细胞生物学概述大全11篇

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篇（1）

2010，272pp

Hardback

ISBN9780521882736

Mark Buchanan等著

本书由剑桥大学出版社出版，详细地阐述了细胞生物学中关键的生物网络：转录调控网络、蛋白相互作用网络以及代谢网络的理论基础和实验方法。

研究细胞中生物学网络的目的在于全面、系统地描述某个时刻在一个活细胞内的所有功能分子以及它们的相互作用，并找到细胞能够准确、有序地调控这些分子参与到如信号转导、新陈代谢等生物学过程的机制。作为一部关联细胞生物学与网络科学的图书，本书首先概述了细胞中存在的生物学网络，而后分别从生物学实验角度和数学建模角度对每个生物学网络进行了详细的介绍，并形象地向读者展示了在研究这些网络时所采用的方法和值得注意的问题。

本书内容共分为8章，各章内容如下：1. 细胞中的生物学网络概述以及这些网络与细胞功能之间的联系；2. 真核生物和原核生物中的转录调控网络以及它们的结构和进化；3. 真核生物的启动子结构以及启动子转录因子相互作用介导的基因调控网络；4. 鉴定蛋白质相互作用的实验方法：亲和纯化法、质谱检验法、芯片检验法以及这些方法之间的比较；5. 蛋白相互作用网络的建模：蛋白蛋白相互作用的预测方法；6. 代谢网络的动力学及演化；7. 代谢网络中的分层建模；8. 化学信号在信号网络中的作用以及不同信号通路之间相互作用的研究方法。

本书是一部介绍细胞生物学中网络研究的专著，由多名作者合作编写而成，他们都在各自领域中从事多年的研究工作，例如：Mark Buchanan从事物理学研究并为Nature physics杂志撰写专栏文章；Guido Caldarelli是统计学方面的专家；Paolo De Los Rios从事生物物理学研究。

本书配以大量的实例，深入浅出地为读者讲解了在处理细胞生物学网络问题中的生物学及数学方法，可为细胞生物学、生物信息学及相关学科的研究人员提供参考。

孙海汐，博士生

篇（2）

作为生物专业和生命科学的重要课程，细胞生物学一直都是相关领域的必修课程。将细胞生物学这门学科给教好，对于提高学生的专业素质、提升学生走向社会之后在职业生涯中的竞争力都是大有裨益的。然而鉴于细胞生物学这门课程本身的特征，即细胞生物学的研究对象是细胞，而细胞本身就是需要借助显微镜才可见的，因而也一直找不到能够适应这门学科的传统教学方法。随着现代教育的逐渐发展，多媒体技术[1]也越来越被广泛地应用于教学当中。利用多媒体技术进行细胞生物学的教学，可以使学生更加全方位地了解微观世界的生物细胞，进而大大提高教学质量。

一、细胞生物学概述

所谓“细胞生物学”，是指是在分子水平、亚显微水平和显微水平这三个层次上，研究细胞的结构和功能，以及各种生命规律的一门学科。细胞生物学通过使用近代物理学与化学的科技成果以及分子生物学的概念、方法，基于细胞水平来对生命活动进行研究，细胞生物学所研究的核心问题就是遗传及发育的问题。但是因为细胞生物学是对微观世界的探究，因此若要对其进行研究，就必须运用到显微镜。

正是由于细胞生物学的上述特征，使得在用传统方式进行细胞生物学的教学时，会出现很多的弊端；而在用多媒体技术进行细胞生物学教学时，则会显现出很多的优势。

二、传统细胞生物学教学方法中存在的问题

传统的教学方法就是书本加黑板，即老师在讲台上通过板书的形式，向坐在讲台下面的学生们传授书本中的知识。而一直以来，这种传统的教学方式也一直存在，并且在现今教学方式中仍然占据很重要的地位。这种传统的教学方法固然能够让学生们理解书中的某些知识，但是它还是存在很多的弊端的，尤其是当这种传统教学方式应用于像细胞生物学这种抽象的学科时，它所呈现的不足则更加明显了：

（1）细胞生物学是一门很抽象的学科，仅仅通过老师的板书和口授是达不到很明显的教学效果的，毕竟这门学科的研究对象是微观的细胞，是人的肉眼所不能看见的东西。如果教学方式仅仅停留在传统方式上，老师们只能通过口授或者是在黑板上以简单地图表来向学生们阐述细胞的结构，因此学生们是很难想象细胞的构造的，因而学生们不能够对细胞的功能有更为深刻的理解，这对于学生对相关知识的吸收是很不利的，因而教学质量也不会很理想。

（2）在授课过程中，老师们可能需要向学生们讲解细胞的具体构造，以便学生们对细胞各部分的功能会有一个详细的了解。为了使讲解能够更加生动和具体，老师可能需要在黑板上画出细胞结构的简略图，一方面由于黑板上所画的图都是二维的，没有立体感；另一方面，老师们画图的水平毕竟有限，不可能在黑板上画出比较清晰明了的细胞图，因此传统教学方式的教学效果不显著。

（3）一节课的时间是有限的，如果老师花过多的时间在板书的书写和画图上，就会浪费宝贵的上课时间，那么在原本就有限的时间内所能讲述的知识就更加的少了。既然时间利用率不高，那么自然教学质量也不会很理想了。

综上所述，若用传统的教学方法对细胞生物学这门学科进行授课，教学质量是不会很好的。这个时候，多媒体教学就显得有优势多了。因此，需要通过利用多媒体技术来进行细胞生物学课程的讲解。

三、利用多媒体技术进行教学的优点

科技的进步也推动了现代教育的发展，如今大部分学校都配备了多媒体教室，在多媒体教室老师可以通过多媒体技术向学生们授课。所谓多媒体教学方式，就是指将授课方式与计算机技术结合起来。通过多媒体技术，可以将原本抽象的知识形象化。在授课过程中，通过向同学们展示丰富多彩的、吸引眼球的图片、音频、视频等，充分调动了学生们在上课时的感官，使得原本枯燥的、抽象的知识变得生动、具体，增加同学们上课的兴趣，进而可以改善教学质量。

尤其是像细胞生物学这样抽象的学科，所研究的对象又是人的肉眼不可见的细胞，传统的教学方法不能够形象地向学生们展示细胞的内部构造以及细胞的变化等。因而，通过多媒体技术进行细胞生物学的教学，是有很多优势的：

（1）通过多媒体进行教学时，可向同学们展示相关的图片、视频和音频，充分调动同学们的感官，增大同学们可获取的信息量，让同学们了解更多关于细胞结构的知识。例如老师若要向同学们展示细胞有丝分裂的整个过程，在传统教学方法中，老师们可能需要在黑板上画出细胞有丝分裂各个阶段的图，以便向同学们解释各个阶段细胞的变化，这样做一方面浪费时间，另一方面如果老师在黑板上的图由于失误而画错了的话，还会误导学生。但是利用多媒体课件，并用形象的图片和适当的动画设置加以辅助，就可以形象生动地向学生们展示细胞有丝分裂时的整个过程，这样同学们对相关知识的记忆也会更加深刻。

（2）以前“填鸭式”的教学气氛，即老师在讲台上讲课，同学们在下面疯狂地记笔记，使得教学质量很不理想。然而通过多媒体技术，使得教学方式不再呆板，相反，会使得课堂气氛活跃，因而可以显著的改善教学效果。

（3）俗话说，“兴趣是最好的老师”。通过多媒体技术，将原本枯燥的细胞生物学这门科目变得生动和有趣，因而可以大大增加同学们对这门科目的兴趣，提高同学们对这门科目的记忆。同学们的兴趣提上去了，那么同学们学习这门科目的能力也就提上去了，教学质量也就会有相应的提升了。

（4）可以省去很多老师板书的时间，因而可以增加课堂的时间利用率，老师们也就可以有更多的时间去讲解更多的知识了，同学们所学习的也就多了。

（5）在传统的教学方式中，学生们在课堂上会由于忙于记笔记而没有很在意老师所讲的某些重要的知识点，这是得不偿失的。但是在多媒体教学方式中，老师们的授课都是有相应的课件的，学生们大可在课堂上认真听讲，只是适当地做笔记，不要忽略老师所讲的任何一个知识点，课后再向老师拷贝课件就可以了。

（5）在多媒体教学方式中，由于老师不再是在讲台上“疯狂”地板书，学生们也不再是在下面“疯狂”地做笔记，使得老师和同学们在课堂上有更多的时间进行互动和交流，学生们哪里没有理解得透就可以当场提出来，老师当场进行解惑，对于改善教学质量也是大有裨益的。因而，利用多媒体技术进行教学，会使得整个课堂的互动性更强。

四、将多媒体技术应用于细胞生物学教学中的具体做法

前已所述，将多媒体技术应用于细胞生物学这门学科的教学中，是有很多的优势的。那么如何将多媒体技术应用于细胞生物学的教学中呢？可从如下几个方面来说明：

（1）老师们要精心的制作多媒体课件，课件就相当于传统教学中的板书，老师是要根据课件进行课程的讲解的，因而课件的质量将直接影响整节课的质量。课件并不是文字和图片的简单罗列，相反，课件应当是老师在对本节课进行备课时，对知识进行梳理后，想好了怎样对知识进行编排有利于学生们的理解，再进行课件的制作。课件不宜做得太过花哨，否则会分散学生们在课堂上的注意力，反而不太好；但同时课件也不应该只是文字的堆积，否则这样的课件也就只是传统板书的电子版，也就达不到提高学生的学习积极性的目的了。因而课件制作，应当分清主次，并且有一定的逻辑。

（2）即使是利用多媒体进行授课，也要将多媒体技术与传统教学方式相结合，才能达到更好的效果。虽然传统的教学方式存在很多弊端和不足之处，但是却不能对这种传统教学方式进行全盘否认。例如在进行多媒体教学时，虽然通过图片和视频等会使同学们对知识的接受能力更强，但是有时候同学们还是会对某些知识点比较晦涩，这时候传统的板书就应当充当一个辅助作用了。毕竟老师对每个知识点的理解程度都会比学生更为深刻，通过板书和老师在黑板上做进一步的演示，学生们对某些知识点的理解才会更加的深刻。

（3）教学内容应当及时地更新，以便能够跟得上时代的步伐。由于学校的课本一般都是好几年前就已经出版了的，因而书本上很多的知识点或是描述得不够全面或是跟不上时代的步伐。尤其是像细胞生物学这样的学科，更新的频率是很快的。老师在进行备课时，应当将已经更新了的知识体现在所制作的课件中。在授课的过程中，就应当将这些书本中没有的新知识向学生们讲解。通过向学生们传授相关领域的比较新的知识和比较前沿的研究，可以让学生们掌握最新的知识，开阔学生们的眼界，打开学生们的思维，这对于学生们以后的职业生涯是有莫大的帮助的。

（4）国外对细胞生物学这一领域的研究是比国内做得要多的，所取得的成就也是优于我国的，因而在进行授课时，不应当仅仅局限于国内的研究成果，不能坐井观天，相反，应当放眼全世界，积极地吸收国外先进的研究成果，那样才会有进步。老师应当多看看国外的书籍，多了解国外对这门课程是如何讲解的，向外国人多借鉴和学习，同时也要鼓励学生们多看看国外的书籍。通过多媒体技术，利用图片、视频等，可以更好地向学生们展示国外相关领域的研究成果。

（5）在教学中要注意将多媒体教学和启发式教学相结合。多媒体授课的显著特征就是在授课过程中是需要用到课件的，而课件是可以设置各种动画效果的。因此为了充分调动学生们在课堂上的积极性，可以通过对动画效果做相应的设置而起到引导学生积极思考的效果。通过课件的启发，可使得学生们积极进行思考，会让教学效果事半功倍。

五、对于将多媒体技术应用于细胞生物学教学的展望

多媒体技术为现代教育的教学方式开辟了一条全新的道路，通过多媒体教学中所用到的形象的图片、音频及视频等，可以使抽象知识具体化、枯燥的课堂生动化、静态的学习动态化，因而可以使得教学质量有意想不到的提升。

前文已经详细地说明了利用多媒体技术进行细胞生物学这门课程的教学的优势以及具体做法，其实多媒体教学可以应用于任何一门课程的教学，只要能够以适当方式使用多媒体技术，并辅助以传统教学方法，就一定会取得更好的教学质量效果。

六、结论

细胞生物学是一门特殊的学科，它所研究的对象是人的肉眼所不能看见的细胞，这种特殊性也使得通过传统的教学方式进行教学是不能取到很好的效果的。随着科技的发展，现代教育也逐渐与计算机接轨，通过对媒体技术，可对该课程进行生动的讲解，即化抽象为具体、化枯燥为生动，从而提高同学们对细胞生物学这一学科的兴趣，进而可以提高教学质量。因而将多媒体应用于细胞生物学这门学科是有很多的益处的。

参考文献：

[1]姜成，李春丰，吕东云，等.多媒体技术在细胞生物学教学中的应用[J].黑龙江医药科学，2011（3）

[2]黄红英，邓斌，周芸，等.多媒体在细胞生物学教学中的应用[J].中国西部科技，2009（6）

[3]杨先彬.浅谈多媒体在细胞生物学教学方面的应用[J].教改聚焦，2012（8）

篇（3）

【基金项目】本文系河南省高等教育教学改革研究省级研究项目（2012SJGLX134）和河南师范大学教学研究基金重点项目（521751）的研究成果。

【中图分类号】Q2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0175-02

一、高校专业课教学的现状

提高教学质量是教育的根本目的，课程是教学的最根本依据和最基本的知识源泉和表达形式[1]。细胞生物学是生命科学领域的基础和前沿学科，是从不同层次上（包括细胞整体、显微、亚显微和分子等层次）研究细胞结构、功能及基本生命活动规律的学科。细胞生物学是当今生命科学发展最为迅速的学科之一，学科的活跃发展为教学提供了日益丰富的内容。但是在高校课程改革的形势下，基础课和专业课的课时在不断的压缩，这就要求教师在有限的课时内，不仅要引导学生建立完整的课程体系，而且要及时补充最新的学科进展，平衡好教学内容和课时缩减之间的矛盾，因此高校专业课教学改革势在必行。

在以细胞生物学为例的专业课调查中发现，学生普遍认为细胞生物学是难度较高的课程，学习起来压力较大，这一方面是由于该学科发展迅速，内容更新快，教材内容多、难度大，尤其是研究层次已经进入分子水平，学科本身具有深奥和抽象的特点，一些涉及细胞功能和调控的实验难以通过学生实验开设，加上该学科研究技术难度提高、对实验设备和操作人员水平的要求严格，无法满足学生亲自操作的要求，所以总的感觉是理论教学和实验教学严重脱节，实验课已经不能起到深化理论课教学的作用；另一方面，对于有进一步深造意愿的学生来说（占我校生命科学学院应届毕业生的95%以上），细胞生物学常常是许多专业研究生入学的必考课程，因而学生对课程的学习要求很高，希望教师在教学中充分考虑重点院校和科研院所考研试题难度的要求，结合考研的要求把理论课讲深讲透，同时也希望通过课堂弥补理论和实验教学之间的断层和缺口，提高自身的考研竞争力，获得更多的深造机会。综上所述，我们认为教材和教学模式的研究对于提高专业课教学质量尤为重要。

二、对专业课教材的思考

以细胞生物学为例，为适应高校课程改革背景学生的需求，首先我们对现有的国内外优秀的细胞生物学教材进行了分析，从以下方面进行了探索和尝试。

1. 教材体系的构建：

专业教育的改革是以课程内容为重点的，教材是教学的重要载体，是学生学习的主要参考书，对学生学习有着深刻影响[2]。笔者认为教材应具备以下特征，首先是科学性和先进性，即与时俱进，及时反映学科发展的最新成果；其次是系统性，即注重知识的衔接和前后呼应，有助于学生学科知识体系的建立；再者是实用性，教材的编写从学生的实际出发，符合学生的求知实际，有助于学生科学素养、探索精神和创新思维的培养；此外，教材还应具有灵活性，即内容编排有弹性，给教师课堂教学留有较大的空间，对学生课外拓展和提高具有一定的指导作用。

教材是对课程标准的一次再创造、再组织。不同版本的教材具有不同的编写体例、切入视角、呈现方式、内容选择及图像系统。通过对国外优秀教材Karp的《cell and molecular biology》（第6版），以及目前国内著名的翟中和主编《细胞生物学》（第3版和第4版）、王金发主编的《细胞生物学》、韩贻仁主编的《分子细胞生物学》等教材的分析，结合课程目标、我校学生的培养方案和一线教师的教学体会，我们对课程结构和内容进行了重新的梳理和整合，本着教师易教、学生易学的指导思想，突出了教材的实用性、前瞻性、系统性和灵活性，将课程内容划分为概述和方法、细胞结构和功能、细胞生活和调控三个模块，以真核细胞结构、功能和调控为主线，将细胞生物学课程内容通过相对独立的11章贯穿起来，构建了一个特色鲜明、简洁清晰的细胞生物学教材体系，该教材已经于2012年8月由科学出版社作为生命科学核心课程系列教材之一出版发行。

2. 教学内容的衔接：

大学生四年系统的专业学习，将形成学生完整的专业知识体系。在教学实践中，我们发现一些进入大四准备考研的同学，甚至是考研面试的同学，并未完成专业课的系统梳理，还未达到融会贯通的境界，所以在专业基础理论的测试中存在不少问题。这些现象也提醒专业课教师，专业课程的开设，既要考虑学生的知识背景，也需要考虑课程设置的合理性和系统性。作为专业课任课教师，是否在教学中忽略了对本课程在专业知识体系中地位的介绍，以及与其他专业课之间联系的铺垫。

以细胞生物学教学为例，该课程在我校大二第二学期开设，在此之前，学生已经系统学习了植物学和动物学，所以在教学中，细胞生物学教学是从植物细胞和动物细胞的结构导入的，在复习旧知识的同时，引导学生从细胞这一层面上认识生物的统一性和多样性，进而导入原核细胞、真核细胞和古核细胞的概念，使学生非常自然的理解细胞生物学和已经学习的植物学、动物学之间的联系，也为学生继续学习微生物学等学科做了铺垫。从学生的认知上看，是以植物细胞和动物细胞的知识基础为起点的，接受起来并不困难，教师需要引导学生认识到细胞生物学是向更深、更广和更精方向的渗透和延伸，专业课之间是相互联系、各有侧重的关系。

3. 教学内容的整合优化：

内容重叠问题是专业课教学中经常遇到的问题，包括许多专业课在内容上存在部分的重叠，例如：关于真核基因表达的内容，在生物化学、分子生物学、分子遗传学和细胞生物学中都有涉及，给授课教师在教学中带来一定困扰。如何解决这一问题，避免各专业课老师都讲，但是都讲得不深不透这一问题呢？从学科特征上分析，细胞生物学侧重在细胞和分子水平上研究细胞结构、功能和调控；分子生物学则是从分子水平入手，研究大分子的结构与功能等生命本质问题；而生物化学则关注大分子的代谢本质。因此，在教学中，对真核基因表达调控部分的讲述在细胞生物学中突出遗传物质的组织、基因表达调控的多层次性，在分子生物学中则侧重于遗传信息遵循中心法则流动的分子机制，在生物化学中则将重点放在生物大分子的结构、功能和代谢的介绍上。

在侧重点的把握上，我们主要遵循两个原则，首先，一些最为基础的内容放在培养方案中最先开设的课程中详细讲解，例如：对生物大分子结构的介绍放在生物化学课程中，对真核生物遗传物质的组织和包装主要在细胞生物学课程中讲解，而遗传物质的复制、转录和翻译的分子机制则是分子生物学课程重点讲解的内容。这样学生在学习的过程中，不断有温故知新、渐入佳境的感觉，无形中也调动了学生的学习的积极性，激发了学生强烈的求知欲望，培养了学生的科学素养和探索精神。其次，要充分考虑学生的认知情况，根据学科特点进行取舍，确定在最适合的课程中讲授，尽量避免学生的知识链产生断层，挫伤学生的学习信心，影响教学进度和效果。

4. 保持教学内容的开放性：

尽管高校在课程的规划与设置上有较大的自，教师在课程设计和教学中也有较大的自主性、灵活性，但在教学实践中，教材与课程的关系处理不当，不仅影响学生的学习热情，而且将影响教学质量的提高。

在细胞生物学教学中，我们一贯重视教学内容的优化和更新问题，从国内外优秀教材中吸取精华，取长补短，结合教师自身的教学实践和体会，充分考虑学生的特点和需求，以易教易学为指导思想，在保证教学内容的基础性、创新性的同时，还贯彻了开放性、可塑性和灵活性，将学科前沿和进展与教学内容有机结合，使学生及时了解学科发展的新成果和趋势，拓宽学生思路，扩展学科知识的空间。例如：与细胞生物学有关的最新诺贝尔奖获得者的成就和对学科的贡献，在相关的章节讲解中都会涉及；在Science，Nature等期刊发表的最新进展也是任课教师考虑补充更新教学内容的来源。所以一些有考研打算的学生虽然在大二已经学习了细胞生物学，但是在大四，他们仍然会旁听细胞生物学课，因为他们了解细胞生物学这门课每年的教学内容都不会完全相同，一些补充更新的内容是他们在学这门课时没有听过的，所以细胞生物学的课堂总是座无虚席。其实，作为细胞生物学任课教师，也能感受到学生对于新知识的渴求。虽说保证教学内容常讲常新需要花费更多的时间备课、制作课件，但是学生从中获益，这样的付出是值得的。

三、对教学模式的思考

教材的主旨在于培养学生自主学习和创新能力，在我国现行课程体系中，细胞生物学是生物学类、医药学类、农学类和林学类本科生一门专业基础课。理论课教学学时在48～54 学时左右，有统计显示，全国仅设有生物科学、生物技术和生物工程三个专业的学科点共500 余个，在校本科生总数近10万人，因此教学需求量大。但是高校专业课教学，大多有重理论轻实验的传统，常常存在理论和实践脱节的问题，在课程建设上，处理好二者之间的关系，也是亟待解决的问题。

鉴于学科的特点，要将细胞生物学许多过于抽象、难于理解的理论讲明白，除了引导学生将理论与生活实际相结合，发挥想象力，使抽象的内容形象化和动态化之外，实验教学也是不容忽视的重要环节。为进一步贯彻《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高[2007]1号）精神[3]，提高高校本科教学质量，推广研究性学习和个性化培养，我们对细胞生物学实验进行了改革，增大了设计性、创新性和综合性实验的比例，降低了验证性实验的份量，学生普遍反映改革后的实验课更加有趣，学生参与的主动性明显提高。同时，我们鼓励学有余力的同学积极参与大学生创新性实验项目，通过以大学生为主体的创新性实验改革，一部分学生得到了科学研究与发明创造的初步训练，学生的创新意识和实践能力增强。一些学生设计的细胞生物学实验不仅获得了大学生创新项目的支持，还获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖，学生的培养质量受到了广泛好评。

参考文献：

[1]刘昌，阎锡海.我国高校生物学专业课程现状及其改革的理论思考，高等理科教育[J]，1995，4：52-57

[2]邹方东，王喜忠.细胞生物学“教师、教材、教法”三位一体课程建设与改革，中国大学教学[J]，2009，1：52-54

篇（4）

关键词:百日草;次生细胞壁;细胞分化;管状分子

管状分子(TraehearyElements，TEs)是维管植物木质部内导管和管胞的总称，皆为长柱状细胞，次生壁木质化，成熟后均缺乏原生质体，其功能是输导水分、矿质元素和机械支持作用。导管和管胞差别是，管胞无穿孔，管胞间壁仅有具缘纹孔，借以实现物质转运;而导管分子间的某些区域具有穿孔，多个导管分子通过末端的穿孔连接形成一个长的管道，即导管，与管胞相比，其输导能力大大增强。管状分子来源于形成层，由形成层细胞经过细胞扩增、次生壁沉积、胞内物质自溶、形成端壁穿孔等步骤而形成。管状分子分化已被作为植物细胞分化的模式系统，在形态结构、生化和分子组成、发育及生理功能上都具有明显的特点，是植物解剖学、发育生物学和细胞生物学的研究热点之一。多年来，各国学者建立了整体实验系统和离体实验系统，对管状分子的形态解剖学、生理学以及分子机制进行了一定的研究。其中，百日草(ZinniaelegansJacq．)叶肉细胞离体培养系统是目前分化效果最好的实验系统，人们利用该系统开创性地研究了离体条件下管状分子分化的基本过程，并对管状分子分化的细胞学、生理学、生物化学和分子生物学进行了卓有成效的研究。笔者拟对30多年来人们利用百日草叶肉细胞离体培养系统的研究成果进行概述，为进一步阐明管状分子分化机制提供基础。

1离体实验系统的建立

因为管状分子形态随着分化进程而发生显著变化，其中包括环纹、螺纹和网纹次生细胞壁(SCW)的形成以及自溶作用。所以，管状分子分化被认为是植物细胞分化的模式系统。然而，大多数早期关于分化的研究，采用的是多细胞系统，这样的系统包含几种作为起始材料的细胞类型，为追踪单个细胞分化过程带来了困难。Kohlenbach和Schmidt发现，以机械法分离的单个百日草叶肉细胞可直接分化为管状分子，这促使Fukuda和Komamine在此基础上，建立了一个有效的、高频分化的实验系统。该系统已被全世界许多实验室广泛应用，有时根据特定情况仅仅对一些细节进行了修改。用液体介质浸渍百日草叶片，研磨后，以小网眼筛过滤，液体介质反复漂洗悬浮液，分离得到单个叶肉细胞。要注意:(1)材料要适当。取幼苗第一对叶，而非成年植物最嫩的叶片。(2)条件要适当。旋转培养转速为10r/min，0．3～0．4mol/L山梨醇调节渗透压，生长调节剂为0．1mg/La-萘乙酸(NAA)和1mg/L6-苄基腺嘌呤(6-BA)，起始细胞浓度为(0．4～3．8)×108细胞/L。这样，几乎30%分离叶肉细胞，在适当的离体培养条件下，可半同步地分化为管状分子。

2细胞学、生理学和生物化学方面的研究

百日草实验系统的建立促进了管状分子分化诸多方面的研究。初步的细胞学和生理学研究表明，细胞分裂不是管状分子分化的前提条件，而一些DNA合成在分化中发挥重要作用;以肌动蛋白依赖的微管重组，限定了次生细胞壁的特有格局;分化过程是动态的，细胞变化表现在次生细胞壁沉积前细胞器数量的增加，次生细胞壁沉积开始不久次生细胞壁木质化启动，原生质体逐渐自溶，初生壁非木质化部分的局部水解，分化过程终止。另外，百日草系统已清晰地证明，管状分子分化受植物激素诸如生长素、细胞分裂素、油菜素内酯、赤霉素、一氧化氮、乙烯、信号肽(例如CLE肽、木质素、植物磺肽素)的调控;另外，大量生化和免疫学研究，揭示了细胞壁成分诸如纤维素、木聚糖、木质素和其他次生壁特有分子的变化，以及自溶过程中的各种事件，诸如蛋白质和核酸的降解等。

3相关基因的鉴定与描述

人们也用分子生物学方法，进一步分析了百日草实验系统中管状分子分化的分子机制。运用同源克隆法(例如，核酸酶ZEN1，肉桂醇脱氢酶和过氧物酶，b-微管蛋白，油菜素内酯合成酶和Rho/RacsmallGTPases)，差示筛选法(例如，分化标记，管状分子分化相关的(TED)2-4(Tra-chearyElementDifferentiation-related(TED)2-4)，果胶裂解酶)，消减杂交法(例如，核糖核酸酶及分化标记、蛋白酶和木质素合成酶)、全面的转录组分析微阵列和cDNA-AFLP，分别鉴定了许多与编码管状分子特定事件相关蛋白质的cDNA，和限定管状分子分化特定阶段的标记蛋白。因为百日草转化方法尚不稳定，所以其分离基因的功能分析受到很大制约(例如，果胶裂解酶ZePel，TED4，过氧物酶ZPO-C)。然而，最近，通过基因枪法和电穿孔转染法，瞬间将基因或双链RNAs导入百日草细胞，成功地描述了其他基因的功能，这可能为管状分子分化相关基因功能的分析提供了有益的线索。

4其他植物的研究

在利用百日草实验系统，研究管状分子分化调控的基础上，建立了拟南芥人工培养细胞的管状分子分化系统，该系统在油菜素内酯调控下，有30%～50%继代细胞分化为管状分子。后续的基因芯片分析表明，多数拟南芥基因在管状分子分化期间特异表达，这些基因包括编码植物特定NAC-do-main转录因子VND1-7的基因家族，借以最终揭示长久以来寻找的管状分子分化的转录开关。在某些植物和人工培养细胞中，VND基因被作为管状分子异常分化的有效诱导物。

5待解决的问题和未来研究展望

管状分子分化百日草叶肉细胞离体实验系统的研究在草本植物中广泛展开。该系统为诱导和促进管状分子分化的研究建立了有效的平台，并获得了一些关键基因和调节因子，初步揭示了管状分子分化的机制，为在单细胞水平上认识细胞分化和转分化途径、分化过程影响因素提供了可能，但复杂、精确的分子机制的构建仍需进一步研究。

(1)管状分子分化具有复杂的时空特异性，调控网络综合而庞大，虽然生长素和细胞分裂素是管状分子分化的基本调节激素，已有学者对2者进行了大量研究并取得一定的成果，但是其他激素诸如赤霉素、乙烯、脱落酸、油菜素内酯等作用效果研究资料极少，所以，植物激素作用机制的研究尚未明确。

(2)管状分子分化是植物细胞凋亡的典型例子，成熟的管状分子丧失了细胞核和细胞内容物，成为死的、中空的管状细胞。目前对管状分子细胞凋亡的信号转导途径知之甚少，需要进一步探索。

(3)以草本植物百日草，甚至拟南芥为材料得到的管状分子分化的初步机制，是否适合木本植物，尚需验证。

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[中图分类号] R735 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2017）01（c）-0054-03

Effect of SIRT6 Gene Silencing on the Proliferation and Apoptosis of Liver Cancer Cells

XIE Ling-lin

Microbiology Teaching and Research Room， Sichuan Nursing Vocational College， Chengdu， Sichuan Province， 610100 China

[Abstract] Objective To discuss the effect of SIRT6 gene silencing on the proliferation？and？apoptosis of liver cancer cells. Methods The SMMC-7721 was constructed and transfected with SIRT6， and SIRT6 mRNA and protein expression levels were tested， and SIRT6 mRNA， protein expression level and apoptosis were tested after culturing the slow-virus infection Huh-7 cells expressing shSIRT6. Results Huh-7 stable cell line of the silencing SIRT6 gene was successfully constructed， in the Huh-7 cells， the inhabitation rate of mRNA expression reached 81.25%， and the SIRT6 protein level was also inhabited， and the apoptosis ratio of Huh-7 cells reached （16.52±2.08）%. Conclusion SIRT6 gene silencing can induce the apoptosis of human hepatoma cells thus inhabiting the proliferation.

[Key words] Hepatocellular carcinoma； SIRT6； Proliferation；Apoptosis

肝细胞癌作为临床上常见的恶性肿瘤，其患病率及病死率一直居高不下，手术是常用的治疗手段，但效果常不尽如人意。探索肝细胞癌的发生发展的内在机制，寻求有效抑制癌细胞增生的新疗法一直是临床研究的重要课题。Sirtuins是存在于哺乳动物基因中的酵母沉默信息调节因子的同源基因，其中，沉默信息调节因子6（silent information regulator 6，SIRT6）具有抗癌作用，而当SIRT6缺失时，细胞则会出现组蛋白H3第56位赖氨酸（histone H3 on lysine 56，H3K56）高度乙酰化，而这是与肿瘤息息相关的一类染色质修饰。此外SIRT6对基因组的稳定性、炎性反应等都有调节作用，这也是其发挥抑癌作用的一个重要方面[1]。该研究以2015年1月―2016年1月来四川护理职业学院附属医院就诊的88例肝癌患者的细胞系为研究对象，旨在探讨SIRT6对肝癌细胞增殖和凋亡的影响，并分析其内在机制，以期为肝癌的临床治疗提供新的思路，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

88例人肝癌细胞系SK-Hep-1、PLC/PRF/5、HepG2、Huh-7均来自2015年1月―2016年1月来四川护理职业学院附属医院就诊的肝癌患者；永生化肝细胞系MIHA购自上海冠导生物工程有限公司；pCMV6-XL5和pCMV6-XL5-XIAP质粒购自Cell Biolabs公司；shSIRT6慢病毒购自GeneChem公司；SIRT6抗体购自Sigma公司；羊抗鼠IgG-HRP和GAPDH抗体购自上海市雅吉生物科技有限公司；羊抗兔IgG-HRP购自北京博尔西科技有限公司；质粒转染试剂购自Roche公司；siRNA转染试剂Lipofectamine 2000购自上海联硕生物科技有限公司；Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒购自南昌乐悠生物科技有限公司；培养基购自Gibco公司；RT-PCR试剂盒购自TAKARA公司。

1.2 细胞培养

在5%CO2，37℃的恒温箱中分别对SK-Hep-1、PLC/PRF/5、HepG2、Huh-7 4细胞系进行培养，并按说明书进行质粒转染及siRNA转染。

1.3 Western blot

收集细胞，洗涤后加入裂解液，离心取上清液，电泳分离蛋白质，转膜后用TBST洗膜，加入包被液，平稳摇动，室温2hr，继续洗膜，加入一抗，4℃放置12hr以上，弃一抗，TBST洗膜，二抗室温2hr，TBST洗膜，加入显色液，避光显色至出现条带时放入双蒸水中终止反应。阴性对照以β-actin作为内参，其余步骤与实验组相同。

1.4 RT-PCR检测

裂解细胞提取RNA，逆转录为cDNA，利用试剂盒进行RT-PCR，以β-actin为内参，每组实验重复3次。

1.5 流式细胞术检测细胞凋亡

SK-Hep-1和Huh-7细胞转染72 h后，洗涤并离心，加入195 μL Annexin-V结合液重悬细胞、6μL Annexin-V、4 μL PI，室温避光孵育20 min，立即进行流式细胞术进行检测。

1.6 统计方法

采用SPSS 20.0统计学软件进行统计分析数据，两组间比较采用配对t检验，以P

2 结果

2.1 SIRT6在肝癌细胞系中的表达

经RT-PCR和Western blot结果显示，SIRT6在4个肝癌细胞系中的mRNA和蛋白质水平较永生化肝细胞系MIHA明显升高，见图1、2。

2.2 慢病毒介导的shRNA对SIRT6的抑制作用

将表达shSIRT6的慢病毒感染Huh-7细胞，构建SIRT6-shRNA-Huh-7稳定细胞系，并采用RT-PCR和Western blot检测SIRT6 mRNA及蛋白质水平。结果表明，在Huh-7细胞中，mRNA表达的抑制率达81.25%；应用Western blot检测Huh-7细胞中SIRT6蛋白质水平，结果显示，其SIRT6蛋白质水平亦受到抑制。

2.3 SIRT6基因沉默可诱导人肝癌细胞凋亡

对感染慢病毒后的Huh-7细胞进行流式细胞术检测。结果显示，Huh-7细胞的凋亡比例为（16.52±2.08）%，提示SIRT6基因沉默可诱导人肝癌细胞凋亡。

3 讨论

随着分子生物学的发展，基因在临床中的应用及潜在价值越来越受到医务工作者的重视[2]。SIRT6是Sirtuin家族的重要成员，最早在酵母等低等生物中发现，随后陆续在高等生物的基因中发现其同源序列。哺乳动物的Sirtuin家族包括7个成员，其中SIRT6在抗衰老及抗癌方面有着重要作用[3]。葡萄糖代谢在肿瘤细胞的生长、增殖中占据重要地位，SIRT6可通过调控胰岛素的信号转导来干预葡萄糖的代谢，进而影响肿瘤细胞的增殖和凋亡[4]。除此之外，SIRT6还可参与基因的损伤修复，在维护正常基因序列的同时，对异变的肿瘤基因起到抑制、杀灭的作用[5]。

关于SIRT6在抗癌中的作用，既往有多位学者做了深入研究。该研究成功构建了沉默SIRT6基因的Huh-7稳定细胞系，在Huh-7细胞中，mRNA表达的抑制率达81.25%，其SIRT6蛋白质水平亦受到抑制；Huh-7细胞的凋亡比例为（16.52±2.08）%。提示SIRT6基因沉默对于肝癌细胞的凋亡有促进作用，这与既往相关学者的研究结果相一致。周洪钟等[6]将表达shSIRT6-1、shSIRT6-2的慢病毒分别感染SK-Hep-1和Huh-7细胞，结果显示，SK-Hep-1细胞中shSIRT6-1和shSIRT6-2组的细胞凋亡比例分别为（20.5±2.64）%和（18.4±2.1）%；Huh-7细胞中shSIRT6-1和shSIRT6-2M的细胞凋亡比例分别为（17.4±2）%和（21.93±2.45）%，提示SIRT6基因沉默可诱导人肝癌细胞凋亡。SIRT6可通过p53、p73和ATM信号通路及影响ADP-核糖基转移酶活性促进肿瘤细胞的凋亡。但亦有学者提出不同观点，刘妙娜等[7]的研究证实，SIRT6在HepG2肝癌细胞株过度表达具有较为明显的抗肿瘤作用，该作用在诱导细胞凋亡的基础上，抑制ERK1/2信号通路。同时，SIRT6过度表达能够降低HepG2肝癌细胞ROS水平[8-9]。因而在关于SIRT6的具体抗癌机制及临床应用方面还需进一步探索。

4 结语

SIRT6基因沉默在促进肝癌细胞凋亡，抑制其增殖方面效果显著。但是，其具体的作用机制尚未研究透彻，操作手段目前发展尚不成熟，有待于进一步深入研究。此外，关于SIRT6在肿瘤治疗中的具体作用尚有争议，其双重作用可能有组织、因子分布乃至肿瘤分型及发展阶段等息息相关，这些都需要科研人员及临床工作者的进一步探索。

[参考文献]

[1] 邢荣春，郑军.肝细胞癌基因靶向治疗新进展[J].实用肿瘤杂志，2016，31（3）：285-288.

[2] 马澜婧，马玉帛，张松，等.SIRT6与肿瘤关系的研究进展[J].临床肿瘤学杂志，2015，20（8）：745-749.

[3] 张智高.SIRT6在原发性肝癌中的表达变化及其抑瘤机制的研究[D].济南：山东大学，2014.

[4] 肖元元，王倩倩，毛月芹，等.Exendin-4对游离脂肪酸诱导肝细胞sirt6表达及其对糖异生作用的影响[J].医学研究杂志，2015，44（1）：39-43.

[5] 周洪钟，陶娜娜，陈祥，等.SIRT6基因沉默对裸鼠异位移植人肝癌细胞增殖和凋亡的影响[J].中国细胞生物学学报，2016，38（7）：821-828.

[6] 周洪钟，陶娜娜，陈祥，等.SIRT6基因沉默对人肝癌细胞凋亡的影响及其机制研究[J].中国细胞生物学学报，2016，38（4）：389-396.

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0056-02

微生物学如今已经成为生命科学类大学生必须学习、掌握的基础课之一，它的主要任务是使学生系统掌握微生物学基础知识、理论和实践操作技能[1]。要提高该课程的教学质量，应紧密跟踪国际最新前沿，选用和参考国内外优秀教材及研究工具书，从教材建设、课程内容、教学方法等方面进行改革，使课程紧跟学科发展的步伐，使学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术。本文以生物工程专业为例，从教学内容、教学方法等方面对《微生物学》课程教学改革进行探讨和思考。

一、教学内容的改革

（一）教材的选择

目前，国内微生物课程有关的教材，其主要内容包括微生物的形态、细胞结构和功能、营养、生长与控制等[2]。考虑到学生已有的知识基础，确定选用高等教育出版社出版的《微生物学》（第二版）这本书作为教材。这本书章节分类明确，内容全面，措辞严谨，重点、难点突出，且有助于内容选择和安排，因此可较好满足理论教学要求。此外，由Pearson Education Inc.出版、Michael T. Madigan等编写的《Brock's Biology of Microorganism 13ed》一书，则作为本课程的主要参考书，该参考书信息量十分丰富全面，知识概念严谨，而且有诸多国内其他同类教材所不具备的彩图多幅，展现了微生物学的诱人前景，引导学生投身微生物学领域的研究，是一部不可多得的优良工具书。

（二）优化重点，避免重复

在教学中，应根据选定教材的特点和各个章节内容的难易程度，合理分配不同章节的学时数。对在别的课程中涉及到的内容尽量少讲或者不讲，如《生物化学》、《细胞生物学》和《基因工程》课程中涉及的部分内容可以不讲，以便重点突出的安排教学内容。

例如，微生物包含了原核微生物、真核微生物和病毒三类，在讲到微生物的细胞结构与功能一章，由于同期开设的《细胞生物学》课程详细介绍了真核细胞结构，所以在微生物学课程重点讲述原核细胞，真核细胞结构只讲代表性微生物如酵母、霉菌的细胞形态。再如讲到微生物的代谢一章，由于《生物化学》课程会讲到通用的生物代谢途径，如氨基酸、核苷酸和糖类的合成途径，这些生化代谢在微生物学课程里就不重复介绍了，而重点介绍各种在微生物中独具或占主导地位的分解或合成途径，解释其重要的生理功能，引导出各种微生物工业发酵的产品。还比如，讲到微生物基因表达调控和微生物与基因工程这两章，由于这两章内容实际应是《基因工程原理》和《基因表达调控》课程的主要内容，所以在本课程中也不宜作过细的介绍，而应该重点描述微生物在基因工程研究过程中起到的重要作用，使学生明确基因工程的发生发展是离不开微生物的。在讲基因表达调控时，应重点放在原核微生物转录水平的调控，突出微生物学课程的特色和重点。

（三）科学安排

绪论是第一章，万事开头难，先讲好绪论十分关键。绪论概述了微生物的定义、发展历程、对人类的影响及发展趋势等内容。讲授中以人物和事件为主线，介绍微生物学发展的重要历史阶段、关键人物以及微生物在各个生产领域中的应用，激发学生对课程的学习兴趣。例如，通过介绍列文虎克给英女王看显微镜的故事、巴斯德研究蚕病和制备疫苗的故事以及柯赫、弗莱明的主要贡献等内容，使学生在理解微生物学发展历程的同时，直观的感受前人认真观察和持之以恒的科学精神。人类目前仍然面对着多种细菌和病毒为病原体的传染病威胁，另外环境污染物的生物降解、沼气氢气等新能源的开发问题，也都与微生物密切相关。阐述以上内容，可使学生明确微生物与人类的密切相关性以及人类认识并改造微生物进而为社会服务的实践过程，从而端正学习态度，树立坚定的目标，积极投入到之后的微生物学课程学习中。

绪论之后进入微生物学各专题的分章介绍，根据讲授内容的丰富程度、知识难易程度，应该有学时分配上的差异。结构与功能、代谢、生长与控制、病毒、生态进化和物种多样性这几章，描述性内容较多，概念名词丰富，应采用图片和动画插放的多媒体教学方式，使学生有直观的感性认识，便于他们记忆;遗传、基因表达调控和基因工程这三章，涉及到较多分子遗传学的知识，且与其他章节的衔接性不大，讲授时应该与教材上的章节排列顺序有所区别。例如，可以将这三章内容放在进化和物种多样性一章结束后再讲，这样会使知识衔接更好，同时也使学习的难易程度由容易逐渐过渡到难，符合学生掌握知识过程的客观规律。

二、教学方法的改革

（一）充分利用多媒体

微生物学课程涉及大量微生物形态和结构的介绍，以及较复杂的代谢反应流程。传统的教学方法以文字讲授为主，辅以十分有限且质量较差的图片资料，教学效果不理想[3]。因此，在教学过程中合理使用多媒体工具，把抽象性的教学内容转变为生动形象的感性素材来提高教学质量，是十分必要的。我们的教学实践表明，多媒体教学这一直观、准确、丰富、生动的教学方式，在扩大了教学内容信息量、避免乏味的照本宣科的同时，从根本上提高了学生的听课效率和课后的学习兴趣。

多媒体教学的另一大优势是电子教案可以瞬时拷贝，这个优点可促使学生上课时专心听讲，以免发生因做笔记而漏听或漏记了上课内容的情形。而且现成的教案相比学生自行记录的笔记内容而言，有知识的准确率高和字体的清晰度好等优点。因此，多媒体教学最大限度地突破了传统教学的束缚，在提高教学质量、减轻学生的学习压力和突出学生的人本效应等方面起了十分重要的作用。

（二）开展课堂讨论

为了克服学生上课开小差不专心听讲的常见缺点，充分调动学生主观能动性的同时并活跃课堂的教学气氛，在课堂上可安排数次短时间的讨论。因为讨论促使学生主动思考，通过活跃的听力和口语交流，提高其分析和解决问题的能力[4]。讨论的形式是由老师课前布置习题，学生查阅资料完成作业，教师批改作业之后，根据回答内容进行分类，然后在下一次课的开始将作业题的几个不同答案在课堂上进行讨论，使每个学生都能参与其中，然后最后由教师对正确答案进行讲解。课后学生们反映这种上课形式好，既提高了学习兴趣，又加深了对知识点的理解。

（三）考核方式的多元化

将学生的课程最终成绩分为平时成绩和期末成绩。在计算最终成绩时，期末成绩占总成绩的80%，平时成绩占20%。期末成绩指考试的卷面成绩，平时成绩里面，平时作业占50分，学习交流（包括课堂问答、个别交流、参与讨论）占30分，课程学习笔记20分。通过考核方式的多样化，使学生成绩评定更为客观准确，也提高了学生各方面学习的综合素质。

（四）将自己的科研成果融于课堂，提升个人素质

笔者在讲授微生物学课程的同时，课余时间一直从事环境微生物学方面的科学研究，因此对当前微生物学研究的国际前沿或多或少有所了解。生命科学被誉为21世纪的领头学科，其科学研究的发展日新月异。将相关领域的国内外研究进展引入到课堂相关知识讲授的过程中，可以使青年学生及时了解知识的更新程度和全面、重要程度，对提高学生的听课积极性和学习甚至研究的主观能动性，也是十分有帮助的。例如，在讲授细菌S层的结构时，结合自己分离菌株的电镜照片、相关功能基因克隆以及在大肠杆菌中异源表达，使学生对该结构的重要性和在技术领域的应用潜力有一个很全面的了解;在讲授氨基酸的合成代谢时，结合自身研究的谷氨酰胺合成酶基因克隆和转基因植物的生化分析，了解各种氨基酸合成和运输过程，以及它们在微生物体内的代谢路径;讲授微生物的多样性时，引入笔者研究过的沼气池样本产甲烷古菌的群落结构和多样性分析，明确这类古生菌在自然界的分布及其在自然生态系统中所起的重要生物学功能。除了教学方法的改革外，同时加强自身的思想修养和职业道德修养，提升教师的各方面素质也不可忽视。不仅在教学过程中要激发学生的学习兴趣以取得最优的教学效果，还要做到多与学生交流，及时了解学生的正确想法和思想上的困惑，鼓励学生热爱学习，酿造和培育大学课堂上教师与学生生动活泼、互相促进的良好氛围。

三、结语

当前世界已处于信息化时代，知识的更新快、信息量大。这改变了人们传统的学习方式，也对大学微生物学的课程教学产生了深刻影响。因此，必须改革传统的教学内容和手段，建立新的教学理念。在更新教学内容的同时，应重点培养学生掌握科学的方法、自身创新能力和个人综合素质。微生物学的发展日新月异，教学改革势在必行，这既是培养创新人才的需要，也是现代社会对高等教育人才的时代需要，是每个教育工作者的职责所在。在教学过程中，只有把知识传授和能力培养有机地结合起来，同时提高教学效果，才能使学生成为适应未来实际发展需要的高技术、创新型人才。

参考文献：

[1]沈萍，陈向东.微生物学复兴的机遇、挑战和趋势[J].微生物学报，2010，50（1）：1-6.

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中图分类号Q94　文献标识码A　文章编号1634-6708(2010)28-0113-01

植物的生活周期中,受精与有性生殖联系恒定不变,受精是植物亲代与子代联系的桥梁,在发育和遗传中具有重要作用:激活卵细胞,启动胚胎发生;实现由配子体向孢子体、由单倍体向二倍体之间的世代转换;实现双亲遗传物质的结合。受精是一系列精巧有序的发育事态,是十分复杂的自然过程。被子植物受精作用依赖于单倍体雄配子和雌配子的有序发生和彼此融合。雌雄配子分别是由雄配子体(花粉)和雌配子体(胚囊)产生的。被子植物受精又具有独特的双受精特点。在双受精过程中,一个雄配子与卵细胞融合产生胚,另一个雄配子与中央细胞的极核融合产生胚乳,胚乳提供胚发育所必需的营养物质。

花粉实际上是小孢子和雄配子体的统称。花粉发育的早期阶段为小孢子,小孢子由小孢子母细胞减数分裂而来,是单细胞结构,只有一个细胞核,常称之为单核花粉。小孢子经过有丝分裂第一次产生一个营养细胞和一个生殖细胞,此时进入雄配子体阶段。早期的雄配子体常被称为双核花粉。三细胞花粉在成熟时,生殖细胞分裂成两个精细胞(雄配子),二细胞花粉在进入花粉管内生殖细胞才会分裂形成两个。花粉发育过程中经历复杂的细胞学变化。如在小孢子母细胞减数分裂阶段,发生细胞质改组;在小孢子发育阶段,发生胼胝质壁的降解,液泡的增大,细胞质和核的极性分布;在雄配子发育阶段,发生生殖细胞的位移和营养物质的积累;在小孢子形成后,孢子逐渐沉积壁物质,包括多糖的内壁和孢粉素的外壁。这些细胞学的变化,涉及一系列的基因表达,近十年对花粉的研究已经分离和克隆了数十种花粉特异表达的eDNA基因,特别是从中找到一些在不同时期花药和花粉异表达的启动子。雄配子体由花粉萌发的花粉管运送到受精靶区以实现受精。花粉管的生长,花粉管细胞质环流,细胞器的运动,营养核和生殖细胞或精细胞的移动,生殖细胞的分裂都与花粉管内的细胞骨架系统活动有密切的关系。被子植物花粉和花粉管的细胞骨架主要由微丝和微管组成,缺乏是否存在中间纤维的证据。在干花粉中检测不到微管但可以检测到微丝的存在。水台花粉中,微丝微管都存在,在水合之后微丝微管的结构会出现明显的变化。花粉管内的微丝和微管并列分布。在生殖一精细胞(GSP)中。有大量微管的存在,是否普遍存在微丝还有争论。

胚囊(雌配子体)的发育分为两个连续的阶段,大孢子发生:从大孢子母细胞减数分裂,到大孢子的成熟;雌配子体发生:从大孢子经过三次有丝分裂细胞化,到雌配子体成熟。成熟的胚囊有13种类型,在被子植物中最普遍的是蓼型胚囊,典型的七细胞八核胚囊结构。雌性生殖单位是由卵细胞,两个助细胞和中央细胞组成的。它是一个结构单位,主要完成接收花粉管,引导花粉管释放到雌配子体的接收部分,实现雌雄配子的融合的功能。胚囊中的细胞骨架的主要成分是微丝和微管。细胞骨架在胚囊发育中起重要的作用:参与胚囊形态发生,细胞分裂、细胞器的运动。核定位与固定、核分裂,细胞形态的决定,细胞质流的产生,细胞的生长,细胞壁的形成等过程。

被子植物的受精作用从花粉落到柱头上开始。花粉在萌发前先要粘附到柱头上吸水、萌发、然后在引导组织中生长,最后进入胚珠的珠孔。表现正常可育的雌雄同花植物,自花授粉不能产生种子。这种种内不亲和性存在于半数以上的被子植物中。自交不亲和机制是一种信号传导系统的信号传导,涉及大量分子间相互作用和受其他遗传位点的影响。在受精的整个过程中钙信号都参与调控。许多实验证明,花粉管尖端是钙集中分布的区域,尤其在花粉管尖端有高度精巧的游离钙的动态平衡,打破这种平衡,花粉管的生长将受到抑制。在胚囊的助细胞中高含量的钙与助细胞的退化有关。受精后,进入卵细胞会诱导卵细胞内游离钙的瞬间升高,形成各种形式的钙波。钙在整个受精过程都起重要的作用。精细胞与卵细胞表面的糖蛋白在配子识别间起作用,精、卵细胞膜表面有很多种凝集素受体。关于被子植物配子识别有两种假说,随机假说和特异受体假说。雌雄配子通过膜的融合合为一体,膜的融合开始于膜的一个位点,然后多个位点融合,最后融合的膜逐渐崩解。有两种公认的细胞膜融合模型:钙离子介导膜融合模型和类病毒融合蛋白介导的膜融合类型。在膜融合的过程中,精细胞质体随物种的不同,可能进入卵细胞也可能被排除。被子植物质体遗传的基本方式包括单亲母系质体遗传,双亲质体遗传和单亲父系质体遗传。膜融合后,核融合开始。根据在核配合过程中,雌雄配子核DNA所处时期不同,可以把核配合分为G1期核配合,s期核配合和G2期核配合。所形成初期合子的DNA含量分别为2c、4c、4c。配子核细胞周期处于同步状态是配子核融合和合子正常发育的先决条件。

离体受精的三项技术基础为:配子分离,单对配子融合与人工合子培养。配子分离,分离与雌雄配子相关的细胞,包括花粉原生质体、脱外壁花粉,生殖细胞与精细胞,胚囊、卵细胞、合子、中央细胞的分离。体外的精卵融合共有四种融合技术:微电融合、高钙一高PH值介导融合、一般钙条件下的融合和PEG诱导融合。离体合子经微室饲养法、微滴饲养法或琼脂糖滴饲养法培养可以发育成植株。饲养时要加入各种外源激素,同时要注意渗透压对合子离体发育的影响。人工合子培养成功只限于禾本科植物,双子叶植物仅在烟草中开展了合子的培养试验。对离体系统雌雄配子形态、体积,膜表面特点,融合过程中的膜重组方式,卵细胞对多精人卵的反应,融合对胞质活动的影响,合子中胞质重组,雄核在雌性细胞中的迁移,核融合的时间进程和生活状态,精卵融合的亲和性等细胞学事态的研究。

被子植物生殖在细胞生物学方面采用超微结构为主的观察方法,揭示了雄性生殖单位、二型性、偏向受精等现象、配子体及配子骨架的分布规律,融合时雄配子的状态及细胞质的参与方式。在生理及生物化学方面采用了分子生物学技术,研究花粉发育、花粉与雌蕊组织间的识别反应、配子间的识别反应的分子生物学基础。

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1 衰老概念的研究

衰老又称老化，通常是指在正常状况下生物发育成熟后，随年龄增加，自身机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，结构、功能逐步退行性变，趋向死亡，不可逆转的现象［1］。是生物体细胞、组织、器官在结构及功能上表现出的种种退化。疾病或异常因素可引起病理性衰老（pathological senility），使上述现象提早出现。

衰老又可分为生理性衰老（physiological senility）及病理性衰老两类，生理性衰老是指生物体自成熟期开始，随增龄发生的、受遗传因素影响的、渐进的全身复杂的形态结构与生理功能不可逆的退行性变化，也称正常衰老。病理性衰老是指由于疾病或异常因素，所导致的衰老加速，也称异常衰老［2］。

近年来中医学主要认为衰老是由阴阳失调、脏腑虚衰、精气神亏耗所致，多从肾虚衰老学说、脾胃虚弱衰老学说、津液不足衰老学说、肾虚血瘀衰老学说、气虚血瘀衰老学说、脾肾两虚夹瘀衰老学说、多脏器虚损与气滞血瘀痰浊衰老学说进行了机理解释和证候的归类，但至今未形成统一的中医衰老概念，值得特别关注和研究。

2 衰老生物学标志的研究

由于衰老的变化是多种因素联合作用的结果，包括先天性的遗传因素和后天性的环境因素，因而存在着显著的个体差异。同龄个体衰老程度因人而异，反映人的实际衰老程度除了日历年龄外，还有“生物学年龄（或生理学年龄）”，人的生物学年龄可根据其生理和解剖状态进行估算，表示其组织结构和生理功能的实际衰老程度［3］。 Mooradian等将衰老的生物学标志的标准概括如下：（1）该标志与年龄有定量关系，相关性愈强，灵敏度愈高；（2）该标志不因疾病而改变；（3）该标志不因代谢或营养变化而变化；（4）影响衰老进程的因素亦能影响该标志；（5）永生化细胞中不存在该标志的变化。使用衰老生物学标志进行分组，可避免因同龄实验动物老化程度不同造成的误差，解决按日历年龄无法解决的“未老先衰”和“老而不衰”问题。目前已发现某些细胞水平及分子水平的衰老生物学标志，染色体端区长度可作为人类细胞的生物学年龄标志，是人类细胞的计时器。但已知的标志尚不能完全满足所有标准［4］。

3 衰老机理的研究

3．1 衰老机理的中医研究 对衰老机理的研究，以虚立论者很多，其中有肾虚致衰学说、有脾虚致衰学说、有脾肾虚损致衰学说等［5］。根据中医整体观念和五脏相关理论，应强调五脏虚损是衰老的主要基础。传统的中医理论认为衰老的机理有如下几种。

3．1．1 精气神衰老学说 中医认为精、气、神三者的状态标志着一个人的健康，如三者虚衰，则是衰老的征象。《太平经》提出“精、气、神”是支配着人体生命的三大元素。历代医家又对此进行不断充实发挥，丰富了学说内容。《黄帝内经素问集注》说:“神气血脉，皆生于精，故精乃生身之本，能藏其精，则血气内固，邪不外侵。”可见历代医家对人体的精、气、神非常重视，精充、气足、神旺即是健康的标志，如精亏、气虚、神萎则是衰老的征象，从精、气、神三方面的表现，完全可以反映出人体衰老的程度。

3．1．2 肾虚衰老学说 肾虚衰老学说在衰老机理的研究中受到普遍认同，肾为先天之本，人体生长、发育、衰老以至死亡的过程就是肾气逐渐充实、隆盛、衰少乃至衰竭的过程。人体生长壮老的过程，以及寿命的长短，很大程度上决定于肾中精气的盛衰。中医认为：肾藏精，主生长发育与生殖。肾所藏的精包括先天之精和后天之精，先天之精禀受于父母的生殖之精，所以称肾为“先天之本”，后天之精指脾胃运化而生成的水谷精气和脏腑所化生的精气。肾主骨生髓，髓养骨，髓少不能充养骨骼，会致骨质疏松，脑为髓之海，髓海空虚，会出现眩晕及老年痴呆，腰为肾之府，齿为骨之余，肾外荣于发，开窍于耳和二阴。以上齿、骨、发的生长状况及听力等是肾气盛衰在体表的表现，是判断机体生长发育状况和衰老程度的客观标志。

3．1．3 脾胃虚弱衰老学说 脾胃为后天之本，为气血生化之源。脾胃在人体活动中起着升降枢纽的作用，肾中的先天精气也依赖于脾胃化生的后天水谷精微的充养。李东垣在《脾胃论》中谓脾胃是化生元气的本源，脾胃损伤必然导致元气不足，而产生各种病变，提出“诸病从脾胃而生”，脾虚则“气促憔悴”、“血气虚弱”等观点，认为脾胃虚弱是导致衰老发生的主要原因。

3．1．4 阴阳衰老学说 《素问·生气通天论》“阴平阳秘，精神乃治;阴阳离决，精气乃绝”。中医学认为阴阳之间的变化是一切事物运动变化的根据，同时也是生命生长、发育、衰老以至死亡的根本原因。机体衰老的过程也就是阴阳失去平衡，出现偏盛偏衰或阴阳两虚的结果。若进一步发展，阴阳不能相互为用而分离，人的生命活动也就停止了。

3．1．5 瘀血衰老学说 《素问》谓:“使道闭塞不通……以此养生则殃。”“使道”即血脉，明确指出血脉不通有碍养生长寿。瘀血产生后，气血运行受阻，脏腑得不到正常濡养，气化功能受损;同时代谢产物不能排泄，堆积体内，毒害机体，从而形成恶性循环，加速衰老［6］。另外尚有肾虚血瘀衰老学说、气虚血瘀衰老学说、脾肾两虚夹瘀衰老学说、多脏器虚损与气滞血瘀痰浊衰老学说，虚实夹杂多因素致老说日益引起关注，值得关注和进一步研究。

综上可见各家对衰老的认识不尽相同，但正是百家争鸣，才促进中医对衰老的逐渐深层认识；也正是各种学说的相互渗透，相互补充，才形成较完整的中医衰老理论体系。

3．2 衰老机理的现代医学研究 随着生物技术、分子生物学和现代医学的发展，人们对衰老有了深层次的认识，主要从整体水平、器官水平以及细胞水平和分子水平对衰老的机理进行研究。

3．2．1 衰老机理的整体水平和器官水平的研究 衰老机理的研究始于整体水平和器官水平，这是开展细胞水平、分子水平研究的基础。衰老机理的整体水平和器官水平研究，主要表现在形态和功能两个方面。形态变化是细胞、组织、器官退行性改变引起的，在逐步衰老过程中，细胞凋亡或坏死导致数量减少，脏器萎缩、变性，组织弹性减低等，从而引起多种生理功能逐渐减退，通常称之为Shock定律。但是，由于各种脏器自身特异性不同，因而功能减退的程度不尽一致；又因个体具有不同的综合功能，所以衰老常以复杂的形式表现出来，这就是生理性衰老的特征。随着年龄的继续增长，老年人的内环境可能处于“失衡”的边缘，某些组织、器官、系统的结构与功能发生特异性变化，就可能引起老年性疾病，这就是病理性衰老。但是，生理性衰老和病理性衰老只具有理论意义，实际上很难区别开来，两者往往同时存在，互相影响，互相促进，从而加速了衰老的进程［7］。 20世纪80年代前，技术与手段所限，国际上从器官水平、整体水平研究衰老机理多年，但成果寥寥。所举学说繁多：基因控制说、自由基损伤说、代谢产物交联说、体细胞突变说、差错积累说、免疫紊乱说等不下数百种，各有千秋，众说纷纭，莫衷一是。

3．2．2 衰老机理的细胞水平和分子水平的研究

3．2．2．1 遗传基因与衰老 20世纪后期“一切生物学关键问题必须在细胞中寻找”几乎成为生物学家的共识。细胞是生物体的基本单位，也是生物衰老的基本单位。细胞衰老时细胞体积增大，不均一性增加，染色体畸变及溶酶体增多，细胞的增殖能力减退，甚至完全停滞，使功能细胞难以更新，脏器萎缩，机能衰退。生长停滞是细胞衰老的突出表现，也是引起生物衰老诸因素中重要一环。同时，DNA损伤修复能力下降。

随着对衰老的研究，焦点逐渐集中于细胞衰老时的基因表达变化上。目前，基因确可影响生物的衰老及寿限，已经为大量的研究所证明。衰老并非由单一基因所决定，而是一连串基因激活和阻抑，及其通过各种自产物相互作用的结果。基因控制理论中又包括程序性衰老、基因组的不稳定性与衰老、基因表达与衰老等几种理论。程序性衰老理论认为衰老是在基因控制下的一系列连续发生的事件。有人把衰老调控相关的一些基因作为支持程序性衰老的证据，但是在严格意义上说，这些基因并没有组成一个衰老的程序。与衰老的程序化理论相反，基因组的不稳定性理论认为真核细胞基因的随机改变是引起衰老的原因，包括微小的改变即所谓的体细胞突变理论，以及与年龄相关的大规模的DNA重组。基因表达是细胞活动中的一个基本过程，它的改变对细胞结构和功能有显著的影响，在生物体内的不同发育阶段（包括分化、生长、成熟、衰老）都被精细协调的基因表达所控制。基因表达理论认为衰老是与热激蛋白转录因子（HSF）三聚化失败、迁移、磷酸化、脱磷酸化失败、HSF与DNA结合下降导致的翻译后修饰失败、HSF mRNA成熟和翻译有关［8］。

转贴于

据报道：人的1，4，7号与X染色体各自存在着与衰老相关的基因。经研究，动物种系之间极大的寿命差异是由于某些所谓的衰老基因的调控在起作用，现在已经实验确定的与衰老和长寿有关的基因达10多种，分别是：age-1、ras2p、lag-1、lac-1、daf-2、daf-16、daf-23、clk-1、spe-26、gro-1等。1997年在人的4号染色体上发现一个基因，将其添加入癌细胞时，可以将增殖的细胞转变成衰老细胞，而该基因突变则可以导致细胞的永生化，在4号染色体的一个小片段上发现一个称作死亡因子-4的基因，该基因的缺失可以导致细胞永生化，而这种永生化被导入的正常基因所纠正［9］。 Wemer早老综合征是一种隐性遗传疾病，是典型的病理性衰老，现已证明该综合征是位于8号染色体短臂的一种DNA解旋酶（helicase）基因突变所致。此酶有1432个氨基酸残基组成，酶基因位于8好染色体短臂，称为wrn基因（1996），可以影响DNA复制与转录［10］。 P21（又称WAFI或CIPI）的转录产物在衰老细胞中较年轻细胞增高，相应P21蛋白含量也升高，并且在年轻细胞中P21过量表达会抑制细胞周期的进程，提示P21基因是衰老基因［11］。而抑癌基因P53可通过调控P21基因的表达，从而间接抑制细胞周期的进程。我国学者发现人类细胞衰老过程中，9号染色体短臂的p16基因与染色体端区的长度是细胞衰老遗传控制程序中的重要环节，可影响细胞寿命和端粒长度，抑制p16的表达，细胞寿命延长，端粒长度缩短减慢；增加p16表达，细胞寿命缩短，端粒长度缩短加快［12，13］。将P16cDNA重组载体导入人正常成纤维细胞，可引起生长减慢，非醇糖基化加剧，衰老相关β半乳糖苷酶活性显现，端粒缩短等衰老现象。导入反义重组体，可使细胞延年益寿，延缓衰老。

研究表明，将激活的癌基因导入正常细胞可促发防卫反应，阻止细胞增殖。有些致癌基因一方面可以触发细胞凋亡，另一方面可以激活Ras基因，触发永久的不可逆的增殖阻滞，导致细胞衰老死亡［14，15］。

总之，目前对某些老年病相关基因虽然有所了解，但要确定人类长寿基因或衰老基因为时尚早。衰老相关基因绝非一种，有可能是一个基因群。犹如肿瘤发病过程中癌基因与抑癌基因，凋亡过程中促凋亡基因与抑凋亡基因相互制约一样，衰老相关基因亦应有正负之分，“长寿基因”与“衰老基因”之间，既有联系、又相制约。鉴于目前尚未获得国际上公认的人类正常衰老相关基因，因而寻找此类基因的工作，任重道远，需要多角度、多途径进行探索。

3．2．2．2 免疫系统与衰老 免疫系统是体内保卫自身的第一道屏障。抗体生成能力强者患癌率低，寿命较长。在衰老的过程中，免疫系统的功能下降，如T细胞对有丝分裂原的反应下降和对感染性疾病的抵抗力下降，合成高亲和性IgG和IgA的能力不成比例丢失;自体免疫功能增强，如血清中的自体抗体增加。老年期免疫调节机能低下，有可能增加某些老年病的发病率［16］。对长寿老人的研究资料表明，T细胞增殖能力强，B细胞数量多，CD8细胞/CD4细胞比值小的老人，寿命较长。Takata等认为人类白细胞抗原（HLA）型与寿命相关。国内的研究认为A9与长寿相关，A30、C6、C7和C30与长寿负相关。

3．2．2．3 自由基与衰老 20世纪60年代中期英国学者Harman首先提出的自由基学说（free radicle throry）是具有代表性的衰老学说之一。自由基是指带有未配对电子的粒子，化学性质极为活泼，易对机体产生迅速而强烈的损伤。自由基的种类繁多，其中以·O-2和·OH等活性氧簇自由基（ROS）最为重要。自由基在机体内有很强的氧化反应能力，并且易产生连锁反应，最易与细胞膜中的不饱和脂肪酸作用，形成脂质自由基，对生物膜类脂结构破坏性极大，自由基还可直接或间接氧化蛋白质，并且可以使蛋白质生物合成的量下降，尤其是自由基可与DNA、RNA反应，引起主键断裂、碱基降解、氢键破坏、发生基因突变、细胞老化，导致机体衰老疾病的发生。经典的自由基-衰老学说认为自由基直接引发的自由基反应是衰老机制的基础，但近年的研究认为自由基反应产生的中间产物对细胞的损伤在衰老机制中扮演着更重要的角色。因为活泼的自由基是短寿命基团，自由基直接引发的自由基反应不能在细胞内传播，不能损伤远距离的细胞成分，故不能解释自由基引起的持续而广泛的损伤。而自由基反应产生的醛、酮结构中间产物如丙烯醛、4-羟基壬烯醛、丙二醛等羰基化合物，化学性质活泼，可在细胞内广泛扩散，引起细胞成分继发性损伤［17］。

既往这一学说在衰老的理论研究中具有重要的地位。但是近年来，持支持和反对的实验结果都大量存在，因此，自由基引起衰老的证据还有待深入研究。

3．2．2．4 端粒、端粒酶与衰老 端粒是真核生物细胞线性染色体末端的特殊结构。随着细胞的连续分裂，端粒逐渐缩短，细胞老化并丧失繁殖能力而死亡。端粒的长度、结构、功能与机体衰老及癌症的表型等密切相关，在某些情况下，端粒可影响细胞核内基因的表达。它由许多简单重复序列和蛋白质组成，人的端粒由许多简单重复序列（TTAGGG）和结合蛋白质组成。端粒具有保护染色体末端，维持染色体结构的稳定与完整，避免其发生融合、降解、重组等变化，防止DNA复制时末端丢失变短的功能。DNA复制时，由于DNA的不完全复制使DNA末端少量丢失，而端粒酶会重新加上这些丢失的重复TTAGGG序列。人类端粒酶基因定位5p15.33，其编码了1 132个氨基酸的多肤，是核糖蛋白，其功能是以RNA为模板的逆转录酶，通过识别端粒末端引物，合成多个末端引物序列加到染色体3’端，所以端粒酶起到端粒再生的作用［18］。

3．2．2．5 线粒体DNA与衰老 呼吸链反应是产生自由基的重要来源，线粒体在活细胞内产生90%的自由基，同时也是自由基损伤的重要目标。尤其是线粒体DNA （mtDNA）裸露，无组蛋白保护，并且修复校正系统功能较差，因此mtDNA比核 内 DNA 更易产生突变。自由基对mtDNA造成的突变积累到一定程度，会导致mtDNA重要功能的丧失。许多资料证明mtDNA突变随年龄增高而积累，饮食限制可以降低线粒体DNA的突变发生率。mtDNA的突变与衰老、心肌缺血、老年心衰等老年性疾病的发生有密切关联。自由基还可通过氧化心肌磷脂 （cardiolipin）而影响线粒体电子传递链复合体1的活性，从而破坏线粒体的功能［19］。

4 总结与讨论

人体衰老过程是人体内部环境各因素间、人体与外环境各因素间在生命活动的过程中不断相互作用、相互影响的综合性结果，衰老原因是多方面的，衰老的机理也是极为复杂的。到目前为止，有关衰老机理的理论还有很多，如中毒学说、伤害学说、生物钟学说、微量元素衰老学说等等，都有其一定的实验基础，但都是从一个侧面来解释衰老这一复杂现象，有其局限性，还没有哪个理论可以全面地解释衰老的全过程。所以，在以后的研究中必须注意以下几个关系。

4.1 分析与整体 生物体的衰老过程，包含了整体衰老、器官衰老、细胞衰老，乃至生物大分子的衰老。对衰老机制的深入研究，离不开分子生物学与细胞生物学。新技术是推进科学发展的原动力，现代技术和理念虽然重要，但是分子与细胞究竟只是整体的一部分。分析与综合，分子与细胞，细胞与器官，器官与整体，必须相辅相成。以综合为目的的分析，以分析为基础的综合，方不致偏废。分析的同时，不忘综合;研究分子和细胞的同时，不忘整体，是近代医学基础理论的精髓，也是研究衰老机制必须遵循的原则。

4.2 遗传与环境 环境因素多半是通过基因及其产物来影响衰老进程的，了解哪些基因主导衰老过程，以及这些基因的影响因素，就能有目的的改善内外环境质量，提高延衰效能。

4.3 学科融合 借鉴相关学科的理念和技术才能促进发展。基础研究是科技力量的储备，是发展应用研究的源泉。分子生物学和细胞生物学新技术的融入大大促进了衰老机理研究的深入，多能干细胞作为近年的科学重大发现，具有广阔的应用前景。它在组织修复、器官替换等老年病治疗方面的应用，在衰老机理研究中的作用都值得探讨。

综上所述，衰老是多方面因素共同作用的结果。因此，“延衰”也必然是一项综合性复杂的工程。可以相信，随着科学技术的发展，衰老的研究不断深入，必将有一个更全面、更接近衰老机理的理论出现。衰老的理论不仅仅对即将进入“人口老龄化”的中国，对整个世界都有重大意义。

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近年随着细胞工程的发展，多潜能干细胞的临床医学研究的热点，在一些大型医院中已经成功建立起具有各种功能的干细胞体系[1]。由于多潜能干细胞较胚胎细胞更容易获得，并且不受免疫排斥及社会伦理等问题的限制，因此目前已经被广泛应用在临床疾病的治疗中[2]。由于视网膜结构明确，在各个阶段中的具有明确的标志物，且操作简单，因此成为干细胞移植技术的最佳研究对象。本文将通过对干细胞在眼科疾病中的应用现象进行综述，从而为眼科疾病治疗提供新的方向，现对其综述内容报告如下。

1 多潜能干细胞概述

多功能干细胞就是在某一生物体内导入数个外源转录因子，从而改变体细胞的基因序列，使得整个细胞体系具有多功能潜能以及记忆分化功能的特性。多潜能干细胞于2006年由日本大学Yamanaka以及Takahashi[3]率先在小鼠体内导入Klf4、Sox2、Oct4以及c﹣Myc等四种转录因子，从而成功获得与小鼠胚胎干细胞类似的多功能干细胞，经诱导的干细胞与胚胎细胞在分化潜能、生物学特性、基因表达等方面具有异常高的相似性。一年后，Takahashi在人类皮肤中导入Klf4、Oct4、c﹣Myc以及Sox2等四种转录因子，从而实现了皮肤纤维细胞基因的重新排列，成功诱导人体多潜能干细胞。目前关于多功能潜能干细胞的研究所使用的诱导因子大部分是源自于Yamananka实验中使用的4种转录因子。

2 多潜能干细胞的来源

根据干细胞的生物学理论，任何一种体细胞在外源转录基因的诱导下均能被诱导为多潜能干细胞，不同类型的体细胞诱导为潜能干细胞所需要的转录因子种类并不相同，来源于不同发育阶段或胚层中的细胞其诱导为潜能干细胞的容易程度以及所需要的转录因子也不相同[4]。因此在临床疾病中应用干细胞移植手术进行治疗成功的关键在于选择合适的细胞类型进行基因重编排。选择干细胞进行诱导时必需符合风险小、获取容易、重编率高且容易扩增、培养周期短的特性。经过多年的临床试验，目前已经成功将部分体细胞成功诱导为具有潜能特性的干细胞[5]。

2.1 皮肤纤维细胞 皮肤纤维细胞是一种分布广泛，容易获得的体细胞，其在诱导分化为潜能干细胞中具有明显的优势。目前在相关研究中重编体细胞的来源均选择皮肤纤维细胞。自Yamanaka及Takahashi等人将成人皮肤细胞重新诱导为具有多潜能功能的干细胞后，关于将人体纤维细胞诱导为具有多潜能干细胞的报道不断出现。Jaenisch等[6]通过对帕金森患者皮肤进行诱导，让其生成具有全能性的干细胞，在转录因子的诱导下将其转化为多巴胺神经功能细胞。随后Jaenisch等人在大鼠中成功将多潜能干细胞诱导为多巴胺神经单元，并将其移植到患有帕金森症的大鼠中，研究发现大鼠帕金森症状得到显著的改善。Osakada等人[7]也曾通过对人体皮肤进行体外培养生产纤维细胞，并通过诱导让其成为多潜能干细胞，通过诱导让其定向分化为视网膜色素上皮细胞及光肝素器细胞。但由于皮肤纤维细胞在诱导过程中效率较低，所需时间较长，因此此种方法还需要进一步进行研究。

2.2 脂肪干细胞 随着细胞工程的发展，近年有学者在人体脂肪干细胞中应用上述四种转录因子成功诱导为多潜能干细胞[8]。与皮肤纤维细胞相比，脂肪干细胞来源简单，可直接通过脂肪抽吸并能获得，因此在临床上通过对脂肪干细胞进行诱导，从而大量获得具有潜能分化的干细胞，为细胞移植提供了必需的支持[9]。此外脂肪干细胞容易诱导，与皮肤纤维细胞相比，其更容易获得，细胞诱导周期短，细胞诱导效率高。由于脂肪干细胞属于多功能细胞，因此其经诱导可分化为软骨细胞、骨细胞、肌细胞等细胞体系。但目前脂肪干细胞诱导分化技术还处在探索阶段，诱导技术还没有成熟，对于其能否用于眼部疾病治疗中还需要进一步进行研究。

2.3 神经干细胞 神经干细胞具有自我更新更新能力、具有多潜能分化的原始细胞。神经干细胞来源于成体组织及胚胎细胞中，在以往的研究中有较多的学者成曾对神经干细胞的应用价值进行过探讨，研究显示，可对胚胎细胞进行诱导分化，从而让其成为具有多功能潜能的干细胞[10]。研究显示，从睫状体或视网膜中可获得神经元干细胞，这些细胞具有高度的潜能性，能有效更大的分化潜能。但由于神经干细胞来源途径有限，不容易获得或培养，因此目前为止还没有被广泛用于细胞诱导中。通过对神经细胞进行诱导能有效获得干细胞，且能够有效将干细胞定向诱导为具有高度分化功能的视网膜细胞，从而药物治疗及疾病机理的研究提供更加广阔的研究平台，因此科学技术还需要进一步进行发展。

3 多潜能干细胞在眼科疾病中的应用概况

多潜能干细胞诱导技术在临床上已获得重要的发展，对其进行诱导可让其分化为各种细胞，目前在眼科疾病的治疗中已经获得广泛的应用。有学者证实约有40%的药物被应用到临床上后由于药物毒性难以预测从而不适合使用[11]。多潜能干细胞由于能分化成自体组织细胞，具有安全可靠的特性，因此克服了药物中存在的毒性缺陷，从而为疾病治疗及细胞移植提供了可能性。通过建立疾病模型，从而能全程观察细胞分化的过程，为眼科疾病的治疗提供机会[12]。

3.1 多潜能细胞经诱导分化后可成为视网膜细胞 多潜能干细胞与人类胚胎细胞类似，能定向分化为各种视网膜细胞，加之潜能干细胞具有无限增殖的特点，因此其可为眼科疾病的治疗提供足够的细胞来源。经诱导目前潜能干细胞可分化为包括光感受细胞、视网膜色素上皮细胞以及视觉神经节细胞在内的各种视网膜细胞。Buchholz等[13]曾通过IMP90-3细胞体系对干细胞进行体外诱导，让其在去碱性纤维的培养环境中进行生长分化，经过20多天的培养后可发现培养液中出现色素细胞。经60多天的培养后能发现大量的天色素出现聚集，将聚集的色素细胞分离为单个色素细胞，并将其移植到视网膜上皮细胞液中进行培养，并对Pax6、RPE65、CRALBP等转录因子采用PCR进行分析，通过分析可发现这些具有分化潜能的视网膜色素上皮细胞能够分为为视网膜细胞。对这些干细胞进行免疫组织化学染色，并通过荧光显微镜进行观察，结果证实这些具有分化潜能的视网膜上皮组织细胞能吞噬视杆外节盘膜，从而证实这些干细胞具有正常视网膜细胞的功能。从上述研究中发现多多潜能干细胞进行诱导能将其分化为视网膜细胞，其应用前景乐观。

3.2 多潜能干细胞移植情况 目前将经过诱导的多潜能干细胞移植到视网膜细胞中的技术日趋完善，并在临床上得到广泛应用。神经层视网膜是由神经膜色素上皮细胞组成的，随着人体年龄的增长，其功能逐渐丧失并出现凋亡，从而引起黄斑性病变。随着我国人口老年化，目前黄斑性视网膜病变的患者日益增多，在这些患者中应用视网膜上皮细胞移植可获得较好的治疗效果[14-15]。相关研究显示，将自体视网膜上皮细胞进行移植能有效改善糖尿病黄斑水肿患者的视力[16]。Idelson等[17]曾在2009年通过采用人体胚胎干细胞对其进行定向分化，并将其移植到获得视网膜病变的大鼠眼中，移植5周后，对大鼠视网膜采用电生理进行检测，使得视网膜功能得以恢复，从而证实多潜能干细胞能成功运用在黄斑病变的患者中。

3.3 多潜能干细胞生物学特性研究 目前在临床上广泛通过采用人成纤维细胞进行诱导，通过诱导建立多潜能细胞体系，通过建立疾病特异性细胞体系，尤其是通过建立特异性动物模型，从而为药物的临床应用以及疾病机制的研究构建良好的平台[18-20]。此外，通过利用多潜能干细胞能为药物应用以及临床直接的研究提供理论性基础。Jin[21]在2011年时曾利用Kl f4、Sox2、Oct3以及c-Myc等因子对含有RP9、RP1、PRPH2以及RHO等基因进行诱导，通过诱导发现视网膜色素病变的患者能成功生成各种皮肤纤维细胞，从而获得具有各种潜能的视网膜干细胞。

4 展望

随着眼科疾病的研究不断深入，目前大多数眼科疾病已经获得一定的发展，由于传统的药物治疗及手术治疗常存在较大的副作用，从而影响患者的治疗效果。通过对眼部疾病患者建立多潜能干细胞体系，从而为患者带来全新的医学治疗途径。尽管目前多潜能干细胞的应用仅限于临床医学研究，但随着细胞学技术的发展以及临床医学对眼部疾病的深入研究，在不久的将来多潜能干细胞存在的不足将会被医学工作者克服，最终有望在临床上得到广泛的应用。

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中图分类号：S852．65＋3文献标识码：A文章编号：0439－8114（2012）08－1519-05

牛病毒性腹泻病（Bovine viral diarrhea，BVD）是由牛病毒性腹泻病毒（Bovine viral diarrhea virus，BVDV）引起的一种以感染牛为主的疾病，该病呈世界性分布，属于黄病毒科（Flaviviridae）瘟病毒属（Pestivirus）［1］。BVDV感染动物机体后，可以引起动物的生殖系统、呼吸系统、胃肠系统、血液循环、免疫系统、淋巴细胞、肌肉与骨骼系统、皮肤、中枢神经等诸多系统产生相应的病理学变化［2］。由于该病分布广泛，存在于大多数养牛业发达的国家，给世界养牛业造成了巨大的损失［3］。所以尽快研究清楚牛病毒性腹泻病的致病机理，为研制出更加安全、可靠、有效的疫苗，以控制该病的发生和蔓延尤为重要。本研究主要就BVDV的病原学特性、生物学特性以及细胞生物学，尤其是病毒感染后对宿主细胞和免疫相关细胞因子的表达影响做一概述。

1BVDV的病原学特性

1．1BVDV概述

BVDV是黄病毒科瘟病毒属的代表种。病毒粒子略呈圆形，但也常呈变形性。有囊膜，病毒表面有明显的纤突。病毒粒子直径 50～80 nm。RNA 核心直径为 20 nm±4 nm。病毒在细胞浆内复制，以出芽方式成熟。病毒核酸为线性单股正链 RNA。BVDVⅠ型基因组全长为 12 573 nt，BVDVⅡ 型基因组全长为12 255 nt，（G＋C）mol％都为45，编码区占 95％。病毒基因组只有一个开放阅读框架（Open reading frame，ORF），编码一个由近4 000 个氨基酸组成的多聚蛋白，多聚蛋白由细胞和病毒基因编码的蛋白酶在翻译的同时或翻译后加工，至少生成 11种成熟的蛋白质，编码这11种蛋白质的基因在基因组中的相对位置为 5′-Npro（P20）-C（P14）-E0（gP48）-E1 （gP25）-E2（gP53 P7-NS2-3（P125）-NS4A（P10）-NS4B（P30）-NS5A（P58）-NS5B（P75）-3′［4］。病毒粒子分子质量为 60×106 u，在蔗糖中的浮密度为 1．12～1．13 g／cm3，沉降系数 S20w为 140［5］。

1．2BVDV的培养特性

牛病毒性腹泻病毒可用胎牛肾脏细胞、脾细胞、细胞、肌肉细胞、鼻甲骨细胞，气管、肺、皮肤等组织细胞进行培养。常用的是胎牛肾、鼻甲原代细胞或二倍体细胞［6］。由于在白细胞、血小板、上皮细胞和成纤维细胞等细胞表面存在该病毒的受体CD46，因此病毒主要通过黏膜（口腔、鼻、消化道和生殖道）侵入宿主体内，再经血液或淋巴液分布到全身组织器官［5］。

2BVDV的生物学特性

2．1BVDV的基因型特性

根据病毒基因组5′非翻译区（5′－UTR）的序列将BVDV分成Ⅰ、Ⅱ两个基［7］，Ⅰ型还可进一步分为BVDV－1a、BVDV－1k［8，9］。Jackova等［10］将 BVDVⅠ型划分为 13 种亚型即Ⅰa~Ⅰm，Makoto等［11］分离到不同于已报道的 BVDV－Ⅰ型的2种新亚型Ⅰn和Ⅰo。Giangaspero等［12］根据 BVDV－Ⅱ型 5′-NTR二级结构差异将BVDV－Ⅱ划分为BVDV－Ⅱa、BVDV－Ⅱb、BVDV－Ⅱc和 BVDV－Ⅱd 4 个亚型；由于RNA病毒的高突变性以及国际交流的日渐频繁，一定地区的BVDV基因新亚型还在不断变化［13］。因此，BVDV基因亚型的研究对流行病学研究颇有裨益。在自然感染中基因Ⅰ型（61％）比基因Ⅱ型（32％）更为流行，且Ⅰb 比Ⅰa更为流行［14］。BVDV－Ⅰ普遍用于疫苗生产、诊断和研究，而 BVDV－Ⅱ 5′－UTR 区缺乏PstⅠ位点，且中和活性也不同于BVDV－Ⅰ，在持续感染（PI）牛、死于出血性综合征的急性BVD牛中主要分离到BVDV－Ⅱ［15］。

2．2BVDV的生物型特性

根据 BVDV 是否产生细胞病变（CPE ）的生物学特性，把该病毒株分为非致细胞病变型（Noncytopathogenic，NCP）和致细胞病变型（Cytopathogenic，CP）［16，17］。致细胞病变型的出现是由病毒遗传物质的改变造成的，有插入、重复或重排等变化，发生于非结构蛋白NS2／3的基因编码区。非致细胞病变型的毒株可用于干扰作用，或鸡新城疫病毒强化试验及免疫荧光试验［6］。Ridpath等［18］通过建立牛淋巴样细胞系作为体外研究模型，并根据接种到淋巴样细胞和上皮细胞后的培养特征将BVDV分为3个生物型，即非致细胞病变型、致淋巴细胞病变型和致细胞病变型。笔者认为，目前针对BVDV的生物型划分概念应当更加严格地加以限定，它虽然在一定程度上反映了BVDV与宿主细胞，特别是与上皮细胞之间的关系，但不能明显地对BVDV的分子生物学特征作出界定：NCP型BVDV强毒株急性感染导致血液中白细胞减少及坏死、凋亡的白细胞增多，推断NCP型BVDV针对循环白细胞具有类似CP型BVDV的细胞损伤效应。同时笔者在试验中发现所用的标准NCP型BVDV毒株出现不致细胞病变现象，是否是由于储存条件、储存年限、宿主细胞等原因所致，目前尚不清楚，有待于进一步研究，以揭示其中的转化机制。

3BVDV与宿主细胞的相互作用

研究发现BVDV感染的细胞类型较为广泛，对与免疫相关的细胞尤其易感，如T细胞、B细胞、抗原提呈细胞（Antigen presenting cell，APC）， 作为主要 APCs 的单核细胞（Monocyte）、树突状细胞（Dendritic cells，DC）、巨噬细胞（Macrophages）对BVDV均易感［19－21］。

3．1受体

BVDV受体包括CD46［22］和低密度脂蛋白（LDL）受体［23］，但随后Krey等［24］的研究否定了LDL作为BVDV受体的观点。进一步的研究表明BVDV结合CD46后，CD46在猪细胞上的表达和易感性增加，之后通过笼形蛋白依赖的内吞作用入侵细胞［25，26］。BVDV激活进入细胞的第一步可能涉及二硫键在病毒包膜蛋白质的重排［18］。这期间发生的病毒入侵激活步骤的先决条件是病毒被膜需要结合酸依赖性内涵体膜，从而释放RNA进入细胞质。Thomas等［27］证实抗 CD46 抗体可以抑制 BVDV－Ⅰ和 BVDV－Ⅱ的易感性，表明CD46是BVDV的广泛性受体。进一步研究表明牛CD46表面的CCP（Complement control protein，CCP）是BVDV的结合位点，CCP1是由两条反向平行的短肽序列组成，是BVDV的主要连接位点，交换两条短肽序列的顺序CD46将丧失功能。测定CD46的功能参数显示4个CCPs之间距离最短时发挥最主要的受体功能，通过在牛C4结合蛋白上插入16个CCPs，以增加病毒结合区域和原生质膜之间的距离，结果显示对 BVDV的易感性影响很小。同时已知CD46也是麻疹病毒、人疱疹病毒6型、人B组和D组腺病毒、化脓性链球菌和致病奈瑟氏菌的受体，但具体的结合位点有所区别。BVDV在进入受体细胞的过程中是否需要辅助因子和病毒糖蛋白等配体的参与，这些辅助因子的鉴定和病毒糖蛋白的确定将成为以后的研究重点，为彻底揭示BVDV与受体细胞之间的相互作用机理和过程奠定基础。

3．2感染MDBK细胞的机制

Glew等［21］对 BVDV进入MDBK的细胞机制进行研究发现，在感染早期，氯喹、氯丙嗪、氯化铵可以抑制 BVDV的感染，表明内涵体的pH可以调节BVDV进入细胞，病毒从细胞表面进入需要受体介导的细胞内吞作用，延伸至内涵体层发生融合作用。酪氨酸激酶抑制剂染料木黄酮，在进入细胞阶段抑制局部的BVDV感染，染料木黄酮的抑制性与剂量有关，50～100 μg／mL的染料木黄酮可以抑制50％细胞感染；氯丙嗪对BVDV进入细胞也有很强的抑制性；是一种重要的无功能蛋白EPS15，可以在细胞膜表面形成笼形蛋白样小囊泡，它的过量表达可以抑制BVDV的感染。总之，BVDV感染需要依赖活性笼形蛋白介导的细胞内吞途径［26］。以上试剂或药物是如何起作用的，其作用位点、机理以及分子机制还有待进一步的研究。

3．3对干扰素的影响

体外研究表明最初的感染多数是CP型BVDV，诱导产生IFN－α／β，然而体外分离得到的 NCP型BVDV不能诱导产生IFN－α／β［28，29］。体内试验表明CP型BVDV感染早期胎儿也可诱导产生 IFN－α／β，但NCP型则不能。然而急性感染NCP型 BVDV的试验动物可以产生IFN－α／β［30］。Charleston等［31］用NCP型BVDV诱导产生IFN－α，对淋巴细胞亚群进行了鉴定，结果表明这些细胞表达骨髓样细胞标记的CD14、CD11b和CD172a，但不表达CD45和CD45RB。同时也确定了在缺乏有效感染情况下诱导产生IFN－α的细胞群。Lee等［32］研究表明NCP型BVDV感染后1 h IFN－Ⅰ（如IFN－α、IFN－β）细胞因子的表达有明显的上调作用，但CP型BVDV则没有；感染后24 h IFN－Ⅰ细胞因子的表达在2种生物型中均没有明显的差异。干扰素在BVDV感染早期起到了一定的免疫效果，提示可以在病毒感染早期应用干扰素作为免疫增强剂配合疫苗联合使用，来预防和治疗BVD。

3．4对单核细胞和树突状细胞的影响

BVDV感染影响牛单核细胞中专职抗原递呈相关蛋白的表达，可启动单核细胞激活和分化，抑制其将抗原递呈给T细胞［33］。Glew等［21］研究发现单核细胞和树突状细胞（Dendritic cell，DC）在体外对 NCP型BVDV和CP型BVDV均易感。证明NCP 型BVDV感染单核细胞后缺乏产生同种基因和记忆性CD4－T细胞反应的能力，NCP型BVDV不感染DC；CP型BVDV感染单核细胞和DC后差异显著，CP型BVDV引起的细胞病变作用对DC没有影响，相反单核细胞被杀死。CP型BVDV感染单核细胞和DC后产生相同水平的IFN－α／β，而在NCP型BVDV中没有检测到。

在感染NCP／CP型BVDV的单核细胞中有6种与细胞迁移性、抗病毒机制及糖代谢和抗肿瘤相关的蛋白的表达有差别，特别是 RACK （Receptor of aactivated C kinase）、PK（Pyridoxal kinase）、DGK （Diacyglycerol kinase）以及 BTK（Brutons tyrosine kinase），此4种蛋白的表达量在感染CP型BVDV 的单核细胞中较之NCP型BVDV感染细胞中的表达量更低，这可能与细胞损伤效应有关［34］。此外，在CP型BVDV－2感染的细胞中存在原癌基因（c－fos、c－jun、junB、junD） mRNA 的合成增加，但是相应的蛋白质却不增加，这导致其mRNA的积累［35］。

3．5调节Toll样受体（Toll—like receptors，TLR）、促炎性细胞因子、Th1／Th2型细胞因子和共刺激分子在牛外周血单核细胞中的表达

研究人员以NADL（CP）株和New York 1（NCP）株 BVDV接种易感动物引起持续感染或温和型感染为模型来研究不同生物型BVDV感染后，牛单核细胞中TLR介导的 IFN－Ⅰ和促炎性细胞因子表达的差异。

3．5．1对TLR基因表达的调节作用Franchini等［36］的研究表明，BVDV感染牛巨噬细胞对TLR2、TLR3、TLR4 mRNA表达没有明显的上调作用。Lee等［32］研究表明，NCP型BVDV感染后，在牛单核细胞中TLR3和TLR7 mRNA有很高的表达水平，但CP型表达水平相对较低；而且在感染的早期（1 h）TLR3的表达处于主导地位，直到感染后期（24 h）TLR7的表达处于主导地位，这与Franchini 等先前的报道有所矛盾；同时还表明BVDV低感染剂量（MOI 0．002）要比高剂量（MOI 10）可以更加有效地激发TLR的级联级放大反应。提示BVDV可能通过改变TLR3／7的表达及其信号通路来逃避免疫反应。

3．5．2对部分促炎性细胞因子基因表达的影响Lee等［32］对BVDV感染单核细胞后3种促炎细胞因子TNF－α、IL－1／β和IL－6的基因表达进行了研究，结果表明CP型BVDV感染后1 h对TNF－α 基因表达有上调作用，但NCP型BVDV和对照组相比没有明显的改变；但在24 h时TNF－α的表达水平在2种生物型BVDV中有明显的下降。与TNF－α不同，IL－1／β和IL－6在感染后1 h的表达水平处在下调的边缘，但在24 h出现明显的下调作用，NCP型和CP型BVDV之间没有明显的差异。

3．5．3对Th1／Th2型细胞因子表达的影响Lee等［32］研究表明，Th／2型细胞因子IL－10、IL－4和 IL－15，在NCP型和CP型BVDV感染后24 h的基因表达水平有明显的下调作用；而Th／1型细胞因子IL－12则表现出明显的上调作用。

3．5．4对共刺激分子CD80和CD86表达的影响为了确定BVDV感染后对单核细胞激活T细胞抗原提呈功能的影响，Lee等［32］测定了CD80和 CD86在感染组和对照组中的基因表达水平，结果表明感染后24 h CD80和CD86的基因表达水平相对于感染后1 h和对照组有明显的下调作用。通过上述内容，笔者推测NCP型和CP型 BVDV先是通过调节TLR基因的表达，然后调节共刺激分子、IFN－Ⅰ和Th1／Th2型细胞因子的表达，来降低专一性APC上CD80／86的表达水平，从而达到逃避宿主先天免疫应答，引起动物发病的目的。

3．6BVDV 感染后牛单核细胞中专职抗原提呈作用相关蛋白的表达

串联质谱法（Tandem mass spectrometry）和基因组学在牛基因组研究中的应用，致使牛蛋白的鉴定取得了较大的进步。研究人员用DDF（Differential detergent fractionation，DDF）法分析牛单核细胞相关蛋白的抗原识别模式、摄取以及免疫活性淋巴细胞的包装。已鉴定的47种牛蛋白质表明，CP型 BVDV 感染后免疫功能相关细胞有明显的变化，其中包括抗原提呈细胞（Antigen－presenting cells，APC）。尤其是与蛋白免疫反应相关的如细胞的粘附、程序性死亡、抗原摄取、加工和包装、急性起反应蛋白、MHC－I和MHC－Ⅱ相关蛋白以及其他分子等。Lee等［33］研究表明，CP型BVDV可以促进单核细胞的激活和分化，同时抑制具有免疫活性T淋巴细胞的抗原提呈作用，最终导致活性巨噬细胞介导的炎症反应难以控制，加速了病毒的扩散和损害了机体的抗病毒防御机制。

4结语

由于BVD分布广泛，并且宿主分布范围较广，近年来有逐渐扩大的趋势，研究的重点也主要集中在分子流行病学方面，在防治方面相对较少，有关 BVDV的免疫机理还不十分清楚。Pedrera等［37］通过给断奶犊公牛鼻内接种BVDVⅠ（NCP型）毒株，来研究病毒在回肠段的形态学变化和分布，取得了一定的研究成果。赵玉龙等［38］采用 CP型 BVDV（Oregon C24）标准株对产蛋鸡进行基础免疫，而后用NCP型BVDV新疆优势流行株进行加强免疫，制备出效价高、特异性好的抗BVDV卵黄抗体，其对NCP型BVDV（新疆的优势流行株）的中和效价达到1×10－3，为进一步研发治疗制剂及更好地预防BVD提供理论依据。赵月兰等［39］用本地分离毒株制成油乳剂灭活疫苗免疫犊牛，取得了较好的免疫效果，提示用本地毒株制成的灭活疫苗免疫奶牛是控制本地区BVD流行的有效方法。

反向遗传操作系统在正链RNA病毒研究中应用十分成熟，取得大量有价值的研究成果。当今生命科学新领域蛋白组学发展又给病毒研究提供了新思路、新方法。BVDV生物型及细胞损伤效应、免疫逃逸机制方面，利用反向遗传技术以及蛋白组学方法相结合的手段，从病毒与宿主（细胞）之间相互作用的角度理解上述问题，是今后一段时间研究人员须努力的方向之一。

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【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）03-0242-02

现代生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容，因此21世纪被誉为是生命科学的世纪，而微生物学已贯穿整个生命科学领域，是生命科学各专业的重要基础课程和主干课程之一，是遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程、酶工程、发酵工程等理论及其实验课程的基础。因此，如何培养适应新世纪发展需要的创新型人才和服务型人才，成为该课程所面临的重要的现实问题。为了实现这一目标，适应科学技术的发展的需要，全面培养学生的动手实践能力，微生物的教学改革势在必行。笔者通过多年来的教学经验以及查阅大量的相关资料，将改革的方式成功的运用到教学中来，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了教学的质量，利于学生对知识内容的理解和掌握，受到学生的一致好评，为培养优秀的服务型人才打下坚实的基础。

1.模块化、项目化教学

1.1 选用合适教材

教材是连接学生与教师之间的桥梁，是丰富知识理论的载体，一本合适的教材，可以在很大程度上提升教学的质量，激发学生求知学习的欲望。因此，选择具有系统性、科学性、合理性的教材是确保教学质量的关键。目前，国内关于微生物教学方面的教材版本繁多，侧重点各有不同。我院根据人才培养方案的设计，以及经过大量的社会考察调研活动，并结合社会发展的需要，最终选定李丹丹等在中国医药出版社出版的全国医药高等职业教育药学类规划教材《微生物学基础》（第二版），该教材集必备知识、实用讲义、实训预习、实训报告、实训评价为一体，内容新颖，重难点突出，适合我院生物技术专业理论教学的要求。

1.2 模块化、项目化教学

教学内容的改革是教学改革的核心。微生物学是贯穿整个生命科学领域的基础学科，与其他课程相互融合相互渗透，因此，如何避免与其他课程的重复，同时又可为后续知识学习提供良好的衔接变得尤为重要。我们以系统性、基础性作为出发点和立足点，以新进展、新技术和实用性为主体，将内容设计上安排了五大教学模块：预备知识、镜检技术、消毒灭菌技术、微生物培养技术、岗位应用。五大模块的设计呈逐步深入式，侧重于对技术的掌握，基础知识的运用，为培养技术型人才提供有力的保障。同时，具体将五大模块划分为17个项目，包括概述微生物、显微镜观察各类微生物形态、染色制片技术、化学消毒剂、杀菌剂和防腐剂、物理消毒灭菌技术、微生物的营养、微生物的人工培养与技术、GMP中微生物控制岗位、菌种岗位、微生物鉴定岗位、QA中的菌检岗位、微生物发酵生产岗位、药物体外抗菌岗位、无菌产品生产岗位、免疫制品的生产和质量控制岗位、血清学检测岗位等。这些模块化、项目化的教学方式，有利于培养专项人才，使学生可以有侧重点的针对医药企业岗位的需求，对于知识的掌握和了解得到有效的保障。实践证明，我们为江苏恒瑞医药有限公司以及扬子江药业集团培养了大批一线抗生素药物的生产员工以及微生物鉴定岗位和QA菌检岗位的人才，为我们不断采用和深化教学内容提供强大的保障。

2.科学利用现代化教学手段提高教学质量

2.1 合理利用多媒体教学手段

随着各学校硬件及软件设施的逐渐完善，多媒体教学已经成为当代高等院校教学的主要手段之一，多媒体教学课件是授课教师通过查阅大量的教学资料将书本上的知识以多种丰富的形式向学生传输知识的一种有效地的途径，其优势在于可节省大量板书时间，在有限时间内向学生介绍大量知识；同时，多媒体教学能够体现图文并茂、生动活泼的特点，将微观的、描述性的、抽象的内容，变得具体化、形象化。在微生物的课程教学中，可以将人类肉眼无法直接可见的微生物世界通过图片、动画等形式展示给学生；利用教学视频，使学生能够轻松掌握接种、纯种分离等实验步骤，为后续实验打下基础。这些方式可以有效地将微观世界生动形象地展现在学生面前，使一些抽象微观的结构具体化，复杂生理活动简单化，生动化，激发了学生的学习兴趣和求知欲望，对学过的知识形成整体认识，培养学生的综合思维能力。