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Abstract:Pyrola calliantha H.Andres is China's traditional Chinese medicinal materials, which commonly used in all kinds of rheumatism bone disease syndrome.In recent years, many studies were carried out and new discovery was made in chemical composition and biological activity by scholars at home and abroad. Now we reviewed about its original plant morphology, ecological distribution, medicinal part morphological and biological characteristics such as the structure, the main medicinal components of phenol, quinone, glucoside, amino acids and their biological activities. Provide a reference for future research and development and utilization.
Keywords:Pyrola calliantha H.;biologiy;chemical constituents;biological activities
中藥鹿蹄草為鹿蹄草科(Pyrolaceae)鹿蹄草屬(Pyrola L.) 合瓣花亞綱杜鵑花目[1]的鹿蹄草(Pyrola calliantha H.Andres)或普通鹿蹄草(Pyrola decorate H.Andres)的干燥全草[2]。鹿蹄草的藥用記載最早見于《滇南本草》,其別名鹿安茶、紫背金牛草、冬綠和鹿壽草等[3],俗名鹿銜草、鹿含草、破血丹等[4]。《中國藥典》(2010年版一部)記載其味甘、苦,性溫,歸肝、腎經(jīng),具有祛風(fēng)濕、強(qiáng)筋骨、止血、止咳的作用,用于風(fēng)濕關(guān)節(jié)痛,腎虛腰痛,腰膝無力,虛勞咳嗽。宋立人等 [5] 報(bào)道鹿蹄草還可用于崩漏,白帶,外傷出血,癰腫瘡毒,蛇咬傷等。目前,對中國產(chǎn)的鹿蹄草屬植物研究甚少。為此,本文就其生物學(xué)特性、主要藥用成分及生物活性的研究報(bào)道予以綜述為中藥鹿蹄草的進(jìn)一步研究和開發(fā)提供理論依據(jù)。
1 生物學(xué)特性
1.1原植物形態(tài)特征:《中國藥典》(2010年版一部)記載鹿蹄草為多年生常綠草本,根莖細(xì)長,莖圓柱形或具縱棱,長10-30cm。根狀莖長而橫生。葉基生,長卵圓形或近圓形,長2-8cm,暗綠色或紫褐色,全緣或有小鋸齒,邊緣略反卷,上表面有時(shí)沿脈具白色斑紋,下表面有時(shí)具白粉??偁罨ㄐ?,有花4-10余多;花半下垂,萼片5,舌形或卵狀長圓形;花瓣5,早落,雄蕊10,花藥基部有小角,頂孔開裂;花柱外露,有環(huán)狀突起的柱頭盤。蒴果扁球形,直徑7-10mm,5縱裂,裂瓣邊緣有蛛絲狀毛。
1.2 原植物的分類:鹿蹄草屬(Pyrola L.)植物全世界約有30余種,我國為有27種3變種。該屬植物鹿蹄草和普通鹿蹄草是歷版《中華人民共和國藥典》收載的中藥鹿銜草項(xiàng)下的兩種原植物,均為中國特有種[6]。各地使用的鹿蹄草的種類很多,有圓葉鹿蹄草、長葉鹿蹄草、腎葉鹿蹄草等。此外,根據(jù)地域的不同,鹿蹄草還分為四川鹿蹄草、云南鹿蹄草等[1]。
1.3 分布和生長環(huán)境:鹿蹄草科科鹿蹄草屬植物原產(chǎn)我國,廣泛分布于華東、華南和西南等20多個(gè)省市區(qū)。生于海拔700-4100米山地針葉林、針闊葉混交林或闊葉林下。此外還分布在北半球的溫帶和寒溫帶地區(qū),如亞洲的中國、朝鮮、韓國、日本、蒙古等, 北美的美國、加拿大,歐洲的俄羅斯、波蘭、挪威、瑞典、芬蘭等[2]。
1.4 藥材顯微結(jié)構(gòu)特征:本品葉橫切面,上、下表皮細(xì)胞類方形,外被角質(zhì)層。下表皮可見氣孔,內(nèi)方具厚角細(xì)胞5-7列。下表皮內(nèi)方有厚角細(xì)胞1-3列。柵欄細(xì)胞不明顯,海綿細(xì)胞類圓形。主脈維管束外韌型,木質(zhì)部呈新月形,韌皮部窄。薄壁細(xì)胞含棕紅色或棕黃色物[2]。莖橫切面類圓形,具1-3梭,導(dǎo)管多為孔紋,直徑粗者可見有網(wǎng)狀孔紋,纖維梭形,紋孔明顯[2]。
2 化學(xué)成分研究
鹿蹄草有多種種群系統(tǒng),已形成不同的生態(tài)地理群[8]。不同的生態(tài)地理群之間其化學(xué)成分和含量都存在一定的區(qū)別。文獻(xiàn)報(bào)道從中分離得到的化合物主要有黃酮類、酚苷類和醌類等化合物[9-11]。
2.1 酚、醌類:
鹿蹄草素為氫醌類化合物,的化學(xué)名為2 - 甲基 - 1,4 - 苯二酚( 2- Methyl- 1,4- Benzenediol) , 又名鄰甲基對苯二酚、甲基氫醌, 別名為六茜素。鹿蹄草素的化學(xué)式為C7H8O2,分子量為 124[12]。梅笠草素[8],化學(xué)名為3,7-二甲基-1, 4-萘醌,英文名Chimaphilin?。它為鹿蹄草植物所特有的次生代謝物。此外,鹿蹄草中還含有2種萘醌和萘酮衍生物 [12]。
2.2 苷類:王西發(fā)[13]對鹿蹄草亞種化學(xué)成分進(jìn)行研究,認(rèn)為鹿蹄草的化學(xué)成分含有高熊果苷和熊果苷。
2.3 氨基酸:羅定強(qiáng)等[6]報(bào)道測定紫背鹿蹄草中有16種氨基酸,羅文謙等報(bào)道其中有7種人體必需的氨基酸,還含有兩種人體半必需氨基酸:組氨酸(His)和精氨酸(Arg) [14-15]。
2.4 微量元素:劉存海等[16]報(bào)道鹿蹄草中含有14種人體所必需的化學(xué)元素,主要包括Mg、 Fe、K、Ca、P、Zn、Sr、Na、Li、Cu、Mn、 Ni、Co、Se。
2.5 其他:除了以上介紹的活性成分以外,還含有沒食子酸、烏蘇酸、齊墩果酸、原兒茶酸等有機(jī)酸、兒茶素、槲皮素、苦杏仁酶、蔗糖、揮發(fā)油、苦味物質(zhì)及鞣質(zhì)[18]和兒茶素[19]等多種成分。
3 生物活性
3.1 抗菌、消炎作用:通過動(dòng)物體外藥效學(xué)實(shí)驗(yàn),表明鹿蹄草素是一種光譜抗菌藥,其水煎液有較好的抗菌、消炎作用。田玉先 [20]報(bào)道鹿蹄草水對金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、志賀氏菌、福式痢疾桿菌等正固紫色染色陽性及陰性菌都有較強(qiáng)的抑制與抗菌效果。
3.2 對心、腦血管的作用:王樹梓[21]報(bào)道鹿蹄草注射液具有明顯擴(kuò)張兔腦血管等動(dòng)脈管的作用。此外,馬樹德[22]用電磁流量計(jì)直接測定,結(jié)果顯示,鹿蹄草注射液能顯著擴(kuò)張腦血管,增加腦血流量,降低腦血管阻力。
鹿蹄草浸劑能擴(kuò)張家兔、蛙的離體器官的動(dòng)脈血管,同時(shí)可以增強(qiáng)心肌收縮力,降低心肌耗氧量等作用[20]。鹿蹄草提取液可增加小鼠或麻醉犬、兔等動(dòng)物冠脈血流量、心肌營養(yǎng)血流量及肝、腎、腦、脾等組織和四肢的血流量,降低腦血管阻力[22-23]。
3.3 增強(qiáng)免疫力:鹿蹄草5%提取液有提高機(jī)體內(nèi)活性E -玫瑰花結(jié)形成作用,對淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率有明顯促進(jìn)作用。 [13、24]。
3.4 鎮(zhèn)咳作用:鹿蹄草中的熊果甙還可選擇性的抑制小鼠咳嗽中樞,而發(fā)揮較強(qiáng)的鎮(zhèn)咳效果[18]。
3.5 其它作用:除上述的生物學(xué)活性外,鹿蹄草的提取液還可抑制小白鼠的自主活動(dòng),并對抗中樞神經(jīng)興奮劑,具有較好的安眠效果 [18]。用鹿蹄草制備的注射劑還具有一定的護(hù)腎作用。
4 結(jié)語
以上研究報(bào)道表明,中藥鹿蹄草的藥用成分復(fù)雜,生物活性多樣,具有很好的藥用價(jià)值,同時(shí)在食品業(yè)還可作為添加劑,在工業(yè)領(lǐng)域也發(fā)現(xiàn)了一些新用途[8]。隨著對鹿蹄草素應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大,相關(guān)功能性產(chǎn)品也在不斷增加,。為此,今后有必要開展鹿蹄草的結(jié)構(gòu)、生長發(fā)育、生態(tài)環(huán)境與藥用成分積累的關(guān)系研究,闡明機(jī)理,保證藥材質(zhì)量。目前,該藥材大多為野生,對其生物學(xué)特性尚缺乏系統(tǒng)研究,所以為保證藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量應(yīng)開展人工栽培試驗(yàn),為今后深入研究,擴(kuò)大其臨床用途和其他行業(yè)的應(yīng)用提供重要的資源。
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[中圖分類號(hào)] R736.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721(2013)09(b)-0019-03
甲狀腺癌主要組織病理學(xué)類型包括狀癌(PTC)、濾泡狀癌(FTC)、髓樣癌(MTC)以及未分化癌(ATC)。前兩者統(tǒng)稱分化型甲狀腺癌(DTC),共占甲狀腺癌的90%以上,占頭頸部惡性腫瘤的首位,占所有惡性腫瘤的3%,女性發(fā)病率較高。近20年來,我國甲狀腺癌發(fā)病率呈明顯上升趨勢,由約1/10萬上升到(3~4)/10萬。DTC確切的致病因素尚不清楚,幼年時(shí)過量射線照射是目前唯一確定的致癌機(jī)制[1-2]。近年來分子生物學(xué)技術(shù)研究使人們對甲狀腺癌的分子機(jī)制有了更深入的了解,這對于指導(dǎo)甲狀腺癌的診斷治療及療效評價(jià)有非常重要的意義,本文就DTC相關(guān)基因研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 BRAF基因
BRAF基因最早是在人類尤文肉瘤中發(fā)現(xiàn)的高度表達(dá)變異的癌基因,在極少數(shù)的胃腸癌、肺癌、卵巢癌以及甲狀腺癌等多種腫瘤中都有表達(dá)[3]。BRAF又名鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B1,該基因位于第7號(hào)染色體,為RAF基因家族成員之一,是RET和RAS的下游信號(hào)分子。目前認(rèn)為,BRAF基因突變是甲狀腺癌最常見的基因變異之一,約49%的PTC和25%的ATC會(huì)出現(xiàn)該基因的表達(dá)[4]。其發(fā)生機(jī)制為BRAF基因錯(cuò)義突變的15外顯子堿基,致使翻譯蛋白質(zhì)600位密碼子將對應(yīng)的纈氨酸 (V600E)替代為谷氨酸,可活化蛋白激酶,并進(jìn)一步激活ERK激酶,向MAPK信號(hào)通路下游傳遞細(xì)胞有絲分裂信號(hào),致使甲狀腺細(xì)胞腫瘤形成并向惡性轉(zhuǎn)化[5]。
BRAF基因突變是近年來甲狀腺癌基因領(lǐng)域的重要研究進(jìn)展,也是目前針對DTC發(fā)生機(jī)制研究最多的突變類型之一。最近研究顯示導(dǎo)致激酶激活突變的因素有多種,包括點(diǎn)突變框內(nèi)插入或框內(nèi)缺失、放射線暴露等,盡管其發(fā)生率較低。由于BRAF基因突變在DTC中發(fā)生率較高,而在甲狀腺良性病變中檢測不到,因此該突變可以作為特異性較強(qiáng)的DTC診斷指標(biāo)。該突變與低分化的甲狀腺癌及ATC的變異性也有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性,在高細(xì)胞及經(jīng)典亞型的PTC中更為常見。還有研究顯示該突變的存在似乎與腫瘤的侵襲性特征有關(guān),此突變可使腫瘤更易去分化,因?yàn)榇送蛔兛梢娪陂g變性轉(zhuǎn)化,如甲狀腺包膜外侵犯、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和腫瘤復(fù)發(fā),而這類因素往往代表著較高的腫瘤相關(guān)死亡率。一些大樣本臨床研究證實(shí),腺體外浸潤、區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期(Ⅲ/Ⅳ期)均與BRAF突變呈正相關(guān)[6]。有研究對PTC患者隨訪顯示高達(dá)80%~85%的復(fù)發(fā)PTC伴有BRAF突變,這證明對于PTC復(fù)發(fā),BRAF突變有很強(qiáng)的預(yù)測作用。
以BRAF以及其下游激酶為靶點(diǎn)的分子靶向藥物治療已成為目前DTC治療研究的又一熱點(diǎn)。近年來研究顯示多靶點(diǎn)激酶抑制劑索拉非尼(sorafenib)能抑制BRAF突變基因型的甲狀腺腫瘤細(xì)胞和甲癌腫瘤模型的增殖和生長,但目前國內(nèi)尚未見該藥用于甲狀腺癌治療的報(bào)道[7]。
2 RET/PTC重排基因
RET基因于1985年首次發(fā)現(xiàn)于小鼠轉(zhuǎn)化的NIH3T3細(xì)胞中,因其同樣具有與其他基因重排及活化的特征,故又稱為RET原癌基因。RET原癌基因經(jīng)重排后被稱為RET/PTC癌基因,屬于酪氨酸蛋白激酶受體家族。在這些RET/PTC重排中,RET基因的跨膜區(qū)和細(xì)胞外區(qū)丟失,取而代之的是不同基因來源的5′末端,例如RET與H4融合形成RET/PTC1嵌合體,與RIalpha融合形成RET/PTC2嵌合體等。其產(chǎn)生的嵌合體使RET原癌基因編碼的酪氨酸蛋白激酶發(fā)生激活,通過下游信號(hào)的傳導(dǎo)使甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化[8]。目前研究指出,甲狀腺的免疫功能通過RET/PTC1下調(diào),可間接促進(jìn)PTC的發(fā)生。提示癌基因、免疫、炎癥及惡性腫瘤生物學(xué)特性之間存在一定聯(lián)系,在甲狀腺癌發(fā)病機(jī)制中RET/PTC基因重排有較重要的作用。
在PTC細(xì)胞中RET/PTC基因重排普遍存在,而在正常甲狀腺組織及良性甲狀腺病變中不表達(dá)或基本不表達(dá)[9],所以RET/PTC重排可以作為診斷PTC較特異的指標(biāo)。但PTC中RET/PTC的表達(dá)率報(bào)道不一,所以其陰性結(jié)果并不能完全除外PTC。此外,國外研究還發(fā)現(xiàn)放射性暴露史能引起RET/PTC基因重排并進(jìn)一步促使甲狀腺癌的發(fā)生。國外學(xué)者報(bào)道幼年時(shí)曾有放射線暴露史的PTC患者的RET/PTC重排發(fā)生率明顯高于無此經(jīng)歷的PTC患者[10]。還有作者對在切爾諾貝利核泄露事故中受過量射線照射所致的狀甲狀腺癌患者進(jìn)行分子生物學(xué)分析也發(fā)現(xiàn)上述特點(diǎn)。
對于有無RET/PTC重排及與PTC的臨床特征之間的關(guān)系,目前臨床認(rèn)為存在RET/PTC重排的PTC患者的TNM分期更晚,也更易表現(xiàn)出甲狀腺被膜外侵犯,也更易復(fù)發(fā)。但由于采集病例數(shù)較少以及所采用的免疫方法不同,在不同的國家和地區(qū),其陽性率相差也比較大,為2.5%~53.5%。還有證據(jù)顯示是否存在RET/PTC重排與甲狀腺狀癌的不同生物學(xué)行為特點(diǎn)有關(guān),有RET/PTC2重排的分化型甲狀腺癌往往具有高度的侵襲性和去分化能力[11]。國外Zafon等[12]報(bào)道 RET/PTC表達(dá)陽性的甲狀腺狀癌患者更易發(fā)生局部浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
舒尼替尼(sunitinib)為近年研制的一種多靶點(diǎn)受體拮抗劑,可以明顯抑制RET/PTC酪氨酸激酶[13]。在另一項(xiàng)研究中,舒尼替尼可抑制具有RET/PTC1重組的PTC增殖和生長,但目前國內(nèi)亦尚未用于甲狀腺癌的臨床治療。
3 RAS原癌基因
RAS是一種原癌基因,廣泛存在于人和動(dòng)物細(xì)胞中,為人類多種腫瘤最常見的基因異常。RAS基因包括K-RAS、H-RAS和N-RAS 3種類型,這三種基因內(nèi)結(jié)構(gòu)分別很大,但都編碼一種結(jié)構(gòu)相似的G蛋白質(zhì),分子量為21 kD,故統(tǒng)稱為P21-RAS[14]。分子生物學(xué)及遺傳學(xué)研究提示,RAS基因是存在于細(xì)胞膜上一種鳥嘌呤核苷酸的結(jié)合蛋白,為多種酪氨酸激酶受體的感受器,并細(xì)胞的生長及分化起調(diào)解作用。該基因一般有兩種存在方式,即與GDP結(jié)合時(shí)的失活狀態(tài)以及與GTP結(jié)合時(shí)的活化狀態(tài)。突變的RAS蛋白降低了自身內(nèi)源性鳥苷酸三磷酸酶(GTP)的活性,其結(jié)果是致使GTP與RAS蛋白的持續(xù)結(jié)合并具有了促使細(xì)胞生長的作用,致使RAS處于一種持續(xù)激活的狀態(tài)中。由于酪氨酸激酶受體等多種信號(hào)傳導(dǎo)通道的傳感器都受該基因編碼聯(lián)系,并可激活多個(gè)不同信號(hào)傳導(dǎo)通道,其結(jié)局會(huì)導(dǎo)致甲狀腺組織細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性。
RAS突變常在特定腫瘤中出現(xiàn),如RAS突變可見于95%的胰腺癌中。它也是DTC中檢測到的最常見的突變之一。不同的腫瘤有不同的RAS基因突變類型,如K-RAS突變與肺癌有關(guān)等。DTC中已經(jīng)檢測到多種RAS基因突變?nèi)鏝-RAS、K-RAS、H-RAS,但在MTC組織中幾乎從未檢測出該基因突變。該基因突變主要存在于濾泡型PTC及濾泡性腺瘤中,但FTC少見[15-16],該基因突變還對濾泡性腺瘤能否進(jìn)一步發(fā)展為腺癌或者未分化癌具有一定的預(yù)測意義,為RAS陽性的腺瘤積極手術(shù)切除提供依據(jù)。大約10%的FTC可見RAS基因的點(diǎn)突變,并且似乎僅與濾泡亞型FTC有關(guān)。RAS點(diǎn)突變型FTC往往伴有濾泡變異型組織學(xué)的特性,表現(xiàn)為腫瘤外侵、腫瘤的失分化和出現(xiàn)轉(zhuǎn)移,這在存在骨轉(zhuǎn)移的病例中表現(xiàn)尤為明顯[17]。而在低分化DTC組織中往往RAS突變檢出率較高,表明該突變會(huì)導(dǎo)致DTC更強(qiáng)的侵襲能力。
RAS突變是在DTC中比較多見的事件,具有較高的特異性和敏感性。RAS突變和這些腫瘤的預(yù)后及臨床特征密切相關(guān),作為一種DTC的診斷學(xué)標(biāo)志具有較廣闊的發(fā)展前景。RAS抑制劑洛伐他汀已被證實(shí)在RAS突變的的甲狀腺腫瘤的體內(nèi)具有抗腫瘤效果[18],為RAS突變表達(dá)的DTC提供了新的治療方法,可能對限制腫瘤的播散有作用,這還需要臨床進(jìn)一步研究。
綜上所述,多種免疫組化結(jié)果與DTC的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和轉(zhuǎn)歸有密切關(guān)系,而且,每種基因的作用均有所不同。甲狀腺標(biāo)本檢測P21-RAS有助于分化型甲狀腺癌的診斷,而進(jìn)行RET/PTC及BRAF檢測,不但可以有助于診斷PTC,而且可更好地估計(jì)腫瘤的侵襲性及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移特點(diǎn),對于腫瘤的后續(xù)治療方案(如分子靶向治療等)及判斷預(yù)后有重要價(jià)值。
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中圖分類號(hào): R284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-04-0320-2
基金項(xiàng)目:科技廳項(xiàng)目 2010-2012 長白山珍稀資源松茸菌絲體的發(fā)酵及產(chǎn)品利用(21200253)
狼毒大戟(Euphorbiae fischeriana Steud.)又名東北狼毒、白狼毒、貓眼草,中藥中也作狼毒使用,具有祛痰逐水、破積殺蟲等功效,用于治療水腫腹脹、慢性氣管炎、咳嗽、氣喘等[1],臨床用于治療腫瘤、結(jié)核病、白血病以及皮膚病等疾病。狼毒大戟的化學(xué)成分主要有二萜、三萜、鞣質(zhì)、甾醇、蒽醌類等。
1 狼毒大戟的化學(xué)成分研究進(jìn)展
狼毒大戟中含有多種化學(xué)成分,主要包括二萜、三萜、酚酸性成分、甾醇類及揮發(fā)油等。
1.1 萜類化合物
狼毒大戟中含有較多的萜類化合物,主要的結(jié)構(gòu)類型為巴豆烷型、松香烷型和異海松烷型。1987年劉桂芳等從狼毒大戟中分離得到羽扇豆醇[2]、3-乙酰羽扇豆醇[2],巖大戟內(nèi)酯A,B(jolkinolide A,B)[3]、17-羥基巖大戟內(nèi)酯(17-hydroxyjolkinolide B)[3]、狼毒大戟甲素(fischeriana A)和狼毒大戟乙素(fischeriana B)[4]。1997年馬晴高[5]等從狼毒大戟中分離鑒定出12-deoxyphorbol-13-(9Z)-octadecanoate-20-acetate、langduin A、12-deoxyphorbol -13-hexadecanoate、12-deoxyphorbol-13-acetate (prostratin)、boehmerone和16α, 17-二羥基阿替生-3-酮。1999年Che Chu-Tao[6]分離得到17-hydroxyjolkinolide A、17-acetoxyjolkinolide A、ent-11β-hydroxyabieta-8(14), 13(15)-dien-16,12β-olide、langduin B。2001年劉文粢等[7]分離得到16-hydroxypseudojolkinolide B和β-香樹脂醇乙酸酯。2003年與馬晴高等[8]分離出羽扇豆酮和羽扇豆醇乙酯。此外還有12-deoxyphorbaldehyde-l3-acetate[9]、8β,14α-二羥基-13(15)-松香烯-16,12-內(nèi)酯[9]、3α, 17-dihydroxy-ent- pimara-8(14), 15-diene[9]、13β-hydroxy-ent-abiet-8(14)en-7-one[9]、langduin D[9]、13-deoxyphorbaldehyde-13-hexadecacetate[10]、langduin C[11]。
1.2 鞣質(zhì)類
Lee,Seung Ho等學(xué)者[12]從狼毒大戟中分離鑒定出的化合物有鞣云實(shí)素、tercatain、sanguiin H-5、corilagin、3,4,6-三氧-沒食子酰-D-葡萄糖、1,2,6-三氧-沒食子酰-β-D-阿洛吡喃糖、1,3,6-三氧-沒食子酰-β-D-阿洛吡喃糖、1,2, 3,6-四氧-沒食子酰-β-D-阿洛吡喃糖。
1.3 其他類化合物
1975年Daisuke Uemura首次分離得到О-Acetyl-N-(N′- benzoyl-L-phenylalanyl)-L-phenylalaninol[13]。1980年G Schroeder[14]等學(xué)者首次分得7α-羥基甾醇、7β-羥基甾醇和7-氧代甾醇。1987年劉桂芳[2]等分離鑒定出谷甾醇。1997年馬晴高[5]首次分離得到大黃素甲醚。2001年劉文粢[7]等首次分離得到阿魏酸二十八酯、2,4-二羥基-6-甲氧基-3-甲基苯乙酮、24-亞甲基-9,19-環(huán)羊毛甾酮。2005年簡麗等[15]從狼毒大戟水提物中分離得到苯乙酮類化合物,鑒定為狼毒甲素、狼毒乙素、2,4二羥基-6-甲氧基-3-甲基苯乙酮、3,3′-二乙?;?4,4′二甲氧基-2,2′,6,6′-四羥基二苯乙酮。
2 狼毒大戟的生物活性研究進(jìn)展
2.1 抗腫瘤活性
1984年申屠瑾等[16]實(shí)驗(yàn)表明,狼毒大戟水和乙醇提取物分別腹腔注射,連續(xù)10d,對小鼠移植性Heps肝癌和Lewis肺癌生長抑制率均在30.00-63.37%,對胃癌、肝癌水瘤和內(nèi)瘤180沒有明顯影響。同年楊寶印等[17]報(bào)道,狼毒大戟中二萜內(nèi)酯類化合物對小鼠實(shí)驗(yàn)性腫瘤的生長有一定的抑制作用,認(rèn)為該藥有明顯抗癌作用。1991年Lee,Seung Ho等[12]學(xué)者報(bào)道甾體類化合物7-氧代甾醇、7α-羥基甾醇和7β-羥基甾醇,表現(xiàn)出抗腫瘤活性。1997年劉文粢[18]實(shí)驗(yàn)表明boehmerone對T淋巴細(xì)胞有較強(qiáng)的增殖作用,而大黃素甲醚對人體宮頸癌細(xì)胞具有明顯的抑制作用。2001年劉文粢等[7]分離得到16-hydroxypseudojolkinolide B,對體外培養(yǎng)的人鼻咽癌CNE2細(xì)胞及人白血病K562細(xì)胞的生長具有顯著的抑制作用。
2.2 抗菌活性
1995年趙奎君等[21]比較了12種狼毒類中藥(乙醇提取物)的體外抑菌活性,結(jié)果表明在1/100稀釋度下,抑菌作用最強(qiáng)的是狼毒大戟,MIC值為1/3200,但其揮發(fā)油及蒸餾溶液在體外、體內(nèi)都沒有顯著的抗結(jié)核菌作用。2000年趙奎君等[22]又有實(shí)驗(yàn)研究了狼毒大戟根的5種溶劑提取物對結(jié)核桿菌的體外抑菌作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在1/400稀釋度下均有抑菌作用,其中石油醚提取物抑菌作用最強(qiáng),MIC值為1/3200。
2.3 抗白血病活性
2000年,尚溪瀛等[23]用狼毒大戟注射液對模型為L615白血病小鼠進(jìn)行了體內(nèi)藥物實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明,狼毒大戟注射液抑制了L615白血病小鼠細(xì)胞的DNA。2002年崔唏[24]等對狼毒大戟誘導(dǎo)L615白血病小鼠T淋巴細(xì)胞的凋亡進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,給藥組及腫瘤組DNA均顯示典型的凋亡梯形電泳帶,并且給藥組強(qiáng)于腫瘤組。同年于勇等[25]對L615白血病小鼠進(jìn)行中樞神經(jīng)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)動(dòng)物在用過狼毒大戟之后,大腦軟腦膜腫瘤細(xì)胞的浸潤明顯改善。表明狼毒大戟可以減緩或部分阻止L615白血病細(xì)胞對中樞神經(jīng)的浸潤作用。
3 小結(jié)
綜上所述,目前對狼毒大戟已經(jīng)展開了更加深入的研究,研究范圍已從化學(xué)成分研究、抗菌到現(xiàn)在的抗腫瘤的藥理研究。在現(xiàn)今,許多復(fù)雜的疾病如癌癥、艾滋病等已經(jīng)對我們?nèi)祟惖纳斐闪朔浅4蟮耐{和傷害,而化學(xué)合成類藥物對這些疾病的療效并不是很理想,而且毒副作用大。有研究表明狼毒大戟中的二萜類成分具有較好的抗癌、抗艾滋病活性,對其藥物開發(fā)具有較好的參考價(jià)值。但是狼毒大戟的這些活性能否發(fā)揮和應(yīng)用,主要還在于活性成分的提取和分離。我們應(yīng)該投入更多的人力物力研究高效低毒的提取分離技術(shù),獲得更有價(jià)值的活性成分。
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76.
關(guān)鍵詞生物正交化學(xué),代謝工程,生物標(biāo)記,活體示蹤,藥物傳遞
生物正交化學(xué)(bioorthogonal chemistry)反應(yīng)是指在不干擾機(jī)體正常生物過程的情況下,可以在生物體內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng).這種化學(xué)反應(yīng)即使在復(fù)雜的生理?xiàng)l件下也具有優(yōu)良的選擇性,反應(yīng)過程簡單快速并且不會(huì)受體內(nèi)其他成分的影響,不會(huì)產(chǎn)生毒副產(chǎn)物,在生物醫(yī)學(xué)的研究中有著廣泛的應(yīng)用前景[1-2].該反應(yīng)通過生物、化學(xué)反應(yīng)將目的報(bào)告基團(tuán)修飾到靶標(biāo)物上,隨后與攜帶配對基團(tuán)的標(biāo)記物發(fā)生化學(xué)連接反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)記物對靶標(biāo)物的穩(wěn)定偶聯(lián)[3-4].目前廣泛使用的生物正交反應(yīng)包括:金屬催化或光催化的生物正交反應(yīng)以及無需催化的生物正交反應(yīng).銅催化的疊氮和末端炔基之間的環(huán)加成反應(yīng)(copper catalyzed azide-alkyne cycloaddition,CuAAC)是生命科學(xué)研究中常用的生物正交反應(yīng),但是銅離子對生物體具有毒性,不適宜廣泛應(yīng)用.在此基礎(chǔ)上,Bertozzi等[5]于2004年開發(fā)了一種新型的無銅生物正交化學(xué)反應(yīng)(strain-promoted azide-alkyne cycloaddition,SPAAC),該反應(yīng)避免了銅作為催化劑所產(chǎn)生的細(xì)胞毒性,成功地將生物正交反應(yīng)應(yīng)用于活細(xì)胞(圖1).常用的生物正交化學(xué)基團(tuán)主要包括疊氮(N3)基團(tuán)、二苯并環(huán)辛基(dibenzocyclooctyne,DBCO)、雙環(huán)[6.1.0]壬炔(bicyclo[6.1.0]nonyne,BCN)和雙苯并八元環(huán)炔(dibenzocyclooctyne,DIBO)等.其中,N3基團(tuán)與炔基(DBCO,BCN)之間具有高度的反應(yīng)活性.N3基團(tuán)尺寸小,引入到活體系統(tǒng)中僅產(chǎn)生微小的結(jié)構(gòu)擾動(dòng),不影響生物分子的功能,并且天然的生物體內(nèi)不存在N3分子,因而不會(huì)與體內(nèi)的生物分子反應(yīng),是一種理想的生物正交功能基團(tuán)[6-7].
為了在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效、特異的生物正交標(biāo)記,首先需要將理想的正交反應(yīng)基團(tuán)(如疊氮基團(tuán))選擇性地引入到細(xì)胞或生物體的目標(biāo)生物分子上,隨后利用配對基團(tuán)修飾的標(biāo)記物對目標(biāo)生物分子進(jìn)行選擇性連接.因此,如何安全、無損地將生物正交基團(tuán)引入生物靶標(biāo)物中仍然是一個(gè)亟待解決的問題.近年來,代謝工程(metabolic engineering)作為一種無損、高效的活體修飾技術(shù),可利用生物體固有的代謝合成途徑將功能基團(tuán)引入到活體系統(tǒng)中[8-11].這是由于生物體在代謝過程中需要利用氨基酸、糖類或脂類等生物成分,通過將功能基團(tuán)修飾到糖類或脂類等生物分子中,便可通過固有的生物合成途徑在體外或體內(nèi)直接將功能基團(tuán)修飾到活細(xì)胞或活體生物中.基于代謝工程與生物正交化學(xué)的標(biāo)記技術(shù),通過在活細(xì)胞或整個(gè)生物體中引入特定的生物正交化學(xué)基團(tuán),隨后與配對基團(tuán)修飾的探針或納米藥物通過生物正交化學(xué)反應(yīng)連接,可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)分子或生物體的特定標(biāo)記、細(xì)胞或病原微生物的成像示蹤、藥物的靶向遞送等(圖2)[6].該技術(shù)通過細(xì)胞內(nèi)源性代謝過程而快速形成穩(wěn)定的共價(jià)連接,而且不受外源化學(xué)反應(yīng)干擾,因此具有無損、高效、穩(wěn)定、特異的優(yōu)點(diǎn),并成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn).本文主要從以下幾個(gè)方面闡述生物正交化學(xué)在活體系統(tǒng)中應(yīng)用的最新研究進(jìn)展.
1生物正交化學(xué)在活體標(biāo)記與示蹤中的應(yīng)用
為了了解細(xì)胞或病原微生物等活體系統(tǒng)的生物學(xué)機(jī)制,對目標(biāo)生物分子在體內(nèi)進(jìn)行特定的標(biāo)記和追蹤是重要的研究手段.目前常用較為成熟的生物標(biāo)記技術(shù),包括熒光蛋白基因編碼和熒光染料抗體偶聯(lián).綠色熒光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因編碼標(biāo)記常用于蛋白質(zhì)的功能研究,分析活細(xì)胞和整個(gè)機(jī)體中的蛋白質(zhì)表達(dá)和定位,但是此類較大的基因編碼標(biāo)記物會(huì)對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng),從而影響相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá)或功能,而且這種基因標(biāo)記方法不適用于細(xì)胞中的聚糖、脂類、核酸等生物分子[1,7,12].另外,雖然熒光染料抗體偶聯(lián)物也已廣泛應(yīng)用于跟蹤活細(xì)胞和整個(gè)機(jī)體的生物分子,適用于多種生物分子的成像,但是這些偶聯(lián)試劑的大尺寸和物理性質(zhì)阻礙了它們在活體系統(tǒng)中結(jié)合抗原,從而限制了其在生物體內(nèi)的應(yīng)用[1,6].因此,尋找一個(gè)能在活體內(nèi)廣泛適用且對生物體幾乎沒有影響的標(biāo)記技術(shù),對于活體生物的功能研究具有極其重要意義.近年來,科學(xué)家們發(fā)展了基于代謝工程的生物正交化學(xué)修飾策略,該策略利用生物自身的生物合成和代謝機(jī)制,將獨(dú)特的功能基團(tuán)(生物正交化學(xué)功能基團(tuán))整合到目標(biāo)生物分子中,從而實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜的生物體內(nèi)對目標(biāo)分子的標(biāo)記和研究.
1.1細(xì)胞的生物正交代謝標(biāo)記
在活細(xì)胞中,蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)都可以被生物正交基團(tuán)修飾[7,13].通過化學(xué)合成的方法將生物正交基團(tuán)連接到代謝類似物上,利用生物的代謝合成過程將生物正交基團(tuán)引入細(xì)胞,隨后用配對基團(tuán)修飾的反應(yīng)探針連接,可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)生物分子的標(biāo)記或成像,進(jìn)而分析細(xì)胞或目標(biāo)生物分子的定位和重要功能.
科學(xué)家研究證實(shí)了代謝標(biāo)記的生物正交基團(tuán)能有效標(biāo)記細(xì)胞,Bertozzi的團(tuán)隊(duì)[14]利用糖代謝工程與生物正交反應(yīng),分析了活斑馬魚的胚胎發(fā)育過程中多種糖類結(jié)構(gòu).該團(tuán)隊(duì)在斑馬魚胚胎發(fā)育過程中,在不同的細(xì)胞發(fā)展階段加入環(huán)辛炔功能化的唾液酸,使其作為一種糖類衍生物可以被細(xì)胞利用并將功能基團(tuán)引入細(xì)胞表面的糖蛋白上,隨后與配對基團(tuán)修飾的熒光探針通過生物正交反應(yīng)連接,可視化地研究斑馬魚胚胎發(fā)展過程中糖類表達(dá)的動(dòng)力學(xué)和定位.Rong等[15]使用N修飾的糖類似物在體內(nèi)代謝標(biāo)記大鼠的心臟聚糖,N3可與DBCO修飾的熒光探針反應(yīng),在活體心臟中可視化監(jiān)控心肌細(xì)胞表面糖蛋白.此外,將心臟分離裂解后,與炔烴修飾的生物素反應(yīng),用鏈霉親和素珠富集后,進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)的鑒定.這一研究在大鼠中實(shí)現(xiàn)了心臟聚糖的體內(nèi)代謝標(biāo)記和成像,有利于探索心臟糖基在病理生理過程中的生物合成和功能應(yīng)用.Lee等[16]開發(fā)了一種簡單可控的干細(xì)胞成像方法,首先利用疊氮化的代謝前體Ac4ManNAz,通過糖代謝在干細(xì)胞表面引入N3基團(tuán)作為外源性化學(xué)受體,隨后制備攜帶BCN基團(tuán)的納米顆粒BCN-CNPs,將Cy5.5熒光染料、氧化鐵納米粒子和金納米粒子分別偶聯(lián)或包封在BCN-CNPs上,用于光學(xué)、磁共振和計(jì)算機(jī)斷層掃描成像.這些可成像的納米粒子通過生物正交反應(yīng)結(jié)合在干細(xì)胞表面上的化學(xué)受體,實(shí)現(xiàn)對干細(xì)胞的體內(nèi)追蹤.
1.2病原微生物的生物正交標(biāo)記與示蹤
細(xì)菌和病毒等病原微生物嚴(yán)重威脅著人類的生命健康,探索病原微生物在活體內(nèi)的侵襲行為和相關(guān)機(jī)制顯得尤為重要.利用代謝工程和生物正交反應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)對病原微生物的活體示蹤,有利于研究其致病機(jī)制.細(xì)菌多糖具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),多與發(fā)病機(jī)制有關(guān),是廣泛研究的靶點(diǎn).通過代謝工程和生物正交化學(xué)對細(xì)菌多糖進(jìn)行標(biāo)記,能夠可視化地研究細(xì)菌的體內(nèi)侵襲行為[17].Swarts等[18]設(shè)計(jì)了一系列含有N3基團(tuán)的海藻糖類似物,分枝桿菌通過代謝合成途徑利用人工合成的海藻糖合成自身的細(xì)胞壁糖脂,從而在細(xì)菌表面引入N3基團(tuán).隨后與炔基功能化的熒光探針通過生物正交反應(yīng)連接,用于后續(xù)糖脂分布、轉(zhuǎn)運(yùn)和動(dòng)力學(xué)成像以及代謝產(chǎn)物的分析和發(fā)現(xiàn).Geva-Zatorsky等[19]利用糖代謝工程和生物正交化學(xué)對腸道的各種共生厭氧菌進(jìn)行標(biāo)記,可視化地研究了厭氧微生物在小鼠體內(nèi)的分布和定位,以及微生物與宿主的相互作用.
病毒感染導(dǎo)致的疾病是對人類健康的一大威脅,了解病毒入侵的機(jī)制有助于我們更好地預(yù)防和治療病毒感染導(dǎo)致的疾?。?0-21].通常使用基因工程技術(shù)使病毒表達(dá)熒光受體或者使用熒光試劑化學(xué)偶聯(lián)病毒,以實(shí)現(xiàn)對病毒的成像和跟蹤[20,22].然而,這些標(biāo)記技術(shù)容易影響病毒的侵襲能力,無法準(zhǔn)確再現(xiàn)病毒在機(jī)體內(nèi)的感染過程,不利于病毒入侵機(jī)制的研究.由于病毒的蛋白質(zhì)和核酸等分子均可被標(biāo)記,將代謝工程與生物正交化學(xué)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)對病毒的無損代謝修飾,最終實(shí)現(xiàn)對病毒的實(shí)時(shí)跟蹤或標(biāo)記[23-24].
病毒外部結(jié)構(gòu)的組成部分,如病毒衣殼、囊膜等,是由糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成的,這些成分主要來源于宿主細(xì)胞.通過細(xì)胞的代謝過程,可在病毒進(jìn)行復(fù)制與組裝時(shí)將攜帶功能基團(tuán)的代謝衍生物嵌入到病毒的衣殼、囊膜等結(jié)構(gòu)中.Pan等[25]提出的利用生物正交和脂類代謝標(biāo)記技術(shù)追蹤病毒的策略,減少了化學(xué)標(biāo)記對病毒的干擾,有效研究了病毒的體內(nèi)感染過程.通過將疊氮化物修飾的脂類代謝標(biāo)記到H5N1p病毒包膜上,利用DBCO修飾的近紅外熒光探針通過生物正交反應(yīng)偶聯(lián)小鼠肺部的病毒,實(shí)現(xiàn)了體內(nèi)的病毒成像和追蹤.
2生物正交化學(xué)在靶向傳遞中的應(yīng)用
通過代謝工程,生物正交化學(xué)基團(tuán)可以被修飾到細(xì)胞或病原微生物的表面,以此構(gòu)建人工靶點(diǎn).將其應(yīng)用于藥物的靶向傳遞時(shí),能顯著提高藥物的生物利用率,從而降低藥物的毒副作用.在納米材料的發(fā)展過程中,生物配體例如抗體、多肽、適配體等通常被連接到納米材料表面用于增加與特定細(xì)胞系的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)藥物的靶向遞送[26-28].然而,這種傳統(tǒng)的靶向修飾策略會(huì)增加納米顆粒制備的復(fù)雜性,給生物應(yīng)用帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)[29-30].近年來,基于代謝工程的生物正交化學(xué)標(biāo)記作為一種有效的靶向修飾策略,被廣泛應(yīng)用于藥物的靶向設(shè)計(jì).
2.1抗腫瘤藥物的靶向遞送
傳統(tǒng)的靶向配體修飾策略已經(jīng)被證明具有較好的腫瘤靶向效果,例如抗體偶聯(lián)藥物.然而,基于抗體的藥物傳遞系統(tǒng)存在一定的局限性,包括腫瘤的異質(zhì)性以及由于長期化療或長期藥物暴露導(dǎo)致的癌細(xì)胞中抗原的下調(diào),嚴(yán)重影響了抗腫瘤藥物的靶向應(yīng)用[8,13].代謝工程可以在包括腫瘤細(xì)胞在內(nèi)的各種細(xì)胞表面,人工引入生物正交功能基團(tuán)(如N3基團(tuán))作為化學(xué)受體,并且不受限于細(xì)胞的表型,這些人工化學(xué)受體可大量表達(dá),用于生物正交標(biāo)記、靶向識(shí)別和藥物遞送[8,31-32].
目前,生物正交化學(xué)反應(yīng)已被應(yīng)用于成像劑和抗腫瘤藥物的組織靶向遞送,具有很好的體內(nèi)示蹤和腫瘤靶向效果[33-34].在癌癥治療中,體內(nèi)可視化的成像劑遞送以及針對腫瘤組織的特異性藥物的遞送是非常有必要的.可視化有利于體內(nèi)的腫瘤診斷,而高效特異的藥物傳遞可以提高藥物的治療效果,減少不良反應(yīng).基于糖代謝的生物正交化學(xué)使得生物體內(nèi)靶向的藥物傳遞以及腫瘤的診斷治療獲得進(jìn)一步的改善.Lee等[31]通過兩步體內(nèi)腫瘤靶向策略實(shí)現(xiàn)了對腫瘤的高效特異性靶向.第一步通過小鼠尾靜脈注射包載了疊氮化糖Ac4ManNAz的納米顆粒,通過高滲透長滯留效應(yīng)(enhanced permeability and retention effect,EPR)使其在腫瘤部位累積,并且通過細(xì)胞固有的生物代謝作用在腫瘤細(xì)胞引入N3基團(tuán).第二步尾靜脈注射包載了Ce6的BCN修飾的納米顆粒,通過體內(nèi)生物正交反應(yīng)使含藥納米顆粒靶向富集在腫瘤部位,顯著提高了對腫瘤的治療效果.Du等[35]首先給小鼠尾靜脈注射裝載了疊氮化糖衍生物的納米膠束(Ac4ManNAz-LP),使其依靠EPR效應(yīng)累積在腫瘤部位并對腫瘤代謝修飾N3基團(tuán),隨后將制備的DBCO修飾的光敏劑納米顆粒(DBCO-ZnPc-LP)注射到小鼠體內(nèi),結(jié)果證明DBCO-ZnPc-LP通過生物正交反應(yīng)能很好的累積在腫瘤部位,產(chǎn)生高效的光熱/光聲協(xié)同抗腫瘤效果.此外,我們課題組構(gòu)建了一種雙靶向的仿生納米顆粒[36],將N基團(tuán)引入到T細(xì)胞表面作為人工靶點(diǎn),提取細(xì)胞膜包裹于納米顆粒表面,利用T細(xì)胞膜的免疫識(shí)別功能以及N3基團(tuán)與BCN基團(tuán)之間的生物正交反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對腫瘤的高效靶向和光熱治療(圖3).
2.2免疫治療中的靶向應(yīng)用
免疫治療是腫瘤治療的有效方法之一,生物正交化學(xué)反應(yīng)可用于免疫刺激物的傳遞,增強(qiáng)免疫治療抗腫瘤的效果.Zhang等[37]通過在磁性納米簇的表面包裹被N3工程化的白細(xì)胞膜,然后通過生物正交反應(yīng)在細(xì)胞膜表面修飾T細(xì)胞刺激物,設(shè)計(jì)了一種人工抗原呈遞細(xì)胞(aAPCs).制備的aAPCs可以刺激抗原特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)的擴(kuò)增,并且通過磁共振成像和磁控技術(shù),可以直觀有效地引導(dǎo)CTL進(jìn)入腫瘤組織,增強(qiáng)T細(xì)胞的抗腫瘤治療效果.Mongis等[38]將不同的免疫刺激物與DBCO基團(tuán)進(jìn)行偶聯(lián),用疊氮化的糖預(yù)處理腫瘤細(xì)胞使其表達(dá)N3基團(tuán),隨后通過生物正交化學(xué)反應(yīng)將免疫刺激物連接到腫瘤細(xì)胞表面,成功引入的免疫刺激物可以激活小鼠的抗腫瘤免疫作用,顯著抑制腫瘤的生長.
此外,生物正交化學(xué)在免疫治療中也發(fā)揮著很大的作用,具有很好的應(yīng)用前景.我們課題組基于生物正交糖代謝構(gòu)建了一類新型的非天然單糖類似物(Ac4ManN-BCN),并將其應(yīng)用于T細(xì)胞的免疫治療研究.該單糖類似物高效地將化學(xué)報(bào)告基團(tuán)BCN標(biāo)記于腫瘤細(xì)胞表面,形成一種腫瘤表面的人工靶點(diǎn),構(gòu)建一種人工T細(xì)胞-腫瘤靶向策略.疊氮修飾后的T細(xì)胞(N3-T細(xì)胞)利用生物正交反應(yīng)快速地靶向BCN標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞(BCN-tumor細(xì)胞),并促進(jìn)T細(xì)胞的快速激活及其對腫瘤的識(shí)別殺傷作用[39].同時(shí),我們利用前期細(xì)胞糖代謝工程將化學(xué)報(bào)告基團(tuán)(-N3)嵌入T細(xì)胞膜中,構(gòu)建人源T細(xì)胞人工受體,病毒經(jīng)納米材料(PEI-DBCO)包裹后,病毒粒子表面的DBCO基團(tuán)與T細(xì)胞人工受體(-N3)發(fā)生高效、特異的生物正交反應(yīng),促進(jìn)病毒與T細(xì)胞的相互作用與基因轉(zhuǎn)導(dǎo),從而構(gòu)建出安全、高效的CAR-T細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)對腫瘤的免疫治療[40](圖4).
以易于接受的方式講述生物化學(xué)的核心內(nèi)容評《生物化學(xué)》(第三版)
王鏡巖
生命科學(xué)、信息科學(xué)等的進(jìn)展,正值騰飛時(shí)期,人類在認(rèn)識(shí)和改造自然的漫長歲月里,今日正步近一重大的里程碑。本人在大學(xué)從事生物化學(xué)教學(xué)、科研已近半個(gè)世紀(jì),1980年主編了《生物化學(xué)》教科書(高等教育出版社),面對學(xué)科發(fā)展,不得不在1989年,改寫第二版,又過了10年,我又主持改寫第三版。在這兩次改寫中,環(huán)顧幾本國際上著名教科書,它們正不斷更新?lián)Q代,為了寫進(jìn)重大最新成就,又受篇幅限制,就盡量縮小或刪除基本的入門內(nèi)容,但仍都達(dá)千頁以上。面對如此巨大篇幅,我們寫教科書的人,都有點(diǎn)步履艱難之感,何況對我國初習(xí)生物化學(xué)的學(xué)人,更難于適應(yīng)。
1998年秋天,在國際書展中,我發(fā)現(xiàn)了這本Instant Notesin Biochemistry。入手細(xì)讀,感到這是一本名副其實(shí)的“精要,速覽”的生物化學(xué)教科書。它言簡意賅,內(nèi)容新,編排、寫法利于記憶。它十分重視基本知識(shí)、基本理論,又簡明扼要介紹了最新成就,經(jīng)過精選,指出重點(diǎn)。對于想了解、記憶和掌握現(xiàn)代生物化學(xué)的初學(xué)者,無疑是一本好書。書中內(nèi)容深入擴(kuò)展,相互參照,相得益彰,必能取得更好的學(xué)習(xí)效果,為此,我向科學(xué)出版社作了推薦。他們經(jīng)過了解研究,作出了“速譯、出版”的決定。我為青年學(xué)子們得到出版者的慧眼感到十分高興。出自這樣的心情,我擔(dān)起了主譯的責(zé)任,組織了幾位能者,用較短時(shí)間共同譯出,以饗讀者。
當(dāng)前,分子生物學(xué)正值熱點(diǎn)中的熱點(diǎn),其中,人類基因組DNA全序列測定無疑是重中之重,這個(gè)巨大項(xiàng)目即將完成。為闡明生命活動(dòng)的真諦,“后基因組”研究,即“蛋白質(zhì)組”研究(基因組表達(dá)的全部蛋白的整體研究)的時(shí)代即將到來,它將是21世紀(jì)整體細(xì)胞生物學(xué)的最重要的內(nèi)容。在此時(shí)刻,我們必須向前看,否則必將永遠(yuǎn)落后。
Instants Notes叢書總主編、英國利茲大學(xué)生化與分子生物學(xué)院教授指出,當(dāng)我們看到一年級新生辛辛苦苦地啃完大量用小字體印刷的生物化學(xué)課本時(shí),我們就相信,肯定有一種更好的方式,那就是以一種更易于接受的方式來講述其核心內(nèi)容――《生物化學(xué)》(Instant Notesin Biochemistry)因此應(yīng)運(yùn)而生。本書的巨大成功證明了這一理念的正確性!
然而,我們的初次嘗試并沒有使各方面的內(nèi)容都處理到位。例如,學(xué)生讀者和教員告訴我們,基因表達(dá)部分所涉及的內(nèi)容相對匱乏,還應(yīng)有許多其他較小的重要知識(shí)點(diǎn)。我們在新版中涉及了所有這些內(nèi)容。主要擴(kuò)寫了基因轉(zhuǎn)錄及其在真核生物和原核生物中的調(diào)控,以及RNA的加工和蛋白質(zhì)合成。我們還根據(jù)反饋意見增加或重寫了許多其他主題,包括酸和堿、pH、氨基酸的離子化、熱力學(xué)、蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)的折疊、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)測定、流式細(xì)胞術(shù)、以及肽的合成。我們在編撰新版時(shí),還重新考慮了每一幅插圖,并作了必要的修改,以便使學(xué)生讀者獲得更加清晰的印象。我們還增加了許多新插圖。所有這些工作必然導(dǎo)致本書篇幅的增加。然而,無論如何,不管是從正文看還是從插圖看,我們都盡力設(shè)法使本書僅包括我們認(rèn)為對理解本門課程來說是重要的那些內(nèi)容。
因此,新版的特色就是保留了與前一版相同的特征――以一種易于接受的方式來講述生物化學(xué)的核心內(nèi)容,該方式有利于學(xué)生的理解,并且在可怕的考試來臨時(shí)也適于復(fù)習(xí)!非常希望修訂版也會(huì)起到同樣的作用。
(本文作者為北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授)
《生物化學(xué)》(第三版),科學(xué)出版社2009年8月,定價(jià):55.00元
內(nèi)容豐富 圖文并茂
評《生物化學(xué)》
王曦
相信王鏡巖的《生物化學(xué)》一書對生物專業(yè)的同學(xué)來說已經(jīng)不存在是否值得推薦的問題了,因?yàn)檫@是很多院校考研的指定教材。
以前上課的時(shí)候沒認(rèn)真聽過生化學(xué),而且我是想考動(dòng)物學(xué),對生化不感興趣,所以學(xué)起來特別痛苦。在考研的那段時(shí)候每天都在復(fù)習(xí),簡直是痛不欲生,1300多頁的書讓我不知從何入手。但是我要強(qiáng)調(diào)的是,盡管我學(xué)起來很困難,但這的確是一本寫得很好的書。
這本教材吸收了國內(nèi)外生物化學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展,內(nèi)容豐富,圖文并茂;章節(jié)仍按先“靜態(tài)”后“動(dòng)態(tài)”組織編排,符合我國生物化學(xué)的教學(xué)習(xí)慣,便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。但是教材中有些概念有待商榷,如酶的競爭性抑制、不可逆抑制的定義,多酶體系與多酶復(fù)合體的定義。另外,它的覆蓋知識(shí)點(diǎn)全面,內(nèi)容包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、酶、維生素和輔酶、抗生素、激素和生物膜等,有一定深度,便于學(xué)生深入學(xué)習(xí)生物化學(xué)知識(shí)。每章都附有提要和習(xí)題,但是缺少相關(guān)解答。
本書在同類教材中是比較好的一本,能較詳細(xì)介紹各方面的知識(shí),較系統(tǒng)完善,總體上對于所有生物專業(yè)的學(xué)生來說,都是很好的參考書。
《生物化學(xué)》(第二版),王鏡巖編,高等教育出版社2003年6月,定價(jià):56.00元(上)62.00元(下)
推薦教材
《生物化學(xué)》(第6版)
由吳梧桐主編,人民衛(wèi)生出版社出版的《生物化學(xué)》(第6版)一書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。根據(jù)全國高等醫(yī)藥院校藥學(xué)專業(yè)教材主編會(huì)議的精神,本版教材要能適應(yīng)當(dāng)前我國高等教育的改革與發(fā)展的需要,較好地體現(xiàn)本學(xué)科的進(jìn)展與我國醫(yī)藥現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢。為此,教材在第5版的基礎(chǔ)上,對部分內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,增加了第三篇遺傳信息的傳遞和第三章維生素與微量元素。
教材重點(diǎn)闡述了現(xiàn)代生物化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能,并盡可能反映生命科學(xué)與化學(xué)相結(jié)合的現(xiàn)代藥學(xué)研究模式的特點(diǎn),突出了生物化學(xué)的基礎(chǔ)理論與現(xiàn)代生物技術(shù)的進(jìn)展及其在現(xiàn)代藥學(xué)研究中的地位與作用。
本版教材還加強(qiáng)了遺傳信息傳遞和結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)的內(nèi)容,以及基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)的研究進(jìn)展;充實(shí)了維生素與微量元素,物質(zhì)代謝、代謝調(diào)控與基因表達(dá)調(diào)控的內(nèi)容;擴(kuò)充了生物藥物的近代概念,介紹了生物藥物研究的最新進(jìn)展;書末附有生物化學(xué)專業(yè)名詞英語注解等。
本書作者吳梧桐是我國生物技術(shù)與生化藥學(xué)專家,中國藥科大學(xué)教授。他長期倡導(dǎo)生命科學(xué)與化學(xué)相結(jié)合的現(xiàn)代藥學(xué)教育模式,建立了以生物化學(xué)和分子生物學(xué)為基礎(chǔ),工業(yè)微生物學(xué)與現(xiàn)代藥學(xué)相結(jié)合的綜合性生物制藥學(xué)科體系,主持創(chuàng)辦了生物制藥專業(yè)和生物制藥學(xué)院。其權(quán)威地位也保證了本教材的高水平呈現(xiàn)。
《生物化學(xué)簡明教程》(第三版)
由羅紀(jì)盛等修訂,高等教育出版社出版的《生物化學(xué)簡明教程》一書是根據(jù)教育部1980年6月在武漢召開的高等學(xué)校理科生物學(xué)教材編審委員會(huì)擴(kuò)大會(huì)議上制訂的高等師范院校生物專業(yè)《生物化學(xué)》教學(xué)大綱編寫的。教材第一版和第二版10多年在各級各類學(xué)校使用,廣大教師和學(xué)生普遍認(rèn)為本書是一本適用面廣,實(shí)用性強(qiáng),內(nèi)容簡明扼要,概念嚴(yán)密準(zhǔn)確,科學(xué)性強(qiáng),文字精練,層次清楚的教科書。為適應(yīng)學(xué)科發(fā)展,滿足基礎(chǔ)教學(xué)的需要,1996年12月在上海召開本書的修訂小組編委會(huì),確定了修訂原則和各章修訂細(xì)則。
第3版主要進(jìn)行了以下修訂工作:
1.蛋白質(zhì)一章增加了超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域,蛋白質(zhì)功能分類等內(nèi)容,充實(shí)了氨基酸化學(xué)反應(yīng)和生理活性肽等內(nèi)容;
2.重新編寫了核酸一章,增加了核酸變性復(fù)性的影響因素、分子雜交、各類RNA的結(jié)構(gòu)和功能、核酸序列測定等內(nèi)容。改寫了核苷酸、DNA構(gòu)象類型、超螺旋結(jié)構(gòu)等內(nèi)容;
3.充實(shí)了糖類、脂類和生物膜生物學(xué)功能方面的內(nèi)容;
4.酶學(xué)一章補(bǔ)充了核酶、抗體酶、酶工程,底物過渡態(tài)等新概念;
5.物質(zhì)代謝部分增寫了“代謝總論”一節(jié),與“生物氧化”合為一章,在糖代謝之前增加了代謝研究方法、各條代謝途徑的調(diào)控、個(gè)別氨基酸分解和合成代謝概況、蘋果酸穿梭、檸檬酸穿梭等內(nèi)容;
6.核酸和蛋白質(zhì)生物合成部分增加了真核生物DNA、RNA、蛋白質(zhì)生物合成、PCR原理、第二套密碼系統(tǒng)、多肽鏈折疊的輔助蛋白(分子伴侶)等內(nèi)容,改寫了RNA剪接、反轉(zhuǎn)錄作用、核糖體結(jié)構(gòu)等內(nèi)容;
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)05(a)-0015-01
生物化學(xué)是一門運(yùn)用化學(xué)的理論和方法來研究生物的邊緣學(xué)科。其主要的任務(wù)是了解生物的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)及生命過程中所發(fā)生的各種化學(xué)變化。從早期對生物總體組成的研究,到現(xiàn)今對各種組織和細(xì)胞成分的精確分析,生物化學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中的優(yōu)勢越來越明顯[1]。
1 生物化學(xué)研究現(xiàn)狀
生物化學(xué)主要用于研究細(xì)胞內(nèi)的各個(gè)組分,包括有蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,而對于化學(xué)生物學(xué)本身來說,則著重于利用化學(xué)合成中的方法來解答生物化學(xué)所發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題[2]。
目前生物化學(xué)正在運(yùn)用諸如光譜分析、同位素標(biāo)記、X射線衍射、電子顯微鏡以及其他物理學(xué)、化學(xué)等技術(shù),來對重要的生物大分子進(jìn)行分析,說明這些生物大分子的多種多樣功能與它們特定的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系[3]。不同組織器官,不同人群,不同的年齡,在運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生不同的化學(xué)物質(zhì),當(dāng)人體在運(yùn)動(dòng)時(shí),其體內(nèi)復(fù)雜的化學(xué)變化調(diào)節(jié)以及運(yùn)動(dòng)應(yīng)激與體內(nèi)適應(yīng)的過程,都是目前生物化學(xué)結(jié)構(gòu)研究的范圍。生物化學(xué)在人體各種情況下,各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)生物化學(xué)變化特點(diǎn)及機(jī)能的評定等方面取得了一定的成績。探索如何運(yùn)用化學(xué)、物理和生物的方法,從分子水平對機(jī)體進(jìn)行研究,目前已經(jīng)研究到達(dá)針刺活體取樣分析、動(dòng)靜脈導(dǎo)管引流、同位素示蹤、電泳等領(lǐng)域[4]。通過取樣分析,身體化學(xué)組成的相互關(guān)系、物質(zhì)代謝與能量供給的相互關(guān)系、健康與體能的生物化學(xué)基礎(chǔ)等等。
2 臨床生物化學(xué)的優(yōu)勢
生物化學(xué)廣泛應(yīng)用于臨床專業(yè)中,對于研究分析機(jī)體的生理變化、基礎(chǔ)代謝、藥物對抗疾病等方面均有發(fā)展前景及明顯優(yōu)勢。
在臨床上,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的醫(yī)學(xué)意識(shí)也在不斷地提高,已不僅僅滿足于治療疾病,而側(cè)重于養(yǎng)生。生物化學(xué)在醫(yī)療保健工作中占據(jù)著重要的地位,臨床檢驗(yàn)不斷增多,同時(shí)工作量也不斷增加,不少項(xiàng)目應(yīng)用于肝、膽、胰腺、腎臟等消化系統(tǒng)疾病及腎臟疾病的診療中,在外科手術(shù)及創(chuàng)傷后患者的體液電解質(zhì)與酸堿平衡紊亂的監(jiān)測中也有重要的意義。三高人群中,多種內(nèi)分泌疾病與代謝障礙疾病的確診和病情隨訪中,專一的生物化學(xué)檢測項(xiàng)目起著決定性的作用。有很多亞健康人員,由于被應(yīng)用臨床生物化學(xué)指標(biāo)緊密監(jiān)護(hù)病情變化,有效地起到了預(yù)防并發(fā)癥的作用。在臨床治療中,生化指標(biāo)的監(jiān)測使得臨床病死率大大地減少,特別是針對于一些重大疾病的治療過程中,控制治療性藥物使用,合理配比治療量,能夠有效地監(jiān)測著血藥濃度,根據(jù)個(gè)體的不同,配好不同的療效藥,藥量,吃藥的時(shí)間等,生物化學(xué)技術(shù)在整個(gè)疾病防治過程中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)意義[5]。
在臨床教學(xué)中,臨床生物化學(xué)理論與技術(shù)同樣有著不可取代的地位,發(fā)揮著重要的作用,由于臨床生物化學(xué)在醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐方面的重要性,醫(yī)學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課和臨床課中都應(yīng)充分結(jié)合有關(guān)的臨床生化知識(shí)。基礎(chǔ)的生物化學(xué)大部分是取材于動(dòng)物的,在深度上也可以包括病理材料。臨床生物化學(xué)的教學(xué)在我國近年的醫(yī)學(xué)教育改革中來看,應(yīng)當(dāng)積極地為臨床醫(yī)學(xué)生、臨床醫(yī)學(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行日常醫(yī)療活動(dòng)[6]。同時(shí)對生化檢測方法的原理及所得的分析結(jié)果限度和評價(jià)進(jìn)行理解,開設(shè)臨床生化課程,也為臨床醫(yī)生提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)中心,提供經(jīng)費(fèi)和投資設(shè)備,促進(jìn)臨床與實(shí)驗(yàn)室的合作,這對于現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)的進(jìn)步起著十分重要的作用。
由于臨床生物化學(xué)室工作內(nèi)容的不斷增長,要急需培養(yǎng)專業(yè)人才,如何能更好的提高化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量,是非常重要的。雖然檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等僅僅是一個(gè)輔助手段,但是制定提高各級檢驗(yàn)人員素質(zhì)的相應(yīng)的教育培訓(xùn)計(jì)劃和考核法規(guī)、實(shí)行質(zhì)量控制等都是很關(guān)鍵的措施。及時(shí)引進(jìn)和開發(fā)可靠性更高的新方法,探索生物化學(xué)更深層次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將技術(shù)由生物整體外觀深入至分子細(xì)胞水平,這對于疾病發(fā)病及疾病藥物治療均將是創(chuàng)造性的舉措[7]。人們在越來越意識(shí)到,對疾病本質(zhì)和過程的理解,在很大程度上需要有關(guān)生物化學(xué)分析的確切信息,臨床醫(yī)生正面臨著應(yīng)付實(shí)驗(yàn)室?guī)泶罅糠治鰯?shù)據(jù)的新課題,因此臨床生物化學(xué)工作者有必要在這方面和醫(yī)生充分合作,將生物化學(xué)分析的結(jié)果信息轉(zhuǎn)化成更高層次的醫(yī)學(xué)語言,從而為醫(yī)學(xué)科學(xué)和臨床診療提高服務(wù)能力。使人們對生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到一個(gè)嶄新的階段。
對一些常見疾病和嚴(yán)重危害人類健康的疾病的生化問題進(jìn)行研究探索,有助于對疾病進(jìn)行預(yù)防、診斷和治療。同時(shí)生物化學(xué)技術(shù)又能夠研究發(fā)現(xiàn)對抗疾病的有效藥物,產(chǎn)生醫(yī)學(xué)化的許多領(lǐng)域。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,生物化學(xué)在醫(yī)學(xué)本科教學(xué)中也占有很重要的地位,要圍繞臨床專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo),將生物化學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)緊密結(jié)合起來,將其優(yōu)勢發(fā)揮極致,這樣才能促進(jìn)臨床專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的真正意義上的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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二、高職院校實(shí)施綠色生物化學(xué)教學(xué)的對策
1、使用多媒體教學(xué)
生物化學(xué)知識(shí)覆蓋面廣,內(nèi)容繁多,用傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法很難在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成全部課程的講授。我們不僅要教會(huì)學(xué)生書本上的基本知識(shí),還要讓他們對生物化學(xué)取得的一些重大進(jìn)展有所了解,從而使他們拓寬視野,開闊思路。因此,為了有效增加課堂容量,節(jié)約教師寫板書的時(shí)間,多媒體課件的開發(fā)與應(yīng)用非常必要。比如在生物化學(xué)的天然態(tài)生物化學(xué)部分,涉及到許多生物大分子的結(jié)構(gòu),我們在黑板上可以容易的寫出氨基酸的結(jié)構(gòu)通式,但是蛋白質(zhì)的二級、三級以及四級結(jié)構(gòu),只有通過多媒體才能很好的展示在學(xué)生面前,增加他們的感情認(rèn)識(shí),從而更好地理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,使學(xué)生對蛋白質(zhì)形成更深刻的認(rèn)識(shí)。在生物化學(xué)的動(dòng)態(tài)生物化學(xué)部分,有關(guān)生物大分子在體內(nèi)的代謝變化,尤其是核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成過程,用文字及圖片很難講清楚這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,而通過多媒體動(dòng)畫就很容易做到。此外,教師還可以利用多媒體引入有關(guān)生物化學(xué)進(jìn)展的一些文章、產(chǎn)品、相關(guān)的企業(yè)及人物等,為學(xué)生介紹生物化學(xué)綠色產(chǎn)品,比如微生物農(nóng)藥。丙烯酰胺,等,以此引導(dǎo)學(xué)生多認(rèn)識(shí)生化綠色環(huán)保產(chǎn)品,樹立綠色生化意識(shí)。
2、尊重學(xué)生的課堂主體性
在生物化學(xué)課程教學(xué)過程中雖然以教師講授為主,但同時(shí)也強(qiáng)調(diào)學(xué)生更多的參與其中,使學(xué)生深刻意識(shí)到綠色化學(xué)生物的存在。學(xué)生參與課堂可以采取多種形式。比如每個(gè)教學(xué)單元的課前復(fù)習(xí),教師可采取提問的方式,這樣可以督促學(xué)生課后復(fù)習(xí)課堂上講授的重點(diǎn)內(nèi)容。課后思考題的完成,可以使學(xué)生在更廣泛的范圍內(nèi)學(xué)習(xí)生物化學(xué)知識(shí),從而開拓他們的視野。課堂上,也可以對涉及到的學(xué)生以前學(xué)過的知識(shí)、日常生活中接觸到的生物化學(xué)常識(shí)等與學(xué)生展開討論。針對某一熱點(diǎn)問題,開設(shè)專門的討論課。比如人類基因組計(jì)劃,討論其研究歷史、研究成果、我國在其中的貢獻(xiàn)、未來的發(fā)展方向等;討論轉(zhuǎn)基因食品的安全性,克隆人類胚胎的利與弊,當(dāng)年諾貝爾與生物化學(xué)有關(guān)的獲獎(jiǎng)?wù)叩闹饕暙I(xiàn)等,這些話題都可以潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綠色生化理念。同時(shí),針對某一方面內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生寫出研究進(jìn)展的綜述,擇優(yōu)在討論課上進(jìn)行演講。比如蛋白質(zhì)這一章,可以讓學(xué)生對其感興趣的某一蛋白質(zhì)寫出研究進(jìn)展的綜述。學(xué)生通過大量資料的查閱,可以接觸到更廣泛的生物化學(xué)知識(shí),拓寬視野,提高興趣,通過課堂演講可以活躍思維、鍛煉表達(dá)能力等。
3、重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
生物化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,書本上的理論知識(shí)都來自于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此,通過實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生更好的理解理論知識(shí),也更能讓學(xué)生的綠色生化意識(shí)付諸于實(shí)踐。在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限的情況下,我們可以安排生物大分子的提取、純化及含量測定等主要內(nèi)容,基本涵蓋離心、層析、電泳、比色等主要生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),以此鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。此外,為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,教師還可設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生對多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用能力。比如從螺旋藻中分離純化藻膽蛋白,首先利用凍融法破碎細(xì)胞,然后用硫酸銨分級沉淀,通過多種層析技術(shù)(包括分子篩層析、離子交換層析和羥基磷灰石柱層析),獲得高純度藻膽蛋白,用分光光度法測定其含量,變性電泳測定其亞基分子量等等。根據(jù)綠色生化的要求,教師要督促學(xué)生回收可以再次利用的試劑和實(shí)驗(yàn)材料,比如實(shí)驗(yàn)中用到的氯仿、乙醇等有機(jī)試劑,學(xué)生不能隨意倒在下水道中,可以在結(jié)束實(shí)驗(yàn)課后集中到統(tǒng)一的收集瓶中,以供下次再次利用,這樣的行為養(yǎng)成可以使學(xué)生鞏固綠色生化思維方式。
三、結(jié)束語
21世紀(jì)是一個(gè)低碳時(shí)代,教師在生物化學(xué)教學(xué)中應(yīng)該滲透綠色理念,要幫助學(xué)生理清概念、理順脈絡(luò)、闡述規(guī)律,領(lǐng)會(huì)現(xiàn)代生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理,獲得既有一定深度和廣度,又有一定歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景的“立體知識(shí)”。
作者:丁堅(jiān) 單位:蘇州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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[中圖分類號(hào)] G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1674-4721(2014)05(a)-0121-03
Application experience a variety of teaching methods used in Biochemistry course
QING Xian-chun1 QING Xiao-xing2
1.Department of Biochemisty,Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024,China; 2.Institute of Medical Microbiology of the University of Giessen Germany,Germany 35392,Germany
[Abstract] Biochemistry is a leading subject in research of the field of life science as science of studying the essence of metabolism reaction of organism itself,which occupies an important position in the course of medicine.This study introduces the author′s experience of obtaining a good teaching effect in taking Shanxi University of Traditional Chinese medicine in TCM,traditional Chinese and western medicine,pharmacy and nursing undergraduate biochemistry teaching process,teaching methods of different made of good teaching effect applying the different teaching methods.
[Key words] Biochemistry;Teaching method;Teaching research;Teaching effect
生物化學(xué)是研究生命現(xiàn)象化學(xué)本質(zhì)的學(xué)科,也是生命科學(xué)領(lǐng)域重要的領(lǐng)頭學(xué)科[1],也是某些領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)學(xué)科。本學(xué)科因其內(nèi)容繁雜、概念抽象、理論性強(qiáng),而被學(xué)生認(rèn)為是“三難”(難理解、難記憶、難掌握)學(xué)科,因此,如何于一個(gè)學(xué)期中,使學(xué)生掌握生物化學(xué)的基本知識(shí)、基本原理呢?這就成為必要思考的問題了。作者在長期的教學(xué)過程中應(yīng)用不同的教學(xué)方法進(jìn)行了一些實(shí)踐和探索,現(xiàn)總結(jié)如下,以饗讀者。
1 要不斷更新教學(xué)內(nèi)容
1.1 教材質(zhì)量必須保證
生物化學(xué)是主要用化學(xué)的原理和語言在分子水平解釋生命現(xiàn)象的一門學(xué)科[2]。教材內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),好的教材是學(xué)好一門學(xué)科的基石。在教材上,我們選用國家“十一五”和“十二五”中醫(yī)院?!渡锘瘜W(xué)》國家規(guī)劃教材。該教材語言簡明細(xì)致,內(nèi)容體系完整,有詳有略,如在教授化學(xué)部分中對糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)及重要官能團(tuán),各種氧化還原反應(yīng)等都作了詳細(xì)的講解,而對它們的性質(zhì)則只作了一般的概述,這便于學(xué)生接受和掌握,也不影響生物化學(xué)的基本原理,這樣既調(diào)整了激素調(diào)控等章節(jié)內(nèi)容,也將蛋白質(zhì)、酶學(xué)和糖脂代謝部分內(nèi)容作了重點(diǎn)講授,比較符合我校各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)特色和學(xué)生將來的就業(yè)方向,讓學(xué)生感覺到學(xué)有所用。
1.2 結(jié)合實(shí)際,增加有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
在我校,《生物化學(xué)》課程是比較難學(xué)的一門課,加之我校招收文科生較多,化學(xué)基礎(chǔ)較差,特別是文科學(xué)生多數(shù)沒學(xué)過《有機(jī)化學(xué)》,學(xué)《生物化學(xué)》感到非常困難,我們先在護(hù)理學(xué)院進(jìn)行教學(xué)改革,首先在護(hù)理專業(yè)把《生物化學(xué)》教材改為《醫(yī)用化學(xué)與生物化學(xué)》,調(diào)整代謝模塊章節(jié)順序:增加醫(yī)用化學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生填補(bǔ)化學(xué)的必備基礎(chǔ)知識(shí),使學(xué)生在學(xué)《生物化學(xué)》的過程中循序漸進(jìn)、由淺入深,使學(xué)生能順利地掌握必需的基本知識(shí)、基本理論和基本技能。夯實(shí)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),為《生物化學(xué)》課程做了鋪墊。
1.3 與時(shí)俱進(jìn),教授最新科學(xué)動(dòng)態(tài)
很多院校在授課時(shí),往往照搬前人的經(jīng)驗(yàn),以“教師以講授為主,學(xué)生以聽為主”的傳統(tǒng)式授課方法為主[3-4],但是,該方法古板、枯燥,提不起學(xué)生的聽課興趣,不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,故而,我們在授課時(shí),引進(jìn)一些國內(nèi)外最前沿的相關(guān)研究,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣,培養(yǎng)其獨(dú)立思考的能力,拓寬其生命科學(xué)視野,如現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中較為熱門的人類基因組計(jì)劃的完成情況以及研究進(jìn)展[5],在基因?qū)哟紊辖榻B疾病發(fā)生、發(fā)展的本質(zhì),同時(shí),必要時(shí)還通過生物化學(xué)的原理與我們祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的一些理論相聯(lián)系,這種授課不僅提高了學(xué)生在課堂上的興趣,使學(xué)生了解到最前沿的醫(yī)學(xué)知識(shí),而且增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
2 教學(xué)方法的擴(kuò)展
2.1 圖文并茂,多媒體立體教學(xué)展風(fēng)采
對于中醫(yī)院校各專業(yè)文科學(xué)生來說,普通化學(xué)和有機(jī)化學(xué)、生物學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱,在本學(xué)科的理解掌握上相對困難,不少在學(xué)習(xí)過程中,由于化學(xué)基礎(chǔ)差就產(chǎn)生了消極情緒,有的學(xué)生還有排斥和畏懼心理。通過多媒體立體教學(xué)方式能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果,將生物化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,以多媒體為載體,多角度、多方面,圖文并茂地展現(xiàn)出來,使枯燥深?yuàn)W的知識(shí)變得形象生動(dòng)。
2.2 將理論知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系
將生活中的例子融入《生物化學(xué)》的教學(xué)中,讓學(xué)生感到生物化學(xué)就在我們身邊,比如在講脂類時(shí),舉出含不飽和脂肪酸DHA(20碳五烯酸)和EPA(22碳六烯酸)的奶粉,并與其他奶粉作了詳細(xì)的比較對照,進(jìn)而了解其優(yōu)勢之處;在講核苷酸代謝時(shí),常以尿酸高而引起痛風(fēng)癥,蛋白質(zhì)代謝中酪氨酸酶缺乏而引起白化病,苯丙氨酸羥化酶缺乏引起苯丙酮酸尿癥,兒茶酚胺缺乏引起震顫麻痹,碘缺乏引起呆小癥等相聯(lián)系[6]。
2.3 激發(fā)學(xué)生思維,增加生化教學(xué)趣味性
在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)理念上進(jìn)行了許多大膽突破。我們采取了多種教學(xué)方法如提問式、比較式、發(fā)散式等[7]。我講每一章時(shí)就先提出問題以加深學(xué)生的印象。另外,對聯(lián)和口訣也是我們常利用的教學(xué)形式,這樣,一些重要生化知識(shí)點(diǎn)可以讓學(xué)生記憶得更好、更快,這種方式不但深受學(xué)生的歡迎,而且簡明扼要,并容易接受。在對20種氨基酸的記憶時(shí),我們編了順口溜來講解:“六伴窮光蛋,酸谷天出門,死豬肝色臉,只攜一兩錢。一本落色書,揀來精讀之。芳香老本色,不搶甘肅來”,不僅便于學(xué)生快速記憶這些常見氨基酸的名字,而且對其分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了初步了解,以便于學(xué)生們掌握氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類。利用順口溜“留(甲硫)蘇鞋(纈),異常亮,顯本(苯丙)色,真不賴”或“攜一本淡(蛋)色書來”[(纈氨酸,異亮(亮)氨酸,苯丙氨酸,蛋氨酸,色氨酸(甲硫氨酸),蘇氨酸,賴氨酸[8]]讓學(xué)生掌握8種人體必需氨基酸,也同樣達(dá)到了目的。又如講溫度和pH值對酶促反應(yīng)的影響,用“寒也熱也,三七三八即適溫;酸也堿也,酸堿適宜方為佳”來幫助學(xué)生加強(qiáng)記憶。
2.4 運(yùn)用啟發(fā)和探究式教學(xué)[9],結(jié)合臨床實(shí)踐與理論
臨床醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)是生物化學(xué),服務(wù)于臨床是教學(xué)的目的,但是在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課過程中,無感性認(rèn)識(shí),這是學(xué)生對基礎(chǔ)服務(wù)臨床最大的困惑,《生物化學(xué)》這門課程就不能被醫(yī)學(xué)生深層次地理解。這一問題通過案例啟發(fā)式教學(xué)很好地解決了,如結(jié)合糖尿病,講述糖代謝異常時(shí),用大家熟知的糖尿病典型癥狀“三多一少”引入課題,緊緊圍繞糖尿病典型癥狀的生化機(jī)制進(jìn)行糖代謝的講解。在完成教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)也對糖尿病有了深刻的認(rèn)識(shí)。在講脂代謝一章時(shí),常聯(lián)系冠心病的發(fā)病機(jī)制,使學(xué)生結(jié)合臨床實(shí)踐和基礎(chǔ)理論,使學(xué)生更好地理解所學(xué)內(nèi)容,并更好地認(rèn)識(shí)臨床疾病,同時(shí)也更好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣。
3 教書育人德為先,以身作則樹表率
育人是教書的精髓。一直以來,功利化對社會(huì)有強(qiáng)烈的影響,工具性教育普遍成為大學(xué)教育的傾向。學(xué)校只注重培養(yǎng)專業(yè)技能和知識(shí),教師只將專業(yè)性技能和知識(shí)傳授給學(xué)生,人文和道德等理念卻被忽視了[10]。在授課中,學(xué)生的人文和道德等理念需要被關(guān)注。講授緒論時(shí),在講授我國生物化學(xué)發(fā)展史,可以使學(xué)生的愛國主義情感激發(fā),并樹立學(xué)生的民族自尊心和自豪感。適時(shí)將生物化學(xué)先輩們在研究生物化學(xué)過程中“艱且益堅(jiān),持重篤行”的史實(shí)引入,培養(yǎng)學(xué)生的奉獻(xiàn)精神和吃苦耐勞精神。在講授實(shí)驗(yàn)課時(shí),需要灌輸給學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、協(xié)作精神、自主動(dòng)手能力以及遵守公共秩序等良好品質(zhì)。
《生物化學(xué)》在眾課程中地位顯赫,且課程知識(shí)范圍廣、內(nèi)容抽象難懂,讓非生物專業(yè)學(xué)生在限定的時(shí)間內(nèi)對該課程有相對全面系統(tǒng)的掌握是個(gè)不斷值得研究的問題。在長期教學(xué)實(shí)踐中所進(jìn)行的一些成功改革,無論是在知識(shí)的積累,還是在思想素質(zhì)的提升上,都可以使學(xué)生有很大的收獲,使我們的教學(xué)改革繼續(xù)進(jìn)行,且更增強(qiáng)和堅(jiān)定了我們的信心,同時(shí)也為下一步改革奠定了基礎(chǔ)。
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(收稿日期:2014-03-06本文編輯:許俊琴)
生物化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)的理論和方法研究生命體的交叉學(xué)科,其任務(wù)主要是了解生命體的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及生命過程中各種化學(xué)變化。涉及的體系包括糖、蛋白質(zhì)、核酸、脂等,其概念抽象,內(nèi)容枯燥乏味,代謝途徑錯(cuò)綜復(fù)雜,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)都有較大難度。且近年來生物化學(xué)研究進(jìn)展迅速,知識(shí)更新快,教師需要對最新的進(jìn)展有較全面的了解,才能夠講得徹底深入。
2.實(shí)踐教學(xué)模式單一
高職醫(yī)學(xué)生物化學(xué)的實(shí)踐教學(xué)基本是以“實(shí)驗(yàn)教師預(yù)先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料,上課講解,學(xué)生按部就班地完成實(shí)驗(yàn)”的形式完成的,實(shí)驗(yàn)報(bào)告也常照抄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料,實(shí)驗(yàn)教學(xué)重驗(yàn)證而輕探索。這種驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過多強(qiáng)調(diào)了教師的主導(dǎo)地位,忽視了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和思維的訓(xùn)練,導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中較少有自己的獨(dú)到見解和新發(fā)現(xiàn)。這種單一的實(shí)踐教學(xué)模式根本不能培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生崗位能力。
3.教學(xué)模式與社會(huì)實(shí)際需要不相符
據(jù)調(diào)查,高職生物化學(xué)的教學(xué)多年來一直沿用以教師為中心,以教材為依據(jù)的“灌輸式”教學(xué)模式。沿用經(jīng)典生物化學(xué)教材,教學(xué)內(nèi)容與高職醫(yī)學(xué)生的實(shí)際要求相差甚遠(yuǎn),導(dǎo)致學(xué)生的厭學(xué)情緒;普遍存在“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象,教學(xué)中存在理論教學(xué)與實(shí)踐技能培養(yǎng)脫節(jié)現(xiàn)象,學(xué)生職業(yè)技術(shù)知識(shí)等匱乏,不能適應(yīng)就業(yè)崗位要求。
4.教師知識(shí)結(jié)構(gòu)上存在缺陷
生物化學(xué)教師大多畢業(yè)于師范或綜合性大學(xué)的化學(xué)或藥學(xué)專業(yè)等,不具備系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)知識(shí),對相關(guān)醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)、工作內(nèi)容和性質(zhì)知之甚少,難以將生物化學(xué)知識(shí)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行拓展,授課時(shí)往往對醫(yī)學(xué)專業(yè)性知識(shí)缺乏有效的銜接,容易造成基礎(chǔ)與臨床課程割裂,教學(xué)效果不理想,從而使教學(xué)和學(xué)生的崗位需求不對接。
二、以崗位需求為導(dǎo)向的生物化學(xué)的教學(xué)探討為實(shí)現(xiàn)
培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦學(xué)宗旨,高職院校生物化學(xué)教學(xué)應(yīng)遵循高職教育規(guī)律,以崗位需求為導(dǎo)向,突出高職教育的職業(yè)特色,才能保證自身優(yōu)勢,占領(lǐng)醫(yī)學(xué)高等教育的一方市場,實(shí)現(xiàn)自身的長遠(yuǎn)發(fā)展。
1.理論教學(xué)的崗位需求體現(xiàn)
高職醫(yī)學(xué)教育培養(yǎng)的是醫(yī)學(xué)實(shí)用型人才,生物化學(xué)作為重要的基礎(chǔ)課程,其理論教學(xué)應(yīng)以“必須、夠用”為原則,以解決實(shí)際問題為中心,體現(xiàn)崗位需求。教學(xué)過程中要避免過于強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論的傾向,結(jié)合不同專業(yè)的特點(diǎn),以實(shí)際崗位需要為目標(biāo),使課程內(nèi)容服務(wù)于崗位素質(zhì)的培養(yǎng)與提升。對于臨床專業(yè),大部分畢業(yè)生將從事基層醫(yī)療工作,工作內(nèi)容主要涉及醫(yī)療、預(yù)防及健康教育等,因此關(guān)于生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的“生命的物質(zhì)組成及生命物質(zhì)的代謝與能量變化”的內(nèi)容應(yīng)重點(diǎn)講解,如代謝疾病的發(fā)病機(jī)制、常見營養(yǎng)缺乏癥等;對于藥學(xué)專業(yè),在學(xué)習(xí)酶相關(guān)的內(nèi)容時(shí),酶的抑制劑、激活劑等內(nèi)容與他們的崗位需求密切相關(guān),要結(jié)合抗生素等藥物的作用機(jī)制重點(diǎn)講解,并充分引用一些以酶作為靶位的藥物實(shí)例來分析,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。“生命體信息的傳遞與調(diào)控部分”的內(nèi)容較復(fù)雜難懂,在對高職各專業(yè)醫(yī)學(xué)生授課中應(yīng)進(jìn)行詳略增刪,把基本的問題講清楚,夠用即可。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,診斷手段多依賴先進(jìn)的檢測儀器,生物化學(xué)中涉及很多的臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目。在理論教學(xué)中,根據(jù)崗位需求,要結(jié)合疾病分析某些生化指標(biāo)的內(nèi)涵,并要求學(xué)生看懂生化化驗(yàn)單,如肝功檢測中,化驗(yàn)單上“ALT、AST”等符號(hào)要看懂,并通過學(xué)習(xí)說出各項(xiàng)目的意義。
2.實(shí)踐教學(xué)的崗位需求體現(xiàn)
高職醫(yī)學(xué)畢業(yè)生除選擇進(jìn)入醫(yī)療系統(tǒng)工作外,部分會(huì)選擇在醫(yī)藥相關(guān)企業(yè)從事藥品研制和生產(chǎn)等工作,這些崗位對其實(shí)踐能力有較高的要求。生物化學(xué)實(shí)踐教學(xué)中采用綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,能將相關(guān)學(xué)科理論知識(shí)交叉融合、實(shí)驗(yàn)材料和方法綜合運(yùn)用,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)基層醫(yī)療衛(wèi)生工作實(shí)際需求,生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)可將血清制備、血清中葡萄糖含量測定、血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶測定等一系列的實(shí)驗(yàn)融合在一起,實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師提出選題的方向、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蜅l件,具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施等問題由學(xué)生自行完成。教師要求學(xué)生記錄反應(yīng)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,客觀地書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和分析。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性,既綜合地驗(yàn)證相關(guān)的理論,又利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。另外,可擇機(jī)安排學(xué)生參加臨床診斷或見習(xí)活動(dòng),加深學(xué)生對生物化學(xué)知識(shí)的理解,并及時(shí)運(yùn)用到臨床實(shí)踐中,增強(qiáng)與臨床的聯(lián)系,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,體現(xiàn)崗位需求。
3.教學(xué)方法的崗位需求體現(xiàn)
案例教學(xué)法也叫實(shí)例教學(xué)法。生物化學(xué)教學(xué)中適時(shí)引用臨床病案,結(jié)合醫(yī)藥領(lǐng)域及生產(chǎn)、生活實(shí)踐中的典型案例進(jìn)行教學(xué),把真實(shí)的典型問題展現(xiàn)在學(xué)生面前,能提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣。如講生物氧化時(shí),結(jié)合甲狀腺功能亢進(jìn)、煤氣中毒等;糖代謝的學(xué)習(xí),結(jié)合血糖調(diào)節(jié)和糖尿病的發(fā)病機(jī)制;學(xué)習(xí)脂代謝時(shí),聯(lián)系肥胖癥、脂肪肝等講解;講蛋白質(zhì)代謝時(shí),多聯(lián)系實(shí)際病例,如白化病、氨中毒等。這些臨床實(shí)例的引用,有助于學(xué)生將理論知識(shí)與今后的工作實(shí)際相結(jié)合,縮短理論與實(shí)踐的差距,避免理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用脫節(jié),有效提高了學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生能更快、更好地適應(yīng)以后的臨床工作。但須注意,案例的選擇與問題的設(shè)計(jì)要與專業(yè)和教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān),對臨床和護(hù)理專業(yè)的學(xué)生,可適當(dāng)結(jié)合醫(yī)療保健方面的案例;對藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生,要結(jié)合藥理方面的案例。如在糖和脂類代謝學(xué)習(xí)中引入案例:女,66歲,患糖尿病8年;乏力,有多飲、多食、多尿、體重減少的癥狀;尿糖高于正常值,空腹血糖為9.2mmol/L,餐后2小時(shí)血糖值為14.8mmol/L。問題:何為血糖?正常范圍多少?什么是糖尿???為什么嚴(yán)重糖尿病患者會(huì)并發(fā)酮癥酸中毒?讓學(xué)生以糖尿病為中心去探索和學(xué)習(xí)。通過此案例的引用,學(xué)生將糖、脂類代謝的理論知識(shí)和實(shí)踐運(yùn)用緊密結(jié)合起來,并加深了對相關(guān)知識(shí)的理解,提高了綜合分析應(yīng)用的能力。在教學(xué)過程中適時(shí)、適度地引用臨床病例分析,用生化知識(shí)解釋、分析臨床疾病的分子機(jī)制,讓學(xué)生親身感受到生化與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系以及生化在指導(dǎo)臨床診斷和治療中的作用,不僅加深了學(xué)生對生化理論知識(shí)的理解和記憶,也為學(xué)習(xí)臨床醫(yī)學(xué)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,實(shí)現(xiàn)教學(xué)與崗位需求的對接。
4.教師素質(zhì)的崗位需求體現(xiàn)
高職醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教師醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)水平的提高,是提高生物化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的保證。為了更好地將生物化學(xué)的理論知識(shí)與不同專業(yè)的相關(guān)課程聯(lián)系起來,指導(dǎo)學(xué)生將專業(yè)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際工作,教師要對不同專業(yè)的基本課程有所了解,積極參與業(yè)務(wù)交流,學(xué)習(xí)臨床知識(shí),完善自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),從而使生物化學(xué)的教學(xué)能做到有的放矢。另外,教師要關(guān)注新聞媒體中有關(guān)疾病、食品、藥品、營養(yǎng)健康等方面的內(nèi)容,尋找這些內(nèi)容與生物化學(xué)的聯(lián)系,將這些內(nèi)容作為課程教學(xué)的案例分析素材,能夠使生物化學(xué)更貼近學(xué)生的生活,還能促使學(xué)生學(xué)以致用,提高分析、解決問題的能力,使教師的教學(xué)體現(xiàn)相關(guān)專業(yè)的崗位需求。
【中圖分類號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)18-0062-01
生物化學(xué)是從分子水平闡述生命體的化學(xué)組成、物質(zhì)代謝和能量代謝規(guī)律的學(xué)科,它既是現(xiàn)代生物科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ),又是其發(fā)展的前沿。該課程已成為各高等學(xué)校生物類、農(nóng)學(xué)類、食品類、藥學(xué)類等專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,教育部理科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)在最新制訂的《理科化學(xué)專業(yè)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化學(xué)教學(xué)基本內(nèi)容》中列入了生物化學(xué)。本文針對生物化學(xué)課程的特點(diǎn)以及地方高校化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生存在的實(shí)際情況,對兩個(gè)專業(yè)生物化學(xué)課程改革的必要性、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革等進(jìn)行思考和嘗試,取得了較好的效果。
一 教學(xué)改革的必要性
經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),生物化學(xué)課程的內(nèi)容涉及學(xué)科門類較多、理論性較強(qiáng)、概念抽象,其中的代謝反應(yīng)復(fù)雜,即使是生物專業(yè)的學(xué)生也感到理解難、記憶難、掌握難,更何況是基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)相對缺乏的化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,尤其是地方院校的學(xué)生,知識(shí)的起點(diǎn)普遍偏低,容易導(dǎo)致與兩個(gè)專業(yè)的實(shí)際相脫節(jié)。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也不高,甚至產(chǎn)生畏懼和排斥情緒等。因此,如何在有限的授課時(shí)間內(nèi)激活學(xué)生的學(xué)習(xí)思維,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),使學(xué)生盡可能地掌握有足夠深度和廣度的生物化學(xué)知識(shí),真正對其專業(yè)學(xué)習(xí)有幫助是生物化學(xué)課程教學(xué)過程中要解決的問題。
二 教學(xué)改革的內(nèi)容與方式
1.修訂教學(xué)大綱
教學(xué)大綱是根據(jù)學(xué)科內(nèi)容及其體系和教學(xué)計(jì)劃的要求編寫的教學(xué)指導(dǎo)文件,是以綱要的形式規(guī)定了課程的教學(xué)目的、任務(wù)、知識(shí)、技能的范圍、深度和體系結(jié)構(gòu),教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)基本要求。作為一所普通的地方性高等院校,學(xué)校的辦學(xué)指導(dǎo)思想圍繞的是結(jié)合地方特色,培養(yǎng)為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所需要的應(yīng)用型人才,化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)目標(biāo)也不相同。因此,作為指導(dǎo)性文件的教學(xué)大綱應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的不同擬定不同的教學(xué)大綱。具體體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)分配以及教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)深度、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)等方面。
2.教學(xué)內(nèi)容的改革
構(gòu)建適合化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)特點(diǎn)的生物化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)盡量避免已學(xué)知識(shí)的重復(fù)。兩個(gè)專業(yè)的學(xué)生由于基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)相對缺乏,在學(xué)習(xí)中易出現(xiàn)“知其然,不知其所以然”的現(xiàn)象。因此,在教學(xué)中適當(dāng)增加基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)可為學(xué)生提供學(xué)習(xí)生物化學(xué)的基本背景性材料,從而有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。化學(xué)專業(yè)教學(xué)重點(diǎn)在生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能,物質(zhì)代謝及其調(diào)控和現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)在生物化學(xué)中的應(yīng)用。對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)還需要講授生物化學(xué)知識(shí)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。構(gòu)建一個(gè)既有聯(lián)系又體現(xiàn)化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)特色,以適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生的生物化學(xué)教學(xué)知識(shí)體系。
3.教學(xué)模式和方法的改革
教學(xué)過程中的教學(xué)模式和方法與人才培養(yǎng)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)。目前,不少學(xué)校的生物化學(xué)教學(xué)工作者根據(jù)自己學(xué)校的實(shí)際情況對該課程的教學(xué)改革做了大量的研究工作,并獲得了一些經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合地方高校化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的實(shí)際和特點(diǎn),認(rèn)真研究教學(xué)方法,以不同的教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和廣泛參與的積極性。
第一,注意理論結(jié)合實(shí)際,用生物化學(xué)的知識(shí)來解釋和指導(dǎo)學(xué)生的日常生活,將教學(xué)內(nèi)容與生活息息相關(guān)的事物聯(lián)系起來,讓學(xué)生把學(xué)到的生物化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。針對化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)的不同選擇不同的生活案例來促進(jìn)學(xué)生對知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解。這樣,不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,加深了學(xué)生對枯燥、抽象的基本概念和代謝途徑的理解,同時(shí)開拓了學(xué)生的思維并強(qiáng)化了記憶。
第二,采用啟發(fā)式、對比式教學(xué)方法,努力培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力,以保證教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。教學(xué)過程中穿插講解與化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)相關(guān)的生物化學(xué)的最新研究進(jìn)展,啟發(fā)學(xué)生自主思考來理解教學(xué)內(nèi)容,并用形象直觀的比喻幫助學(xué)生對抽象概念和機(jī)理的理解。此外,由于生物化學(xué)知識(shí)的邏輯推理性強(qiáng),需要引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行歸納、對比和總結(jié)。