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關(guān)鍵詞:生命科學(xué);開放式討論教學(xué);案例分析
生命科學(xué)是研究生命活動(dòng)的本質(zhì)和發(fā)生規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)科。近年來,生命科學(xué)研究的新方法、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為解析各種生命現(xiàn)象構(gòu)建了研究平臺(tái),使科研人員從分子、細(xì)胞、個(gè)體和群體各層面深入探討生命活動(dòng)的基本規(guī)律成為現(xiàn)實(shí),促進(jìn)了生命科學(xué)領(lǐng)域中一系列觀念和認(rèn)識(shí)的更新[1]。與此同時(shí),生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的進(jìn)步也促進(jìn)了應(yīng)用,其成果正在以前所未有的速度向農(nóng)牧漁業(yè)、能源工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、食品輕工和醫(yī)藥衛(wèi)生等多個(gè)方面滲透,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益[2]。因此,目前高校生命科學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程中既包含基礎(chǔ)理論又包含技術(shù)手段,既包含研究前沿又包含應(yīng)用進(jìn)展,內(nèi)容豐富、信息量大、邏輯性強(qiáng)。在當(dāng)今以素質(zhì)教育和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為核心的教育思想指導(dǎo)下,生命科學(xué)相關(guān)課程的教學(xué)過程中應(yīng)采取靈活多樣的教學(xué)方式,幫助學(xué)生夯實(shí)基本概念,掌握前沿進(jìn)展,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和未來社會(huì)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的課堂授課方式以教師主動(dòng)講述、學(xué)生被動(dòng)接受為主。這種授課方式教師講授偏多,學(xué)生主動(dòng)性發(fā)揮不足,從而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)掌握的深度和廣度受到限制,僅停留在熟練記憶的層面。近年來,筆者對(duì)生命科學(xué)專業(yè)課程教學(xué)方式進(jìn)行了初步的改革嘗試,將教師講授式授課與開放式討論授課相結(jié)合,注重對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、思維能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),產(chǎn)生了積極的反響。我們?cè)趯W(xué)期伊始便給學(xué)生介紹與本課程相關(guān)的參考書、期刊和網(wǎng)站,教授學(xué)生查閱中英文相關(guān)文獻(xiàn)的方法,隨后將與課堂教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的知識(shí)延伸、科研進(jìn)展、研究方法等作為小組(每小組學(xué)生4~6人)討論題目布置給學(xué)生。學(xué)生通過在課下查閱文獻(xiàn)、積極思考和相互交流等方式深入認(rèn)識(shí)討論題目,并在課堂上以視頻、PPT和presentation的方式向全班同學(xué)展示。而小組展示過后,教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容展開討論并對(duì)討論內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。同時(shí),教師根據(jù)學(xué)生報(bào)告情況予以打分,并按一定百分比計(jì)入期末成績。下面筆者以生命科學(xué)專業(yè)的骨干必修課“細(xì)胞生物學(xué)”和專業(yè)必修課“植物生理學(xué)”為例,闡述如何在生命科學(xué)專業(yè)的教學(xué)中引入開放式討論教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生深入探究生命科學(xué)理論的內(nèi)涵。
一、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“細(xì)胞生物學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
細(xì)胞作為有機(jī)體結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位,既是生命科學(xué)發(fā)展的生長點(diǎn),又是生命科學(xué)發(fā)展的匯聚點(diǎn)。細(xì)胞生物學(xué)是在顯微、亞顯微和分子水平研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),是當(dāng)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科。目前,細(xì)胞生物學(xué)的研究日益深入,已成為21世紀(jì)生命科學(xué)研究的重要領(lǐng)域?!凹?xì)胞生物學(xué)”課程既是北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院理科基地生物科學(xué)專業(yè)的重要主干課程,也是生物技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)引入最新科研進(jìn)展內(nèi)容
“細(xì)胞生物學(xué)研究方法”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中承前啟后的一個(gè)章節(jié),該章節(jié)從細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察、細(xì)胞及其組分的分析、細(xì)胞培養(yǎng)與生物工程、細(xì)胞及生物大分子的動(dòng)態(tài)變化等幾個(gè)方面介紹了有關(guān)細(xì)胞生物學(xué)的研究方法。其中關(guān)于細(xì)胞形態(tài)的顯微觀察,課本中主要介紹了光學(xué)顯微鏡、熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和電子顯微鏡的原理和使用方法。這些顯微成像技術(shù)可以幫助研究者從分子和細(xì)胞等微觀層面觀察生命過程中的變化,揭示生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)態(tài)規(guī)律。近年來,科學(xué)家們不斷嘗試,實(shí)現(xiàn)了突破衍射極限的光學(xué)顯微成像,即超分辨熒光顯微術(shù)[3]。2014年諾貝爾獎(jiǎng)即授予了其中兩種超分辨率光學(xué)顯微鏡的發(fā)明者———受激發(fā)射損耗顯微術(shù)(以下簡稱為STED)的發(fā)明者StefanW.Hell和光激活定位顯微術(shù)(以下簡稱為PALM)的發(fā)明者EricBetzig、WilliamE.Moerner。由于教材內(nèi)容篇幅的限制以及修訂和出版時(shí)間的周期性,這一重要內(nèi)容并沒有被及時(shí)收錄在內(nèi)。于是,我們選擇這一部分內(nèi)容作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生強(qiáng)調(diào)衍射極限的概念,從成像的角度來說,衍射極限影響下的顯微成像系統(tǒng)只能分辨有限小的細(xì)節(jié),一般在200nm到300nm之間。德國物理學(xué)家ErnstAbbe發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,并將其公式刻在自己的墓碑上。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生們播放了在網(wǎng)上查找到的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的采訪視頻和超分辨率顯微術(shù)動(dòng)畫,激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣;另一組學(xué)生則通過PPT和presentation展示了STED和PALM技術(shù)的原理和特點(diǎn)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:相對(duì)于傳統(tǒng)光學(xué)顯微術(shù),STED顯微術(shù)和PALM顯微術(shù)通過何種方式突破了刻在墓碑上的公式———光學(xué)衍射的極限,實(shí)現(xiàn)了在納米級(jí)對(duì)生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰成像。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的多種超分辨率顯微鏡的優(yōu)勢(shì)和不足加以補(bǔ)充和總結(jié)。通過這次講述和討論,學(xué)生們?cè)鲩L了知識(shí),開拓了視野,知道了超高分辨率顯微鏡通過多種技術(shù)革新大大提高了人們對(duì)細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)定位和功能分析的觀測(cè)尺度,深刻理解了顯微鏡是認(rèn)識(shí)復(fù)雜生命現(xiàn)象的窗口這一觀點(diǎn)。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué)可將更多的研究進(jìn)展融入到課堂教學(xué)中,更新和充實(shí)基礎(chǔ)理論。
(二)通過開放式討論教學(xué)將理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合
“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”是“細(xì)胞生物學(xué)”課程中備受學(xué)生關(guān)注的一個(gè)章節(jié)。細(xì)胞增殖是生物繁殖和生長發(fā)育的基礎(chǔ),是受到高度嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞生命過程。在細(xì)胞增殖中任何關(guān)鍵步驟的錯(cuò)誤,都有可能引發(fā)嚴(yán)重后果。在動(dòng)物體內(nèi),異常旺盛增殖的細(xì)胞會(huì)發(fā)生癌變轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,對(duì)生命安全造成嚴(yán)重威脅?!凹?xì)胞生物學(xué)”課程中大多數(shù)章節(jié)理論性較強(qiáng),知識(shí)較為抽象,然而“細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞”一節(jié)與每位同學(xué)的身體健康密切相關(guān),學(xué)生們有著強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。因此,我們借助學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將癌細(xì)胞的形成與特征部分作為開放式討論教學(xué)內(nèi)容。首先,教師為學(xué)生概述癌細(xì)胞的定義和與細(xì)胞增殖調(diào)控的關(guān)系。緊接著,有學(xué)生講解癌細(xì)胞的基本特征及腫瘤的發(fā)生過程,另一組學(xué)生講解腫瘤發(fā)生的細(xì)胞信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及目前針對(duì)特異信號(hào)通路的癌癥治療靶向藥物。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:癌癥的發(fā)生與環(huán)境因素是否密切相關(guān)?癌癥是不是遺傳性疾病?癌癥是不是可以稱為老年疾?。堪┌Y的產(chǎn)生除了基因突變,有沒有其他遺傳機(jī)制的參與?等等。最后,教師對(duì)學(xué)生講述中提到的癌基因、抑癌基因和生長因子等重要知識(shí)點(diǎn)加以強(qiáng)調(diào)和深化。通過這次講述和討論,學(xué)生不但對(duì)課本知識(shí)理解得更為深刻,也真正認(rèn)識(shí)到細(xì)胞生物學(xué)與人類生活的密切關(guān)系,以及細(xì)胞生物學(xué)在解決人類所面臨的重大健康問題中所發(fā)揮的重要作用。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以將與理論知識(shí)密切相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用融入課堂教學(xué)中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)。
二、開放式討論教學(xué)應(yīng)用于“植物生理學(xué)”課程教學(xué)的案例展示
植物生理學(xué)包括植物生命活動(dòng)過程中物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞及由此表現(xiàn)出的形態(tài)建成等多方面內(nèi)容,是從不同層次、不同水平、不同角度探索研究植物生命活動(dòng)規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)。植物生理學(xué)既在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域探究相互聯(lián)系、相互依存、相互制約的生命現(xiàn)象本質(zhì),又為農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。正是因?yàn)椤爸参锷韺W(xué)”課程的重要性,這門課程成為北京林業(yè)大學(xué)生物、林學(xué)、園藝和水保等多個(gè)專業(yè)的專業(yè)必修課程。
(一)通過開放式討論教學(xué)展示多種技術(shù)手段
“植物礦質(zhì)與氮素營養(yǎng)”是“植物生理學(xué)”課程中介紹植物生命活動(dòng)橫斷面中的一章,圍繞高等植物礦質(zhì)元素的概念及生理作用、礦質(zhì)離子跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理、植物根系吸收養(yǎng)分的過程和特點(diǎn)等幾部分展開講述。膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)均可用來測(cè)量和研究生命體外微環(huán)境中的離子/分子流,在植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)研究中均獲得成功應(yīng)用[4]。膜片鉗技術(shù)利用微玻管電極接觸細(xì)胞膜,對(duì)膜片上離子通道的離子電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄,從而反映單個(gè)或多個(gè)離子通道的分子活動(dòng)。非損傷微測(cè)技術(shù)利用選擇性電極,可在保證被測(cè)樣品完整性和近似實(shí)際生理環(huán)境狀態(tài)下,對(duì)進(jìn)出樣品的各種離子/分子流進(jìn)行三維、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)的測(cè)量,從而獲得離子/分子流的濃度、流速和運(yùn)動(dòng)方向等多方面信息。我們將這兩種研究植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)的重要技術(shù)的比較作為開放式討論教學(xué)的內(nèi)容,作為該章理論知識(shí)介紹的補(bǔ)充。首先,教師為學(xué)生講授膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)的歷史由來,再由一組學(xué)生講解膜片鉗技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例,而另一組學(xué)生講解非損傷微測(cè)技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用舉例。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:膜片鉗技術(shù)和非損傷微測(cè)技術(shù)相比,分別有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?應(yīng)該應(yīng)用在哪些不同的領(lǐng)域?最后,教師為學(xué)生們講述現(xiàn)實(shí)中兩種技術(shù)的應(yīng)用并加以總結(jié),指出膜片鉗技術(shù)是研究植物細(xì)胞膜離子通道的傳統(tǒng)工具,但非損傷微測(cè)技術(shù)可以使植物礦質(zhì)離子轉(zhuǎn)運(yùn)研究更加深入和豐滿。通過這次討論和講述,學(xué)生們?cè)诿鞔_植物礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收和生理功能等理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步了解了進(jìn)行上述理論研究的技術(shù)手段,做到了知其然,也知其所以然。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以有的放矢地加強(qiáng)學(xué)生對(duì)研究方法和技術(shù)手段的學(xué)習(xí)。
(二)通過開放式討論教學(xué)鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的能力
“植物生長物質(zhì)”是“植物生理學(xué)”課程中內(nèi)容相對(duì)獨(dú)立的一章,主要介紹多種植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑的生物學(xué)功能。在這一章中,教師不但需要為學(xué)生介紹生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等5大類經(jīng)典激素,還需要為學(xué)生講解油菜素內(nèi)酯、茉莉素、水楊酸、獨(dú)腳金內(nèi)酯等4大類新型植物激素。每種激素都需要圍繞激素的發(fā)現(xiàn)與種類、分布與運(yùn)輸、合成與降解代謝、生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)途徑等多方面進(jìn)行講述。我們希望學(xué)生在聽教師講授完其中8大類植物激素的相關(guān)知識(shí)后融會(huì)貫通、舉一反三,對(duì)最后一種也是最新的一種植物激素———獨(dú)腳金內(nèi)酯展開開放式討論。首先,教師向?qū)W生強(qiáng)調(diào)植物激素的定義和特征。緊接著,一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的發(fā)現(xiàn)和分布、結(jié)構(gòu)和合成,而另一組學(xué)生講解獨(dú)腳金內(nèi)酯的生物學(xué)功能和信號(hào)傳導(dǎo)。隨后,教師通過設(shè)立以下問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論:獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種生物學(xué)功能中,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能協(xié)同作用,哪些是與其他激素的生物學(xué)功能相拮抗的?獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號(hào)傳導(dǎo)途徑與哪些激素的信號(hào)傳導(dǎo)途徑具有相似性,而不同之處又在哪里?最后,教師對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的各種信息進(jìn)行梳理,加深學(xué)生對(duì)植物激素特征和生物學(xué)功能的理解。通過這次討論和講述,學(xué)生們可以從對(duì)每種激素具體細(xì)節(jié)的領(lǐng)會(huì)中跳出來,對(duì)植物激素從最初合成到最后發(fā)揮生物學(xué)功能的一系列過程加以宏觀把握。由上述案例可知,通過開放式討論教學(xué),可以鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維能力,引導(dǎo)學(xué)生由個(gè)別到一般、由局部到全面,獨(dú)立有序地完成教學(xué)內(nèi)容。通過上述“細(xì)胞生物學(xué)”課程和“植物生理學(xué)”課程中多個(gè)教學(xué)案例可以看出,開放式討論教學(xué)可以補(bǔ)充講授型課堂教學(xué)的不足,幫助學(xué)生在教師的指引下進(jìn)行積極而獨(dú)立的思考和自主而深入的學(xué)習(xí),了解科研進(jìn)展,知曉實(shí)際應(yīng)用,掌握研究方法,鍛煉科學(xué)思維,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。
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著名的懷德海生物醫(yī)學(xué)研究中心生物學(xué)家戴利博士說:“二十世紀(jì)是藥物治療的年代,二十一世紀(jì)卻是細(xì)胞治療的年代。”
世界衛(wèi)生組織從細(xì)胞學(xué)角度來界定疾病的根源:疾病是機(jī)體的部分病變,如果再繼續(xù)發(fā)展下去,就可使整個(gè)器官組織發(fā)生病變,甚至影響到其他器官乃至全身。只有及時(shí)對(duì)受損細(xì)胞進(jìn)行有效治療,使受損細(xì)胞得到康復(fù),器官組織和生理功能才能完全恢復(fù)正常,人體才從真正意義上恢復(fù)了健康。
21世紀(jì),世界衛(wèi)生組織對(duì)疾病康復(fù)的新定義:“治愈疾病最根本的途徑是修復(fù)細(xì)胞、改善細(xì)胞代謝、激活細(xì)胞的功能。”
細(xì)胞療法就是運(yùn)用現(xiàn)代高科技的生物靶向技術(shù),將細(xì)胞生長因子深入細(xì)胞核內(nèi),產(chǎn)生生理、生化、電化反應(yīng),通過對(duì)細(xì)胞的營養(yǎng)進(jìn)行綜合的補(bǔ)充與調(diào)控,增加細(xì)胞的數(shù)量,提高細(xì)胞的活性,改善細(xì)胞的質(zhì)量,防止和延緩細(xì)胞的病變,飛馳細(xì)胞的正常生理功能,激活人體自身的“自愈功能”,并在此基礎(chǔ)上建立完善而強(qiáng)大的免疫系統(tǒng),從而達(dá)到祛病健身,延年益壽的目的。
細(xì)胞生長因子,是由下丘腦腦垂體前葉分泌的,由191個(gè)氨基酸殘基所組成的球狀活性蛋白質(zhì)。70%的生長素是在入睡后的前4個(gè)小時(shí)內(nèi)分泌的。
人體細(xì)胞不能離開細(xì)胞生長因子,因?yàn)槿梭w內(nèi)的各種組織細(xì)胞均由細(xì)胞生長因子受體,都能與生長素結(jié)合,產(chǎn)生生理作用。細(xì)胞生長因子能作用于全身的組織細(xì)胞,增加細(xì)胞的數(shù)量,提高細(xì)胞的活性,改善細(xì)胞的質(zhì)量,延緩細(xì)胞的病變,維持細(xì)胞的功能,使體內(nèi)組織器官達(dá)到正常生理功能:能促使細(xì)胞分裂、增殖、合成蛋白質(zhì);對(duì)細(xì)胞內(nèi)的脂代謝具有降解的作用;具有促進(jìn)糖代謝的功能,能運(yùn)轉(zhuǎn)葡萄糖進(jìn)入脂肪細(xì)胞及骨細(xì)胞內(nèi),使血糖迅速下降;能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)水、礦物質(zhì)的代謝;促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖,增強(qiáng)成骨細(xì)胞的活性,對(duì)骨代謝及維持骨礦物質(zhì)含量、骨密度起著重要作用。
【關(guān)鍵詞】腫瘤治療;干細(xì)胞;治療研究
近來研究提出的腫瘤學(xué)新概念腫瘤干細(xì)胞成為當(dāng)前腫瘤研究的熱點(diǎn)。腫瘤干細(xì)胞具有自我更新能力和分化潛能, 是腫瘤生長、增殖和轉(zhuǎn)移的根源。腫瘤干細(xì)胞具有正常干細(xì)胞的自我保護(hù)特性, 如DNA修復(fù)、高表達(dá)多藥耐藥型膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白以及處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)及擁有特定的微環(huán)境, 使其能夠逃逸現(xiàn)有的腫瘤治療手段, 導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。探討腫瘤干細(xì)胞與正常干細(xì)胞對(duì)某些特定的信息通路的依賴性的區(qū)別, 從而進(jìn)行靶向性治療, 選擇性地去除腫瘤干細(xì)胞而對(duì)正常干細(xì)胞不產(chǎn)生明顯毒性, 是治愈癌癥、改善患者預(yù)后的關(guān)鍵[ 1 ] 。腫瘤干細(xì)胞理論已得到越來越多實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持, 它從發(fā)生、轉(zhuǎn)移、耐藥性等多方面對(duì)腫瘤作出全新的解釋, 這為腫瘤的靶向治療提供了新思路。
1 腫瘤干細(xì)胞理論
1.1 腫瘤干細(xì)胞學(xué)說及其發(fā)展
1855年Rudolf virchow 通過對(duì)腫瘤及胚胎的相似的組織學(xué)特點(diǎn)提出了腫瘤源自胚胎細(xì)胞的假說,隨后Julius Gonheim 認(rèn)為腫瘤源自殘留的胚胎組織。Pierce[ 2] 提出腫瘤代表著干細(xì)胞的成熟停滯,這些研究都局限于腫瘤細(xì)胞的體外擴(kuò)增能力。最近幾年的研究對(duì)腫瘤的發(fā)生有了突破性的認(rèn)識(shí), 成體組織干細(xì)胞誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生得到進(jìn)一步驗(yàn)證。1997年Bonnet等發(fā)現(xiàn)在急性髓性白血?。?acutemye loeytic leukem ,i AML) 患者體內(nèi), 僅有表面標(biāo)記物為CD+34 CD-38的一部分腫瘤細(xì)胞移植到免疫缺陷的NOD /SCID小鼠體內(nèi)后能夠形成轉(zhuǎn)移性白血病, 其它腫瘤細(xì)胞則不能。說明這些細(xì)胞具有自我更新能力, 可以分化成為腫瘤內(nèi)其他譜系細(xì)胞。這是首次獲得腫瘤中存在腫瘤干細(xì)胞的直接證據(jù)。2003年,S ingh等首先發(fā)現(xiàn)腦腫瘤干細(xì)胞( brain tumor stemcel,l BTSC )。隨后, 在消化道腫瘤、黑色素瘤以及前列腺癌、肺癌、胰腺癌等實(shí)體瘤中證實(shí)了腫瘤干細(xì)胞的存在。這些研究結(jié)果為腫瘤干細(xì)胞理論提供了有力的證據(jù)。
1.2 腫瘤干細(xì)胞的生物學(xué)特征
干細(xì)胞被定義為永存的細(xì)胞, 能自我更新和在特異組織中分化產(chǎn)生成熟細(xì)胞, 所以, 自我更新的機(jī)理是干細(xì)胞生物學(xué)的最重要的問題之一。了解正常干細(xì)胞自我更新的調(diào)節(jié)機(jī)理也是理解癌細(xì)胞增殖的基礎(chǔ)。因?yàn)榭砂寻┌Y視作未調(diào)節(jié)的自我更新引起的疾病。CSC s的生物學(xué)特征通常表現(xiàn)為無限的自我更新能力, 高致瘤性, 廣闊的分化潛能, 及強(qiáng)耐藥性。CSC s與正常干細(xì)胞有很多相似點(diǎn), 推測(cè)CSC s可能的來源: 一是由正常干細(xì)胞直接轉(zhuǎn)化而來, 正常干細(xì)胞有被激活的自我更新機(jī)制, 干細(xì)胞存活時(shí)間較長,可以積累較多突變, 所以有更多機(jī)會(huì)突變成為腫瘤干細(xì)胞[ 20] 。二是由非干細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來, 某些已經(jīng)分化的細(xì)胞, 在癌變之前重新獲得自我更新能力, 突變成CSCs。但是這方面的理論支持需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)。CSCs還具有與正常干細(xì)胞類似的分子標(biāo)志, 兩者均表現(xiàn)出細(xì)胞表型相對(duì)幼稚化的特性,并具有N otch、W nt、Hh 等細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路, 這些通路與CSC s保持自我更新的能力密切相關(guān)。研究證實(shí), 乳腺癌CSC s的表面標(biāo)志為CD44+ /CD24- / low,腦腫瘤和結(jié)腸腫瘤CSCs的表面標(biāo)志為CD l33+ , 肝癌CSCs的表面標(biāo)志為CD90+ 或CD l33+ , 前列腺癌CSCs的表面標(biāo)志為CD44+ /21hi/CD l33+ /C lk1[ 7, 15- 19]。
2?腫瘤干細(xì)胞在腫瘤的治療中的應(yīng)用
2.1 腫瘤細(xì)胞的耐藥性
臨床上多次化療后未被殺滅的腫瘤細(xì)胞, 通常稱之為 耐藥!細(xì)胞。其耐藥機(jī)制為細(xì)胞中的某些物質(zhì)可以將進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的化療藥物選擇性地向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn), 從而使細(xì)胞得以存活。腫瘤干細(xì)胞常處于較為靜止的狀態(tài)也造成對(duì)放化療不敏感; 而且, 腫瘤干細(xì)胞還具有較強(qiáng)的DNA 修復(fù)能力, 不易發(fā)生凋亡。
3 細(xì)胞周期調(diào)控選擇性抑制腫瘤起始細(xì)胞
靶向治療CSC s。磷酸酶及張力蛋白同源物( phosphatase and tensin homolog, PTEN )是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具有脂質(zhì)磷酸酶活性的抑癌基因, 可調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞凋亡和腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。端粒變短參與了衰老、染色體不穩(wěn)定和細(xì)胞周期停止的調(diào)控。由于CSCs部分通過活化端粒酶而長久生存, 端粒酶在CSCs的生物行為中也發(fā)揮重要作用?;罨亩肆C附M分hTERT 參與了人骨骼肌成肌細(xì)胞和乳腺細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。端粒重復(fù)序列分析顯示, 在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中端粒酶活性升高, 但在正常人胎神經(jīng)干細(xì)胞中卻測(cè)不出端粒酶活性。這提示端粒酶是腫瘤干細(xì)胞的關(guān)鍵組分之一。還可以通過逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞抗凋亡促進(jìn)腫瘤細(xì)胞消亡, 已臨床用于胃腸道間質(zhì)瘤的治療,對(duì)于以往的常規(guī)化療無效、術(shù)后復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移率高等臨床治療尷尬局面有一定的改善, 可以延長患者生存【3】。
4 小結(jié)
腫瘤細(xì)胞中存在CSC s的證實(shí), 給腫瘤治療帶來了希望的同時(shí)也帶來的巨大的挑戰(zhàn)。CSC s是一些極少的具有不定的增殖潛能的可驅(qū)使腫瘤形成和生長的細(xì)胞??梢詫⑵渥鳛槟[瘤治療的靶點(diǎn), 特異性識(shí)別并殺死。但是, 由于CSCs與正常干細(xì)胞的高度相似性, 怎樣能夠在殺死CSCs的同時(shí)又不殺死或損傷正常干細(xì)胞成為治療腫瘤的難題。隨著對(duì)CSC s尤其是其特異性信號(hào)傳導(dǎo)通路深入研究, 更多靶向治療腫瘤干細(xì)胞的藥物將推向臨床。聯(lián)合應(yīng)用傳統(tǒng)腫瘤放化療和腫瘤干細(xì)胞靶向治療藥物將可能從根本上治愈腫瘤。CSCs將成為人類癌癥治療的新靶標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]黃強(qiáng), 董軍, 朱玉德, 等. 人腦膠質(zhì)瘤組織中分離與培養(yǎng)腫瘤干細(xì)胞. 中華腫瘤雜志, 2010, 28: 331-333.
關(guān)鍵詞:PPT 課件 制作 規(guī)律 原則
中圖分類號(hào):G642.O 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.108
大學(xué)授課中,采用多媒體課件已經(jīng)非常普遍了,筆者主講的課程《獸醫(yī)基礎(chǔ)》、《細(xì)胞生物學(xué)》和《解剖與組織胚胎學(xué)》,也都使用了多媒體課件。這幾門課程都是以形態(tài)為主,非常適合用多媒體手段來表示。在制作和使用課件的過程中,參考了大量的其他課件,根據(jù)自己的理解和認(rèn)識(shí)不斷改進(jìn)完善。總結(jié)了PPT課件的制作規(guī)律與原則,供大家參考。
教學(xué)用的多媒體課件類型很多,常用的有:PPT課件,PDF課件,Authorware課件,F(xiàn)LASH課件等。目前應(yīng)用最普遍的是PPT課件,筆者所制作的教學(xué)課件也是采用了PPT形式。下面就介紹一下我的課件制作過程以及幾點(diǎn)體會(huì)。
1 模板的設(shè)計(jì)
1.1 版式
一般采用的是1標(biāo)題欄,1文本框。
1.2 背景
一般采用的是黑底白字,模擬黑板,增加對(duì)比度(也有很多人喜歡白底黑字)。
1.3 文本
1.3.1 標(biāo)題框
筆者采用了填充色、文字色的不同對(duì)比,也可以不用填充色。
1.3.2 文本框
白字,一般不加填充色,使畫面比較有層次感,不呆板。
1.4 字體字號(hào)
標(biāo)題:一般黑體、32號(hào)字;文本框:一般宋體或楷體、28號(hào)字(電腦字庫不同,有的少,有的多),字號(hào)不宜過小,否則后排同學(xué)可能看不清,并且視覺效果上顯得臃腫。
2 內(nèi)容的設(shè)計(jì)制作
2.1 素材的選取(圖、表、視頻、音頻、動(dòng)畫、文本等)
選取合適的表現(xiàn)素材是多媒體課件制作的重點(diǎn),一般從以下途徑來獲取素材,并從中優(yōu)中選優(yōu)。其他課件(網(wǎng)上、索取他人)、書籍掃描(翻拍)、網(wǎng)上下載(視頻)、自己制作(表格用EXCEL\WORD制作,文本直接輸入編輯)。
2.2 素材的加工
選取了合適的表現(xiàn)素材還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ぃ饕募庸し绞接幸韵聨追N。
2.2.1 圖片加工
有些可以直接用PPT自帶的圖片格式編輯功能,還可以用一些圖片編輯軟件,如:Photoshop,iSee等。筆者習(xí)慣使用iSee,該軟件界面簡潔,功能全面,易上手;而Photoshop就過于專業(yè),不易學(xué)。
文本內(nèi)容可以通過輸入法直接輸入,也可以通過復(fù)制粘貼輸入。輸入后常見的編輯加工形式有:刪減、字號(hào)、字體、加粗、顏色、對(duì)齊(標(biāo)題框、文本框)等幾種。
2.2.3 視頻加工
常見的視頻加工形式有剪輯和合成,這方面的軟件較少,特別是免費(fèi)的筆者沒找到,只好付費(fèi)得到一款軟件:視頻分割專家)。加工后的視頻不能在PPT上直接顯示,需要用超鏈接方式間接顯示。
2.2.4 表格
PPT本身有表格編輯功能,也可以先在EXCEL或WORD上編輯好表格再復(fù)制到PPT上。
2.3 制作流程
①確定內(nèi)容;
②制作(選?。┠0?;
③根據(jù)內(nèi)容選取素材;
④素材加工、組合;
⑤其他加工手段:自定義動(dòng)畫(檢查順序)、超鏈接(檢查超鏈接的前后銜接);
⑥檢查整體內(nèi)容和效果。
注意事項(xiàng):隨時(shí)保存,避免文件丟失。
3 課件制作總原則
PPT課件由于易學(xué)易懂,普及性高,目前采用率是最高的。有些課件制作的非常優(yōu)秀,圖文并茂,用恰當(dāng)?shù)男问胶退夭暮芎玫卣故玖私虒W(xué)內(nèi)容,大大加強(qiáng)了教學(xué)效果。但不可否認(rèn),也有一些課件制作得非常粗糙,甚至只是簡單將教材的內(nèi)容復(fù)制到PPT上,給學(xué)生的印象就是教師在照本宣科,教學(xué)效果可想而知。如何能夠制作出適合自己所教課程的課件,應(yīng)把握以下幾個(gè)原則。
3.1 創(chuàng)新性原則
制作課件不是簡單把教材內(nèi)容搬上電腦,然后照本宣科。也不是簡單把別人的課件拿來直接使用,而是按照自己的理解,自己的審美,在對(duì)教材充分理解的基礎(chǔ)上,把每一部分內(nèi)容用最恰當(dāng)?shù)亩嗝襟w手段表現(xiàn)出來,使學(xué)生能更直觀、更容易地理解。
筆者在制作時(shí),都是針對(duì)每部分具體文字內(nèi)容去尋找素材和恰當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)形式。
制作課件的過程是對(duì)教材的再創(chuàng)作,是課件制作好壞的關(guān)鍵,也是與別人課件的區(qū)別,與照本宣科的區(qū)別。好的課件應(yīng)該有自己的風(fēng)格。
3.2 科學(xué)性、先進(jìn)性原則
不能有科學(xué)性、邏輯性錯(cuò)誤;教材中的錯(cuò)誤應(yīng)指出。
3.3 必要性和適宜性原則
所有的手段不是為了好看,而是為了使學(xué)生能更直觀、更容易地理解。課件中選用的素材應(yīng)該是畫龍點(diǎn)睛,而不能是畫蛇添足。
3.4 美觀性原則
圖片要美觀大方;文字簡潔精煉,避免大段敘述性文字,一般只要標(biāo)題、關(guān)鍵詞、數(shù)據(jù);字體顏色和背景色要清晰可辨。
為宣示著作權(quán),有些課件在每一頁都使用了徽標(biāo),筆者認(rèn)為在對(duì)外交流,網(wǎng)上公開等可以使用徽標(biāo),但教學(xué)過程中不必使用。
參考文獻(xiàn):
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20世紀(jì)60年代初,Umezawa提出了酶抑制的概念,從而將抗生素的研究擴(kuò)大到酶抑制劑的新領(lǐng)域。酶抑制劑新藥發(fā)現(xiàn)的途徑:一是來源于天然化合物,包括動(dòng)植物和各種微生物等,二是化學(xué)合成物。在目前上市的藥物中,以受體為作用靶點(diǎn)的藥物占52%,以酶為靶點(diǎn)的藥物占22%,以離子通道為靶點(diǎn)的藥物占6%,以核酸為靶點(diǎn)的藥物占3%。因此,酶抑制劑的開發(fā)是新藥來源的一個(gè)主要途徑。以酶為靶點(diǎn)開發(fā)新藥存在巨大潛力,今后很長一段時(shí)間仍然是發(fā)現(xiàn)新藥的重要著手點(diǎn)。
1 我國酶抑制劑篩選的進(jìn)展
我國對(duì)酶抑制劑的研究起步較晚,始于20世紀(jì)70年代末,但是我國進(jìn)行有計(jì)劃、有規(guī)模的篩選還不到10年,以前的工作沒有成規(guī)模的化學(xué)合成作基礎(chǔ),篩選分散,隨機(jī)性大。只有最近一些年來,隨著高通量篩選和組合化學(xué)及組合生物合成技術(shù)的結(jié)合,規(guī)模化篩選藥物得到了極大的發(fā)展,國內(nèi)許多單位相繼開展了酶抑制劑的篩選工作,福建省微生物研究所、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所、四川抗生素研究所等對(duì)酶抑制劑進(jìn)行了大量研究。國內(nèi)最為顯著的是對(duì)血脂調(diào)節(jié)劑HMG-CoA還原酶抑制劑的研究。高通量篩選技術(shù)的發(fā)展,是我國篩選酶抑制新藥的重大突破,1998年,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所引進(jìn)了國內(nèi)第一臺(tái)微量閃爍計(jì)數(shù)器(microplate scintillation & lurminescense counter)對(duì)96孔板進(jìn)行快速的放射性活性測(cè)定,使放射免疫實(shí)驗(yàn)及放射配基實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化、微量化,實(shí)現(xiàn)了從整體動(dòng)物模型向高通量篩選模型的轉(zhuǎn)化,為酶抑制劑的大規(guī)模篩選奠定了基礎(chǔ)。目前,國內(nèi)利用高通量篩選每周可篩選數(shù)萬個(gè)化合物。
2 酶抑制劑源
目前,酶抑制劑主要來源于植物、微生物和化學(xué)合成。微生物產(chǎn)生酶抑制劑是來源于微生物的初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物,研究最多的是放線菌,也是產(chǎn)生微生物藥物最多的類群,其中最重要的是鏈霉菌屬(streptomyces);細(xì)菌、真菌也是酶抑制劑的重要藥源微生物。除了傳統(tǒng)的藥源菌篩選分離外,研究人員的注意力更集中到了各種新的微生物類群中,如海洋微生物、極端微生物[1]。自然界植物種類豐富,但僅有不到10%被測(cè)定過某種生物活性,從植物中篩選酶抑制劑存在巨大的潛力,在未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)仍是酶抑制劑新藥的主要來源。植物源酶抑制劑篩選的難點(diǎn)就在于植物粗提物中“假陽性”結(jié)果太多,干擾真正有效成分的篩選,目前,國外對(duì)此采取了一系列措施,篩選前先通過純化,采用提取物通過HPLC或固相萃取后結(jié)合質(zhì)譜作出化合物指紋圖譜庫,與已有的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,有新成分的粗提物再進(jìn)一步進(jìn)行藥理活性篩選, 再者,他們還可以先將粗提物通過HPLC來鑒別出是否存在吸收光譜有特征的化合物,這樣可以減少篩選的盲目性[2]。新藥篩選的化合物庫中有70%左右為有機(jī)化學(xué)產(chǎn)物,因此,合成藥是新藥的主要來源,將高通量篩選技術(shù)與組合化學(xué)和組合生物合成技術(shù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了酶抑制劑大規(guī)模篩選,是世界許多大制藥公司篩選酶抑制劑新藥的主要渠道。
3 篩選模型
酶抑制劑的篩選模型分為三類:整體動(dòng)物水平模型、組織器官水平模型和細(xì)胞分子水平模型。整體動(dòng)物模型通常效率低、耗費(fèi)多,篩選的樣品量多而篩選出的化合物卻很少,并不適合作為藥物初篩的模型。而組織器官模型是藥物篩選的一大進(jìn)步,它在一定程度上克服了整體動(dòng)物模型的不足,減少了篩選樣品量,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,擴(kuò)大了篩選規(guī)模,減少了動(dòng)物用量,提高了篩選效率,降低了篩選成本,但是盡管這樣,還是存在規(guī)模小、效率低、樣品量較大等缺點(diǎn),不易實(shí)現(xiàn)一藥多篩。隨著酶和受體作為靶分子的闡明及分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,分子藥理學(xué)的不斷深入,細(xì)胞分子水平藥物篩選模型應(yīng)運(yùn)而生,此模型克服了前兩者的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了大樣本量的篩選和一藥多篩,已成為目前藥物篩選的主要方法,使傳統(tǒng)的手工篩選形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化大規(guī)模篩選的新技術(shù)體系,從而產(chǎn)生了高通量篩選[3,4]。高通量篩選始于20世紀(jì)80年代后期,在20世紀(jì)90年代后期得到極大發(fā)展,已成為酶抑制劑新藥發(fā)現(xiàn)的主要手段,篩選快速、高效,其篩選的過程為: 粗篩復(fù)篩深入篩選確證篩選。其先進(jìn)的檢測(cè)方法使每周篩選數(shù)萬個(gè)化合物成為可能,對(duì)酶抑制劑的篩選大多數(shù)情況測(cè)定酶活性即可檢測(cè),其檢測(cè)方法主要為:放射免疫檢測(cè)(RIA)、熒光檢測(cè)(FA)、閃爍接近檢測(cè)(SPA)、比色法檢測(cè)等。Flotow通過放射法已成功建立了P56kk激酶抑制劑的高通量篩選模型。Taft等[5]也利用此法建立了(1.3)β-葡萄糖合酶抑制劑的高通量篩選方法。基于放射性的閃爍接近檢測(cè)(SPA)技術(shù)已成功應(yīng)用于激酶抑制劑、肝炎C病毒(HCV)NS3蛋白酶抑制劑等的藥物篩選。用熒光檢測(cè)法篩選逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、HIV-1蛋白酶抑制劑、中性內(nèi)肽酶抑制劑等均獲成功。利用比色法已成功篩選出了脂氧合酶抑制劑,次黃嘌呤核苷-5’-單磷酸脫氫酶抑制劑、α-葡萄糖苷酶抑制劑、蛋白酪氨酸激酶抑制劑等[5~7]。
由于很多因素會(huì)影響與酶靶點(diǎn)作用的化合物的藥理作用,在體外對(duì)靶分子或細(xì)胞作用較強(qiáng)的物質(zhì)在生物體內(nèi)可能會(huì)被迅速降解或通過旁路途徑功能的調(diào)整而降低或消除活性成分的作用,許多在體外作用強(qiáng)度較高的酶抑制活性成分在生物體內(nèi)往往顯示不出理想的作用效果,僅僅依靠分子水平模型的結(jié)果全面認(rèn)識(shí)化合物的藥理作用還有一定距離。因此,通過高通量篩選的藥物必須通過動(dòng)物模型進(jìn)行復(fù)篩。
4 篩選方法
酶抑制劑篩選的方法主要分為體內(nèi)和體外篩選,體內(nèi)篩選即利用動(dòng)物進(jìn)行篩選,體外篩選包括體外試管篩選和體外細(xì)胞篩選,以下介紹幾種酶抑制劑的篩選方法。
4.1 HMG-CoA還原酶抑制劑的篩選
HMG-CoA還原酶是合成膽固醇過程的限速酶,抑制其活性即可抑制膽固醇的合成,從而起降血脂作用。其篩選方法為:(1)固醇脂質(zhì)合成的同位素?fù)饺敕ǎ?]。用鼠肝微粒體或胞漿酶作為粗酶制劑,在反應(yīng)體系中加入同位素標(biāo)記的合成前體如[14C]-乙酸或D,L-[14C]HMG-CoA,或D,L[14C]-甲羥戊酸作為底物,反應(yīng)后測(cè)定形成的固醇中同位素的摻入率,樣品抑制固醇脂質(zhì)合成能力可以通過與對(duì)照組數(shù)據(jù)對(duì)比求得。(2)利用對(duì)某些真菌的抑制活性及其用加酶催化產(chǎn)物抵消試驗(yàn)來篩選。(3)應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法將已知的 β-羥-β -甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶抑制劑compactin與蛋白質(zhì)交聯(lián),其交聯(lián)物免疫動(dòng)物獲得抗體。酶標(biāo)抗體作為探針在發(fā)酵液中定向?qū)ふ夷繕?biāo)物。采用雙抗體法進(jìn)行篩選[9]。(4)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。用于進(jìn)一步的活性測(cè)定,方法是從大鼠尾靜脈注射tritonWR-1339鹽水溶液,注射后立即停止喂食,并持續(xù)使其處于饑餓狀態(tài),被檢測(cè)的大鼠在注射triton后分幾次給藥,在注射triton 24 h后取肝和血漿測(cè)總膽固醇和甘油酯,評(píng)價(jià)樣品降血脂的效果[8]。
4.2 法呢基轉(zhuǎn)移酶抑制劑的篩選
法呢基轉(zhuǎn)移酶(farnesyltransferase,FTase)是Ras蛋白脂類共價(jià)修飾過程中最關(guān)鍵的酶, 尋找FTase抑制劑已成為近年來抗癌藥物研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。FTase抑制劑一方面來自對(duì)天然產(chǎn)物的篩選,另一方面來自人工合成。已有的篩選方法建立在三個(gè)水平上:無細(xì)胞水平、細(xì)胞水平和體內(nèi)水平。(1)無細(xì)胞水平的篩選。即直接用純化的FTase在人工反應(yīng)體系中測(cè)定化合物對(duì)它活性的抑制作用。FTase活性測(cè)定方法有多種,最常用的一種是測(cè)定[3H]法呢基從[3H]FPP轉(zhuǎn)到Ras蛋白的數(shù)量。一個(gè)酶活力單位定義為:1 h內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下(37 ℃ ,pH 7.4)把l pmol法呢基轉(zhuǎn)移到Ras蛋白上去的酶量。這種方法的關(guān)鍵是要能夠完全分離標(biāo)記的反應(yīng)產(chǎn)物,分離的方法主要有:凝膠電泳法、過濾法、免疫沉淀法。(2)細(xì)胞水平的篩選。目前人們已采用各種細(xì)胞模型包括GPAL酵母突變株、Ras細(xì)胞、HeLa細(xì)胞、蛙卵母細(xì)胞及人腫瘤細(xì)胞等。其中GPAL酵母突變株應(yīng)用較廣,手霉素(manumycin)族抗生素類的三種抑制劑UCF-A、UCF-B、UCF-C就是用這種方法從鏈霉菌屬中篩選出來的;利用Ras細(xì)胞篩選是以抑制Ras轉(zhuǎn)化細(xì)胞的停泊非依賴性生長和單層培養(yǎng)生長作為合適指標(biāo);HeLa細(xì)胞模型是通過檢測(cè)FTase抑制劑引起前核纖層蛋白A在HeLa細(xì)胞中積累的數(shù)量,來評(píng)價(jià)抑制劑的活性。(3)體內(nèi)水平篩選。可利用線蟲、裸鼠等進(jìn)行篩選,利用線蟲篩選FTase抑制劑可以通過抑制法呢基化抑制Let-60 Ras蛋白功能,從而抑制發(fā)生了gf突變的C. elegans幼蟲Muv表型的發(fā)生,并且具有劑量依賴關(guān)系,可以用來評(píng)價(jià)FTase抑制劑的活性, 不過線蟲的結(jié)構(gòu)和生理功能畢竟遠(yuǎn)不及哺乳動(dòng)物復(fù)雜,因此這個(gè)模型的實(shí)用意義還有待于進(jìn)一步研究。
4.3 醛糖還原酶抑制劑的篩選
醛糖還原酶(AR)是多元醇通路中的關(guān)鍵限速酶,抑制它的活性能減少山梨醇在細(xì)胞內(nèi)的堆積,防止一系列糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生,因此,篩選醛糖還原酶抑制劑是糖尿病新藥來源的重要途徑。其篩選也分為體外篩選和體內(nèi)篩選:(1)體外篩選。目前醛糖還原酶抑制劑的體外篩選主要利用高通量篩選,即直接用純化的AR在人工反應(yīng)體系中測(cè)定化合物對(duì)AR活性的抑制作用。其篩選方法為:以DL-甘油醛為底物,還原型輔酶Ⅱ(NADPH)為輔酶,建立ARIS的高通量篩選模型,楊[10],彭劍等人[11]應(yīng)用96孔石英板,建立了AR的微量高通量篩選模型,一個(gè)酶活單位定義為:反應(yīng)體系在37 ℃,pH 6.2下,在340 nm處吸光度每分鐘下降0.001為一個(gè)單位,以不含底物的樣品為空白對(duì)照,測(cè)試樣品對(duì)AR的抑制活性,AR粗酶抑制率按以下公式計(jì)算:I = (ΔA對(duì)照-ΔA樣品)/(ΔA對(duì)照-ΔA空白)。(2)體內(nèi)篩選。主要采用動(dòng)物模型向動(dòng)物給藥,提取分離血漿中的紅細(xì)胞,體外測(cè)定紅細(xì)胞中AR的活性。目前測(cè)定紅細(xì)胞中AR活性的方法有:柱層析法、熒光法和ELISA[12~14]。
5 酶抑制劑產(chǎn)品
目前,已上市的酶抑制劑藥種類很多,針對(duì)各種疾病篩選出的酶抑制劑新藥源源不斷地進(jìn)入市場(chǎng)。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)是治療心血管疾病的一類重要藥物,最早上市的血管緊張素酶抑制劑是卡托普利,以后陸續(xù)上市了伊那普利、賴諾普利、西拉普利、雷米普利、培哚普利、福辛普利等。α-葡萄糖苷酶抑制劑能降低進(jìn)食后血糖上升及血清胰島素的增加,1995年上市的阿卡波糖和1997年上市的伏格列波糖被列為治療糖尿病藥。此外米格列醇也是一種α-葡萄糖苷酶抑制劑。針對(duì)糖尿病并發(fā)癥,醛糖還原酶(AR)抑制劑托瑞司他和依帕司他在歐洲和日本已上市 。羥甲戊二酰輔酶A(HMG-CoA)抑制劑是一類降血脂藥,目前上市的HMG-CoA抑制劑有洛伐他丁、西伐他丁、普伐他丁、氟伐他丁、阿伐他丁和辛伐他丁。抗腫瘤方面,包括TOPOⅠ抑制劑拓?fù)涮婵岛鸵亮⑻婵档?,TOPOⅡ抑制劑甲柔紅霉素、吡喃阿霉素及鬼臼噻吩苷等。蛋白酪氨酸激酶(PTK)抑制劑,有三羥異黃酮等??笻IV方面,已上市的蛋白酶抑制劑藥包括:沙奎那韋(saquinavir) 、利托那韋(ritonavir)、奈非那韋(nelfinavir)、茚地那韋(indinavir)和洛匹那韋(1opinavir)。此外,還有增加青霉素抗耐藥菌能力的β-內(nèi)酰氨酶抑制劑:棒酸、青霉烷砜等;解熱鎮(zhèn)痛抗炎的環(huán)氧合酶抑制劑:阿司匹林、吲哚美辛、塞來昔布、布洛芬等;抗痛風(fēng)的黃嘌呤氧化酶抑制劑:別嘌呤等酶抑制劑。
6 結(jié)語