細胞生物學的研究精選(九篇)

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第1篇：細胞生物學的研究范文

關鍵詞： 細胞生物學 考試方法 改革策略

細胞生物學作為生物學相關專業的基礎課程，其考核環節一直為我國高校相關專業所重視。傳統細胞生物學課程的考試環節主要以閉卷檢測作為考核方式，以考試分數作為標準對學生的學習能力及學習成績進行評定。這種考核方法難以有效地反映學生的綜合素質，因此對細胞生物學課程考試方法進行改革具有一定的必要性。

一、細胞生物學課程考試改革的原則與思路

（一）考試方法改革原則

由于細胞生物學課程專業性及理論性較強，對該課程考試的改革應以培養學生的自主創新能力及動手實踐能力作為切入點，根據學生的實際專業需求及個人能力的差異性對學生能力進行評價[1]。對專業成績的評述不應單純地以閉卷理論試卷成績為最終成績，應當綜合評價學生日常課堂表現、實驗課表現及課堂討論等環節表現出的能力，并對成績比例進行合理分配，具體考試方案由各專業教研部門自行確定。通過引入綜述論文、課堂發言、實驗課表現等環節的成績評定，可以有效提高學生的學習興趣。

（二）考試方法改革思路

對細胞生物學課程考試方法的改革，主要將考試成績合理地劃分為“閉卷理論考試（60%）+論文綜述（10%）+實驗課表現（20%）+日常課堂表現（10%）”四個部分。

1.對學生日常課堂表現進行評價

學生的學習活動以課堂學習為主，因此對學生日常課堂表現進行客觀評價可以有效地反映學生細胞生物學課程的知識水平及能力基礎。因此，將細胞生物學課程考試成績中的10%作為日常課堂表現的分值，主要對學生課堂參與程度、討論問題積極性、師生互動與溝通、課堂出勤率等方面進行考察，從而有效地提高細胞生物學課程教學質量。

2.對學生實驗課表現進行考核

細胞生物學課程主要由理論課及實踐課構成，實踐課教學可以有效地對理論進行驗證，是學生深化理論、接觸生物學領域的重要途徑。傳統細胞生物學課程的考試主要側重期末閉卷考試的考試成績，對實驗課考核重視程度不足，導致絕大多數生物教師在教學過程中缺乏相應的重視。將細胞生物學課程考試成績中的20%作為實驗課表現的分值，可以有效地提升學生實驗操作的積極性。

3.設計論文綜述環節進行考評

為了提升細胞生物學課程的考評的合理性，可以設計相應的論文綜述環節，對學生整體知識結構的掌握能力進行考核。論文綜述環節可以在考試周前一周至兩周進行，由教師提前布置相應的論文論述主題，給予學生充足的時間撰寫論文、制作幻燈片，在考核過程中由學生自主上臺進行論文匯報，再由其他學生進行自主提問。在評分過程中，可以將細胞生物學課程考試成績中的10%作為論文綜述環節的分值。

二、細胞生物學課程考試改革應注意的問題

（一）加強相關教師的素質培訓

隨著新課程改革的深化，雖然學生成為課堂教學活動的主體，但教師仍然處于主導者地位，教師的職業素質及教學觀念直接影響細胞生物學課程考試方法改革的貫徹效果。因此，為了保證細胞生物學課程考試改革的有效性，我國高校相關專業應當開展周期性培訓，培養生物教師相應的職業素養，相關專業教研室應根據教學活動的推進對教師進行跟蹤性的培訓，積極開展教學前期培訓、教學中期檢測及教學末期總結，保證生物教師可以明確細胞生物學考試方法改革的必要性，并從考試改革入手提高課堂教學質量。

（二）貫徹落實相應的考核操作

在明確了細胞生物學課程考試方法改革的原則與思路之后，應當將相應的方案與思路落實到實踐中，用實踐檢驗理想化的方案，提高細胞生物學課程考試方法改革的合理性[2]。在實際考核操作過程中，教師應當制定相應的規章制度明確相應的考核流程，并對學生課堂表現、課堂出勤情況等評價因素進行了解。在實際考核過程中，可以打破傳統單一性由教師評價學生的教學模式，引入相應的學生互評、學生自評評價機制，尊重學生實際能力的差異性，對學生成績進行合理的評估。

（三）在考核過程中加強教師的協作

由于細胞生物學課程考核具有較強的專業性及理論性，且考試改革涵蓋面與考察面較為廣泛，學生成績考核工作難以由一個教師單獨完成，因此應當以過程性目光看待細胞生物學課程考核工作，加強各環節教師的協作與溝通。在學生成績評價過程中，由不同的教師負責學生日常表現統計、學生論文綜述情況、學生試卷批閱等環節。在過程性評價中教師之間進行合理化分工，可以有效提升學生成績考核的合理性。

（四）引導學生注重日常學習過程

細胞生物學課程考核不僅具有檢測教學成果的功能，還具備評價功及引導功能[3]。傳統側重期末考試成績的考核模式對教學成果的評價較單一，很容易導致學生陷入學習時僅注重考點的學習誤區。對細胞生物學課程考試方法的改革對學生日常表現、實驗課表現等方面進行綜合考核，因此教師應當注重引導學生的日常學習課程，盡可能地消除功利性的學習目的。

總而言之，細胞生物學不僅是一門集理論性、創造性為一體的學科，而且是臨床醫學及生物學的學科基礎。在教學考核過程中，相關教師應當明確考試的評價功能及引導功能，樹立素質教育理念，利用多種形式的綜合性考核內容對學生學習情況進行考評。

參考文獻：

[1]竇曉兵，高佳，范春雷，胡林峰，錢穎，沃興德.細胞生物學課程考試方法改革的研究與實踐[J].經營管理者，2009，23：327.

[2]肖明珠，毛建文，李紅枝.醫學細胞生物學考試方法的改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2010，15：172-173.

[3]楊麗，張君，謝菁，徐文靜，王巖.醫學細胞生物學考試方法改革的探討與實踐[J].教育教學論壇，2014，31：69-70.

第2篇：細胞生物學的研究范文

【關鍵詞】 紅斑狼瘡；系統性；骨髓間充質干細胞；生物學特性

骨髓間充質干細胞(Marrow Mesenchymal Stem Cells，MSC)具有高度自我更新和多向分化的潛能，并具有支持造血和免疫負調節作用［1］。大量的體外細胞培養實驗［2,3］證明它具有誘導免疫耐受和免疫抑制的特性。MSC移植在SLE治療中具有較廣闊的應用前景。了解SLE患者自身MSC是否異常是判斷選擇自體或異體MSC移植治療SLE的重要依據。SLE患者MSC的體外擴增及其生物學特性是協助我們評價SLE患者MSC是否存在缺陷的重要方面。

1 資料與方法

1.1 一般資料 9例SLE患者均符合1997年美國風濕病學會修訂的SLE分類診斷標準，SLE疾病活動評分(SLEDAI)判斷疾病的活動程度。9例患者的資料見表1。另選5例性別、年齡匹配的健康者作為對照組。

1.2 骨髓MSC分離培養 采用羥基淀粉沉淀聯合Ficoll 密度梯度離心法和貼壁篩選法分離培養MSC。具體方法無菌操作下抽取骨髓液 10 ml，以 5×105 U/ml 肝素鈉抗凝，先用羥基淀粉按1∶4體積加入，靜置20 min，通過自然沉降去除下沉的大量紅細胞，剩余的含大量紅細胞的下層液體，再用淋巴細胞分離FicollHypaque常規分離單個核細胞。將上述兩步分離所得的骨髓單個核細胞充分混勻，懸浮于體積分數為10％的 胎牛血清DMEMLG 培養液中，按約1×106/ml密度接種于25 cm2培養瓶， 置 37 ℃、體積分數為5％的 CO2飽和濕度的培養箱中。當顯微鏡下觀察細胞已達90%融合時，則可傳代。用0.5%胰酶/乙二胺四乙酸(EDTA)(Gibco，美國)消化貼壁細胞，收集細胞并懸浮于完全培養液中，按104/cm2的密度接種于新的培養瓶中，置37℃、5%CO2飽和濕度細胞培養箱中培養，每3~4天更換1次培養液，約1周待細胞生長密度達90%左右時，進行再次傳代。

1.3 MTT法檢測MSC的生長情況 MTT比色法檢測SLE患者第2代MSC的生長情況，作傳代細胞培養的生長曲線分析。

1.4 流式細胞術檢測MSC表面分子的表達 細胞培養擴增到第三代時，分別取100 ul細胞懸液與鼠抗人CD29、CD44、CD34、CD45抗體室溫反應30 min。流式細胞儀檢測。

2 結果

2.1 MSC的傳代情況及形態

本實驗進行了9例SLE患者和5例健康對照者MSC體外培養。5例健康對照者MSC 均能成功體外擴增。9例患者中，5例MSC能傳代擴增，傳代率為55.6%。其中女性4例，男性1例，年齡16~26歲，平均年齡21.8歲；病程3~24月，平均病程9.8月；DAI評分為15~21， 平均評分為18.6。5例SLE患者均合并有腎損害，其中1例合并有血液系統損害。MSC體外擴增不成功的4例SLE患者，均為女性，年齡26~45歲，平均年齡38.2歲；病程6~60月，平均病程37.5月；DAI評分為1322， 平均評分為18.5。4例SLE患者均合并有腎損害，其中2例合并有嚴重血液系統損害。每例患者的臨床資料及MSC體外培養基本情況見表1。

2.1.1 體外擴增成功者 5例MSC體外擴增成功的SLE患者，MSC生長情況與健康對照組相比較：原代培養時，細胞形態上與健康對照組相似，但紡錘形、梭形細胞的出現稍晚，一般于2~4 d，健康對照組的一般出現于1~2 d內；隨后逐漸見集落形成，原代培養的時間平均為(14.2±1.45)d，與健康對照組比較差異無統計學意義(P>0.05)，細胞呈長梭形旋渦樣生長；傳代后細胞生長較旺盛，平均傳代時間(5.8±0.44)d，與健康對照組比較差異無統計學意義(P>0.05)。消化傳代的細胞于24 h內完全貼壁，形態與健康對照組相似。

2.1.2 體外擴增不成功者 MSC生長情況與健康對照組相比較：同等骨髓量分離得到的單個核細胞數量與健康對照組相比明顯減少，且貼壁的紡錘形、梭形細胞的出現時間明顯較晚，一般于6~7 d，且僅零星分布，不成集落生長，隨著培養時間的延長，其中2例可見細胞少量擴增，培養至第15天，約見20％~30％融合的短梭形細胞生長(圖3)，至第30天，細胞基本自行凋亡；另2例至第18天，見部分長梭形細胞零星分布，融合少于10％，至第30天細胞基本自行凋亡。

2.2 MSC表面分子的表達

流式細胞術檢測BMMSC細胞表面抗原，結果顯示體外擴增成功的SLE患者BMMSC均高表達CD29、CD44，而不表達CD34、CD45，第3代BMMSC純度達95%以上，且各表面標志的表達與健康對照組相比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.3 MSC的生長情況

SLE患者第2代MSC生長趨勢與健康對照組相似，第3~4天生長活躍，第4天后生長漸緩，第56進入生長平臺期。

3 討論

MSC是骨髓中具有高度自我更新和多向分化潛能的一群干細胞，體外培養易純化、擴增迅速，具有支持造血、免疫調節和誘導免疫耐受的作用。本實驗進行了9例SLE患者和5例健康對照者MSC的體外培養。健康對照者MSC 均能成功體外擴增。9例SLE患者中，5例可以傳代擴增，傳代率為55.6%。有4例SLE患者MSC不能成功傳代擴增，說明部分SLE患者MSC存在缺陷。另一方面，我們發現能成功傳代的5例SLE患者MSC無論是從細胞形態、原代培養所需時間、平均傳代時間及表面特異性分子表達均與健康對照組無明顯差異，所培養、擴增的細胞能達到臨床應用的要求。提示這部分SLE患者MSC生物學特性基本正常。

對兩組擴增情況不同的SLE患者的臨床資料進行比較，我們發現未能成功體外擴增的SLE患者具有如下的臨床特征：①年齡較大。②病程較長。③合并有較嚴重的血液系統損害。④長期大劑量應用免疫抑制劑。

大量實驗發現，MSC的生物學特性與年齡密切相關。骨髓中MSC的含量、質量以及細胞活性隨著年齡的增長而下降［4,5］。骨髓中MSC的克隆數隨著年齡的增長而逐漸減少，且BMMSC分泌SCF、FLT3L、IL6、TGFβ1及SDF1等與自我更新密切相關的細胞因子的能力逐漸下降，導致BMMSC的增殖能力逐漸減弱。另外，也有研究者指出［6］，病情較重的SLE患者，從骨髓中可提取的單個核細胞數原本就較少，所含MSC就更少。然而SLE病情輕重、病程長短及不同藥物治療是否會影響SLE患者MSC的體外擴增、生物學特性及功能，目前尚未能明確。

我們實驗說明SLE患者MSC存在一定的異質性，因此應用MSC治療SLE前，了解患者自身MSC是否存在缺陷是必需的。如果患者MSC本身存在缺陷，為避免治療失敗或復發，異體MSC輸注為首選；如果MSC本身基本正常，自體MSC輸注將是有效的。SLE患者MSC的體外擴增及其生長特性是協助我們評價SLE患者MSC是否存在缺陷的重要方面，為SLE患者MSC移植的治療方法提供了理論依據。

參 考 文 獻

［1］ Haynesworth SE. Baber MA Caplan. Al Surface antigen on human marrowderived mesenchymal stem cells are detected by monoclonal antibodies. Bone，1992，13:6980.

［2］ Tse WT， Pendleton JD， Beyer, et al. Suppression of allogeneic Tcell proliferation by human marrow stromal cells: implications in transplantation. Transplantation, 2003，(75):389397.

［3］ Tse WT， Pendleton JD， Beyer et al. Suppression of allogeneic Tcell proliferation by human marrow stromal cells: implications in transplantation. Transplantation, 2003，(75):389397.

［4］ Kotev Emeth S， Savion N， Pri2 chen S， et al. Effect of maturation on the osteogonic response of cultured stromal bone marrow cells to basic fibroblast grow th factor. B one， 2000，27:777783.

第3篇：細胞生物學的研究范文

【摘要】 為了了解凍存復蘇過程對骨髓間充質干細胞 (mesenchymal stem cell，MSC) 生物學特性和支持造血能力的影響，采用常規方法分離培養骨髓MSC，將傳代后的細胞用含10％二甲亞砜、40％胎牛血清的IMDM細胞凍存液保存在-196℃液氮中，觀察短期（4周）和中期（9-15月）復蘇后MSC的活性、免疫表型、多向分化能力和支持造血的能力，并同凍存前的MSC進行比較。 結果表明：中短期凍存后的MSC的細胞活性分別為(90士3.75)％和(93士2.51)％；凍存后細胞的增殖能力、免疫表型、體外分化為脂肪和骨細胞的能力、支持集落（CFU-GM，CFU-E，CFU-GEMM）的生長作用和凍存前MSC相似。結論：骨髓MSC在液氮中短期和中期保存后，細胞活性略有下降，但是并不影響MSC的增殖、分化和支持造血能力。

【關鍵詞】 支持造血

Biological Characteristics and Ability of Supporting Hematopoiesis of Bone Marrow Mesenchymal

Stem Cells Pre-and Post-Cryop-reservation

Abstract This study was aimed to observe the biological characteristics of cryopreserved bone marrow mesenchymal stem cell (MSC) and to examine their abilities to support in vitro hematopoiesis.Bone marrow MSC were cryopreserved in -196℃ liquid nitrogen for 4 weeks (short term) and 9-15 months (medium term) with IMDM containing 10% DMSO，40% fetal calf serum as cryoprotectant.The viability，proliferation，immunophenotype，in vitro differentiation and ability of supporting hematopoiesis of thawed MSC were investigated and compared with these of pre-cryopreserved MSC.The results showed that the cell viability were (93士2.51)％ and (90士3.75)％ for MSC cryopreserved as long as 4 weeks or 9-15 months respectively.However，there were no changes detected，as compared with pre-cryopreserved MSC in immunophenotype，abilities of proliferation and supporting colony forming of CFU-GM，CFU-E and CFU-GEMM.It is concluded that bone marrow-derived MSC can be stored in liquid nitrogen for short-term (4 weeks) or medium-term (9-15 months) without changes of abilities of proliferation，differentiation and hematopoiesis support.

Key words cryopreservation; mesenchymal stem cell； hematopoiesis support

間充質干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）具有多向分化和支持造血的能力，而且來源廣泛，容易在體外培養和擴增，目前已經應用于臨床并顯示了良好的治療效果［1-4］。將培養后的MSC凍存，在患者需要MSC治療時給予輸注，具有很好的臨床應用前景。但是，凍存是否會影響MSC的生物學特征，我們尚不清楚。因此，本研究將骨髓來源的MSC凍存于-196℃液氮中，觀察中期和短期凍存后MSC的增殖、分化和支持造血的能力并同凍存前的MSC進行比較，為進一步在臨床中的應用提供詳盡的實驗依據。

材料和方法

試劑

IMDM、DMEM、DF12、MCDB培養液、胎牛血清、馬血清和甲基纖維素均為Gibco公司產品。鼠抗人CD11b、CD29、CD31、CD34、CD44、CD45、CD105和HLA-DR抗體購自PharMingen公司; rh-SCF、 GM-CSF、 EPO、 IL-3購自Peprotech公司;胰酶、EDTA、全反式維甲酸、1-甲基-3-異丁基-黃嘌呤（IBMX）和二甲亞砜（DMSO）購自Sigma公司。

MSC的分離和培養

骨髓來自8例健康志愿者（年齡18-34歲，平均29歲）。髂后上棘抽取骨髓，用淋巴細胞分離液（密度1.077）400×g 離心20分鐘，取白環以上細胞部分，計數后接種于含40% MCDB、2% FCS的DF12培養液中，置37℃、5% CO2培養箱中培養，24小時后換液，去除未貼壁細胞。當細胞達到70%融合時，常規消化傳代。

MSC的凍存和復蘇

將1×106細胞加入含10％ DMSO和40% FCS的IMDM中，總體積1.8 ml。先置于-80℃冰箱中，第二天轉入-196℃中凍存。將中期9-15個月（平均13個月）和短期（4周）凍存的MSC置于37℃水浴中快速復溫，凍融后加入8 ml IMDM混勻后離心，然后再用IMDM洗滌1次，置于37℃、5％ CO2培養箱中培養。第2天，更換新鮮培養液。

細胞活性和增殖能力測定

應用臺盼藍拒染回收率（TBR）試驗檢測復蘇細胞的活性，TBR(%)＝凍存后活細胞計數/凍存前活細胞計數×臺盼藍拒染率×100％。將凍存前后的MSC接種在24孔板中（5×103細胞/孔），置37℃、5% CO2培養箱中培養，每隔1天取2孔細胞進行計數，計算均值，繪制生長曲線。

細胞免疫表型分析

用含20 g/L BSA的PBS將胰酶消化后的MSC制成1×106 cells/ml的細胞懸液。每個上機試管中加入500 μl細胞懸液，先加入鼠抗人CD11b、CD29、CD31、CD34、CD44、CD45、CD105和HLA-DR單克隆抗體，同時設空白對照，于4℃孵育30分鐘，PBS洗3遍。再加入FITC標記的羊抗鼠IgG，4℃孵育30分鐘，PBS洗4遍，用流式細胞儀檢測。使用cellquest軟件獲取并分析數據。

體外誘導多向分化檢測

成骨誘導 將5×104細胞接種于6孔板中，加入含10-7mol/L地塞米松、10 mol/L β磷酸甘油、0.05 mol/L維生素C和10% FCS的IMDM，3周后應用von Kossa染色檢測鈣化小結。

脂肪誘導 將5×104細胞接種于6孔板中，加入含10-6 mol/L地塞米松、0.5 mol/L IBMX 、0.1 mol/L維生素C和10% FCS的IMDM，7天后油紅O染色檢測脂肪滴。

支持造血的能力測定

將凍存前后的骨髓MSC用10.0 Gy 60Co γ線照射，然后更換為長期培養液（含12.5％ FCS、 12.5%馬血清、2 mmol/L谷氨酰胺、10-6 mol/L 氫化考的松的IMDM）。獲取健康人骨髓單個核細胞，預先培養4小時以去除貼壁細胞，將懸浮細胞按照1×106/ml接種在照射后的MSC中，在37℃、5% CO2條件下培養，每周半量換液。4周后獲取全部細胞接種于甲基纖維素體系中測定其集落形成能力。培養體系為: IMDM中含30%馬血清、1% BSA，2 mmol/L谷氨酰胺、1×10-4/L β2巰基乙醇、1%甲基纖維素和重組細胞因子。細胞因子包括: rhSCF 50 ng/ml，IL-3 10 ng/ml，GM-CSF 50 ng/ml 和EPO 4 U/ml。集落形成實驗在24孔培養板中進行，于37℃、5% CO2條件下培養14天。每孔接種1×106個細胞。14天后在倒置顯微鏡下計數集落，50個以上細胞為1個集落。

統計學分析

采用SPSS 11.0軟件進行統計分析，實驗數據用平均值±標準誤表示，組間比較應用方差分析。

結 果

骨髓MSC的形態特征和生長特點

于倒置顯微鏡下，凍存前骨髓MSC為成纖維樣，胞漿豐富，核染色質細，核仁明顯，平行排列或旋渦樣生長。根據細胞生長曲線，骨髓MSC的倍增時間約為42.03士2.41小時。細胞形態和倍增時間隨著細胞傳代并不發生改變。

凍存后MSC的活性率和增殖能力

骨髓MSC的活性率（TBR）隨著凍存時間的延長略有下降。短期凍存MSC的TBR為93士2.51％；中期凍存MSC的TBR為90士3.75％。二者之間并沒有顯著性差異。凍存后MSC的增殖能力同凍存前相比較，沒有明顯差異。依據生長曲線可以得出短期和中期凍存后骨髓MSC的倍增時間分別為39.54士3.53小時和41.64士1.68小時。

凍存前后MSC的免疫表型

通過流式細胞儀檢測凍存前后骨髓MSC的免疫表型發現，凍存前后MSC均表達CD29、CD44、CD105，而CD11b、CD31、CD34、CD45和HLA-DR均為陰性(表1)。CD分子的表達量在凍存前后略有不同，但均不存在顯著性差異。Table 1.Flow-cytometric phenotype analysis of adult bone marrow derived MSC before and after cryopreservation（略）

多系分化的鑒定

成骨分化 2周后細胞聚集成集落，并有少量鈣鹽沉積，繼續培養1周，細胞呈現多層生長的結節狀，并有大量鈣鹽沉積，而對照組細胞仍為單層生長，無鈣鹽沉積。von Kossa 染色證實為鈣鹽沉積(圖A)，對照組無上述現象出現。

成脂肪分化 3-5天后發現少量細胞中有小脂肪滴出現，繼續誘導，1周后可以看見大部分細胞胞體變大，胞漿出現大量脂肪滴，油紅O染色證實為脂肪滴(圖B)，而對照組細胞胞漿中無脂肪滴出現，油紅O染色為陰性。

凍存后的MSC同樣具有成骨和成脂肪分化能力(圖C，D)。

支持造血作用

為了評估凍存是否影響MSC支持造血的能力，將骨髓單個核細胞接種于照射過的凍存前和復蘇的MSC中，在長期骨髓培養液中培養4周后檢測CFU生成情況。如表2所示，凍存前后MSC均具有支持造血作用。CFU-GM，CFU-E和CFU-GEMM的產率在以凍存前、短期凍存和中期凍存后MSC為滋養層的骨髓長期培養體系中并無顯著性差異。Table 2.Hematopoiesis supported by MSC in long term bone marrow culture（略）

討 論

MSC是造血微環境中主要組成部分，通過合成、分泌多種造血因子和黏附分子來調控造血干細胞的增殖、分化和自我更新。既往研究顯示，MSC可以合成并分泌多種造血細胞生長因子，具有維持長期培養起始細胞(LTC-IC)的能力，促進造血干細胞的增殖和分化［5］。聯合MSC的移植方案還可以促進HSC的植入和移植后的造血恢復［6］。但是，在體外培養擴增中，MSC的增殖能力會逐漸下降并發生分化，支持造血的能力減弱。將擴增后或者增殖旺盛的MSC進行凍存，在需要的時候復蘇培養，可以有效地解放上述問題并確保提供足夠的MSC應用于臨床。

既往的大量研究顯示，造血干細胞可以在液氮中長期凍存，復蘇后仍然具有良好的造血重建能力。但是，MSC經過低溫凍存和復蘇，其增殖和分化能力、支持造血功能是否受影響，尚不明確。因此，我們觀察了骨髓MSC經過短期（4周）和中期（9-15月）凍存后的生物學特性和支持造血能力。結果顯示，經過中期和短期凍存后MSC的形態并未發生改變，仍為梭形，貼附在培養瓶底。凍存后MSC的活性略有下降，但凍存并不影響細胞的增殖能力，凍存前和中期、短期凍存后MSC的倍增時間在40小時左右，經統計學分析不具有顯著性差異。通過FACS檢測，凍存前后的MSC的免疫表型沒有明顯改變，表現為CD29、CD44和CD105為陽性，而CD11b、CD34、CD31、CD45、和HLA-DR為陰性。多向分化能力是MSC的主要特征之一，我們將經過中期和短期凍存后MSC誘導向脂肪和骨分化，結果顯示凍存后MSC仍然具有向脂肪和骨分化的能力，而且這種分化能力，并不隨著復蘇后細胞的傳代而發生變化。由此可見，中期和短期凍存并不影響MSC的生物學特性。

支持造血是骨髓MSC的重要功能之一，凍存后MSC支持造血能力是否發生變化將直接影響MSC的臨床應用。Majumdar等［7］的研究顯示，骨髓MSC可以分泌多種造血生長因子，具有支持造血作用，能促進骨髓來源的CFU-GM，CFU-E，CFU-Meg和CFU-GEMM的增殖。但是凍存后MSC支持造血能力如何變化，既往并無報道。在本實驗中，我們通過檢測體外長期培養體系中集落形成情況來評估凍存后MSC對造血干細胞的支持作用。骨髓單個核細胞在以凍存前、短期凍存和中期凍存后MSC作為滋養層的骨髓長期培養體系中培養，4周后的骨髓單個核細胞的CFU生成率在各體系之間沒有顯著性差別。這說明經過中期和短期凍存后MSC仍具有支持造血能力，同凍存前比較，支持造血能力沒有明顯變化。進一步分析上述不同培養體系中CFU-GM、CFU-E和CFU-GEMM的生成情況，結果表明：凍存前后MSC均可以促進CFU-GM、CFU-E和CFU-GEMM的增殖，而且MSC促進定向祖細胞的增殖能力在凍存前后沒有明顯差別。這些結果表明，凍存并不影響MSC促進不同階段造血祖細胞增殖、分化的能力。

綜上所述，本研究通過體外實驗初步證實：經過中期和短期低溫凍存的骨髓MSC并不改變其固有的生物學特性。雖然凍存可以導致部分細胞損傷，但是并不影響剩余細胞的增殖能力和多向分化能力。此外，凍存后的MSC仍然具有支持造血的功能。但是，凍存后MSC是否在體內仍具有上述生物學性狀和支持造血功能，尚需進一步研究證實。

【參考文獻】

1Jiang Y，Jahagirdar BN，Reinhardt RL，et al.Pluripotency of me-senchymal stem cell derived from adult marrow.Nature，2002; 418（6893）: 41-49

2Krause DS，Theise ND，Collector MI，et al.Multi-organ，multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell.Cell，2001; 105: 369-377

3Noort WA，Kruisselbrink AB，in’t-Anker PS，et al.Mesenchymal stem cells promote engraftment of human umbilical cord blood-derived CD34 (+) cells in NOD/SCID mice.Exp Hematol，2002; 30: 870-878

4Koc ON，Gerson SL，Cooper BW，et al.Rapid hematopoietic reco-very after coinfusion of autologous-blood stem cells and culture-expanded marrow mesenchymal stem cells in advanced breast cancer patients receiving high-dose chemotherapy.J Clin Oncol，2000; 18: 307-316

5Majumdar MK，Thiede MA，Mosca JD，et al.Phenotypic and functional comparison of cultures of marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) and stromal cells.J Cell Physiol，1998; 176:57-66

第4篇：細胞生物學的研究范文

1　成纖維細胞的來源及其生物學特性

成纖維細胞(fibroblast)是結締組織中最常見的細胞，由胚胎時期的間充質細胞(mesenchymal cell)分化而來。在結締組織中，成纖維細胞還以其成熟狀態—纖維細胞(fibrocyte)的形式存在，二者在一定條件下可以互相轉變。

不同類型的結締組織含成纖維細胞的數量不同。通常，疏松結締組織中成纖維細胞的數量比同樣體積的致密結締組織中所含成纖維細胞的數量要少，故分離培養成纖維細胞多以真皮等致密結締組織為取材部位［2，3］。

成纖維細胞形態多樣，常見的有梭形、大多角形和扁平星形等，其形態尚可依細胞的功能變化及其附著處的物理性狀不同而發生改變。成纖維細胞胞體較大，胞質弱嗜堿性，胞核較大呈橢圓形，染色質疏松著色淺，核仁明顯。電鏡下，其胞質可見豐富的粗面內質網、游離核糖體和發達的高爾基復合體，表明它具有合成和分泌蛋白質的功能。成纖維細胞尚可合成和分泌膠原纖維、彈性纖維、網狀纖維及有機基質。它合成的前膠原蛋白分子經內切酶作用，聚合和重排，可形成與成骨細胞合成分泌的膠原原纖維一樣具有64nm(640?)周期橫紋的膠原原纖維，膠原原纖維經互相粘合形成膠原纖維。經檢測，這兩種細胞合成分泌的膠原纖維均是Ⅰ型膠原纖維，在形態和生化結構上完全相同［4，5］。

處于成熟期或稱靜止狀態的成纖維細胞，胞體變小，呈長梭形，粗面內質網和高爾基復合體均不發達，被稱為纖維細胞。在外傷等因素刺激下，部分纖維細胞可重新轉變為幼稚的成纖維細胞，其功能活動也得以恢復，參與組織損傷后的修復。另外，在結締組織中，仍保留著少量具有分化潛能的間充質細胞，它們在創傷修復等情況下可增殖分化為成纖維細胞。

2　成纖維細胞在一般創傷修復中的表現

各種創傷均會造成不同程度的細胞變性、壞死和組織缺損，必須通過細胞增生和細胞間基質的形成來進行組織修復。在此修復過程中，成纖維細胞起著十分重要的作用。以傷口愈合過程為例，成纖維細胞通過有絲分裂大量增殖，并從4～5天或6天開始合成和分泌大量的膠原纖維和基質成分，與新生毛細血管等共同形成肉芽組織，填補傷口組織缺損，為表皮細胞的覆蓋創造條件。在傷口愈合中，成纖維細胞主要來源于真皮層的局部成纖維細胞和未分化的間充質細胞，以及血管周圍的成纖維細胞和周細胞。內臟損傷時，參與修復過程的成纖維細胞多來自間質和包膜，以及粘膜下或漿膜下層的結締組織。有人認為創傷愈合過程中傷處聚集的大量成纖維細胞，一方面是由成纖維細胞通過分裂增殖而來，另一方面，更多地是由鄰近的間充質細胞、纖維細胞和毛細血管周細胞等演變或游走到傷處。在創傷修復的后期，成纖維細胞通過分泌膠原酶參與修復后組織的改建。在某些病理條件下，以成纖維細胞為主要細胞成分的肉芽組織或增生組織塊還可以在非骨組織內發生鈣化，引起異位骨化(ectopic ossification)。但對于異位骨化的參與細胞及其機制尚不十分清楚，未分化間充質細胞、成纖維細胞、內皮細胞和毛細血管周細胞等可劃歸為誘導性骨祖細胞的細胞都有可能參與這一過程［6，8］。

3　成纖維細胞在骨創傷修復過程中的表現

最簡單和常見的骨創傷即是骨折，其愈合過程須經過炎性反應、清掃、纖維骨痂和骨性骨痂4個階段［4］。不同階段參與的細胞主體不同。成纖維細胞從骨折第3天起就出現于骨折局部血腫中［6］，骨折后5天即在機化血腫及骨折斷端的間隙及其周圍大量存在，是參與纖維骨痂階段的主要細胞成分［4，5］。在此階段成纖維細胞一方面大量分裂增殖，一方面又合成和分泌大量Ⅰ型膠原，使肉芽組織逐步變成疏松的結締組織，將骨斷端包圍起來，形成接合兩骨折斷端的巨大的纖維骨痂。然而，這種由無數成纖維細胞和豐富的肉芽組織為主體構成的纖維結締組織卻不會演變為在其它組織創傷修復時常見的瘢痕組織，而是通過鈣鹽結晶在其內部不斷沉積，逐漸演變為骨性骨痂，使骨折局部的修復達到骨性愈合，恢復骨組織的結構。此時，骨折愈合部只有骨組織而不再存在成纖維細胞［4，5，9～11］。

4　成纖維細胞的成骨作用

成纖維細胞在骨折愈合過程中不同于其它組織創傷修復的表現，以及在某些病理條件下可以參與異位骨化［6，7］，使人們對成纖維細胞的分化能力、鈣化骨化能力以及在成骨過程中其成骨能力如何發揮、細胞演變的最終歸宿如何等等問題產生了濃厚的興趣。對成纖維細胞成骨能力的研究也正是開始于對骨折愈合過程中成纖維細胞表現的觀察。

對骨折局部骨形成區的電鏡觀察顯示，除了成骨細胞在此發揮成骨作用外，成纖維細胞確實也存在著類似的成骨表現［4，5，9～13］。例如，在其線粒體內可清晰見到鈣鹽顆粒，部分內質網腔內可見成熟的膠原纖維，分泌到其四周的膠原纖維內可見高密度的鈣鹽結晶沉積。不僅如此，成纖維細胞還能象成骨細胞一樣產生基質小泡并引起小泡內的鈣鹽沉積。鈣化的基質小泡形成叢毛球狀的鈣球，鈣球隨后合并、融合為骨組織。以上種種現象表明，成纖維細胞與成骨細胞一樣具備提供鈣鹽沉積及骨形成所必需的條件。在從纖維性骨痂到骨性骨痂的演變過程中，成纖維細胞也隨之演變為骨細胞，與成骨細胞的歸宿相一致。但二者在演變過程中的表現又不盡相同，主要有以下幾點可資鑒別［9，13］：①成纖維細胞及其細胞核均呈不規則的橢圓形或長方形，而成骨細胞及其細胞核則為邊緣比較光整的橢圓形；②成纖維細胞均單獨存在，細胞之間有眾多的膠原纖維相隔，成骨細胞則以連續排列的形式出現；③成纖維細胞的細胞質內溶酶體少見，而成骨細胞的細胞質內則常有溶酶體可見；④成纖維細胞四周的骨組織都由叢毛球狀鈣球或針狀鈣鹽結晶組成，成骨細胞則都有一面緊貼比較成熟與致密的骨組織；⑤成骨細胞是一個一個地被骨組織(類骨質)包圍變為骨細胞，而成纖維細胞則可以是兩個或兩個以上同時被骨組織包圍在一個陷窩內，然后再隨著細胞之間基質的鈣化而分隔為各占一個骨陷窩。

對成纖維細胞的成骨作用，有學者認為這是成纖維細胞的固有特性在骨折這一特定情況下得以表達的結果［9，11］。骨折局部活的和失活的骨組織及軟骨組織，以及骨基質中的某些大分子都有可能誘導成纖維細胞表達其成骨作用進而演變為骨細胞［14，15］。較早在骨基質中發現的骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein， BMP)即對成纖維細胞有一定的誘導作用。對骨折愈合中BMP作用的研究［16，17］，表明創傷使內源性BMP呈階段性合成與釋放，并誘導周圍軟組織中的間充質細胞或/和成纖維細胞等向成骨方向轉化。應用PAP法發現［16］，骨折后第3、5天局部纖維肉芽組織中的成纖維細胞樣間充質細胞內以及第14天新生骨小梁間纖維組織中的成纖維細胞樣間充質細胞內，都與成骨細胞、軟骨細胞和骨基質一樣存在BMP，表明這些成纖維細胞樣間充質細胞已被誘導為可合成分泌BMP、具有成骨作用的細胞。而Sampath［15］從牛骨基質中分離提純得到的成骨素對成纖維細胞的骨誘導能力更是超過了BMP和當時已知的其它骨生長因子。轉貼于

成纖維細胞在其成骨作用得以表達后，可能通過兩種方式成骨：①膜內成骨；②在環繞軟骨的纖維層內成骨。開始分泌膠原纖維后，參與成骨的成纖維細胞只有兩個歸宿［4，5，9，13］：①變性、死亡、碎裂直至消失，這種演變發生早、范圍廣，故從纖維性骨痂形成開始，就逐漸有基質成分發生鈣化，進而轉變為骨基質；②演變為骨細胞，這一過程出現較晚，并穿插在前一過程之中，故在形成骨組織的細胞成分的同時，還使豐富的纖維骨痂演變為骨性骨痂，形成骨組織。但這種由成纖維細胞演變成的骨細胞，其結局如何、其生物學特性與由成骨細胞演化而來的骨細胞是否相同仍不清楚。例如，骨細胞從骨陷窩脫離后，可恢復為功能活躍的成骨細胞，再次參與骨組織的形成；而由成纖維細胞演變成的骨細胞在脫離骨陷窩后，是成為成骨細胞還是恢復為成纖維細胞、此時是否還具備成骨作用等一系列問題尚缺乏研究。

5　成纖維細胞體外培養的生物學特性［18］

成纖維細胞的分離培養一開始并不涉及成骨作用，而主要是用于研究細胞的老化、各種外來因子對細胞的損傷、細胞在體外條件下的惡性轉化、以及某些先天性代謝異常、酶缺陷等。由于皮膚成纖維細胞易于獲取，又易于在體外生長，故目前皮膚成纖維細胞培養已在基礎醫學和臨床醫學研究中得到較廣泛的運用，其分離培養技術已相對成熟，對其體外生長規律也有了較全面的認識。

成纖維細胞的原代培養可用酶消化法或組織塊法，其中組織塊法又因其操作簡便、條件易于控制而應用更為普遍。通常，以酶消化法獲得的成纖維細胞懸液在接種后5～10min即可見細胞以偽足初期附著，與底物形成一些接觸點；然后細胞逐漸呈放射狀伸展，胞體的中心部分亦隨之變扁平；最快者大約在接種后30min，細胞貼附底物即較為完全，呈現成纖維細胞的形態。采用組織塊法則大約在接種后2～3天［2，3］到1周左右，在接種的皮膚組織塊周圍長出細胞。待細胞融合成片，鋪滿培養容器底壁大部分時即可進行傳代。一般都采用胰蛋白酶(trypsin)，將成纖維細胞從底壁消化下來后分瓶作傳代培養。成纖維細胞在體外培養條件下能保持良好的分裂增殖能力。細胞分裂時變為球形；分裂后又平鋪在附著物的表面成為有突起的扁平細胞。體外培養的成纖維細胞，其生命期限與物種等因素有關。例如：人胚成纖維細胞約可培養50代；恒河猴皮膚成纖維細胞能傳代超過40代；雞胚成纖維細胞則只有少數能培養30代；而小鼠成纖維細胞多數只能生長8代左右。另外，從老年個體取得的成纖維細胞的壽命要比取自年輕者短。由于在細胞傳代和進行體外培養時，細胞的生物學特性會逐漸發生一些不同于體內的改變，故通常只將前10代視這正常細胞，可在此時將生長旺盛的成纖維細胞凍存起來，以備將來復蘇使用，這在將培養的細胞由動物實驗向人體實驗過渡的過程中必須給予足夠的重視。

6　成纖維細胞在體外培養中的成骨作用

徐榮輝［2］等通過體外培養家兔皮膚成纖維細胞發現，經傳代培養的成纖維細胞至第8天時，其細胞集落中有不透光的骨小結節形成；到37天時，小結節擴大、延伸，形成骨小梁樣結構。經活體四環素標記顯示，所形成的結構為新生骨組織。他們還注意到，成纖維細胞在參與骨形成的過程中并無分化為成軟骨細胞或成骨細胞的明確跡象，故推測并未發生此種分化，而成纖維細胞之所以能發揮成骨作用，很可能是受某些誘導因素作用的緣故。他們認為用以培養成纖維細胞的中厚皮片中混雜存在的上皮細胞(或/與內皮細胞)，可能是誘導成纖維細胞形成骨組織的一種誘導因素。而Friedenstein［6，19］較早的實驗則認為，屬于誘導性骨祖細胞之一種的成纖維細胞，在上皮細胞(如膀胱上皮)或脫鈣骨基質等誘導因子作用下，可以分化為成骨細胞進而形成骨組織。鄧廉夫［20］等分離培養取自關節內的損傷性和晚期骨關節炎性的滑膜細胞，發現其中的成纖維細胞樣細胞增殖迅速，呈束狀或交叉鋪展并可形成多層結構，細胞表面有其分泌物形成的不透光結節，經四環素標記、ARS(Alizarinred s)和甲苯胺藍(Toluidine blue)染色，顯示結節為新生骨組織。在缺乏常規的誘導因子——上皮細胞的作用下，取自滑膜的成纖維細胞樣細胞也能發生成骨作用，他們推測是在關節損傷后或骨關節炎的發生與發展過程中，改變的關節微環境(如TNF樣活性物質增多等)可能會觸發滑膜的成纖維細胞與骨形成相關的多基因表達，使其向成骨型細胞分化，這樣，滑膜成纖維細胞樣細胞在體內時即已具備成骨性能，故在培養條件下可發揮成骨作用。Dodda［21］等的研究則指出，變性滑膜細胞多種細胞因子和生長因子的表達、關節液內多種細胞因子的出現，可能是滑膜成纖維細胞樣細胞成骨表型表達的重要始動因素。這些相關的研究表明成纖維細胞成骨表型的表達可能存在著較復雜的調控機制，而其誘導因素也是多樣的。

為獲取大量具有成骨表型的成纖維細胞并了解其轉化機制，鄧廉夫［22］等將分離純化的人皮膚成纖維細胞置于加有不同濃度EGF、IL-6、TNF-α、BMP-2的培養液中進行體外培養，采用生物化學、組織化學和電鏡觀察等方法檢測成纖維細胞成骨性標記物的形成狀況，發現TNF-α和BMP-2聯合應用，可使成纖維細胞分泌堿性磷酸酶、骨鈣素及膠原纖維的量增加；成纖維細胞可由梭形向圓形或多突形轉化，蛋白分泌旺盛；細胞外基質中，豐富的膠原纖維定向或雜亂排列，其間散在較多的鈣顆粒；細胞可重疊交織形成多層結構，其表面有分泌顆粒和鈣鹽結晶堆積，并不斷融合擴大成骨結節，表明TNF-α和BMP-2可以誘導成纖維細胞成骨。但這種完全由成纖維細胞經誘導而形成的骨組織，在缺乏典型的成骨細胞參與下是否能在體外或植入體內后經改建成為成熟的板層骨及其改建過程如何?仍有待進一步研究。

7　展望

盡管成纖維細胞受哪些因素誘導可以產生成骨作用、這些因素的誘導方式及其機制如何以及成纖維細胞在骨形成中是否分化為成骨細胞等等問題尚未完全解決，但成纖維細胞經誘導可以形成骨組織這一現象已逐漸為廣大科學工作者所接受。由于成纖維細胞直接參與了骨折愈合過程中纖維性骨痂的形成，其自身又具備被誘導成骨的能力，可以設想，利用成纖維細胞分布廣泛、取材方便、對機體損傷較小、體外培養容易成活、增生繁殖較快等較其它具有成骨作用的細胞(如骨膜成骨細胞、骨髓基質細胞等)優越之處，在體外大量培養擴增成纖維細胞，并施以有效的誘導因素(如上皮細胞、TNG-α和BMP等)使其具備成骨效能，然后與合適的生物材料載體復合，同時使該復合體在體外或體內保持良好的成骨能力并進行一定程度的成骨，則有望獲得具有一定的生物力學支撐強度而成骨作用又保持活躍的“活骨”復合體，用以替代自體骨或異體骨回植體內治療難以自身修復的較大的骨缺損，這無疑將為骨缺損的修復治療開辟一條新的有輝煌前景的道路。在組織工程技術和生物材料科學已有較大發展的今天，這一設想是極有可能實現的。當然，從目前所處的實驗階段過渡到臨床應用尚有很大一段距離，需要解決的問題還很多，而且隨著研究的展開和深入，問題可能還會越來越多，但這確實是一項很有臨床應用價值和社會、經濟效益的重大課題，值得廣大基礎醫學工作者和臨床科研人員為之而努力。

參考文獻

［1］溫廣明，徐達傳.成骨細胞的成骨作用及復合移植研究進展.中國臨床解剖學雜志，1999，17(4)：374

［2］徐榮輝，饒寒敏，朱雅萍，等.皮膚成纖維細胞在體外培養中的成骨作用.中華外科雜志，1994，32(3)：190

［3］饒寒敏，徐榮輝，朱雅萍，等.家兔皮膚成纖維細胞在體外培養中的成骨作用(顯微錄象與四環素標記觀察).中華骨科雜志，1995，15(5)：295

［4］柴本甫，湯雪明.實驗性骨折愈合的超微結構研究。中華外科雜志，1979，17：368

［5］裘世靜，柴本甫.不同接骨板固定后骨折修復的超微結構研究.中華外科雜志，1990，28(2)：88

［6］Friedenstein a.Precursor cells of mechonocytes. In Rev Cytol， 1976，47(3):327

［7］Abdin m， Friedenstein AY. Electron microscopic study on bone induction by the transitional epithelium of the bladder in guinea pigs. Clin Orthop， 1972，82(2):182

［8］Brighton cT， Lorich DG， Kupcha R， et al. The pericyte as a possible osteoblast progenitor cell. Clin Orthop，1992，275(2)：287

［9］柴本甫，湯雪明.實驗性骨折愈合的超微結構研究-成纖維細胞成骨作用的電子顯微鏡觀察.中華實驗外科雜志，1985，2(4)：157

［10］Chai bF， Zhu XL， Yang LF，et al. Ultrastructural investition of experimental fracture healing-Ⅲ:electron microscopic observation on deposition of calcium salt crystals. Clin Med J，1979，92(10):668轉貼于

［11］Tang xM， Chai BF. Ultrastructural investition of experimental fracture healing-Ⅳ：electron microscopic observation on transformation and fate of fibroblast and chondrocytes. Clin Med J，1981，94(5):291

［12］柴本甫，湯雪明，李　慧.實驗性骨折愈合中鈣化骨化的超微結構觀察(兼論成纖維細胞的成骨作用).中華創傷雜志，1995，11(1)：4

［13］柴本甫，湯雪明，李　慧.骨折二期愈合過程中的成纖維細胞成骨作用.中華骨科雜志，1996，16(4)：245

［14］Mckibbin b. The biology of fracture healing in long bone. J Bome Joint surg(Br)，1978，60(1):150

［15］Sampath tK， Desimone DP， Reddi AH. Extracellular bone matrix-derived growth factor. Exp cell Res，1982，142(1):460

［16］馬真勝，胡蘊玉，呂　榮，等.骨形態發生蛋白在閉合性長骨骨折愈合中的作用.中華實驗外科雜志，1997，14(1)：50

［17］Onishi t， Ishidou Y， Nagamine T， et al. Distinct and overlapping patterns of localization of bone morphogenetic protein (BMP) family memebrs and a BMP typeⅡ receptor during fracture healing in rast. Bone， 1998，22(6):605

［18］司徒鎮強，吳軍正，主編.細胞培養.西安.世界圖書出版公司，1996.7～12

［19］Friedenstein a. Induction of bone tissue by transitional epithelium. Clin Orthop， 1968，59:21

［20］鄧廉夫，柴本甫，齊　進。損傷性和骨關節炎性滑膜細胞成骨作用的體外研究.中華骨科雜志，1997，17(11)：693

第5篇：細胞生物學的研究范文

【摘要】 目的: 研究放射性核素碘(131I)標記表皮生長因子受體單克隆抗體(McAb)1H12的實驗條件，觀察標記產物131I1H12與人肺癌細胞A549的免疫結合及生物學效應。方法:131I以 Iodogen法標記1H12，經體外細胞結合試驗分析檢測標記抗體的免疫活性;通過流式細胞儀檢測不同劑量131I1H12(148、74、37 kBq)、游離131I(148 kBq)及1H12(80 nmol·ml-1)對A549細胞的作用。結果:131I1H12標記率為50.14%，比活度為4.63 MBq·μg-1，放射性濃度為77.31 MBq·ml-1，放射性化學純度為96.92%。131I1H12與A549細胞結合率為61.12%;131I1H12誘導A549細胞凋亡和周期阻滯呈劑量效應關系，以148 kBq131I1H12作用效應最大，凋亡率達到(44.35±3.31)%，G2/M期細胞阻滯率達(51.17±2.98)%。結論:131I1H12能夠與A549細胞發生免疫結合，并調控細胞周期和誘導細胞凋亡。

【關鍵詞】 非小細胞肺癌; 表皮生長因子; 放射免疫治療; 131I; 單克隆抗體

[Abstract] Objective: To investigate the experimental conditions of radionuclide iodine(131I) labeling epidermal growth factor receptor(EGFR) monoclonal antibody(McAb) 1H12， observe the cellbinding function and biological effects of 131I1H12 to human lung cancer cells A549. Methods: 1H12 was labeled with 131I by Iodogen method. The immunocompetence of 131I1H12 was analyzed by cellbinding test. The cell apoptosis and cell cycles of A549 were analyzed by flow cytometry assay with various doses of 131I1H12(148， 74， 37 kBq)， free131I (148 kBq)， 1H12(80 nmol·ml-1)and equivalent medium. Results: The labeling rate of 131I1H12 was 50.14%， its specific activity， radioactive concentration and radiochemical purity were 4.63 MBq·μg-1， 77.31 MBq·ml-1 and 96.92% respectively. The specific binding rate of 131I1H12 to A549 cells was 61.12%; The apoptosis rate and cycle blockage rate of A549 cells induced by 131I1H12 were in a doseeffect relationship; The supreme apoptosis rate[(44.35±3.31)%] and G2/M cell cycle blockage rate[(51.17±2.98)%] were found in the A549 cells treated with 148 kBq 131I1H12. Conclusion: 131I1H12 can immunobind with A549 cells and regulate cell cycle and induce apoptosis of A549 cells to inhibit its proliferation; It might have some potential application prospect in biological targeted diagnosis and therapeutics.

[Key words] nonsmall cell lung cancer; epidermal growth factor; radioimmunotherapy; 131I; monoclonal antibody

表皮生長因子受體(EGFR)在非小細胞肺癌的治療中已成為一個重要的靶點，目前針對EGFR的肺癌靶向治療藥物(易瑞沙、特洛凱等)早已進入臨床應用[1-2]。為研究應用抗EGFR抗體進行非小細胞肺癌放射免疫顯像及治療的可能性，本實驗通過放射性碘標記EGFR單克隆抗體(monoclonal antibody， McAb)1H12，探討了131I1H12與人肺癌細胞A549在體外結合情況及其生物學效應。

1 材料與方法

1.1 A549細胞

人非小細胞肺癌A549細胞系22代，購于中國科學院上海細胞生物研究所。

1.2 主要儀器

FH463A自動定標器(西安二六二廠核儀器分廠);RM905a活度計(中國計量科學研究所); HERA Cell CO2培養箱(美國Kendro公司);Eppendorf cenhifuge低溫冷凍離心機(德國Eppendorf公司);YJ875超凈工作臺(蘇州蘇凈凈化設備有限公司);流式細胞儀：FACS Vantage SE型。

1.3 主要試劑

鼠抗人EGFR McAb(1H12)：美國CST公司產品，純度>98%。Na131I溶液:中國核動設計院第一研究所(無還原劑、無載體)產品。Iodogen(四氯二苯基甘脲)：美國Sigma公司產品。葡聚糖凝膠G50(SephadexG50):瑞典 Amersham Biosciences公司產品。細胞培養液RPMI 1640培養液: Gibcobrl公司產品。胎牛血清(FCS):杭州四季青生物工程材料有限公司產品。

1.4 131I1H12的標記與鑒定[3]

(1) 標記前準備：將Iodogen溶解于二氯甲烷中制成濃度為1 μg·μl-1的Iodogen溶液，取100 μl加入乙烯Eppendorf管中，氮氣吹干后在試管底部內壁形成一層均勻的Iodogen膜，制備完成后保存于4 ℃備用。(2)Iodogen法131I標記1H12：在涂布Iodogen的Eppendorf管中依次加入0.5 mol·L-1、pH 7.6的磷酸鹽緩沖液50 μl，1H12 25.0 μg(pH 7.6 PBS溶解，濃度1 μg·μl-1)， Na131I 46.25 MBq，充分混勻后在室溫下反應10 min，其間溫和振蕩數次。(3) 分離純化反應：將反應液滴加于預先經PBS(0.01 mol·L-1、pH 7.4)平衡、2%牛血清白蛋白封閉飽和的SephadexG50層析柱上，用0.01 mol·L-1、pH 7.4的PBS洗脫層析柱，自動收集器收集部分洗脫液，流速每管1.0 ml·min-1，共收集20管，按收集時間順序排列各管;RM905放射性活度計測定各管的活度，以Rf為橫坐標，對應各管的放射性活度為縱坐標，制作時間放射性活度洗脫曲線。(4) 放射化學純度(radio chemical purity，RCP)測定:生理鹽水紙層析法測定標記物RCP。(5) 計算標記率、放射濃度：標記率=蛋白峰各管放射性活度總和/蛋白峰加游離峰各管放射性活度之和;放射濃度=投入的Na131I總量×標記率/蛋白峰收集的總ml數。(6) 比活度的測定：放射性比活度=投入的Na131I總量×標記率/投入的1H12量。(7) 131I1H12的體外穩定性，置于室溫37 ℃，于第24小時、48小時、72天測定各自放射化學純度，評價其體外穩定性。(8) 131I1H12收集液過濾除菌備用。

1.5 131I1H12對A549細胞株的體外實驗

(1) A549細胞EGFR表達率：取對數生長期細胞，調整細胞濃度至106 ml-1，用-20 ℃預冷的80 ml·L-1乙醇固定過夜，流式細胞測定EGFR的表達率。(2)131I1H12免疫活性的鑒定：常規培養的肺癌細胞株(A549)、臍靜脈血管內皮細胞，用RPMI 1640完全培養液制備細胞懸液調至細胞濃度1×106 ml-1，兩種細胞分別裝入6孔培養板使細胞濃度在1×106細胞·(1.0 ml)-1·孔-1(足量)，每組細胞中分別加入131I1H12(105 cpm)，搖勻，常規培養12 h，每2 h振蕩1次，培養12 h后將每孔的上清液移入試管，0.25 ml胰蛋白酶消化A549細胞與臍靜脈血管內皮細胞，將細胞移入裝有相應上清液的試管。在FH463A自動定標器上測定每孔的總放射性。1 000 r·min-1離心5 min，去上清液。沉淀用PBS洗滌3次，最后測沉淀物放射性。按如下公式計算體外細胞結合率：體外細胞結合率(%)=沉淀部分放射性計數(cpm)/總放射性計數(cpm)×100%[4]。(3) 藥物實驗分組：將24瓶對數生長期A549細胞分成A～F 6組，每組4瓶，A、B、C組分別加入131I1H12 148、74、37 kBq，D組加入Na131I溶液148 kBq，E組加入1H12 80 nmol·L-1，F組加入等量培養液[5]。(4)檢測131I1H12對細胞的生物學作用：給藥后的各組細胞用小鉛磚分隔培養12 h后換液(普通培養液)，繼續分隔培養36 h。顯微鏡下觀察細胞形態，收集細胞以調整濃度至106 ml-1，用-20 ℃預冷的80 ml·L-1乙醇固定過夜，并用以AnnexinⅤFIFC/PI雙染法測定藥物對細胞的早期誘導凋亡作用，采用DNA倍體分析法檢測細胞周期[4，6]。

1.6 統計學處理

數據用均數±標準差表示，SPSS 13.0軟件處理，采用方差分析;兩兩比較采用LSD法。

2 結 果

2.1 EGFR McAb131I1H12的標記及鑒定

Iodogen法碘化標記McAb(1H12)，經SephadexG50柱層析分離游離碘和EGFR McAb131I1H12，從洗脫曲線上(圖1)可見：131I1H12蛋白峰出現在第3、4、5管;游離碘峰出現在第10、11、12管。標記產物進行紙層析，根據公式計算其標記率為50.14%，比活度為4.63 MBq·μg-1，其放射濃度為77.31 MBq·ml-1，生理鹽水紙層析法測定放射性化學純度為96.92%。24、48、72 h我們測得的放射性化學純度依次為95.33%、94.79%和91.03%，說明標記產物在體外具有較好穩定性。

2.2 標記抗體131I1H12的免疫活性

標記抗體經體外細胞結合分析顯示131I1H12與A549細胞體外結合率達61.12%，而與人臍靜脈血管內皮細胞不發生特異性體外結合，其結合率僅為7.16%，和前者比差異具有統計學意義(P

2.3 131I1H12對A549細胞的生物學作用

流式細胞儀測得A549細胞的EGFR表達率為75%。光鏡下細胞形態改變[7]：倒置顯微鏡下見A、B、C組A549細胞不同程度變圓，胞體皺縮，細胞輪廓漸趨模糊，形態異常。有的細胞結構松散，細胞質粗糙，顆粒明顯增多，出現堆積現象，多數細胞脫壁，漂浮于培養液中。而F組細胞未見有上述現象，細胞生長旺盛，有很多分裂相(圖2)。流式細胞術分析各組細胞的細胞周期及凋亡(表1)：通過亞G1峰檢測其凋亡率分別為A組(44.35±3.31)%、B組(16.29±2.76)%、C組(9.36±2.32)%、D組(8.03±1.38)%、E組(1.51±0.79)%、F組(1.44±0.34)%，各組與F組比較，細胞凋亡率有統計學差異，A、B、C組的凋亡率隨放射性濃度增加而升高。細胞周期阻滯亦隨藥物劑量增加而升高，從(33.84±1.92)%升高至(51.17±2.98)%，呈明顯劑量效應關系(圖3、4)。A組與D組比較存在統計學差異，說明發揮腫瘤殺傷作用的是與細胞結合的131I1H12。

3 討 論

鼠抗人EGFR McAb(1H12)系免疫球蛋白IgG，分子質量為17.5 kDa，本實驗以Iodogen法對1H12進行131I標記，標記率為50.14%，放化純度>95%，在體外穩定性良好。抗體的同位素標記技術中最重要的是要保持抗體尤其是McAb的生物、免疫學活性，否則即使標記工作做得再好也無法將標記抗體應用于下一步的實驗或臨床領域。我們實驗結果證實抗EGFR McAb(1H12)經碘化標記以后保持原有的免疫學活性，131I1H12能與肺癌A549細胞發生特異性結合。

已有研究表明，細胞周期的阻滯與細胞凋亡、分化密切相關，細胞通過2個限制點(G0/S期和G2/M期限制點)保證細胞的復制[8]。細胞受損時，通過激活限制點分別導致細胞的G0期或G2期延遲，使細胞有時間完成復制前和有絲分裂前的修復，以保證細胞存活;當損傷超過細胞的修復能力時，則促使細胞凋亡。為探討131I1H12對A549細胞的生物學效應，我們使用流式細胞術對各組A549細胞的細胞凋亡情況及細胞周期的變化進行了觀察。實驗結果表明，給藥48 h后A、B、C組A549細胞隨著藥物放射性活度增強，G0/G1期細胞逐漸減少，G2/M期細胞明顯增多，呈明顯劑量效應關系。凋亡率也由(9.36±2.32)%升至(44.35±3.31)%，說明A549細胞抑制作用可能與G2/M期阻滯有關。C組與D組的凋亡率無統計學差異(P>0.05)，說明小劑量長時間131I1H12與大劑量短時間Na131I對A549細胞的凋亡作用相當。

有研究表明大多數非小細胞肺癌細胞EGFR能夠高密度表達和(或)發生突變，而正常人肺組織EGFR表達呈陰性[1]。目前以肺癌EGFR為靶點的腫瘤靶向治療方法較多，很多靶向藥物已經開始應用于臨床。我們選用高敏感性鼠抗人EGFR McAb(1H12)做了放射性碘標記的實驗，并探討了標記后的131I1H12對EGFR表達陽性(75%)的A549細胞的生物學效應，為體內進行非小細胞肺癌EGFR為靶點的放射免疫顯像及治療奠定實驗基礎[9-10]。與以往單純的抗肺癌單克隆抗體介導的放射免疫治療相比[11-12]，131I1H12并不僅僅作為非小細胞肺癌的靶向治療藥，只要是高表達EGFR的腫瘤都能適用，且運用低劑量131I1H12進行腫瘤EGFR的放射免疫顯像，可作為其他針對EGFR的靶向治療初篩條件[2]，從而減少不必要的醫療資源消耗。雖然運用表皮生長因子(EGF)作為核素的載體，同樣可以達到對腫瘤的EGFR靶向治療的效果[13]，考慮到EGF本身作為促進腫瘤生長的因素之一，其作為放射性核素載體在實際的臨床應用的安全性仍將受到質疑。綜上所述，無論用放射免疫顯像進行腫瘤表達EGFR與否的分類和初篩，還是本身作為靶向治療劑，放射性核素標記EGFR單克隆抗體都具有潛在而可觀的應用前景[14-15]。

關于131IEGFR McAb對體內非小細胞肺癌的相關實驗，筆者將在接下來的工作中繼續深入研究。相信隨著研究的不斷深入，必將使非小細胞肺癌的此類靶向診斷及治療模式逐漸趨于完善。

參考文獻

[1] FUKUOK M， YANO S， GIACCONE G， et al. Multiinstitutional randomized phase Ⅱ trial of gefinitib for previously treated patients with advanced nonsmallcell lung cancer[J]. Clin Oncol， 2003，21(12):2237.

[2] MATTES M J， GOLDENBERG D M. Therapy of human carcinoma xenografts with antibodies to EGFr and HER2 conjugated to radionuclides emitting lowenergy electrons[J]. Eur J Nucl Med Mol Imaging， 2008，35:12491258.

[3] 任均田，李峰.Iodogen法碘標記McAb技術探討[J].放射免疫學雜志，1996，9(3):145146.

[4] FROIDEVAUX S， EBERLE A N. Somatostatin analogs and radiopeptides in cancer therapy[J]. Biopolymers， 2002，66:161183.

[5] 孫俊杰，范我，許玉杰，等.125I[Tyt3]octreotide內化及殺傷NCIH446細胞的研究[J].中華核醫學雜志，2004，24：144146.

[6] URROWS F， ZHANG H， KAMAL A. asp90 activation and cell cycle regulation[J]. Cell Cycle， 2004，3(12):15301536.

[7] MICHEL R B， BRECHBIEL M W， MATTES M J. A comparison of 4 radionuclides conjugated to antibodies for singlecell kill[J]. Nucl Med， 2003，44:632640.

[8] OSAKA M， OSHIMURA M， HO H. PI3KAkt pathway: its functions and alterations in human cancer[J]. Apoptosis，2004，9:667676.

[9] GOLDENBERG D M， DELAND F， KIM E， et al.Use of radiolabeled antibodies to carcinoembryonic antigen for the detection and localization of perse cancers by external photoscanning[J]. N Eng J Med， 1978，298:13841386.

[10] 孫曉春，周前.幾種抗人肺癌細胞單克隆抗體及其片段放射免疫顯像的實驗研究[J].中華核醫學雜志，1997，17(1)：4648.

[11] 葛棣，曾亮，葛錫銳，等.90釔標記單克隆抗體LC1對荷肺癌裸鼠局部放射免疫治療[J].復旦學報:醫學版，2003，30(2)：160163.

[12] 劉黎，李少林. 131I22F7抗體對荷小細胞肺癌裸鼠體內分布及其對腫瘤的生長抑制作用[J].中華核醫學雜志，2006，26(6)：357360.

[13] 徐衛云，李云，春何生，等.放射性碘標記表皮生長因子核素靶向治療乳腺癌的實驗研究[J].中華外科雜志，2005，43(1):1417.

第6篇：細胞生物學的研究范文

一、精選教材 

教材是課程知識內容的載體，是進行教學活動的基本材料之一[2，3]。如何選擇和使用教材對教學任務的實施、完成和對教學質量的影響至關重要。通過對相關院校的走訪、大量資料的查閱以及結合本校水產養殖學科的專業特點、課程學時數以及授課對象，最終確定以翟中和等主編的《細胞生物學》為教學用教材，并及時跟進該書的新版本。在應用該教材的同時，特別注重其他教科書的參考和補充，如將王金發編著的《細胞生物學》、王堃仁等主編的《細胞生物學》、鄭國锠等主編的《細胞生物學》、Alberts主編的《Molecular Biology of the Cell》等作為本課程的參考教科書。此外，教師在備課過程中還注重尋求教科書之外的教學資源，如國內外重要學術期刊、國內外知名大學《細胞生物學》課程網站，特別是國外互聯網站上與細胞生物學知識相關的網絡資源。教學中將教材、參考教科書以及教科書之外的教學資源相互補充和凝練，力求教學內容的系統性和前瞻性。 

二、教學內容的遴選 

《生物化學》、《遺傳學》、《細胞生物學》和《生理學》等是水產學院重要的學科基礎課。這些課程在內容上聯系極為密切，相互交叉和滲透。在《細胞生物學》課程的教學中，既要避免本課程與其他課程內容的過度重復又要保證授課內容的完整性、體現細胞生物學的核心內容。根據水產學院的教學安排以及授課學生的實際情況，在《細胞生物學》理論課教學中對所用教材的內容進行遴選，合理取舍與合并，最終形成十章作為本校水產養殖學科《細胞生物學》理論課教學內容，即：“緒論”、“細胞的基本知識”、“細胞生物學的主要研究方法”、“細胞表面”、“細胞基質和內膜系統”、“線粒體”、“細胞骨架”、“細胞核與染色體”、“細胞周期和細胞的分裂與分化”和“細胞的衰老與凋亡”。《細胞生物學》理論課的教學內容遴選后，授課中以細胞的結構和功能為主線，從顯微、亞顯微和分子水平闡述細胞結構，特別是結構與功能的相關性，認識細胞重要生命活動的基本內容和本質，掌握細胞生物學的基本概念和基礎理論，在《生物化學》、《遺傳學》和《生理學》課程學習的基礎之上，通過《細胞生物學》的教學，使學生的知識體系更加系統化、深入化。 

三、調整與優化教學內容，因材施教，提高教學效果 

由于課堂教學仍然是在校學生獲取知識的主要形式[4]，因此教學內容確定后，教師要梳理每一章的教學內容，清晰講授的重點和應達到的具體教學目的。首先，教師要意識到第一次課的重要性，它對激發學生的學習興趣有著重要的作用。與其他課程一樣，課程的講授內容通常以緒論開篇。但是，不僅許多學生不重視緒論的內容，教師也容易出現缺乏對緒論講授的激情[5]。教學中我們將教材[1]中緒論的內容重排、調整與優化，收到了較好的教學效果。授課中將細胞生物學的發展簡史作為最先講授的內容，并結合一些與之相關的逸聞趣事，激發學生對該門課程學習的興趣，使學生在輕松的氛圍中了解學科的誕生、認識學科的發展與實驗儀器和技術進步的關系；通過介紹“細胞學說”的建立，不僅使學生掌握了該學說的基本原理，還使學生意識到善于點滴積累以及歸納和總結對學習和工作的重要性，通過上述學習學生們也弄清了細胞生物學最基本的研究內容。之后再介紹當今細胞生物學的主要研究內容和研究熱點，并將教材目錄與緒論的內容相聯系，這樣不僅使細胞生物學的研究內容深記于學生的腦海中，也便于他們對本課程后續內容的學習和提高學習的信心。其次，授課內容的順序編排要便于學生與已掌握的有關知識相銜接。根據授課對象的實際情況，教學中按著細胞的組織結構從外向內，即：細胞表面→細胞質→細胞核的順序，并將結構或功能上聯系極為密切的細胞結構的知識放在一起講授。以本課程的“細胞表面”與“細胞基質和內膜系統”兩章為例，對教材以及相關的教科書中的有關內容做了較大的調整，重新編排與優化。授課時“細胞表面”一章，首先介紹細胞表面的結構組成（質膜、細胞外基質和細胞外被、細胞表面的特化結構細胞連接），各結構的特點、功能以及這些結構的相互關系；通過這樣的講授使學生清楚地知道多細胞生物中雖然所有的細胞都具有“質膜”這樣一個界膜，它是細胞表面核心結構，但多細胞生物不僅由細胞構成，細胞外還有細胞外基質，同時沒有一個細胞是孤立的，細胞與細胞或與細胞外基質形成特定的組織連接結構，從而使多細胞生物成為一個和諧的統一體。之后再詳盡地介紹細胞表面核心結構——質膜的物質的運輸和信號轉導功能，通過這部分的學習又使學生對膜的不對稱性和流動性有了更好的理解。此外，由于核糖體與內質網在功能上的關系極為密切，因此將核糖體并入內膜系統中介紹，形成本課程的“細胞基質和內膜系統”一章。授課中首先講解非膜性細胞器——核糖體在細胞中的分布、化學組成和結構以及功能，之后介紹內膜系統中的內質網、高爾基體和溶酶體的超微結構與功能，但內質網和高爾基體的蛋白質加工功能與蛋白質的分揀形成本章獨立的一節，即“蛋白質的分揀與加工”，內容包含信號假說、蛋白質的修飾與加工、蛋白質的分揀和膜泡運輸，此節為本章的教學重點之一。介紹信號假說時，由于有了核糖體的知識基礎，再結合具體的研究成果，學生則很容易理解分泌性蛋白的合成在細胞基質中起始、肽鏈延伸暫停、向內質網膜轉移等信號假說的具體內容；通過本節其他知識內容的學習，清晰了蛋白質的修飾加工可發生在肽鏈的合成以及運輸過程中，因此構成了蛋白質合成、加工與運輸的完整體系。此外，將溶酶體的發生也獨立成節，放在“蛋白質的加工與分揀”一節之后，以溶酶體酶的M6P分揀途徑為例，將信號假說、蛋白質的加工與分揀以及膜泡運輸的部分內容串聯起來。通過上述講授內容的遴選、調整與優化，也使學生對結構、功能、發生上相互關聯的內膜系統的理解更加透徹。再次，根據教學時數適當安排自學與課后討論的教學內容，培養學生自主和探究學習的能力。如“細胞生物學的主要研究方法”一章，不可能在有限的學時內將該部分內容講透徹，因此該部分內容以學生自學、課下參觀相關的儀器設備及與教師交流討論的形式實現學生對該部分知識的獲取；此外根據授課專業特點，葉綠體的知識也以學生自學和課下與老師交流的方式進行。最后，注重講授內容與其他課程內容上既不過度重復又要較好地銜接。如在講授質膜的功能——鈉鉀泵的知識時注意與《生理學》膜電位的知識相聯系、細胞骨架中微絲的功能時注重與《生理學》以及《組織胚胎學》肌肉收縮內容的銜接，線粒體功能的講解則考慮與《生物化學》的內容不過度重復和較好的銜接，而細胞核與染色體的知識需要考慮學生在《遺傳學》課程上已掌握的知識。由于本課程的開設在上述幾門課程之后，這就要求我們與上述課程的任課教師以及授課學生良好的溝通，適當調整本課程的授課內容與重點，從而使學生通過《細胞生物學》課程的學習，使他們知識體系更加系統化、深入化。 

由于細胞生物學的知識面廣、信息量大、發展快，因此教學內容的改革是教學改革最重要的部分。結合我校水產養殖學科的專業特點和授課對象的實際情況，對《細胞生物學》理論課的教學內容進行遴選、調整重排與優化，并且應用于《細胞生物學》的教學中，提高了教學效果。此外，通過多年的教學實踐我們深深地體會到，完成好教學內容，教師尤其要注重自身知識理論水平的提高，不斷地豐富教學內容，才能不斷提高教學效果與教學質量。 

參考文獻： 

[1]張晶，華子春.細胞生物學課程體系優化的實踐與思考[J].中國細胞生物學學報，2011，33（6）：716-719. 

第7篇：細胞生物學的研究范文

【關鍵詞】　細胞生物學　實驗教學　科研素質

細胞生物學是生命科學中重要的組成部分，它能夠反映生命科學的形成進程，同時也體現生命科學的最新進展。該學科是由實驗研究產生和發展起來的。因此，細胞生物學研究技術和方法的作用及地位顯得尤為突出，細胞生物學實驗課教學是培養本科生科研素養的重要環節。是研究性學習的重要內容，也是最必要的形式和過程。

1.開設實驗課，是生命世紀所需。細胞生物學的發展經歷了經典細胞學、實驗細胞學及細胞生理學、現代細胞生物學等階段，推動學科理論內容的產生、發展及豐富的動力是實驗研究。例如：顯微鏡觀察方法導致了細胞學的產生，而電子顯微鏡及其它更精細觀察顯像技術的應用，可以觀察細胞內部的亞顯微結構、甚至單一生物分子的位置，更加準確描述細胞的結構與功能。

在大三開設細胞生物學實驗課是適時的。大三本科生經過動植物學的學習初步了解動植物細胞的一般特性：通過微生物學的學習，則了解微生物在細胞形態、結構及功能等方面的特殊性；生理學與生物化學的學習，掌握了細胞生命活動的動態性，并且有了相應的實驗技能。在此基礎上，本科生能夠適應較為復雜的細胞生物學實驗課的學習和操作。

細胞生物學實驗技術直接與當今生命科學的前沿技術接軌，在高年級開設這樣的課程，有助于本科生迅速進入畢業論文研究的狀態，有助于考研進入更深層次的研究工作。

2.選擇實驗課內容，注重基本能力和創新能力的培養。參考國內主要細胞生物學實驗教材，自編實驗教材，編寫過程中，注重介紹與某一個實驗項目相關的背景知識和實驗原理。例如：光學顯微鏡的使用是最基本的細胞生物學實驗，是從事生物學教學和科研必備的基本技能，在實驗教材中，作詳細介紹，列出不同放大倍數物鏡的鏡口率、工作距離、景深和視野直徑等參數，使學生明確“放大倍數小的物鏡工作距離大，放大倍數大的物鏡工作距離小，物鏡是顯微鏡中關鍵部件”等基本規律，有助于使用和選擇顯微鏡。

設計了染色體制備和分帶的內容，可以允許每個人動手操作，完成整個實驗程序，得到預處理、樣品制備、離心、顯微鏡使用等綜合技術的訓練。事實反映出操作認真、嚴謹的同學能獲得較理想的實驗結果。

選編了細胞培養、熒光顯微鏡技術等較高要求的實驗內容，并附編了相應的前沿技術，如激光共聚焦顯微鏡原理。這些都是從事細胞生物學科研工作所需的研究技術，該類實驗內容的開設，使學生初步了解細胞生物學研究的基本技術路線和實驗方法，使學生對實驗課的認識從完成操作、獲得學分過渡到科研綜合性、探索性，乃至創新性的高度。

詳盡描述實驗操作步驟，特別是不可忽視的、影響實驗成敗的關鍵細節，以及實驗試劑、藥品的配制和儀器實驗注意事項等內容。注意操作過程與實驗原理的結合，增加圖解。例如小鼠骨髓細胞染色體標本制備和C帶分析實驗，操作步驟多，影響因素多，相對成功率較低，學生興趣濃。操作程序的清晰、嚴格要求是完成實驗的重要保障。

設計具有啟發性的創新性實驗及實驗后思考題，以激發學生利用所學理論知識和實際動手經驗，熟悉怎樣設計實驗、組建哪些實驗技術達到實驗目的、哪些步驟是控制實驗的關鍵及其影響因素，甚至可提出修改的方案。

3.注重課前準備，確保實驗質量。教師持之以恒動手從事科研實驗工作，掌握或了解本學科研究技術的過去、現在及將來。堅持與實驗員設計、商討、準備實驗，要有預瞻性，掌握實驗中可能出現的問題，以便在課堂及時準確回答學生問題。

作為實驗教學的主體，學生的臨陣狀態也很重要。不少學生習慣于課前不預習，課堂上一邊對照實驗指導，一邊操作，經常導致操作混亂、時間延長甚至實驗失敗。目前，此類現象仍然較普遍，教師需注意檢查督促，進行關鍵性問題提問、請個別學生上臺操作示范，教師再對其中的注意事項、操作錯誤重點強調。另外，可將預習作為實驗成績的一部分，學生有備而來，提高實驗質量。

4.細致指導，重視基本技能訓練。細胞生物學實驗包括形態、結構觀察性實驗，也包括操作復雜、技術綜合的實驗，要求學生牢固地掌握基本實驗技能，如顯微鏡及特殊顯微鏡的熟練操作，微觀世界的確認，臨時與永久玻片制作，實驗動物解剖，生物繪圖方法，離心機的使用，細胞生物學染色體方法，細胞培養過程的無菌要求，這些基本技能都是每個學生必需的。教師必修逐個指導、示范和糾正，培養學生正確的規范的操作習慣。嚴謹的科學態度、創新的精神和嚴格的實驗習慣，是科研最基本的素養，而本科細胞生物學實驗是訓練的最好平臺。

5.誘導啟發，培養創造性思維。細胞生物學實驗項目廣泛，材料具有多樣性和普遍性，教師給學生安排的實驗是挑選了典型的材料和經典的實驗方法。教師應鼓勵學生在完成實驗指導指定實驗基礎上，提出衍生性的實驗題目，讓學生書面自行設計實驗(包括實驗材料、方法、目的)，有條件情況下，少部分同學進行創新性實驗。強調科研協作的重要性，鼓勵同學之間互相學習，有利于同學們開闊視野、培養敏捷的思維，激發對科學的求知欲和對本課程的興趣。

第8篇：細胞生物學的研究范文

關鍵詞：實踐；細胞生物學；教學效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0176-02

任何知識的學習都以學以致用為最終目的，必須做到理論聯系實際，細胞生物學的學習也是如此，而且生物這門學科本身具有較強的實踐性，我國在進行生物學教學的時候，也是將實驗教學放在首要位置的，但是，我國基于實踐的細胞生物學教學體系并不完善，需要對教學方法進行深入的改進，使細胞生物學的知識能在實踐研究中得到更好的應用。

一、將細胞生物學教學與實踐結合的重要意義

1.將細胞生物學教學與實踐結合起來是學科本身發展的需求。細胞生物學是一門基礎性的生命科學，主要任務是研究細胞的生命活動規律，通過對細胞生命現象的觀察，總結出細胞生命活動的規律，進而采用合理的方法手段控制或者引導細胞向有利于人們身心健康的方向發展，近些年，全球癌癥的發病率逐年上升，鑒于這種實際現狀，世界上的細胞生物學開始嘗試通過一定的物理或者化學手段，減少癌癥的發病率、增強癌癥患者的生命期，并且已經取得了良好的研究成果，所以，生物學本身的發展就要求理論與實踐相結合。

2.將細胞生物學教學與實踐結合起來是人才培養的需要。目前，根據我國生物科學的發展現狀，生物學方面的學生就業方向主要是地方教育機構或者一些生物方向的廠家。對于地方教育機構來講，隨著我國教育事業的不斷發展，現在的生物學教育理念已經發生了巨大的變化，現在的教育模式更傾向于課堂實驗教學，老師通過課堂做實驗，讓學生對自己得出結論。

3.將細胞生物學教學與實踐結合起來是提高教學質量的需求。細胞生物學的實踐教學可以提高學生對事物的觀察能力和操作能力，對未來的生物數據處理和實際應用生物理論解決問題能力也有很大的幫助，在進行有效的生物教學之前，學校必須首先為實踐教學創造良好的硬件條件，購買一些先進的生物設備、根據實際需要建立具有一定規模的實習基地，社會對學生細胞生物學的檢驗標準不僅僅是依靠學習成績，更多的是考查學生對實驗內容、實驗操作細節等的理解程度。實踐是學好細胞生物學課程的基礎，將細胞生物教學與實踐結合起來對提高教學質量有很好的效果。

二、提高基于實踐的細胞生物學教學效果的措施

我國的細胞生物學實踐教學主要方式是課堂的實驗教學，所以，要想提高基于實踐的細胞生物學教學效果還得從提高實驗教學效率入手，通過提高學生做實驗的學習效率來達到提高生物屑教學效果的目的。

1.改變實驗教學模式。以前我國的學校進行細胞生物學實驗的方法是：老師將實驗步驟、實驗操作、注意事項在實驗之前全部告訴學生，學生在老師設置的要求里用心完成課堂實驗，造成學生在做實驗的時候，對老師的指導形成了嚴重的依賴性，缺乏創新意識，不利于學生未來實踐能力的培養。鑒于這種情況，我國開始改變實驗教學模式，在保證學生生命安全的條件下，盡可能的將實驗變成開放性實驗，增強學生在實驗過程中的自主性，學生根據自己的設想，用一定的實驗方法去驗證自己設想的可行性，老師的任務是現場監督實驗的安全性，對一些存在安全隱患的實驗方法進行制止，并在實驗快要結束的時候，將課本上的實驗方法進行講解，并鼓勵學生無論設想是否正確都要積極去做，科學的路上本來就充滿挫折，失敗是很正常的，使學生更加愿意按照自己的設想去做實驗，久而久之增強了學生的實驗設計能力和創新能力，從長遠來看必將推動我國甚至世界生物科學的發展。

2.及時的更換實驗內容。科學技術在不斷的進步，生物科學也不例外。在生物學實踐教學的路上必須不斷豐富實驗內容，及時的讓學生學習到世界先進的研究成果或者優良的研究方法。學校可以根據本校學生的實際情況，適當增加實驗的難度，在安排實驗的時候盡量多一些創新性的實驗減少驗證性實驗的比例，因為相對應于驗證性實驗，創新性的實驗更加有利于培養學生的創新能力和生物研發能力，創新性實驗提前不知道實驗結果，學生帶著問題和好奇去做實驗，而驗證性實驗學生在做實驗之前就已經知道了本實驗的實驗結果，只是通過一定的方法驗證結論即可，此外創新性實驗的實驗結果不唯一，有利于培養學生的發散思維，根據自己對實驗現象的不同理解，從不同的角度得出不同的實驗結論。實驗是一個實踐性的教學，更改實驗內容光從改變這些實驗的理論是不夠的，還必須要求實驗硬件的配合，增加在實驗方面的投資，購買一些先進的實驗設備，聘請一些國內外知名的生物學教授來學校進行教師的培訓或者辦學生講座，軟件和硬件雙管齊下才能達到更換實驗內容目標，最終提高基于實踐的細胞生物學教學效果。

3.老師根據學校現有的物質條件，合理的安排實驗內容。雖然我們在細胞生物學的教學過程中，大力支持和發揚實踐教學，也就是將課堂做生物實驗作為教學的主要形式，學生通過做實驗，將理論與實踐結合起來，并從中鍛煉自己實際解決問題的能力，甚至創造出一些科技成果來，但是，我們也不能盲目的追求實驗教學，因為大多數實驗尤其是生物實驗需要非常先進的設備，有的還需要珍貴的材料做實驗標本，這會無形之中提高學校的教學成本，不利于學校的可持續發展，所以，必須將實踐教學與學校的實際辦學條件緊密結合起來，老師根據目前學校目前擁有的先進設備和實驗標本合理的安排實驗，保證將現有的資源合理利用，對于那些必須的先進生物設備和實驗標本老師應該向上級部門提出申請，希望學校能盡力滿足。當學校的實際條件不允許的時候，老師不能將實驗內容省略，而是可以對實驗的實際環境和場景進行模擬，讓學生盡可能的感受實驗的過程，雖然模擬環境與實踐環境有一定的差異，但是對學生未來的實踐卻有著不可忽視的作用。此外，提高生物學實踐教學效果的方法還要求老師根據本校實際情況自編實驗教材、在實驗結束后開展實驗討論會、完善細胞生物學實驗的考核制度等等。

理論聯系實踐是當代教育改革的一個重要任務，細胞生物學的教育也是如此，必須將生物知識通過具體的實驗與實踐聯系，才能讓學生真正的理解知識的內涵，增加對知識的理解深度，并積累豐厚的實踐經驗，為以后的實際工作打下堅實的基礎。本文通過介紹細胞生物學實踐教學的重要性，從如何提高課堂實驗教學效率方面入手，對基于實踐的細胞生物學教學做簡要分析。

參考文獻：

[1]樊廷俊，初建松，細胞生物學課程教學改革與教書育人的初步嘗試[J].中國大學教育報，2003，（05）：25-25.

[2]聞亮，加強實踐教學，注重學生創新精神和實踐能力的培養[J].內蒙古師范大學學報，2009，（02）：46-48.

第9篇：細胞生物學的研究范文

關鍵詞：細胞生物學;分層次教學;研究生

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）36-0180-02

細胞生物學是現代四大前沿生命學科之一，是一門綜合性的新興基礎理論學科，是從細胞、亞細胞和分子水平三個層次研究細胞生命活動基本規律的學科。隨著分子生物學與基因工程等概念的引入，使得這門曾以顯微形態為主的學科逐步發展為以探討生命活動規律為主的功能性學科，即分子細胞生物學。細胞生物學是一門連接生物化學、生物物理、生物遺傳和分子生物學的橋梁學科，也是一門實用性很強的學科。

針對研究生從事獨立的科研工作，經過研究生教育階段的培養，研究生必須具備追蹤世界研究新進展、快速有效地閱讀文獻、熟悉必要的實驗方法、良好的個人表達能力等。本課程組結合本校研究生生源的實際情況，采用“分層次教學”的教學方法，改變既往教師主動授課、學生被動參與的情況，采用專題講座、論文和綜述匯報、專題討論三種授課方式。在講授細胞生物學的基礎知識、介紹細胞生物學最新研究進展的前提下，重點培養學生如何追蹤世界本學科的研究進展、如何尋找和設計科研課題、如何有效閱讀中外文文獻、如何更好的做好課題和論文匯報，以期使得研究生的科研能力得到綜合鍛煉。

一、分層次教學

由于農業院校研究生來源不同、基礎不同，農學類有關專業的研究生在本科階段沒有學習過細胞生物學，生物類有關專業的研究生在本科階段學習過細胞生物學，不同專業研究生的細胞生物學基礎及對研究生階段《細胞生物學》課程的要求不同，使用統一一致的教學方法難以滿足不同層次學生以及不同專業的需要。近年來，課程組對不同專業研究生進行調研，根據研究生對本課程的不同需求，對研究生進行了“分層次教學”。

“分層次教學”是要最大限度的為不同層次的學生提供必要的學習條件和學習機會，強調每個學生都有能力理解并掌握教學內容，其關鍵是教師要提供適當的教學條件，運用恰當的教學方法使所有學生都能達到學習的目標。“分層次教學”的目標就是“從差異出發，達到消滅差異”。依據研究生的專業及知識背景進行分層次教學，真正做到因材施教，幫助不同專業的研究生快速融入自己的科研課題，提高學習興趣。

（一）分層次教學的實施

首先，根據研究生的細胞生物學基礎和現在所學專業對細胞生物學知識的需求，劃分教學層次，建立相應的分級教學班，進行分班教學。根據教育背景與專業情況，將細胞生物學教學分為兩個層次：生物類專業提高班和非生物專業基礎班，突出對不同專業學生能力的培養。對于提高班的學生，教學內容適當加深、加寬，教學進度適當加快，以保證研究生對細胞生物學前沿內容的掌握;對于普通班的學生，加強基礎概念、基本方法的講解，以保證學生達到課程教學的基本要求，為學生學習后續專業課程打下良好的基礎。

（二）教學目標層次化

在教學中，課程組認真研究所授教材的內容，并從各類學生的實際出發，確定不同層次的要求，然后進行不同層次的教學，并給予不同層次的輔導，組織不同層次的實踐教學，使不同層次的學生都能得到最充分的發展，適應研究生的科研工作。

（三）教材分層

“分層次教學”首先體現在課程教材的選擇上。細胞生物學是生命科學領域發展最快的學科之一，新理論、新知識、新案例、新觀點層出不窮，選用合適的教材和參考資料是保證教學質量的前提。根據細胞生物學的這一特點，綜合考慮國內外最新教材，我們選用最新版的由《Genes》系列的作者Benjamin Lewin主持編寫的《Cells》為教材，結合相應國內外學術期刊的論文和綜述，以及桑建利老師編譯、科學出版社出版的《細胞》、王金發老師主編的《細胞生物學》中文教材，并推薦2011年高等教育出版社出版的《細胞生物學》（翟中和主編）及韓貽仁老師主編的《分子細胞生物學》等多種教材作為參考書。

《Cells》共分為17個章節，每章均由一名或多名本學科的世界知名專家編寫，書中包含大量電子顯微圖、熒光圖及精美的手繪圖，形象生動地描述了細胞中生命活動的動態變化。細胞生物學涉及的概念和專業術語多、理論性強，學生對教材的重點、難點較難把握[1]。《Cells》在編輯中的顯著特點是以“關鍵概念”開啟每一節的內容，并且強調了貫穿本節的主題，使得同學們能夠抓住主線;每個章節還有“展望”的內容，涉及一些研究人員正在攻關的科研課題[2]，有助于激發研究生的學習興趣、凝練科學思想。同學們還可以《Cells》配套的網上資源（http：///cells）獲取相關實驗技術等其他信息。

在教學過程中，我們建立了教學內容定期更新機制，注意及時反映國際學科前沿發展及熱點問題，注意將科學研究的最新成果融入到教學中去，保持課程內容的新穎和特色。同時，我們也將“分層次教學”的模式貫徹到教學資料庫的建設工作中，建成了適用于各層次教學所用的教學資源，包括多媒體課件、幻燈片、中英文教材、參考資料、題庫等的具有自身特點的系列化教材體系。

二、多媒體教學

細胞生物學主要講授細胞的結構與功能以及探索生物體細胞發生、發展、成長、衰老死亡的生命活動規律的科學。與其他課程相比比較微觀，細胞生物學所講述的內容是用肉眼觀察不到的，必須用各種顯微鏡，如光學顯微鏡、電子顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦掃描顯微鏡等一起才能觀察到[3]。通過多媒體課件以及相關動畫的制作，可以將細胞的顯微結構、超微結構真實地呈現在學生眼前，拓展學生對微觀世界的認識。借助于豐富多彩的圖片和圖表、生動形象的三維動畫，可以將復雜、抽象的理論簡單化、具體化，加深學生對重點、難點的理解和掌握。例如，在講述“細胞的內吞與外排”、“細胞內的信號的級聯放大作用”、“細胞的程序性死亡與細胞壞死的區別”、“細胞周期調控”等內容時，教師利用課件、動畫的使用，充分應用音像效果，直接刺激了學生的視覺和聽覺器官，能強化記憶，有利于最佳教學效果的獲得，使課堂教學更為生動形象，提高了教學效率。

三、互動式教學

研究生的學習目的不僅是掌握書本中的基礎知識，而是學會如何將這些知識應用到自己的研究課題中解決實際的問題。在教學中，我們抓住這一點，采用專題講座、論文和綜述匯報、專題討論三種授課方式，培養學生的科學思維能力和創新能力。

近年來，課程組邀請了多位國內外知名的專家、學者為學生們做了多個不同研究方向的專題講座。這種專題講座的形式，不僅使學生們對于細胞生物的最新研究進展有了更直觀的認識，還增強了他們凝練科學問題的能力，受到了普遍好評。整個課程的教學過程也打破了傳統的“填鴨式”教學模式，教學過程中融合了課堂專題討論、學生的論文和綜述匯報等多種互動教學模式，使得學生的個人表達能力、科研寫作能力有了大幅度的提高。

本課程作為研究生課程，雖然開設時間不長，但已顯示出一定的特色。一方面，授課教師為多年從事細胞生物學研究和教學的資深教師和一直在實驗平臺前研究的中青年教師，熟悉若干領域的研究進展，講課注重個人體會和總結;另一方面，教研室著力推行教改，平時授課過程中貫穿對各知識點融會貫通的介紹和對前人創造知識歷程的介紹，啟發對存在問題的思考。另外，根據不同基礎、不同專業研究生的專業基礎知識，采取分層次教學，真正做到因材施教;考試則采用讀書報告與筆試相結合的形式，引導學生投身科學探索的熱情，調動學生總結科學問題的興趣，同時培養他們口頭講述的能力。近年來選修本課程的學生人數逐年上升，取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]王寶娟，張盛周，朱國萍.諾貝爾獎在細胞生物學教學中的應用[J].中國細胞生物學學報，2010，32（3）：497-500.