子系列,可得出肽段的氨基酸序列,聯(lián)合肽片段的相對(duì)分子質(zhì)量和肽段的序列信息,就足以鑒定一個(gè)蛋白質(zhì)。

表面增強(qiáng)激光解吸電離-飛行時(shí)間-質(zhì)譜(SELDI-TOF-MS)是在MALDI-TOF-MS基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的質(zhì)譜技術(shù)。它通過表面選擇性吸附大大降低了樣品蛋白質(zhì)的復(fù)雜性,而又能同時(shí)分析多樣品、多蛋白質(zhì),具有分析速度快、簡便易行、樣品用量少和高通量等特點(diǎn)。

3.4.4同位素標(biāo)記親和標(biāo)簽(ICAT) 這是應(yīng)用MALDI-ToF和LC-MS/MS表達(dá)蛋白質(zhì)差異的定量分析技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是可以直接測試混合樣品而不需分離,能迅速定性和定量鑒定低豐度蛋白質(zhì),但也存在特異性吸附、不可逆吸附和容量低等缺點(diǎn)。

3.4.5iTRAQ iTRAQ試劑是在ICAT基礎(chǔ)上發(fā)展起來的氨基反應(yīng)試劑,可標(biāo)記四重樣品,以便用串聯(lián)質(zhì)譜儀比較分析豐度。Hirsch等利用iTRAQ-MS/MS研究大鼠肝臟局部熱缺血處理后Kuppfer細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變化,獲得了總計(jì)1559種蛋白質(zhì)的定量比較數(shù)據(jù)。

3.4.6蛋白質(zhì)芯片技術(shù)這是用于分析蛋白質(zhì)功能及相互作用的生物芯片。待分析樣品中的生物分子與蛋白質(zhì)芯片的探針分子雜交或相互作用或用其他分離方式分離后,用激光共聚焦顯微掃描儀檢測和分析雜交信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)高通量檢測多肽、蛋白質(zhì)及其他生物成分的活性、種類和相互作用。此技術(shù)快速、操作簡便、樣品用量少,可平行檢測多個(gè)樣品,可直接檢測不經(jīng)處理的各種體液和分泌物等。在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中較目前用的常規(guī)方法有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.5蛋白質(zhì)之間的相互作用技術(shù)

蛋白質(zhì)之間相互作用是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)和特征。目前主要的研究方法有以下幾種。

3.5.1酵母雙雜交系統(tǒng)這是在真核模式生物酵母中進(jìn)行的,靈敏度很高。目前此技術(shù)不但可用于體內(nèi)檢驗(yàn)蛋白質(zhì)之間,蛋白質(zhì)與小分子肽、DNA、RNA之間的相互作用,而且能用于發(fā)現(xiàn)新的功能蛋白質(zhì),研究蛋白質(zhì)的功能,對(duì)于認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)組特定代謝途徑中的蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮了重要作用。

這種技術(shù)可用于研究大量蛋白質(zhì)間的相互作用,易自動(dòng)化、高通量,但存在假陽性和假陰性現(xiàn)象。酵母雙雜交系統(tǒng)提供的蛋白質(zhì)之間可能的相互作用信息,還需通過進(jìn)一步的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)確定和排除。

3.5.2噬菌體展示技術(shù)主要是在編碼噬菌體外殼蛋白質(zhì)基因上連接一單克隆抗體基因序列。噬菌體生長時(shí)表面會(huì)表達(dá)出相應(yīng)單抗,噬菌體過柱時(shí),如柱上含有目的蛋白質(zhì),則可特異性地結(jié)合相應(yīng)抗體。該技術(shù)具有高通量及簡便的特點(diǎn),與酵母雙雜交技術(shù)互為補(bǔ)充,彌補(bǔ)了酵母雙雜交技術(shù)的一些限制。缺陷是噬菌體文庫中的編碼蛋白均為融合蛋白,可能改變天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,體外檢測的相互作用可能與體內(nèi)不符。

3.5.3串聯(lián)親和純化(TAP)

利用一種經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的蛋白標(biāo)簽,經(jīng)過兩步連續(xù)親和純化,獲得更接近自然狀態(tài)的特定蛋白復(fù)合物。TAP技術(shù)可在低濃度下富集目的蛋白,得到的產(chǎn)物可用于活性檢測及結(jié)構(gòu)分析。因其高特異性和選擇性可減小復(fù)雜蛋白質(zhì)組分離的復(fù)雜性。

TAP技術(shù)的開發(fā)是研究蛋白質(zhì)相互作用方法學(xué)上的巨大突破。該方法集成了經(jīng)典的親和純化和免疫共沉淀兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),可快速得到生理?xiàng)l件下與目標(biāo)蛋白真實(shí)相互作用蛋白質(zhì)的特點(diǎn)。這些分離技術(shù)與2-DE相互補(bǔ)充或不同分離模式組合,將成為蛋白質(zhì)組學(xué)高通量分析的重要工具。

3.5.4表面等離子共振技術(shù)(SPR) 為研究蛋白質(zhì)之間相互作用的全新手段。典型代表是瑞典BIACORE的單元蛋白質(zhì)芯片。SPR技術(shù)的特點(diǎn)是檢測快速、安全,不需標(biāo)記物或染料,靈敏度高。除用于檢測蛋白質(zhì)之間的相互作用外,還可用于檢測蛋白質(zhì)與核酸及其他生物大分子之間的相互作用,并且能實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)反應(yīng)過程。因此,SPR技術(shù)在檢測生物大分子特異性相互作用上比傳統(tǒng)方法更具優(yōu)勢(shì)。

3.6生物信息學(xué)分析

生物信息學(xué)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究不可或缺的研究方法。蛋白質(zhì)組學(xué)研究任一物種的基因組編碼的全套蛋白質(zhì),通常是高通量的,在預(yù)測和結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)功能時(shí),生物信息學(xué)就成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的核心技術(shù)之一。數(shù)據(jù)庫是生物信息學(xué)的主要內(nèi)容,各種數(shù)據(jù)庫幾乎覆蓋了生命科學(xué)的各領(lǐng)域,建立與開發(fā)蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫和分析軟件是蛋白質(zhì)組定性和定量分析的重要基礎(chǔ)。Mascot,Expasy,PeptideSearch和ProteinProspector等是目前蛋白質(zhì)組學(xué)中常用的檢索數(shù)據(jù)庫。

篇6

關(guān)鍵詞:基因工程;教學(xué)改革;探索

中圖分類號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)03-0119-02

基因工程又稱為基因拼接或者DNA重組技術(shù),是將一種生物體(供體)的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組,然后轉(zhuǎn)入另一種生物體(受體)內(nèi),使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳并表達(dá)出新產(chǎn)物或新性狀的DNA體外操作程序。1972年美國人Berg在基因工程基礎(chǔ)研究方面做出了突出貢獻(xiàn),被公認(rèn)為“基因工程之父”。1973年美國人Cohen等用核酸限制性內(nèi)切酶EcoRI,首次基因重組成功。近些年來,基因工程的新概念、新理論及新技術(shù)不斷涌現(xiàn),內(nèi)容也在不斷豐富與充實(shí),已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域[1,2]。21世紀(jì)以來,基因組學(xué)已進(jìn)入功能基因組學(xué)時(shí)代,對(duì)基因功能的研究是生物技術(shù)發(fā)展的新方向,體現(xiàn)了基因工程的重要價(jià)值所在。基因工程學(xué)作為當(dāng)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域最具生命力、最引人關(guān)注的前沿學(xué)科之一,已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代分子生物學(xué)、技術(shù)學(xué)的核心內(nèi)容,其課程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。作者所在學(xué)院(浙江海洋學(xué)院海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院)于2007年新增了生物技術(shù)專業(yè),同時(shí)開設(shè)了基因工程課程。為了不斷提高該課程的教學(xué)水平,筆者結(jié)合這幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及兄弟院校相關(guān)課程的授課經(jīng)驗(yàn),努力充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,不斷更新教學(xué)手段,對(duì)基因工程課程的教學(xué)體系進(jìn)行了探索式改革。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.不斷更新教學(xué)內(nèi)容,突出實(shí)用性?;蚬こ汤碚撟鳛橐环N專業(yè)性很強(qiáng)的課程,需在學(xué)生有一定生物學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上教學(xué)。在浙江海洋學(xué)院本課程于大三下學(xué)期開課,在此之前學(xué)生已修完細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等生物學(xué)基礎(chǔ)課程,具備了較完整的理論知識(shí)體系,在此基礎(chǔ)上開展教學(xué),有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握?;蚬こ套鳛橐环N技術(shù)性很強(qiáng)的課程,與上述生物學(xué)基礎(chǔ)課程關(guān)系密切,同時(shí)與酶工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程等學(xué)科緊密聯(lián)系,存在一定的內(nèi)容重復(fù)。在教學(xué)過程中,對(duì)于此類重復(fù),或一筆帶過,點(diǎn)到為主,或采用實(shí)例對(duì)重要知識(shí)加以鞏固,盡量避免重復(fù),突出課程特色。教材是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),浙江海洋學(xué)院第一次即2010年選用的《基因工程》教材由高等教育出版社出版,孫明教授主編。該教材內(nèi)容全面翔實(shí)、章節(jié)清晰,對(duì)基因工程的原理、策略和技術(shù)方法均有系統(tǒng)介紹,具有很強(qiáng)的理論性和前瞻性。但是其內(nèi)容較多,很多內(nèi)容對(duì)于二本院校本科生來講過于深?yuàn)W、難以理解,學(xué)生也反映該教材較難,建議選其他較易理解的教材。結(jié)合該院校是二本院校的實(shí)際,筆者從2011年開始使用袁鶩洲主編,化學(xué)工業(yè)出版社出版的《基因工程》,屬普通高等教育規(guī)劃教材。本教材為國家精品課程教材,主要介紹了基因工程的基本概念、基本原理、常用基因工程操作技術(shù)以及基因工程與功能基因組學(xué)相結(jié)合的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展。主要內(nèi)容包括三大塊。一是基因工程的基本原理與基本技術(shù),包括工具酶和克隆載體。表達(dá)載體及常用的基因表達(dá)系統(tǒng),目的基因獲取、制備、擴(kuò)增、導(dǎo)入與鑒定的各種方法。二是基因工程在功能基因組學(xué)研究中的應(yīng)用,包括基因表達(dá)譜的研究技術(shù),全基因組化學(xué)誘變、轉(zhuǎn)座子飽和誘變的技術(shù),基因敲除與基因敲減的技術(shù),GAL4/UAS過表達(dá)系統(tǒng),酵母雙雜交及免疫共沉淀等蛋白質(zhì)相互作用研究的技術(shù)等。三是基因工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制備與應(yīng)用,基因治療的原理與策略以及基因工程藥物的研制與現(xiàn)狀等。該教材內(nèi)容清晰易懂,實(shí)例舉證充分,且涉及基因工程在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,在一定程度上可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使用該教材3年來,目前感覺學(xué)生反映較好,適合該校學(xué)生使用。

2.引領(lǐng)學(xué)生了解前沿動(dòng)態(tài)?;蚬こ套鳛橐婚T前沿學(xué)科,發(fā)展速度快,內(nèi)容日新月異。我們常用教材多側(cè)重原理、基礎(chǔ)等理論知識(shí),且更新速度始終落后于基因工程技術(shù)本身的發(fā)展速度。現(xiàn)代學(xué)生思維活躍,求知欲強(qiáng)。為了充分滿足學(xué)生的求知欲和好奇心,在基因工程教學(xué)過程中,盡可能地添加一些新成果、新理論和新技術(shù)[3],如:生物能源,基因工程疫苗的開發(fā),基因治療等,并結(jié)合自己在國外實(shí)驗(yàn)室所學(xué)向同學(xué)們展示最新技術(shù)與相關(guān)研究進(jìn)展?;蚬こ痰男录夹g(shù)多發(fā)表于Science、Nature、Cell等頂尖雜志,在教學(xué)過程中,對(duì)于發(fā)表的經(jīng)典新成果,嘗試讓學(xué)生自己閱讀、分段翻譯、小組討論,增加對(duì)新知識(shí)的了解[3]。一些重要的生命科學(xué)論壇,如:生物谷、丁香園、小木蟲等是生命科學(xué)領(lǐng)域研究人員交流學(xué)習(xí)的地方,而知識(shí)的碰撞最容易產(chǎn)生科學(xué)的火花。因此,鼓勵(lì)學(xué)生瀏覽這些論壇,并參與討論,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。另外,也鼓勵(lì)他們加入相關(guān)的QQ群,比如轉(zhuǎn)基因群、生物信息群,增加同業(yè)交流,為自己拓寬理論知識(shí)和解決實(shí)際技術(shù)問題,同時(shí)也為今后從事的相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、教學(xué)手段和教學(xué)方法多元化

不像動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)可以直觀地看到實(shí)物,基因工程內(nèi)容抽象,多涉及細(xì)胞、分子等微觀內(nèi)容,且高新技術(shù)多,操作流程長,如果僅僅采用文字和語言表述,難以講授明白,學(xué)生學(xué)起來也比較晦澀難懂[4]。因此,需要運(yùn)用多種教學(xué)方法,使概念、原理講得通俗易懂,學(xué)生理解起來就更容易。

1.多媒體教學(xué)的應(yīng)用。目前,大部分高校已廣泛采用多媒體教學(xué)。在基因工程多媒體教學(xué)過程中,改變?cè)瓉韱渭兊奈淖帧D片等內(nèi)容,不斷嘗試加入一些聲音、錄像、動(dòng)畫等信息,使課堂圖文并茂、有聲有色、栩栩如生,便于學(xué)生理解并強(qiáng)化記憶。如在講解“PCR反應(yīng)”一節(jié)中,自己錄取了PCR的準(zhǔn)備、操作以及電泳檢測等全套過程,老師講得省心,同學(xué)們聽得舒心,極大提高了基因工程課程的教學(xué)效果。

2.小組討論式教學(xué)。有價(jià)值的討論是促進(jìn)學(xué)生開動(dòng)腦筋、舉一反三、加深認(rèn)識(shí)的有效手段。在遇到抽象內(nèi)容時(shí),講解完畢后,鼓勵(lì)學(xué)生分組討論,并選出一名組長上講臺(tái)以PPT的形式匯報(bào)本小組的學(xué)習(xí)心得,組長實(shí)行輪換制。下面的同學(xué)給匯報(bào)的小組分別從以下幾方面打分:匯報(bào)PPT的表現(xiàn),制作PPT的質(zhì)量,所講內(nèi)容的條理性、創(chuàng)新性以及講解能力。通過此手段,極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如,可引導(dǎo)學(xué)生討論以下專題:①轉(zhuǎn)基因動(dòng)物;②中國的轉(zhuǎn)基因水稻;③基因工程產(chǎn)品的安全性;④基因治療。

三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研項(xiàng)目與課程教學(xué)相結(jié)合

本校基因工程實(shí)驗(yàn)是在大三結(jié)束后的暑假短學(xué)期開展的,共16學(xué)時(shí),這時(shí)學(xué)生已上完基因工程理論課,具備了實(shí)驗(yàn)操作的相關(guān)理論知識(shí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容至關(guān)重要,是理論知識(shí)的綜合運(yùn)用。那么如何選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容呢?這一點(diǎn)比較關(guān)鍵。授課教師多具有博士學(xué)位,承擔(dān)著較高水平的科學(xué)研究工作。在基因工程教學(xué)過程中,嘗試將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合,讓學(xué)生自主參與到科研項(xiàng)目的研究中。學(xué)生可根據(jù)教師的科研項(xiàng)目自主確定實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇,到實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、試劑的購置、實(shí)驗(yàn)步驟的進(jìn)行等都由學(xué)生自主完成,老師在此過程中起指導(dǎo)作用。筆者將課題“曼氏無針烏賊微衛(wèi)星富集文庫的構(gòu)建”分解成幾個(gè)小實(shí)驗(yàn),包括PCR擴(kuò)增、瓊脂糖凝膠電泳、限制性內(nèi)切酶酶切反應(yīng)、載體連接、感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化、藍(lán)白斑篩選與鑒定、測序、序列分析和引物設(shè)計(jì)等,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行整個(gè)流程實(shí)驗(yàn),使其知識(shí)更具有系統(tǒng)性、完整性。此外,還可鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)省級(jí)或校級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,由筆者指導(dǎo)的“轉(zhuǎn)基因綠色熒光觀賞魚開發(fā)技術(shù)探索”以及“青魚β-actin基因的啟動(dòng)子功能初步檢驗(yàn)”分別獲得省級(jí)可喜獎(jiǎng)項(xiàng),這個(gè)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力及今后獨(dú)立從事科研的能力。

四、試探采用雙語教學(xué)

現(xiàn)代高素質(zhì)專業(yè)人才不僅要具備高水平的專業(yè)知識(shí),還應(yīng)具備高水平的專業(yè)外語閱讀與寫作能力。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì),并擴(kuò)充學(xué)生的英語專業(yè)詞匯,培養(yǎng)英語思維模式,在基因工程教學(xué)過程匯總嘗試進(jìn)行雙語教學(xué)[5]。在教學(xué)上,以中文課件為主,主要的專業(yè)詞匯用英文標(biāo)注,時(shí)而用英文講解,盡量創(chuàng)造雙語教學(xué)環(huán)境。并且鼓勵(lì)學(xué)生借閱相關(guān)的英文教材,例如,在國際上使用廣泛,權(quán)威性和時(shí)代感強(qiáng)的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》(7th ed)作為教學(xué)參考書。

簡而言之,經(jīng)過幾年的努力工作,浙江海洋學(xué)院在基因工程課程的教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了優(yōu)化,改進(jìn)了教學(xué)方法與手段,培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí),拓展了他們的知識(shí)面,取得了不錯(cuò)的效果。然而,課程教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,目前還處于探索和實(shí)踐階段,必須堅(jiān)持不斷地探索、實(shí)踐、總結(jié),最好建立一支教學(xué)團(tuán)隊(duì),希望把基因工程課程教學(xué)改革工作開展得更有效果,為國家輸送更多高素質(zhì)的專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn):

[1]孫明.基因工程[M].北京:高等教育出版社,2006:1-6.

[2]李立家,肖庚富.基因工程[M].北京:科學(xué)出版社,2004:1-8.

[3]張傳博,李莉,耿紅衛(wèi).基因工程課程教學(xué)改進(jìn)與實(shí)踐[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,(04).

篇7

關(guān)鍵詞:元神;基因組;個(gè)人模式;整體;中醫(yī)心理學(xué)

中圖分類號(hào):R229

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1673-7717(2008)03-0624-03

Discussion on Biotic Mechanism of TCM Psychology

BI Jing-feng1,LIU Jia-qiang2,WANG Mi-qu2

(1.Shandong Univesity of Chinese Medicine,Jinan 250014,Shandong,China;

2.Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu 610075,Sichuan,China)

Abstract:The psychic noumenon is the whole of congenital Shen and the personality frame ,the research of TCM psychology does not depart from noumenon . The personality frame is result of society and education . The development of TCM psychology can be obtained by combining with modern biology and psychology.

Keywords:congenital Shen;genome;personality frame;whole;TCM psychology

自從王米渠先生1980年在《成都中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)》發(fā)表“中醫(yī)心理學(xué)說初談”后,中醫(yī)心理學(xué)研究已經(jīng)有20多年了,其中有各位名家的大量著作和,中醫(yī)心理學(xué)已經(jīng)取得了引人矚目的成就。而現(xiàn)代生物學(xué)已經(jīng)發(fā)展到功能基因組階段,對(duì)生命現(xiàn)象的揭示已經(jīng)由還原論發(fā)展到整體觀。中醫(yī)心理學(xué)是中醫(yī)研究心理因素在防治疾病規(guī)律和研究中醫(yī)認(rèn)識(shí)事物的“心法”中,發(fā)展起來的一門新興學(xué)科[1],但是中醫(yī)心理學(xué)的發(fā)展也不能離開心理本體的生物研究,心理因素的變化是與心之本體是無法分開的,因此研究心之本體的生物學(xué)的基礎(chǔ)是可以給予中醫(yī)心理學(xué)一些有意義的啟示的。本文擬從意識(shí)、心理的生物基礎(chǔ)結(jié)合中醫(yī)的基本理論做一些探討。

1 意識(shí)的含義

意識(shí)一詞,為佛教傳入中國后出現(xiàn)的。在此之前,我國古代稱之為心、神,泛指高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)?,F(xiàn)在意識(shí)一詞正被很多學(xué)科所采用,但各學(xué)科對(duì)意識(shí)一詞都有自己的理解。 辯證唯物主義哲學(xué):意識(shí)主要指人的主觀世界的一切心理活動(dòng)的總和,包括意志、思念、認(rèn)識(shí)等。它和客觀存在相對(duì)立。意識(shí)是大腦皮層的產(chǎn)物又是社會(huì)的產(chǎn)物,是對(duì)客觀存在的反映。心理學(xué):認(rèn)為意識(shí)是整個(gè)心理活動(dòng)的總和,心理活動(dòng)指情緒、情志、性格、思維、記憶、能力等,包括生理反射層、感知層、意識(shí)層、本體意識(shí)層(也叫潛意識(shí))。西醫(yī)認(rèn)為意識(shí)是人的覺醒狀態(tài)及能識(shí)別處理人與周圍環(huán)境的關(guān)系的功能。古代中醫(yī)講意識(shí)指整個(gè)思維活動(dòng),包括人對(duì)外界的感知、反映和思維。佛教:意和識(shí)具有不同含義,“意”指人思量或思考事物;“識(shí)”指分辨、區(qū)別、明了事物;而意與識(shí)都是心的功能,是心境作用的體現(xiàn)。心、意、識(shí)三者雖有區(qū)別,但又是一體。道教:不見諸道家典籍,與其相類者,有元神、識(shí)神、真意。

《黃帝內(nèi)經(jīng)?靈樞?本神》曰:“所以任物者謂之心(反映事物的功能在心);心有所憶謂之意(心中對(duì)過去事物的回憶叫意);意有所存謂之志(回憶過去,把它保存在心里并貫徹下去叫志);因志而存變謂之思(由這個(gè)念頭,隨之發(fā)生變化叫思,即思考);因思而遠(yuǎn)慕謂之慮(思再向周圍擴(kuò)展,又細(xì)又廣闊叫做慮。粗為思,細(xì)為慮);因慮而處物謂之智(經(jīng)過考慮以后再處理事物叫智)”因此,古醫(yī)家認(rèn)為思維活動(dòng)包括心、意、志、思、慮、智6個(gè)層次,這6個(gè)層次在現(xiàn)在都可稱之為意念或意識(shí)活動(dòng)。

2 形神學(xué)說

“形”“神”指的是形體和精神。人的生命整體,可以分為物質(zhì)之體與精神之用,形與神相即相須,不能分離,是辯證的統(tǒng)一。神有3個(gè)基本含義:(1)反映整個(gè)生命存在狀態(tài)的活動(dòng)表現(xiàn)(包括代表生長壯己老、臟腑氣血運(yùn)動(dòng)變化的現(xiàn)象),這是廣義之神;(2)主宰人體生命活動(dòng)、產(chǎn)生思維活動(dòng)的靈明神氣,這是狹義之神;(3)靈明神氣所具有的意識(shí)心理活動(dòng),這是狹義之神的功能活動(dòng)。中醫(yī)心理學(xué)主要研究的是狹義之神及其功能活動(dòng)。廣義之神的主體和集中表現(xiàn)仍然是狹義之神。

元神,或者叫本性,是由以心為主的五臟之氣升華而成,是更精細(xì)的五臟之氣。元神是人體的宏觀調(diào)控系統(tǒng)。古人把人的思維、情感、知覺等精神心理活動(dòng)歸附于心,意志、情感歸附于五臟,五臟六腑又總歸于心來統(tǒng)率。元神之府在于腦,沒有腦就不會(huì)有元神的存在,正是由于神經(jīng)細(xì)胞的相互聯(lián)系才形成了腦,形成了元神。腦又通過激素和神經(jīng)纖維和五臟六腑、周身聯(lián)系組成了一個(gè)統(tǒng)一整體。腦細(xì)胞的物理、化學(xué)變化不等于人的意識(shí)活動(dòng)。元神是整體的功能,在整體作用下完成了神經(jīng)細(xì)胞的功能活動(dòng)。識(shí)神是意識(shí)心理思維活動(dòng),是元神的活動(dòng)內(nèi)容和活動(dòng)過程。

3 元神是物質(zhì)的意識(shí)也是物質(zhì)的

意識(shí)就是大腦的“產(chǎn)物”、大腦的“內(nèi)部狀態(tài)”。神經(jīng)系統(tǒng)是人的“元神”功能的實(shí)體物質(zhì)基礎(chǔ),是由心之神為主結(jié)合其他臟腑之神志上升而形成的;在形成完整的神經(jīng)系統(tǒng)的過程中,是古猿經(jīng)過勞動(dòng)和社會(huì)交往所逐漸形成的。進(jìn)化是整體的,是神和實(shí)體物質(zhì)的進(jìn)化發(fā)展。人的大腦是生理建構(gòu)和文化建構(gòu)的統(tǒng)一而成的整體。一方面,人類的文化建構(gòu)的活動(dòng)與發(fā)展必須符合生理建構(gòu)整體的特性,另一方面文化建構(gòu)對(duì)生理建構(gòu)具有能動(dòng)的反作用,促進(jìn)生理建構(gòu)的演變,從而促進(jìn)文化建構(gòu)的進(jìn)化與發(fā)展[2]。人的大腦的生理建構(gòu)和文化建構(gòu)矛盾運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了從古猿到人的進(jìn)化和人的繼續(xù)發(fā)展。這是進(jìn)化論在分子上的統(tǒng)一體現(xiàn)“神”的本質(zhì)及其功能是先賢所沒有完全講的,中醫(yī)學(xué)只有結(jié)合基因組學(xué)和信息學(xué)技術(shù),意識(shí)活動(dòng)的整體的微觀的生理本質(zhì)、分子運(yùn)動(dòng)機(jī)制才可以揭示出來。這樣,中醫(yī)學(xué)體系可以在更高更深的層次再次論證人的形神統(tǒng)一觀點(diǎn)的正確性。

一切物質(zhì)都具有反映的特性,意識(shí)正是物質(zhì)的反映特性從簡單生命體的刺激感應(yīng)性到動(dòng)物的感覺心理以至在人體這個(gè)高級(jí)生命體上整體的表現(xiàn),是神經(jīng)系統(tǒng)整體功能的體現(xiàn)。利用中醫(yī)學(xué)整體思想結(jié)合現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)以及基因組學(xué),可以從整體的角度真正解譯意識(shí)奧秘的有力工具。大腦細(xì)胞中含有超過其他體細(xì)胞的核糖核酸,而大腦又是以信息的接收、處理和發(fā)放等的信息代謝為主的,人類所接收的信息就很可能存儲(chǔ)在這些物質(zhì)的排列中(人的特定模式與RNA的某種比較固定排列有關(guān));腦基因整體的結(jié)構(gòu)與功能構(gòu)成了人腦基因組的生理建構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)與功能,這與元神很有關(guān)系(這不是元神本身)。元神與腦細(xì)胞內(nèi)的基因組非常相關(guān),與腦細(xì)胞的基因靶點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)很有關(guān)系。文化建構(gòu)構(gòu)成了人的特定模式:性格或者體質(zhì)。文化建構(gòu)與生理建構(gòu)可以比擬為RNA與DNA的關(guān)系,這僅僅是比擬。RNA的某種排列影響DNA的功能,影響基因的功能,但是DNA是起著主要的支配作用。文化建構(gòu)發(fā)生了某些變化則影響基因組功能的發(fā)揮,通過激素又影響了身體五臟六腑的某些變化。文化建構(gòu)的整體變化從分子生物學(xué)的角度上講是可以造成核內(nèi)某些功能基因組的某些變化,從而影響生理建構(gòu)。

4 元神與意識(shí)

意識(shí)是元神的運(yùn)動(dòng)形式,是元神的這種特殊物質(zhì)的活動(dòng)狀態(tài),是元神內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)內(nèi)容及其運(yùn)動(dòng)過程。它來源于對(duì)人體生命過程中 的內(nèi)外環(huán)境的各種有關(guān)信息(社會(huì)的、自然的、人體生命的)的反映,并通過一定渠道主宰著人的生命活動(dòng)。意識(shí)是物質(zhì)的,是不同于一般物質(zhì)存在形式的特殊物質(zhì)形式,是建立在人的大腦皮層這種特殊物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的特殊物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式,產(chǎn)生于大腦,從屬于大腦,又須臾不能脫離人腦,它不是實(shí)體性物質(zhì)。在人的不同生命階段(或?qū)哟?,意識(shí)活動(dòng)的內(nèi)容、表現(xiàn)也不同。如嬰幼兒,雖然還不會(huì)說話,還不會(huì)運(yùn)用概念,但元神可以發(fā)放指揮形體運(yùn)動(dòng)的指令,并且也有了感覺分析的功能。這時(shí)期的意識(shí)活動(dòng)是以感覺、運(yùn)動(dòng)的有關(guān)信息為主要內(nèi)容的。幼年兒童的意識(shí)活動(dòng)則可完整地反映事物的形象,即通常說的“形象思維”。成年人則是運(yùn)用概念進(jìn)行思考,即通常說的“邏輯思維”。

元神和神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)系、元神的上述體性是由神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞的功能特性決定的。神經(jīng)細(xì)胞有異于一般的生物細(xì)胞,它在自身的新陳代謝過程中,不僅有一般生物細(xì)胞的吸收、排泄實(shí)體物質(zhì)(如水合離子、分子、有機(jī)分子)的功能,而且加強(qiáng)了接收和發(fā)放以能量為載體的信息的功能。這就使神經(jīng)細(xì)胞具有了更廣泛和外界聯(lián)系的渠道和內(nèi)容,而且這種功能隨著神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)化而不斷完善。任何實(shí)在物體都是該物的氣的有形的凝聚態(tài),在其周圍還有稀疏的彌散氣。鑒于此,當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞密集到一定程度時(shí),各神經(jīng)細(xì)胞周圍的元?dú)饩突ハ酀B透,混融連結(jié)成一個(gè)整體。這個(gè)整體既受神經(jīng)細(xì)胞變化的影響,也可以反作用于神經(jīng)細(xì)胞。動(dòng)物進(jìn)化到人,神經(jīng)系統(tǒng)高度發(fā)達(dá),而且有了精密的分工,從而使得神經(jīng)細(xì)胞接收、發(fā)放能量和信息的功能進(jìn)一步增強(qiáng)。眾多神經(jīng)細(xì)胞周圍的氣連成的整體也極大限度地增強(qiáng),功能也發(fā)生了極大變化,它不僅可以反映外界事物,而且可以反映自身內(nèi)部的種種變化。

5 元神的變化

人的本質(zhì)就是人的社會(huì)性,人從社會(huì)交流中形成,人的自我的參照系統(tǒng)是社會(huì)的產(chǎn)物。人與社會(huì)是一整體,是古猿在社會(huì)交流中形成促進(jìn)了元神的形成、促進(jìn)了意識(shí)的形成。在后天生活中,人從社會(huì)中接受了信息,形成個(gè)人的意識(shí)的參照系統(tǒng),也是個(gè)人的行為、性格等的模式。個(gè)人的意識(shí)的參照系統(tǒng)是客觀世界的各種特性,經(jīng)由人體各種感受功能內(nèi)化到神中的某種時(shí)空建構(gòu),它是意識(shí)活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)定性的系統(tǒng)模式,是人的主觀世界中度量各種事物的量度模式,是認(rèn)知、判別事物于指導(dǎo)行為的依據(jù)。人的一切思維活動(dòng)都是在這個(gè)個(gè)人的意識(shí)的參照系統(tǒng)這個(gè)背景中進(jìn)行的。個(gè)人的自我模式是在人和客觀反復(fù)接觸的實(shí)踐中,在感覺器官感知客觀世界的過程中,通過成人的語言灌輸逐步建立起來的。語言和意識(shí)的建立是緊密相關(guān)的,它們經(jīng)歷了一個(gè)由簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程(該過程在種族發(fā)生史上,是經(jīng)過漫長的勞動(dòng)過程逐步完成的)。

6 元神和參照系統(tǒng)互相影響

嬰兒的元神是白凈的,但是元神一旦形成就要發(fā)揮作用,于是自然界的各種信息都必然被接受。隨著具體事物的信息伴隨著一定的能量反復(fù)地進(jìn)入元神,環(huán)境中的自然事件、人物、語言、意識(shí)等信息從一般到個(gè)別、從簡單到復(fù)雜地逐步內(nèi)化到元神中,成為人的主觀世界的內(nèi)容。當(dāng)內(nèi)化的信息達(dá)到一定程度后,氣聚而成形,聚成實(shí)體促使腦神經(jīng)細(xì)胞變化,從而固定下來。這些固定下來的信息內(nèi)容成為了認(rèn)知客觀事物的模板,而且將成為新映入的各種信息的背景。元神是意識(shí)活動(dòng)的最基礎(chǔ)的調(diào)控系統(tǒng),參照系統(tǒng)是個(gè)人的個(gè)性調(diào)控模式,二者形成了后天的人的元神系統(tǒng)。元神的功能活動(dòng)就是意識(shí)心理等思維活動(dòng)。在元神系統(tǒng)中,在神經(jīng)細(xì)胞的相互聯(lián)系中完成了整體――元神,在元神完成后又對(duì)自身各個(gè)分系統(tǒng)起著統(tǒng)率作用,對(duì)自身接受外界信息、處理信息起著主宰作用,在社會(huì)環(huán)境中完成了自我參照系統(tǒng),在元神和參照系統(tǒng)的相互作用中并形成了后天生活的人:自我。自我是先天與后天的統(tǒng)一[2]。

7 意識(shí)心理活動(dòng)

意識(shí)作為元神的運(yùn)動(dòng)內(nèi)容和運(yùn)動(dòng)過程,對(duì)神自身也是又影響的,對(duì)神自身的影響又可以作用到周身,在一定程度上使自身發(fā)生變化。良好的和向上的精神狀態(tài)有益于文化建構(gòu)的整體性以及基因組功能的發(fā)揮和身體整體性的提高,而不好的精神狀態(tài)則相反。這樣的例子在生活和臨床上舉不勝舉。

意識(shí)活動(dòng)包括記憶、思考、情緒以及指令的形成,現(xiàn)代心理學(xué)對(duì)這些意識(shí)活動(dòng)多從其形式及其引起的各種變化來研究和闡述的,沒有接觸到意識(shí)活動(dòng)的本身的實(shí)質(zhì)?!端貑?五運(yùn)行大論》所說:“肝在志為怒、脾在志為思、肺在志為憂、腎在志為恐”,是五臟所屬五志,據(jù)此可以劃定后天的參照系統(tǒng)對(duì)元神功能的影響劃分為七志。情緒是由某種刺激引起的個(gè)體自覺的心理失衡狀態(tài),并通過表情表現(xiàn)出來,通常以快樂、憤怒、恐懼、悲哀為基本表現(xiàn)形式,在情緒狀態(tài)下,不僅有主觀的心理變化的感受,并且伴有個(gè)體的生理變化。氣一而動(dòng)志,志一也可以動(dòng)氣,就是指心理與身體的相互影響。

8 中醫(yī)心理學(xué)某些現(xiàn)象的生物解釋

道德和良心是意識(shí)活動(dòng)、心理活動(dòng)最根本的基礎(chǔ),在這之上才是各種思維、意識(shí)、情緒等。人的意識(shí)的理想發(fā)展是中和之性。自我是什么,道德在人的本性的本質(zhì)是什么,良心的本質(zhì)是什么,都需要結(jié)合心理學(xué)去探討。

人的性格行為的本源來源于元神的功能,這也是中和的中,而和為元神功能作用的自然狀態(tài)。后天的參照系統(tǒng)是個(gè)人體質(zhì)與后天所受教育、文化環(huán)境影響的辯證統(tǒng)一。而這種模式也不是一成不變的,在后天的生活中可以發(fā)生變化,變化的大小根據(jù)個(gè)人意志和環(huán)境所定。

后天的參照系統(tǒng)是在人的成長過程中逐步形成的。人的社會(huì)參照系統(tǒng)有一個(gè)逐漸成長過程,不是一下子就形成的。體質(zhì)的成長過程分為胎教─胎兒期(妊娠10月)、變蒸─嬰幼兒期(出生后至2歲)、稚陽─兒童期(2~14歲)、成陽─青年期(14~30歲)、盛陽─成年(30~60歲)、衰陽─老年期(60~天年),是自我和體質(zhì)的發(fā)展變化的統(tǒng)一。

元神是更精細(xì)的五臟之氣,那么它在與社會(huì)的交流中由于社會(huì)的影響,意識(shí)可能產(chǎn)生偏頗(參照系統(tǒng)出現(xiàn)了不和諧因素),進(jìn)而影響體質(zhì)(元神本身是不會(huì)發(fā)生變化,元神只是功能性的)。據(jù)陰陽氣多少及五行屬性的性質(zhì)類分人的性格體質(zhì)為太陽─火形人,少陽─金形人,陰陽和平─土形人,少陰─木形人,太陰─水形人。這是人的意識(shí)構(gòu)型和體質(zhì)的整體表現(xiàn)。

9 結(jié) 論

馬克思指出:“人的本質(zhì)并不是單個(gè)人的抽象物,實(shí)際上,它是一切社會(huì)關(guān)系的總和。”又說:“人這個(gè)種屬的類特性恰恰是自由的自覺的活動(dòng)?!比瞬坏亲匀坏娜?,更是社會(huì)的人,人的本質(zhì)實(shí)際上就是人的社會(huì)關(guān)系內(nèi)化到參照系后引發(fā)的各種生命活動(dòng),這種活動(dòng)的類特性是有了自我的自由而自覺的活動(dòng)。而這一切都與道德有直接的關(guān)聯(lián)。道德是意識(shí)活動(dòng)中較深層次的活動(dòng),道德是人的類特性的內(nèi)在根據(jù)。

元神成于陰陽、五行,但是又等同于陰陽、五行,它是一個(gè)整體,是“一”,心理的中醫(yī)研究不應(yīng)該僅從陰陽入手,更應(yīng)該考慮心理的本身―人的元神和心理活動(dòng)的背景―社會(huì)。研究人的心理,不但要研究人的心理自身的形成、運(yùn)動(dòng)機(jī)理,更重要的是把人放到社會(huì)中,在社會(huì)中考察人的心理成的各種變化。也可以結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、基因組學(xué)等,在分子基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)人的神和人的意識(shí)的生理本質(zhì)。中醫(yī)心理學(xué)不但要在傳統(tǒng)中醫(yī)里繼承和探索,更應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)進(jìn)行探索。

參考文獻(xiàn)

[1]劉家強(qiáng).中醫(yī)基因組學(xué)的建立考釋[J].中醫(yī)藥學(xué)刊,2004,22(9):1667-1669.

篇8

米歇爾希望能有一個(gè)醫(yī)學(xué)的水晶球,這個(gè)水晶球能看透她的身體,預(yù)見她未來的健康狀況,她能看著年幼的女兒茁壯長大。米歇爾希望的事是格林威治醫(yī)療專家協(xié)會(huì)正在做的事,這所康涅狄格州的醫(yī)學(xué)會(huì)一直致力于前沿醫(yī)學(xué)研究,其中一項(xiàng)研究就是準(zhǔn)確地告訴米歇爾,是什么威脅著她的健康,如何避免它們。

米歇爾先與一位內(nèi)科醫(yī)師聊了好幾個(gè)小時(shí),詳談家族疾病史,之后她做了x線拍片。這兩項(xiàng)完成后,醫(yī)師為她安排了基因測試,看體內(nèi)會(huì)引起乳腺癌和卵巢癌的基因是否有突變。醫(yī)師隨后詳細(xì)看了米歇爾的膽固醇報(bào)告,尋找那些易誘發(fā)心臟病的成分。最后測量了她生命液中的炎癥標(biāo)記,以便能推斷出她會(huì)在未來的十年、二十年還是三十年遭遇心臟病或中風(fēng)。所有的檢查完成后,醫(yī)生為米歇爾量身定做了屬于她的長期健康計(jì)劃。

這些聽起來像一部科幻劇而非現(xiàn)實(shí),不過這種超級(jí)特定的健康計(jì)劃已經(jīng)成為事實(shí),它被稱作個(gè)性化醫(yī)學(xué)。個(gè)性化醫(yī)學(xué)依托目前最先進(jìn)的技術(shù),很快美國的各大醫(yī)院和診所將能提供這樣的個(gè)性化醫(yī)療服務(wù),人們可以獲得完完全全只針對(duì)自己一個(gè)人的身體、基因、生活習(xí)慣所制定出來的健康計(jì)劃。

斯坦?;蚪M學(xué)與個(gè)性化醫(yī)學(xué)中心負(fù)責(zé)人邁克爾?斯奈德說:“在未來,你將看透你的身體,看穿是什么在威脅著你的健康,并采取正確的行動(dòng)?!本兔仔獱柕睦佣裕巢糠帧拔磥怼币呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了。個(gè)性化醫(yī)學(xué)目前在美國預(yù)計(jì)有2320億美元的市場潛力,斯坦福大學(xué)、杜克大學(xué)、哈佛醫(yī)學(xué)院的醫(yī)療中心比著賽在研究這個(gè)領(lǐng)域,看誰能提供更全面優(yōu)質(zhì)的個(gè)性化醫(yī)學(xué)定制。

現(xiàn)在唯一的問題是:個(gè)性化醫(yī)學(xué)定制將于何日正式?

專屬的健康計(jì)劃

你知道不少能保持健康的原則:每周至少鍛煉150分鐘,每天保持8小時(shí)睡眠,不吃垃圾食品、不酗酒、不抽煙。這些信息你已經(jīng)從雜志、微博上看到過不少,這些原則都是最常用的標(biāo)準(zhǔn),它們沒有針對(duì)性,也沒有性別、年齡、種族的區(qū)別。

個(gè)性化醫(yī)學(xué)讓這樣的萬金油做法顯得老套過時(shí),就像IBM文字處理器現(xiàn)在看起來很過時(shí)一樣。醫(yī)生們現(xiàn)在能夠研讀你身體的地圖,他們能看清你的基因組,從而得知是什么在威脅你的健康。幫米歇爾做檢查的醫(yī)生史蒂芬?墨菲就說過:“個(gè)性化醫(yī)學(xué)會(huì)使用各種類型的儀器?!彼约核玫降木桶ǎ夯蛲蛔儨y試;生物標(biāo)記掃描儀,它能精準(zhǔn)地指出某些特定部位血液中的蛋白質(zhì);肝酶測試,它能顯示一個(gè)人新陳代謝的狀況,以便推斷一個(gè)人對(duì)藥物的吸收程度。這些都不僅僅是實(shí)驗(yàn)室科學(xué),已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)醫(yī)學(xué)中開始應(yīng)用。

美國個(gè)性化醫(yī)學(xué)聯(lián)盟主席愛德華?亞伯拉罕說:“將觀察到的個(gè)體分子信息,與個(gè)人生活習(xí)慣及家族疾病史結(jié)合起來,我們能制定出個(gè)人專屬的醫(yī)療保健方案?!比绻晃慌泽w形偏胖,并且家族有糖尿病遺傳,她的醫(yī)生完全可以制定出針對(duì)她個(gè)人的疾病預(yù)防計(jì)劃。她可以先做一個(gè)生理學(xué)測試,精確計(jì)算出她每天需要攝入的卡路里。血液測試可以揭示脂肪酸、微量營養(yǎng)元素、激素、蛋白質(zhì)在她體內(nèi)的運(yùn)行狀況,根據(jù)檢測結(jié)果判斷她應(yīng)該吃低脂肪還是低碳水化合物的食物。

未來十年內(nèi),這類個(gè)性化定制醫(yī)療服務(wù)將在美國的醫(yī)院和診所中普遍出現(xiàn)。這個(gè)領(lǐng)域的潛力是令人驚訝的,各項(xiàng)針對(duì)個(gè)性化醫(yī)學(xué)的研究快速、有效地進(jìn)行著,幾乎每個(gè)月,科學(xué)家都會(huì)發(fā)現(xiàn)新的疾病特征,開始新的測試并找到新的治療方法。威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院精密醫(yī)學(xué)研究所負(fù)責(zé)人馬克?魯賓說:“我對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展非常樂觀,不過也不得不說,這確實(shí)是醫(yī)學(xué)的前沿領(lǐng)域,它的出現(xiàn)必定伴隨著不少阻礙,也會(huì)隨之產(chǎn)生不少公開辯論?!?/p>

個(gè)性化醫(yī)學(xué)定制需要花多少錢?

克利夫蘭診所個(gè)性化醫(yī)療保健中心負(fù)責(zé)人凱瑟琳說出了實(shí)情:醫(yī)生能幫病人進(jìn)行各項(xiàng)個(gè)性化測試;科學(xué)家能確定人體內(nèi)的基因排序;病人也能看見自己體內(nèi)的細(xì)胞。只是,這些東西結(jié)合起來才能幫到人,目前能獨(dú)立完成所有測試和分析的醫(yī)生并不多。

基于基因測試的食譜

假想發(fā)現(xiàn)自己攜帶某種疾病基因,多讓人不爽的假想?。‖F(xiàn)在再假想你可以通過吃來降低或消除患病風(fēng)險(xiǎn)。營養(yǎng)基因組學(xué)是目前個(gè)性化醫(yī)學(xué)中最熱門的一個(gè)領(lǐng)域,致力于研究食物如何影響基因運(yùn)作,研究前景絕對(duì)值得期待。美國血管新生基金會(huì)主席威廉?李說:“我們正處在一個(gè)新領(lǐng)域的前端,我們開始針對(duì)不同的遺傳風(fēng)險(xiǎn)搭配相應(yīng)的飲食選擇?!彼忉屨f,如果你的家族有結(jié)腸癌疾病史,已經(jīng)有研究證實(shí)綠茶和姜黃能有效降低患病風(fēng)險(xiǎn),將來的研究必將能提供最佳的預(yù)防癌癥的食譜。

雖然還有許多研究需要進(jìn)行,不過可以相信最終醫(yī)生一定能根據(jù)一個(gè)簡單的血液測試就能為患者制定出個(gè)性化的抗疾病食譜。目前的最佳選擇是相信已經(jīng)被科學(xué)證實(shí)的超級(jí)食物,比如羽衣甘藍(lán)和卷心菜不要輕信那些據(jù)說是基于基因測試而生產(chǎn)的營養(yǎng)補(bǔ)劑或所謂的減肥食譜,這些噱頭很可能只是一種營銷手段。

嘗新前問自己3個(gè)問題

它有什么科學(xué)依據(jù)?

有些公司所用的技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室里科學(xué)家用的確實(shí)類似,不過那些并非出自實(shí)驗(yàn)室的基因測試,沒有接受過美國食品與藥物管理監(jiān)督局的檢查。這些基因測試結(jié)果也沒有與個(gè)人生活習(xí)慣、家族病史等相結(jié)合,即便基因測試結(jié)果可靠,也不太可能提供完美的解決方案。

它是否安全?

在美國,商業(yè)基因測試受聯(lián)邦法“臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)和修正案”的管理和審查,如果某個(gè)公司基因測試或基于基因測試的商品沒有獲得臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)和修正案的認(rèn)證,可以直接忽略。另外要注意隱私安全的保護(hù),確保商家不會(huì)將你的疾病信息和治療結(jié)果公布到他們的官網(wǎng)中。

你是否能接受基因測試的結(jié)果?

當(dāng)你購買了一種基因測試,測試出來的結(jié)果如果只是缺少維生素B,那還好說;可如果測試結(jié)果比較嚴(yán)重,比如攜帶慢性疾病基因,你可能會(huì)備受打擊。因此在做基因測試前要想清楚,萬一測試結(jié)果很差勁,你是否能承受。

最理想的狀態(tài)是,你的醫(yī)生能完成測試,又能幫你分析測試,還能根據(jù)你的情況制定個(gè)性化保健方案。不過并非所有的美國醫(yī)師都能跟上新醫(yī)學(xué)的發(fā)展步伐,目前美國的醫(yī)生中僅有10%懂得做個(gè)性化測試和制定個(gè)性化保健計(jì)劃。即便那些最早接觸到個(gè)性化醫(yī)學(xué)的醫(yī)生,也需要不少時(shí)間來學(xué)習(xí)這門新技術(shù)。杜克大學(xué)個(gè)性化與精密醫(yī)學(xué)中心的執(zhí)行主任杰弗里?金斯伯格說:“現(xiàn)在我們接近完善個(gè)性化醫(yī)學(xué)的臨界點(diǎn),已經(jīng)要接近它了,不過還有一些障礙需要突破。不少病人來尋求個(gè)性化醫(yī)療服務(wù),不過目前的情況是,即便你住的離大型醫(yī)療中心很近,也需要等一段時(shí)間才能接受到這項(xiàng)服務(wù)?!?/p>

另一個(gè)問題是經(jīng)費(fèi)問題,醫(yī)療保險(xiǎn)涵蓋的內(nèi)容很寬泛,有些會(huì)為你買單,但是有些還得你自己來。做基因測試的花費(fèi)是0.5-1萬美元,這筆費(fèi)用并不包括對(duì)基因組做分析。像米歇爾所做的那套精細(xì)復(fù)雜的測試,如果你沒有醫(yī)療保險(xiǎn),需要支付25萬美元。雖然隨著醫(yī)療的發(fā)展,有些保險(xiǎn)公司也在隨之變化保險(xiǎn)項(xiàng)目,不過保險(xiǎn)項(xiàng)目如何變化目前尚不可知。

個(gè)人隱私和倫理上的關(guān)注也是需要考慮的問題,雖然2008年的聯(lián)邦法禁止雇主和保險(xiǎn)公司因?yàn)榛蛉毕荻芙^應(yīng)聘者和保險(xiǎn)人,不過也總有人在鉆法律的空子,聯(lián)邦法尚無針對(duì)殘疾人投保和另類人生保險(xiǎn)的保護(hù)條款。另外,病人對(duì)基因測試結(jié)果的接受程度也還待考量,如果病人要求醫(yī)生深挖身體與中風(fēng)有關(guān)的基因,可醫(yī)生在測試中發(fā)現(xiàn)了帕金森病的隱患,病人是否能接受呢?醫(yī)生該告訴病人這個(gè)結(jié)果嗎?如果發(fā)現(xiàn)了尚不可治愈的疾病該怎么辦?還有太多問題有待解決。

目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的個(gè)性化定制

部分美國人開始讓他們的私人醫(yī)生提供個(gè)性化保健計(jì)劃,幫米歇爾做檢查的墨菲醫(yī)生就開始給他的每一位女性顧客做一項(xiàng)新的唾液掃描檢查,這項(xiàng)檢查能預(yù)見非遺傳性乳腺癌患病的幾率。在美國,以下三個(gè)領(lǐng)域的個(gè)性化醫(yī)學(xué)已經(jīng)發(fā)展完善。

預(yù)見疾病

發(fā)現(xiàn)遺傳基因中的一些特點(diǎn)能幫你有效預(yù)防、推遲或減少疾病的影響。最好的方法是了解你的家族疾病史,這并不是什么高科技,卻是最劃算也是最重要的一種篩查方式。不過目前遇到的問題是,醫(yī)療記錄中只有非常少的比例包含有詳細(xì)的家族疾病史記錄,原因是很多醫(yī)生不愿花太多時(shí)間與病人聊他的家族疾病史。實(shí)際上應(yīng)該至少花1小時(shí)時(shí)間聊這個(gè)話題,并做詳細(xì)記錄。

做基因測試也是很好的篩查方式,現(xiàn)在有超過1600種的基因測試,能精準(zhǔn)檢查出你的身體攜帶哪些疾病基因,從聽力減弱到心臟病包含范圍非常廣。

藥物治療

個(gè)性化醫(yī)療的另一個(gè)分支是藥物基因組學(xué),你可以利用基因測試的結(jié)果和遺傳學(xué)推測出適合你的藥物以及劑量。

美國食品與藥物監(jiān)督局的網(wǎng)站上列出了100多個(gè)種類的藥物,所有這些藥物標(biāo)簽上都寫著基因藥理學(xué)的信息。結(jié)合醫(yī)生給你制定的個(gè)性化保健方案,比如每次醫(yī)生看到某個(gè)基因藥理學(xué)信息都給你開血液稀釋劑,你便能知道哪些基因藥理學(xué)信息與你所需要的哪種藥物相對(duì)應(yīng),以及劑量是多少。可別小看這個(gè)方法,如果每個(gè)接受個(gè)性化醫(yī)療方案的人都能分析這些信息,每年能將中風(fēng)事件減少1.7萬次,避免43萬個(gè)急診治療。

癌癥遺傳學(xué)

篇9

關(guān)鍵詞:高職院校;組學(xué)時(shí)代;醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)

一、組學(xué)時(shí)代的概念及其對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)教學(xué)的影響

(一)組學(xué)時(shí)代的概念

組學(xué)時(shí)代以對(duì)基因組的調(diào)控及提示其功能為主要目標(biāo),研究的核心問題主要有基因組表達(dá)調(diào)控、多樣性、蛋白質(zhì)產(chǎn)物的具體功能、模擬各類生物的基因組等內(nèi)容。組學(xué)時(shí)代的研究范圍能使人們更深入地了解人類基因遺傳的構(gòu)架和功能的關(guān)系、人類的個(gè)體發(fā)育、生長、組織衰老及死亡等。

(二)組學(xué)時(shí)代對(duì)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)教學(xué)的影響

為了人類的健康,國際上建立了人類基因組計(jì)劃。其中應(yīng)用的基因組學(xué)已經(jīng)在臨床醫(yī)學(xué)中被廣泛應(yīng)用,主要利用其檢測某些疾病,從而提前預(yù)防。例如,通過對(duì)各種染色體的檢測診斷遺傳疾病;通過對(duì)HPV病毒的檢測,預(yù)防宮頸癌;通過基因檢測來指導(dǎo)骨髓的配型;通過乙肝病毒的檢測,分析其耐藥的突變位點(diǎn),從而指導(dǎo)用藥??梢钥闯鼋M學(xué)時(shí)代促進(jìn)了各類檢測技術(shù)應(yīng)用的廣泛性。因此,對(duì)于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的人才有了更高的要求。在高職院校的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)教學(xué)方面,應(yīng)根據(jù)時(shí)代的發(fā)展、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域的實(shí)際需求,不斷提高學(xué)生的檢驗(yàn)技能及實(shí)踐能力,使其能夠適應(yīng)未來的工作崗位[1]。

二、組學(xué)時(shí)代醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)教學(xué)實(shí)踐

(一)提高學(xué)生的基本檢驗(yàn)技能

醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的操作項(xiàng)目較多,檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性對(duì)確定病人治療方案有直接的影響,因此,教師應(yīng)在教學(xué)過程中逐漸培養(yǎng)學(xué)生的基本檢驗(yàn)技能??赏ㄟ^具體的課堂試驗(yàn),教授學(xué)生各種檢驗(yàn)的操作方式,同時(shí)增加學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的開放時(shí)間,為學(xué)生提供更多的實(shí)踐檢驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)。在授課過程中,教師可向?qū)W生進(jìn)行針對(duì)性地訓(xùn)練,例如,如何觀察細(xì)菌的形態(tài),寄生蟲卵、血細(xì)胞的計(jì)數(shù)等,這都需要學(xué)生反復(fù)應(yīng)用顯微鏡進(jìn)行觀察,同時(shí)教師要給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。再如,應(yīng)該反復(fù)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)血片制作、配制培養(yǎng)基、使用微量吸管、染色體的操作等儀器設(shè)備的使用。當(dāng)學(xué)生操作時(shí),如果產(chǎn)生疑問,教師應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo),同時(shí)對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作進(jìn)行糾正,不斷提高學(xué)生的基本檢驗(yàn)技能。

(二)針對(duì)臨床案例展開檢驗(yàn)教學(xué)

為提高學(xué)生的生化檢驗(yàn)?zāi)芰Γ诮虒W(xué)過程中,可根據(jù)具體的臨床案例,在教學(xué)中合理提出問題,引發(fā)學(xué)生思考,使其在實(shí)踐的過程中學(xué)習(xí)并檢驗(yàn)知識(shí)。例如,對(duì)于臨床常見的“肝膽疾病”案例,教師可向?qū)W生提出指導(dǎo)性的提問:常見的肝功能檢測內(nèi)容包括哪些?對(duì)于膽管堵塞應(yīng)檢查哪些項(xiàng)目?黃疸的鑒別有哪些生化指標(biāo)等問題,然后讓學(xué)生分成檢測小組,制定具體的檢測方案,由教師對(duì)不同小組的方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和優(yōu)化,確定最終的總方案,接著收集標(biāo)本,對(duì)具體檢測項(xiàng)目進(jìn)行檢測。試驗(yàn)結(jié)束后,教師指導(dǎo)小組成員對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,并使其明確不同的檢測指標(biāo)在臨床中的具體意義。通過臨床案例,教師展開檢驗(yàn)教學(xué),不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)檢驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,也加深了學(xué)生對(duì)臨床疾病的理解。

(三)采用任務(wù)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的檢驗(yàn)?zāi)芰?/p>

組學(xué)時(shí)代下,高職院校的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各項(xiàng)檢驗(yàn)的操作能力。因此,為提高教學(xué)質(zhì)量,教師可通過當(dāng)前各大醫(yī)院的檢驗(yàn)科室的需求,向?qū)W生展開各種實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目。在實(shí)訓(xùn)之前,教師先為學(xué)生布置任務(wù),并提出完成此任務(wù)涉及的檢驗(yàn)問題,例如,血常規(guī)的檢測方式、采集方式、注意事項(xiàng)等。學(xué)生根據(jù)教師布置的任務(wù),通過查閱資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或合作學(xué)習(xí),并按照具體的流程進(jìn)行實(shí)訓(xùn),如采集標(biāo)本、運(yùn)送標(biāo)本、檢測標(biāo)本、分析結(jié)果、廢物處理等,然后對(duì)化驗(yàn)單進(jìn)行分析,記錄實(shí)訓(xùn)的過程和結(jié)果[2]。在任務(wù)教學(xué)過程中,訓(xùn)練的準(zhǔn)備工作、操作過程及結(jié)果分析都由學(xué)生獨(dú)立完成。同時(shí),若學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程遇到不理解的問題,還可以通過學(xué)生之間互相討論的形式共同解決,不僅能調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的積極性,還能培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究及合作學(xué)習(xí)的能力,進(jìn)而提高其醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的能力。

篇10

【關(guān)鍵詞】 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn);分子生物學(xué);實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與方法;教學(xué)方法

隨著基因克隆技術(shù)趨向成熟和基因測序工作逐步完善,后基因時(shí)代逐步到來。在結(jié)構(gòu)基因組學(xué),功能基因組學(xué)和環(huán)境基因組學(xué)蓬勃發(fā)展形勢(shì)下,分子診斷學(xué)技術(shù)將會(huì)取得突破性進(jìn)展[1],也給檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)帶來了嶄新的領(lǐng)域,為學(xué)科發(fā)展提供了新的機(jī)遇。這種以核酸生化為基礎(chǔ)的新技術(shù)自發(fā)現(xiàn)以來,已逐漸成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不可缺的最有價(jià)值的診療手段之一[2],作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的最新方法,已廣泛應(yīng)用于檢驗(yàn)學(xué)科的各領(lǐng)域之中;如PCR技術(shù)廣泛用于病原微生物感染的檢測和某些遺傳性疾病的診斷。開設(shè)《分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)》課程對(duì)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能有促進(jìn)作用[3],因此與時(shí)俱進(jìn)地在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)專業(yè)開設(shè)該課程顯得緊迫和必要。

分子生物學(xué)技術(shù)種類繁多,發(fā)展迅速,對(duì)于醫(yī)學(xué)本科生階段來說不可能全部實(shí)際操作,事實(shí)上也沒有必要,關(guān)鍵是要找到一種有效的教學(xué)方法。對(duì)于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)本科生我們要以傳授分子生物學(xué)中和臨床檢驗(yàn)診斷關(guān)系密切的技術(shù)為主,改善檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu),適應(yīng)新世紀(jì)臨床檢驗(yàn)診斷的需要,同時(shí)啟發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)及疾病診斷研究的熱愛[4]。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課與其他實(shí)驗(yàn)課有相同之處,又有其明顯的特點(diǎn):實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象與結(jié)果往往是看不見,摸不著,如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生既體會(huì)到生命微觀世界之奇妙,又認(rèn)識(shí)到分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的重要性和實(shí)用性,使學(xué)生獲得知識(shí)的同時(shí),得到實(shí)驗(yàn)技能的全面訓(xùn)練,是我們?cè)诜肿由飳W(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)實(shí)踐中不斷努力探索的動(dòng)力和方向。

1 完善實(shí)驗(yàn)課整體設(shè)計(jì)

根據(jù)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)本科生教學(xué)以及分子生物學(xué)技術(shù)的特點(diǎn),結(jié)合本校的實(shí)際情況編寫合適的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書;在教學(xué)過程中,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì),以完整、系統(tǒng)、實(shí)用為原則,經(jīng)典與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合,將分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程從整體上設(shè)計(jì)為一個(gè)完整的大實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)之間既獨(dú)立,又相互連貫,前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的材料;同時(shí)開設(shè)與臨床應(yīng)用較密切的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如我們?cè)谠O(shè)計(jì)遺傳多肽性診斷實(shí)驗(yàn)時(shí)就包括DNA的提取、PCR擴(kuò)增、限制性酶切、凝膠電泳、結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析等方塊。不僅如此,在整個(gè)的教學(xué)過程中還強(qiáng)調(diào)一種總體的設(shè)計(jì)理念,系統(tǒng)的思維方式,要求學(xué)生不僅學(xué)會(huì)如何去做實(shí)驗(yàn),更要學(xué)會(huì)如何去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何籌備實(shí)驗(yàn),因?yàn)樗麄兪俏磥淼尼t(yī)學(xué)檢驗(yàn)診斷研究人員而非簡單的操作人員。對(duì)任何一個(gè)實(shí)驗(yàn),都要求學(xué)生認(rèn)真分析、領(lǐng)會(huì),掌握其原理,尤其是實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思想,逐漸形成一種科學(xué)的思維方式,從中吸取其精華,學(xué)為己用。而且,通過課外作業(yè)的方式讓學(xué)生們接觸更多的、課堂上又無法實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)技術(shù),這樣既拓展了學(xué)生的知識(shí)面,又增強(qiáng)了他們的自學(xué)能力,為真正走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做好技術(shù)上和心理上的準(zhǔn)備。

2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容的選擇

鑒于以上的設(shè)計(jì)理念,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容上進(jìn)行了精心選擇和合理安排,既注重系統(tǒng)性,又強(qiáng)調(diào)實(shí)用性,將教學(xué)實(shí)驗(yàn)、臨床檢驗(yàn)與科研實(shí)踐相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加貼近現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,使學(xué)生了解更多的生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究及檢驗(yàn)中的應(yīng)用;內(nèi)容的選擇實(shí)際上是以一個(gè)臨床檢驗(yàn)診斷或科研項(xiàng)目的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)部分為基礎(chǔ)。如:PCR-RFLP 檢測基因長度多態(tài)性分析實(shí)驗(yàn),就含有基因組DNA的提取、核酸瓊脂糖凝膠電泳、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、限制性酶切分析等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?;虻目寺”磉_(dá)實(shí)驗(yàn)就包括:質(zhì)粒DNA的提取、限制性酶切、目的片斷連接、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞的制備、重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞以及表達(dá)產(chǎn)物的鑒定等內(nèi)容。而最后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更是要求學(xué)生對(duì)整套實(shí)驗(yàn)技術(shù)及原理的全局把握,讓學(xué)生自己思考,如何將學(xué)到的知識(shí)和技能融會(huì)貫通,去解決實(shí)際問題。教學(xué)方式中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,發(fā)揮他們的想象力和創(chuàng)新精神。適當(dāng)劃分小實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)分組人數(shù),使學(xué)生有更多的動(dòng)手和動(dòng)腦的機(jī)會(huì),注意實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié),嚴(yán)格把關(guān),使教學(xué)目標(biāo)得以順利完成。

3 規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括備課、預(yù)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)講課、指導(dǎo)、總結(jié)、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié),把培養(yǎng)目標(biāo)嚴(yán)格貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中。在規(guī)范教學(xué)過程中,我們注重積累教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn),逐步將教學(xué)管理制度化、規(guī)范化,以提高教學(xué)效果。采取的措施是:①新開課之前首先試講,聽課對(duì)象是教研組的全體教師和技術(shù)人員,對(duì)內(nèi)容安排、授課重點(diǎn)等進(jìn)行把關(guān)。同時(shí),必須做預(yù)實(shí)驗(yàn),熟悉掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程。第一次帶實(shí)驗(yàn)的年輕教師必須先聽課,并與高年資教師一起帶教,以后再單獨(dú)帶教。②堅(jiān)持集體備課。在開課之前,組織全體教師和技術(shù)人員集體備課,理順前后課之間的關(guān)系,分清各課內(nèi)容的主次。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員介紹實(shí)驗(yàn)總體安排,強(qiáng)調(diào)操作注意事項(xiàng),教師相互協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)的具體步驟,保證在共用儀器時(shí)步調(diào)一致。③聽取學(xué)生反饋意見。組織部分學(xué)生座談,面對(duì)面聽取學(xué)生對(duì)教學(xué)工作的意見、建議和要求。④改善實(shí)驗(yàn)條件。聯(lián)合臨床檢驗(yàn)科配備了熒光定量PCR儀、冷凍離心機(jī)、低溫冰箱、各種電泳儀、恒溫振蕩培養(yǎng)箱、紫外暗箱凝膠分析儀等分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必備的儀器和設(shè)備,從而保證了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以完成。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果及體會(huì)

學(xué)生在開始接觸分子生物學(xué)的時(shí)候總覺得很深?yuàn)W,在理論講解時(shí)總感覺很難理解;特別對(duì)于以前沒接觸過分子生物學(xué)的醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)學(xué)生來說更是如此。但經(jīng)過整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完成后,很多同學(xué)都覺得分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及許多看似復(fù)雜的原理突然顯得前所未有的清晰、有條理。這其中包括對(duì)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)整體流程的全局把握,也包括對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理、分子生物學(xué)理論及臨床診斷應(yīng)用有了直觀、全面、現(xiàn)實(shí)但又體系的認(rèn)識(shí)。學(xué)生感到分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課不僅涵蓋了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的重要內(nèi)容,而且前后貫通,學(xué)到的不僅是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體操作,而是掌握了一種研究思路和方法以及分子生物學(xué)研究當(dāng)中常用的一整套技術(shù),這是一般零散實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的一種效果。

從這幾年的分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體會(huì)到,首先教師要做到經(jīng)驗(yàn)豐富,實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作充分,教給學(xué)生規(guī)范的操作方法,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能。同時(shí),要積極啟發(fā)學(xué)生的思路,仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)步驟以及每步的條件是如何設(shè)計(jì)出來的,探討其優(yōu)缺點(diǎn),如何改進(jìn),還有無其他方法,讓學(xué)生了解與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的一系列同類技術(shù),使學(xué)生的思路不僅僅局限于一種方法,而是擴(kuò)展到解決這個(gè)問題的多種途徑。盡管他們可能沒有機(jī)會(huì)將這些方法一一實(shí)踐,但開闊了思路,有利于學(xué)生在以后的工作中更加靈活自如地選擇應(yīng)用,做出正確的判斷,而且當(dāng)面對(duì)新的相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)時(shí)也不會(huì)束手無策。

5 結(jié)束語

分子生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)在教學(xué)過程中還有許多問題需要探討解決,比如在教學(xué)中如何處理新觀點(diǎn)、介紹新技術(shù)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核、實(shí)驗(yàn)成本昂貴與實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張的矛盾,以及師資隊(duì)伍的培養(yǎng)與知識(shí)結(jié)構(gòu)的更新等,都有待在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步完善。每一位從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的教師都應(yīng)該不斷探索和完善, 使分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)人才的培養(yǎng)上發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

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