分子生物學(xué)的興起范文
時(shí)間:2023-12-29 17:54:16
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篇1
關(guān)鍵詞:分子生物學(xué)基因重組醫(yī)學(xué)基因工程
1.引言
國(guó)內(nèi)外研究情況與歷史背景
1953年沃森和克里克關(guān)于 DNA 分子空間結(jié)構(gòu)及其作為遺傳信息載體的著作的發(fā)表標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生。分子生物學(xué)的誕生是生物學(xué)的一個(gè)重要發(fā)展,標(biāo)志著生物科學(xué)對(duì)許多重大問(wèn)題已開始由現(xiàn)象描述轉(zhuǎn)入到基本規(guī)律的闡明。雖然分子生物學(xué)的興起還不到 60 年,但是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域內(nèi)取得的成果卻很顯著。分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物工程等的關(guān)系十分密切。分子生物學(xué)的研究成果使不同生物體之間的基因轉(zhuǎn)移成為可能,在農(nóng)業(yè)上開辟了育種的新途徑,在醫(yī)學(xué)上有可能治療某些遺傳性疾病,在工業(yè)上形成了以基因工程為基礎(chǔ)的新興工業(yè),從而有可能生產(chǎn)許多用常規(guī)技術(shù)從天然來(lái)源無(wú)法得到或無(wú)法大量得到的生物制品。
2.分子生物學(xué)的應(yīng)用列舉
2.1分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
(一)癌癥的研究即將出現(xiàn)重大的突破
癌基因的發(fā)現(xiàn)是近年來(lái)分子生物學(xué)研究的重大成果。過(guò)去在癌病因?qū)W上眾說(shuō)不一的局面正在改善。由各種內(nèi)外因素導(dǎo)致癌基因激活或異常表達(dá)很可能就是癌癥發(fā)生的根本原因。癌基因本來(lái)是正常的基因成分之一,它的生理功能是什么?它是如何被調(diào)控的?異常表達(dá)和激活的機(jī)理是什么?癌基因產(chǎn)物和生長(zhǎng)因子的關(guān)系是怎樣的?是否存在著反癌基因和生長(zhǎng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子?等等。這些問(wèn)題都是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),正在取得日新月異的進(jìn)展,與此有關(guān)的是艾滋?。ˋIDS)的研究受到世界范圍的密切關(guān)注如果分子生物學(xué)研究成果和社會(huì)性的預(yù)防措施能夠很好地結(jié)合起來(lái),這個(gè)疾病的流行將會(huì)較快得到制止。
(二)遺傳病
隨著醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)研究的日益深入,有關(guān)遺傳病的一些概念正在發(fā)生變化。首先,這類疾病不再像過(guò)去認(rèn)為的那么罕見(jiàn)。至今發(fā)現(xiàn)按照孟德?tīng)柗绞竭z傳的遺傳病已達(dá)3000余種。如果估計(jì)到疾病易感性和基因變異的關(guān)系,則遺傳病范圍會(huì)更加擴(kuò)大,例如易患心臟病、肺氣腫、高膽固醇血癥、糖尿病、變態(tài)反應(yīng)和胃潰瘍病等等的基因正在得到分離,甚至癌癥,有的學(xué)者認(rèn)為也可歸屬于遺傳病的范疇,其根本原因在于DNA的損傷。其次,基因探針技術(shù)正在逐步擴(kuò)大產(chǎn)前診斷和遺傳病診斷的范圍。在治療上,過(guò)去一切對(duì)遺傳病的療法都只能是對(duì)癥的,從理論上講,只有基因療法才是治療遺傳病的唯一根治方法。
(三)藥物和疫苗
隨著基因工程的蓬勃興起而首先受益的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域就是制藥工業(yè)。現(xiàn)在已經(jīng)有些多肽或蛋白質(zhì)藥物,如人胰島素、生長(zhǎng)激素、干擾素等能夠通過(guò)“工程菌”大量生產(chǎn),更多的藥物則正在開發(fā)之中。疫苗的研制正在極大地促進(jìn)預(yù)防醫(yī)學(xué)的發(fā)展.例如,白細(xì)胞介素 2和β干擾素是兩種具有抗癌作用的蛋白質(zhì),在其多肽鏈中各有三個(gè)半胱氨酸殘基,但只形成一對(duì)二硫鍵,由于分子中含有多余的一個(gè)半胱氨酸殘基,所以二個(gè)分子容易締結(jié)合成二聚體而失活,用定點(diǎn)突變法改變半胱氨酸的密碼子為絲氨酸密碼子,就可防止二聚體的形成,從而在不損害活性的情況下大大延長(zhǎng)這兩個(gè)蛋白質(zhì)的半衰期,提高了療效。
2.2 分子生物學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
分子生物學(xué)用于農(nóng)業(yè), 已經(jīng)對(duì)農(nóng)作物的品種改良起了以前不可能 想象的重要影響。農(nóng)作物以及家畜品種的改良,現(xiàn)在可以用定向引人有關(guān)基因的方法進(jìn)行,這就從根本上改變了過(guò)去盲目大量誘變?nèi)缓笤?從中進(jìn)行篩選的傳統(tǒng)作法。 在農(nóng)作物中,已經(jīng)成功地對(duì)馬鈴薯進(jìn)行了改造,不但使其獲得了抗病毒基因,也得到了高蛋白質(zhì)含量的馬鈴薯新品種。把一個(gè)蛋白水解酶抑制劑基因引人煙草之后,使得以煙葉為食的害蟲不能消化其中的蛋白質(zhì),因而不能繁殖。這樣,這一品種就獲得了抗蟲害的能力。 雖然植物基因工程的應(yīng)用 還不是很久,但為農(nóng)作物的大量增產(chǎn)和品種改造,例如固氮基因的轉(zhuǎn)移等,提供了無(wú)法估量的發(fā)展前景。
2.3分子生物學(xué)在工業(yè)上的應(yīng)用
如今已經(jīng)產(chǎn)生了一種新興的工業(yè), 即以基因工程為基礎(chǔ)的生產(chǎn)生物制品的工業(yè)。 它的基礎(chǔ)是從一種生物體分離編碼某個(gè)蛋白質(zhì)的基因,即DN斷,把這個(gè)基因人工重組到可以用發(fā)酵法大量生產(chǎn)的如大腸桿菌或酵母的基因中去,使其在大腸桿菌或酵母的細(xì)胞中得到表達(dá),并達(dá)到大量生產(chǎn)的目的[2]。 新近發(fā)展起來(lái)的蛋白工程則是分離出某個(gè)蛋白質(zhì)的基因之后,再加以改造,根據(jù)三聯(lián)密碼,把這個(gè)DNA序列中編碼某一個(gè)氨基酸的密碼子,改變成為編碼另一個(gè)氨基酸的密碼子;或者用合成 DNA 的方法 直接合成基因。 從以上兩種方法都可以得到在天然界原來(lái)并不存在的 DNA,再用和上面所說(shuō)的類似的方法,引人大腸桿菌或酵母的基因中進(jìn)行表達(dá),以達(dá)到大量生產(chǎn)的目的,得到具有新的特性的蛋白質(zhì)。
篇2
[關(guān)鍵詞]分子生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)課 改革與創(chuàng)新
分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的一個(gè)組成部分,是當(dāng)前生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展最快的一個(gè)學(xué)科,新的分子生物學(xué)技術(shù)層出不窮,該學(xué)科是生物學(xué)最活躍的領(lǐng)域。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課是面向本科生開設(shè)的。一般是到了三年級(jí)下半學(xué)期,在修過(guò)理論課過(guò)后,利用一個(gè)學(xué)期的時(shí)間讓學(xué)生能掌握常用的、基本的分子生物學(xué)技術(shù),為學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)入各個(gè)實(shí)驗(yàn)室、開展本科畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。由于學(xué)校定位目標(biāo)是建設(shè)高水平研究型的大學(xué)。因此,為致力于培養(yǎng)高水平創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的課程教學(xué)不可避免也要進(jìn)行內(nèi)容的改革和創(chuàng)新。
本系的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課是與遺傳合并在一起,由于時(shí)間有限,在有限的十幾周實(shí)驗(yàn)課里,如何完成教學(xué)計(jì)劃又能讓學(xué)生在理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上增加感性認(rèn)識(shí)并動(dòng)手的機(jī)會(huì),學(xué)到實(shí)踐,并用實(shí)踐來(lái)培養(yǎng)學(xué)生們的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、創(chuàng)新意識(shí)。才能使每個(gè)學(xué)生掌握本門學(xué)科的基本理論、基本知識(shí)、基本技能。因此,這門學(xué)科的教學(xué)改革,就必須考慮既不增加學(xué)生的負(fù)擔(dān),又要提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。老師們經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論研究認(rèn)為,教育是一個(gè)系統(tǒng)工程,不僅要不斷提高教學(xué)質(zhì)量,教學(xué)水平,而且要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生文化知識(shí)的教育,同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的思想政治教育、品德教育、紀(jì)律教育、法制教育。因?yàn)槔蠋熂热皇恰叭祟愳`魂的工程師”,不僅教書,還要育人。那么,必須加強(qiáng)、改進(jìn)教學(xué)方法。這樣,同學(xué)們理論聯(lián)系了實(shí)際,鞏固了所學(xué)的知識(shí),同時(shí)又學(xué)會(huì)了科研的方法。
第一,為了搞好這門課的教學(xué),我們幾位老師根據(jù)各自的科研特點(diǎn),有計(jì)劃地對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了分配,各自在自己最擅長(zhǎng)的研究領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課充滿了樂(lè)趣。由于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中有很多等待的時(shí)間,我們教師就利用這段時(shí)間給學(xué)生介紹最新的研究進(jìn)展和技術(shù),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上也得以了解國(guó)內(nèi)外最新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域,使學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的興趣。例如,筆者回國(guó)后,2003年開始承擔(dān)第一輪的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí),正逢RNAi技術(shù)在國(guó)外興起,Nature有專門對(duì)該技術(shù)的評(píng)價(jià),我們?cè)谶M(jìn)行限制性酶切實(shí)驗(yàn)課的等待間歇,一個(gè)多小時(shí)的時(shí)間把RNA干擾技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用以及microRNA在線蟲和果蠅的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用及其價(jià)值向?qū)W生做了介紹,使學(xué)生能得到最新的技術(shù)和信息以及國(guó)內(nèi)外的研究概況。
第二,根據(jù)科研的規(guī)律安排實(shí)驗(yàn)課。我們?cè)谶M(jìn)行基因的克隆、連接轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)承擔(dān)科研工作時(shí)克隆技術(shù)的先后順序來(lái)安排實(shí)驗(yàn),先提取質(zhì)粒、在進(jìn)行酶切回收和連接,將實(shí)驗(yàn)指南安排的回收實(shí)驗(yàn)安排在了酶切之后,同時(shí)讓學(xué)生第一次獲得質(zhì)粒用來(lái)做后續(xù)所有的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能夠按科研的規(guī)律和要求來(lái)嚴(yán)格要求自己,保證每次實(shí)驗(yàn)的成功,與此同時(shí)我們還在試驗(yàn)設(shè)計(jì)上安排了每步實(shí)驗(yàn)的陽(yáng)性對(duì)照和檢驗(yàn)技術(shù),讓學(xué)生至始至終貫徹下去,讓他們能感受到科研的嚴(yán)謹(jǐn)和堅(jiān)持。同時(shí)養(yǎng)成好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,如干凈整潔、有條理、有次序、樣品標(biāo)注清楚。以至于學(xué)生受過(guò)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課的訓(xùn)練后就可以在實(shí)驗(yàn)室按部就班地做下去。
第三,在實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行過(guò)程中,各位老師結(jié)合各自的科研將每個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的延伸和應(yīng)用以及在現(xiàn)今社會(huì)實(shí)踐中的應(yīng)用鋪展開來(lái),讓學(xué)生能夠感受到可以學(xué)以致用,增加了學(xué)習(xí)的興趣。我們教師為了搞好這門課的教學(xué),利用短短的一個(gè)學(xué)期的時(shí)間,把各種技術(shù)的交匯和發(fā)展得以介紹給學(xué)生,讓學(xué)生不僅了解了生命科學(xué)研究的樂(lè)趣,而且活躍了學(xué)生的思維。很多學(xué)生參與了科技創(chuàng)新大賽和創(chuàng)業(yè)大賽同時(shí)我們將課程的教學(xué)大綱充分完善,去掉重復(fù)的實(shí)驗(yàn),補(bǔ)充新的實(shí)驗(yàn)如RNAi以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)。完善了教案,按照生命科學(xué)的整體思路、技術(shù)方法為主線組織教學(xué)內(nèi)容,并把內(nèi)容模塊化,克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式中教學(xué)內(nèi)容重復(fù)多,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)少的不足。通過(guò)努力,實(shí)驗(yàn)教材的思考習(xí)題齊全,教學(xué)理念得到更新,課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)日益合理,系統(tǒng)性大大加強(qiáng)。
另外,課程模擬科研的方式組織教學(xué),吸收了大量的科研成果為教學(xué)內(nèi)容服務(wù),強(qiáng)化了學(xué)生科研能力的訓(xùn)練,學(xué)生的獨(dú)立操作能力、創(chuàng)新能力和科學(xué)研究能力顯著提高,在校期間學(xué)生發(fā)表的論文數(shù)量、研究生錄取率獲獎(jiǎng)量明顯增加。
為了搞好該課程的教學(xué),學(xué)校也制定了相關(guān)的規(guī)章制度,并建設(shè)了國(guó)內(nèi)一流的實(shí)驗(yàn)室,為教學(xué)活動(dòng)提供了優(yōu)越的教學(xué)條件和環(huán)境,師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理,教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn)豐富。理論課與實(shí)驗(yàn)課的結(jié)合緊密,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,萌生將來(lái)獻(xiàn)身科學(xué)研究的欲望。更重要的是在實(shí)踐過(guò)程中,貫穿著素質(zhì)教育。因?yàn)楫?dāng)代大學(xué)生,基本來(lái)源于獨(dú)生子女家庭,性格孤僻,嬌氣,固執(zhí),優(yōu)越感強(qiáng),但獨(dú)立生活能力差,考慮問(wèn)題,處理事情自私。經(jīng)過(guò)實(shí)踐鍛煉后,他(她)不僅學(xué)到了知識(shí),而且也學(xué)會(huì)了如何與人合作。通過(guò)開展這些實(shí)踐性教學(xué)活動(dòng),學(xué)生們鞏固了理論知識(shí),提高了動(dòng)手能力,開闊了視野。同時(shí)也盡可能地避免了理論與實(shí)踐的脫節(jié)并大大縮短了兩者之間的差距,為他們畢業(yè)后走上工作崗位,盡快適應(yīng)工作、獨(dú)立上崗打下了良好基礎(chǔ)。
此外,學(xué)校采用多渠道監(jiān)督體系保證教學(xué)質(zhì)量,一條龍的教學(xué)水平,而且?guī)熧Y隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理,各位教師教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn)豐富。課程內(nèi)容活潑有趣,吸引學(xué)生投入到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,實(shí)驗(yàn)的成功率高,學(xué)生從中可以體會(huì)到科研的成就感。
篇3
《每日電訊報(bào)》在報(bào)道中指出,生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的聯(lián)姻讓科學(xué)家們能借用計(jì)算機(jī)腳本模擬生命,這將讓人類大大受益,并有助于回答人類最大也最基本的問(wèn)題“生命是什么?”。
“代碼腳本”首次讓生物和計(jì)算機(jī)“聯(lián)姻”
自古以來(lái),當(dāng)兩種不同的科學(xué)思維碰撞在一起時(shí),都會(huì)激起人們靈感的火花,讓人類做出更重大的科學(xué)突破,分子生物學(xué)的誕生就是如此。上世紀(jì)50年代中葉,研究遺傳學(xué)的生物學(xué)家開始同使用X射線研究物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)的物理學(xué)家們合作,這場(chǎng)“聯(lián)姻”讓人類首次看到了DNA優(yōu)雅的雙螺旋結(jié)構(gòu),分子生物學(xué)(在分子水平上研究生命現(xiàn)象的科學(xué),主要通過(guò)研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能和生物合成等方面來(lái)闡明各種生命現(xiàn)象的本質(zhì),研究?jī)?nèi)容包括光合作用、癌癥的發(fā)生等各種生命過(guò)程)這門新興學(xué)科也在1953年順勢(shì)興起,將對(duì)人類自身和疾病的研究推到更高的層次。
無(wú)獨(dú)有偶,另外兩門科學(xué)也在慢慢靠近并相互結(jié)合。其中一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域是生物學(xué),主要專注于研究DNA指令,正是這些指令決定了活體生物是如何建立起來(lái)以及如何運(yùn)轉(zhuǎn)的;另一個(gè)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)科學(xué)則專注于研究操作計(jì)算機(jī)運(yùn)行的代碼。
備受爭(zhēng)議的基因組研究先鋒、美國(guó)生物學(xué)家克雷格·文特爾目前是讓這兩門科學(xué)“聯(lián)姻”的積極推手,其實(shí),奧地利的量子力學(xué)天才埃爾溫·薛定諤早在1943年提出的“代碼腳本”這一概念正是生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合的雛形。
薛定諤于1943年發(fā)表了一場(chǎng)具有里程碑意義的演講,在那場(chǎng)演講中,薛定諤提出了一個(gè)天才性的問(wèn)題:生命是什么?薛定諤問(wèn)道:一個(gè)受精卵如何能獲得“一些包含了該生物未來(lái)所有發(fā)育信息的代碼腳本?!睘榱嘶卮疬@個(gè)問(wèn)題,薛定諤提出,染色體就像“非周期性(大分子)晶體”一樣,是一種由同分異構(gòu)元素連續(xù)組成的非周期晶體,構(gòu)成其的原子具有一個(gè)復(fù)雜的非重復(fù)性的模式;他也描述了該大分子內(nèi)“原子排列有序的結(jié)合”像摩斯代碼中的劃線和點(diǎn)一樣,擁有建立微生物的指令。
這是科學(xué)家們首次對(duì)遺傳代碼進(jìn)行嚴(yán)肅的討論,盡管與很多同齡人一樣,薛定諤也曾錯(cuò)誤地認(rèn)為,遺傳代碼被寫入蛋白質(zhì)而非核酸中。然而,基于他1943年的演講而撰寫的《生命是什么》這本書卻給了很多人靈感。其中包括DNA研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一吉姆·沃森和文特爾。文特爾在演講中表示:“薛定諤的‘代碼腳本’為未來(lái)的很多發(fā)現(xiàn)指明了方向。”
用計(jì)算機(jī)腳本模擬細(xì)菌
現(xiàn)在,文特爾正在撰寫他自己的代碼腳本——使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)基因組。他說(shuō):“我們正在嘗試?yán)糜?jì)算機(jī),使用遺傳代碼合成出基因組,讓計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)完美地聯(lián)姻。”
實(shí)際上,計(jì)算機(jī)不僅能模擬生命,也能模擬活著的細(xì)胞。幾天前,為了幫助人類理解一個(gè)細(xì)胞的復(fù)雜性,斯坦福大學(xué)的馬庫(kù)斯·卡沃特領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)與文特爾的研究機(jī)構(gòu)攜手合作,制造出了虛擬的生殖支原體細(xì)菌,并再現(xiàn)了該細(xì)菌的整個(gè)生命循環(huán)過(guò)程。該細(xì)菌是所有細(xì)菌中最簡(jiǎn)單的一種,它擁有已知的活體生物中最小的基因組,并且是第二種被排序的非共生微生物。1995年,文特爾對(duì)其基因組進(jìn)行了排序。
生殖支原體細(xì)菌目前已經(jīng)成為首個(gè)被詳細(xì)建模的微生物,科學(xué)家們使用128臺(tái)計(jì)算機(jī),模擬出了其525個(gè)基因中每一個(gè)基因的詳細(xì)情況,也在分子層面繪制出了該細(xì)菌從DNA到RNA再到名為代謝物的小分子的情況。
篇4
關(guān)鍵詞:生物信息學(xué) 交叉學(xué)科 學(xué)生培養(yǎng)
一、生物信息學(xué)的產(chǎn)生
生物學(xué)是一門古老的學(xué)科,在人類歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中,人類從未停止過(guò)對(duì)生命奧秘的探索。人們逐漸認(rèn)識(shí)到,雖然生物種類多種多樣,但是它們的最基本分子卻是相同的。DNA、RNA和蛋白質(zhì)等分子構(gòu)成了生命的基本單位,再由細(xì)胞到組織、器官,最后器官系統(tǒng)組成完整的生物體。
傳統(tǒng)的生物學(xué)研究中,由于受到技術(shù)水平的限制,生物學(xué)家多采用低通量的生物實(shí)驗(yàn)方法,其研究對(duì)象通常是一個(gè)基因或者幾個(gè)基因組成的通路。在這種情況下,實(shí)驗(yàn)后的簡(jiǎn)單觀察就可以滿足研究需要。隨著生物研究的不斷深入,積累了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),人們不禁想到,如何把不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果整合起來(lái)?另一方面,隨著生物技術(shù)的發(fā)展,大量新興技術(shù)出現(xiàn),產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。例如90年代興起的基因芯片技術(shù),單張芯片就可以測(cè)定成千上萬(wàn)個(gè)基因在某一狀態(tài)下的表達(dá)情況。1990年啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃更為生命科學(xué)的研究提供了海量的序列數(shù)據(jù)。面對(duì)如此多的數(shù)據(jù),以前依靠生物實(shí)驗(yàn)研究單個(gè)或幾個(gè)基因的方法很難再適用,生命科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)等若干學(xué)科的交叉學(xué)科――生物信息學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。生物信息學(xué)以計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)、模式識(shí)別等方法為手段,以生物數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)大量生物數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、處理和分析,提取其中有意義的生物知識(shí)[1],從而最終揭示蘊(yùn)藏在核酸序列和蛋白質(zhì)序列中的信息,對(duì)了解生命活動(dòng)的基本規(guī)律出貢獻(xiàn)。
二、生物信息學(xué)在生命科學(xué)研究中的作用
作為一門新興的學(xué)科,大家對(duì)生物信息的作用并不十分明確。很多人認(rèn)為生物信息學(xué)只是為實(shí)驗(yàn)科學(xué)服務(wù)。從廣義上講,這種說(shuō)法也不無(wú)道理,但是生物信息學(xué)并不是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的附屬品,與生物實(shí)驗(yàn)一樣,它也是解決生物問(wèn)題的一種手段。為了解決生物問(wèn)題,生物學(xué)家依靠的是實(shí)驗(yàn)臺(tái),生物信息學(xué)家依靠的是計(jì)算機(jī)。
在生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程中,以分子生物學(xué)的產(chǎn)生為界,可以分為傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)。傳統(tǒng)生物學(xué)和現(xiàn)代生物學(xué)取得的成就為生命科學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái),人們一度認(rèn)為只要把各種生物基因組的全部堿基排列順序測(cè)定清楚,生命的遺傳奧秘就會(huì)顯露無(wú)余,但是真實(shí)的情況遠(yuǎn)不像想象的那樣簡(jiǎn)單。人類的個(gè)體發(fā)育開始于一個(gè)單細(xì)胞受精卵,受精卵經(jīng)過(guò)一系列的細(xì)胞分裂和分化,產(chǎn)生具有不同形態(tài)和功能的細(xì)胞,不同細(xì)胞之間相互作用構(gòu)成各種組織和器官。雖然人類基因組中有兩萬(wàn)多個(gè)基因,但是在單個(gè)細(xì)胞當(dāng)中,同時(shí)起作用的基因往往是很少的。有些基因只在特定階段起作用,有些基因只在特定組織起作用。只關(guān)心某個(gè)基因或蛋白的功能是不夠的,因?yàn)樵诓煌瑫r(shí)空條件下,同一個(gè)基因或蛋白的功能可能不同。生物是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),其表型和功能不僅體現(xiàn)于基因數(shù)量和序列的不同,更體現(xiàn)在基因、蛋白以及其他生物分子之間的相互作用之中。因此,把研究對(duì)象當(dāng)成一個(gè)整體,系統(tǒng)地分析內(nèi)部的相互關(guān)系尤其重要。但是無(wú)論是傳統(tǒng)生物學(xué)還是現(xiàn)代生物學(xué),都是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科,生物學(xué)的發(fā)展中缺乏一種系統(tǒng)思想。生物信息學(xué)可以從大量生物數(shù)據(jù)中提取有意義的生物知識(shí),通過(guò)對(duì)已有數(shù)據(jù)的總結(jié),進(jìn)一步推測(cè)生物體的某些性質(zhì)和變化趨勢(shì),生物信息學(xué)為大量生物數(shù)據(jù)的整合提供了可能,與生物實(shí)驗(yàn)一樣,是生物研究中的一種重要途徑。
三、生物信息學(xué)學(xué)生的培養(yǎng)
生物信息學(xué)是一門交叉學(xué)科,要求學(xué)生具有較好的分子生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)素養(yǎng),目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)學(xué)校設(shè)立了生物信息學(xué)本科專業(yè),大部分的學(xué)生都是進(jìn)入研究生階段才開始生物信息學(xué)的培養(yǎng)。在進(jìn)入生物信息學(xué)專業(yè)前,本科階段可能接受過(guò)計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息學(xué)、生物學(xué)等某一方面的教育,但要進(jìn)行生物信息學(xué)的研究,大多需要補(bǔ)充其他方面的知識(shí)。
生物信息學(xué)研究可以分為兩類:第一,在深刻理解生物問(wèn)題的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算技術(shù)解決生物問(wèn)題,第二,為生物學(xué)家提供性能更好的方法(算法)。理工科背景學(xué)生的生物知識(shí)較少,但是對(duì)于各種計(jì)算方法的原理和使用非常熟悉,對(duì)于這類學(xué)生的培養(yǎng),第二類問(wèn)題比較適合他們?nèi)腴T。在生物信息領(lǐng)域,有很多經(jīng)典的分類問(wèn)題。這些問(wèn)題已經(jīng)明確了分類目標(biāo),并且大都有通用的數(shù)據(jù)集。但是這類工作也受到了生物學(xué)家的質(zhì)疑,因?yàn)榇蟛糠止ぷ鞫际前岩延械慕?jīng)典算法用在生物數(shù)據(jù)上,由于對(duì)生物問(wèn)題不夠了解,最后成為只有做生物信息的人才看的方法。這也在一定程度上導(dǎo)致了部分生物學(xué)家對(duì)生物信息存在偏見(jiàn),認(rèn)為生物信息就是提出新算法,做一些數(shù)據(jù)庫(kù)。要想真正讓生物學(xué)家認(rèn)識(shí)到生物信息學(xué)的重要性,就要以解決生物問(wèn)題為根本出發(fā)點(diǎn),即使是做預(yù)測(cè)方法,也要建立在解決生物問(wèn)題的基礎(chǔ)上。做出更好預(yù)測(cè)方法的關(guān)鍵是深入理解生物問(wèn)題并抓住關(guān)鍵特征。舉個(gè)例子,要把男生和女生分開,我們可以根據(jù)很多特征,比如身高、體重、頭發(fā)長(zhǎng)短,雖然大多數(shù)情況下來(lái)說(shuō),男生比女生高、比女生重、比女生頭發(fā)短。但是只基于這些特征還是會(huì)造成很多的分類錯(cuò)誤,因?yàn)檫@些特征不是男生女生差別的最根本因素。如果我們是根據(jù)性染色體來(lái)分,那正確率的提高就非常顯著了。在預(yù)測(cè)問(wèn)題中,利用五花八門的方法并不是關(guān)鍵,如何能夠?qū)ι飭?wèn)題深入了解并找到關(guān)鍵特征,才是最主要的。
作為一門新興的學(xué)科,大家對(duì)生物信息的了解還很少,很多人對(duì)它的定位也不同。但既然是生物信息,就是先生物后信息,可見(jiàn)生物的重要性。所以,在生物信息的研究過(guò)程中,對(duì)生物問(wèn)題只限于表面地理解,勢(shì)必不能做出好的工作。只有對(duì)生物問(wèn)題有了深入了解,才能發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題。能夠找到值得做的問(wèn)題,可以說(shuō)工作已經(jīng)成功了一大半。當(dāng)然,解決問(wèn)題過(guò)程中也會(huì)有很多困難,比如發(fā)現(xiàn)了值得研究的課題,但在解決的過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)某些數(shù)據(jù)無(wú)法獲得,或者某些技術(shù)超出了自己的能力范圍。在這種情況下,可以首先想想有沒(méi)有其它變通的辦法可以解決問(wèn)題,如果經(jīng)過(guò)慎重的考慮都無(wú)法找到,就要果斷的放棄。這里要強(qiáng)調(diào)一定要慎重考慮,不能遇到一點(diǎn)困難就放棄。
相比理工科背景的學(xué)生,生物背景的學(xué)生有著扎實(shí)的生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)。但是如果是從本科階段直接進(jìn)入生物信息學(xué),由于還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)操作,他們對(duì)生物問(wèn)題的理解也很難非常深入。不管是理工科背景還是生物背景的學(xué)生,豐富的生物學(xué)知識(shí)都是進(jìn)行好的生物信息學(xué)研究的前提。在培養(yǎng)學(xué)生時(shí)不可忽視對(duì)其基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)的傳授和教育,并適當(dāng)引導(dǎo)其對(duì)生物學(xué)問(wèn)題的思考。生物學(xué)問(wèn)題可以很大也可以很小。大的生物學(xué)問(wèn)題任何一個(gè)懂得基礎(chǔ)生物學(xué)知識(shí)的人都可以提出,但也是最難解決的,比如到底是什么改變使細(xì)胞惡變,自身免疫病是如何形成的,心血管病糖尿病等復(fù)雜疾病是如何發(fā)生的,為何有人容易生某種病而其他人不易感。小的生物學(xué)問(wèn)題就是各自領(lǐng)域的具體研究課題,比如表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的DNA去甲基化酶是否存在,基因表達(dá)調(diào)控領(lǐng)域的轉(zhuǎn)錄起始頻率是如何決定的,RNA領(lǐng)域的大量非編碼RNA的作用,蛋白修飾領(lǐng)域新發(fā)現(xiàn)的修飾如何調(diào)控蛋白的功能等等。在腦中提出并試圖思考一系列大大小小的生物學(xué)問(wèn)題是對(duì)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的第一步。這些問(wèn)題的產(chǎn)生的前提是對(duì)生物學(xué)知識(shí)的熟悉掌握。然而在對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的過(guò)程中沒(méi)必要也不可能告訴他們所有的知識(shí),生物學(xué)知識(shí)教育的原則是為他們打開門,當(dāng)他們思考問(wèn)題的時(shí)候知道去哪里找到相關(guān)的知識(shí)。
另一方面,只有生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和問(wèn)題是不夠的。很多問(wèn)題在生物信息學(xué)產(chǎn)生之前就存在了,傳統(tǒng)的方法無(wú)法帶給人們問(wèn)題的答案。人們一直期待新的方法去理解和解決這些問(wèn)題。生物信息學(xué)的產(chǎn)生無(wú)疑提供給人們另一種思考生物問(wèn)題的方式,為一些經(jīng)典問(wèn)題的解決提供了可能。例如最近的大規(guī)模的腫瘤基因組測(cè)序和分析使我們發(fā)現(xiàn)了很多新的腫瘤相關(guān)基因[2]。對(duì)于生物背景的學(xué)生,在教學(xué)中要把這樣的例子介紹給學(xué)生,生物背景的學(xué)生在理解信息學(xué)理論方面會(huì)存在困難。最初很難要求他們理解所有具體過(guò)程。但是至少要讓他們知道這些方法的基本原理,還有在什么情況下使用。這樣在以后的研究中遇到類似問(wèn)題才能想到應(yīng)該選擇什么樣的信息學(xué)工具去解決,在具體應(yīng)用過(guò)程中加深對(duì)整個(gè)過(guò)程的理解。生物背景的學(xué)生如果想成為生物信息學(xué)專家,只會(huì)應(yīng)用是不夠的,補(bǔ)充一些計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)、信息方面的基礎(chǔ)知識(shí)是必不可少的。
生物信息學(xué)是一門仍處在快速發(fā)展之中的學(xué)科。還沒(méi)有一本教材能夠滿足生物信息學(xué)教學(xué)的需要,生物信息學(xué)立足于分子生物學(xué)、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科,所以學(xué)生要先對(duì)這些學(xué)科的基本概念和系統(tǒng)有一個(gè)較為全面和直觀的認(rèn)識(shí),為日后的科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外,培養(yǎng)過(guò)程中要包括大量的實(shí)例介紹,對(duì)一些重要的應(yīng)用還加以詳細(xì)解剖,使得同學(xué)們不再僅掌握理論,而是能夠?qū)W會(huì)如何在實(shí)際工作中靈活應(yīng)用這些理論。在此基礎(chǔ)之上,向同學(xué)們推薦一些最新的論文、期刊、參考讀物和相關(guān)的學(xué)術(shù)報(bào)告,讓同學(xué)們能夠切身感受到學(xué)科發(fā)展的前沿,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。21世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代,也是信息科學(xué)的時(shí)代。生物信息學(xué)在這樣的歷史條件下產(chǎn)生并壯大,它作為多個(gè)領(lǐng)域的交叉新興學(xué)科,對(duì)生命科學(xué)研究有著巨大的推動(dòng)力。生物信息學(xué)是一門應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科,也是一門非常活躍的前沿學(xué)科,良好的教學(xué)效果必須以先進(jìn)的內(nèi)容體系為基礎(chǔ),我們應(yīng)時(shí)刻注意以科研促進(jìn)教學(xué),教學(xué)科研相長(zhǎng),使教學(xué)研究達(dá)到更高的水平。
[參考文獻(xiàn)]
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篇5
[論文摘要] 熒光PCR定量技術(shù)(Quantitative PCR)是一種新興的基因定位技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)靈敏、簡(jiǎn)便、快速、不需使用放射性同位素,PCR完成后,通過(guò)測(cè)序儀的自動(dòng)識(shí)別即可對(duì)待測(cè)DNA進(jìn)行定量分析。在遺傳病,特別是一些以大片段缺失為主要突變類型的遺傳病診斷中,熒光PCR定量技術(shù)發(fā)揮了很重要的作用。
在早期的遺傳學(xué)分子診斷中,主要依賴于Southern Blotting,寡核苷酸雜交等技術(shù)。自1985年Saiki等首次描述聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)以來(lái),PCR技術(shù)因?yàn)槠潇`敏特異,省時(shí)省力等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到了人們的高度重視,已經(jīng)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)等基礎(chǔ)研究的各個(gè)領(lǐng)域,并且成為醫(yī)學(xué)臨床和法醫(yī)學(xué)研究的強(qiáng)有力分析工具之一[1-3]。然而,近幾年來(lái),研究者們不再滿足于得知某一特異DNA序列的存在與否,他們更著眼于對(duì)其進(jìn)行精確的核酸定量。盡管把PCR作為一種定量的工具,在技術(shù)上還面臨著一些挑戰(zhàn)。熒光PCR基因定位技術(shù)是近十余年來(lái)興起的一種分子生物學(xué)技術(shù),與其他定量方法相比,具有靈敏、簡(jiǎn)便、快速、不需使用放射性同
位素的特點(diǎn),在基因表達(dá)、傳染病和遺傳病的診斷等方面迅速得到了廣泛應(yīng)用。
1 熒光PCR基因定位技術(shù)的原理
熒光PCR定量技術(shù)的主要原理為:在PCR前,通過(guò)化學(xué)方法在引物的5’端通過(guò)共價(jià)方式連接一個(gè)熒光分子。由于在進(jìn)行PCR時(shí),引物和待擴(kuò)增模板5’端的堿基不需要完全匹配,熒光PCR引物和普通PCR引物一樣,能夠?qū)Υ郎y(cè)模板進(jìn)行指數(shù)擴(kuò)增。擴(kuò)增完成后,根據(jù)PCR的產(chǎn)量,將熒光PCR產(chǎn)物直接或按一定比例稀釋后,和內(nèi)標(biāo)、載樣緩沖液混合,在自動(dòng)測(cè)序儀上進(jìn)行電泳。在自動(dòng)測(cè)序儀內(nèi)激光的激發(fā)下,PCR產(chǎn)物上的熒光分子發(fā)出固定波長(zhǎng)的激發(fā)光,被儀器內(nèi)的光電管捕獲。根據(jù)PCR產(chǎn)物從開始電泳到經(jīng)過(guò)光電管的時(shí)間,測(cè)序儀自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)際堿基數(shù)。不同泳道之間電泳速度的差別,通過(guò)各產(chǎn)物內(nèi)混合的內(nèi)標(biāo)校正。同時(shí),測(cè)序儀也自動(dòng)標(biāo)出相應(yīng)產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度,該數(shù)值就是熒光PCR定量技術(shù)對(duì)模板進(jìn)行定量與定位的基礎(chǔ)。與非定量PCR分析方法不同,熒光PCR的操作程序有助于評(píng)估污染的情況,即測(cè)出污染的程度,即使陰性對(duì)照產(chǎn)生了正的信號(hào),只要這些信號(hào)比實(shí)驗(yàn)樣品的低得多,依據(jù)這樣的結(jié)果,至少可以推測(cè)出實(shí)驗(yàn)中所得出的信號(hào)是真實(shí)的[4-6]。在一定程度上,熒光PCR消除了普通PCR過(guò)于敏感、假陽(yáng)性率高的缺點(diǎn)。熒光PCR常用于研究發(fā)病機(jī)制、估計(jì)病毒的負(fù)荷量、監(jiān)測(cè)臨床治療進(jìn)展或用于診斷遺傳缺陷等。通過(guò)對(duì)靶基因量的檢測(cè),將其與疾病的臨床表現(xiàn)、臨床分型以及各種標(biāo)志酶的值聯(lián)系起來(lái),為疾病的診斷和藥物治療監(jiān)測(cè)提供科學(xué)的依據(jù)。目前,該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于多種遺傳病的診斷和產(chǎn)前篩查,如地中海貧血、兒童型脊肌萎縮癥、杜氏/貝氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、胖骨肌萎縮癥和各種染色體病等。
2 熒光PCR基因定位技術(shù)在遺傳病診斷中的應(yīng)用
2.1 在α地中海貧血中的診斷作用
1988年,Chehab用兩對(duì)引物同時(shí)擴(kuò)增α珠蛋白和β珠蛋白基因,并在這兩對(duì)引物上分別標(biāo)記上羅丹明和熒光素。在紫外線的照射下,羅丹明產(chǎn)生紅色熒光而熒光素產(chǎn)生綠色熒光。在同一循環(huán)條件下PCR完成后,通過(guò)離心將擴(kuò)增產(chǎn)物和游離引物分離,根據(jù)擴(kuò)增后產(chǎn)物顏色直接判斷基因的缺失情況[7]。如產(chǎn)物為桔紅色,則說(shuō)明α和β珠蛋白基因都得了擴(kuò)增。如果產(chǎn)物為綠色,說(shuō)明α珠蛋白基因缺失,只有顯綠色熒光的β珠蛋白基因得到了擴(kuò)增。
2.2 在DMD/BMD中的應(yīng)用
DMD/BMD(杜氏/貝氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥)是最常見(jiàn)的致死性神經(jīng)肌肉遺傳病。在男性中,其患病率約為1/3 500,為x連鎖隱性遺傳,其中73%為缺失或重復(fù)突變,新生突變占所有患者的30%。由于x染色體的隨機(jī)失活比例不同,約40%的DMD攜帶者不能通過(guò)血清CPKH活性診斷。1992年,schwartz將熒光PCR應(yīng)用于該病的攜帶者診斷。他們采用熒光引物和測(cè)序儀分析位于肌營(yíng)養(yǎng)不良基因內(nèi)部的4對(duì)CA重復(fù)序列。測(cè)序儀可以鑒別2個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)度的差異,能夠?yàn)檫B鎖分析提供更多的信息[8]。在以下情況時(shí),連鎖分析有時(shí)不足以對(duì)攜帶者進(jìn)行判斷:①CA重復(fù)不能提供信息,②家族成員不全,③新生突變或者嵌合體造成的連鎖分析失效,因此,他們還采用熒光PCR直接擴(kuò)增肌營(yíng)養(yǎng)不良基因外顯子,并用測(cè)序儀定量分析產(chǎn)物,將結(jié)果和連鎖分析一起作為判斷攜帶者的依據(jù)。通過(guò)以上方法,他們對(duì)43名可疑攜帶者進(jìn)行了診斷。 轉(zhuǎn)貼于
2.3 在PGD的應(yīng)用
植入前診斷(PGD)只能獲得非常有限的模版,而熒光PCR比溴乙錠染色要敏感1 000倍,因此,熒光PCR在植入前診斷中的應(yīng)用已經(jīng)有較多的探索。等位基因失擴(kuò)增(ADO)和污染是植入前診斷所面臨的兩個(gè)主要問(wèn)題,因此PGD需要檢測(cè)致病基因和連鎖分析進(jìn)行聯(lián)合判斷。但是限于取材,PGD只能提供一次PCR的模版。熒光PCR由于高靈敏度和分辨率,適合對(duì)少量模版進(jìn)行多重PCR擴(kuò)增,在一個(gè)體系中同時(shí)完成對(duì)疾病基因的檢測(cè)和連鎖分析。Joycec采用熒光多重PCR對(duì)6種遺傳病:強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良(DM)、囊性纖維(CF)、脆性X綜合征、神經(jīng)纖維化2型和顱面成骨不全癥進(jìn)行了植入前診斷。在進(jìn)行PCR的過(guò)程中都同時(shí)擴(kuò)增了一個(gè)多態(tài)位點(diǎn),以確定被擴(kuò)增細(xì)胞的來(lái)源以及排除污染[9]。對(duì)于顯性遺傳病,多態(tài)位點(diǎn)還能夠減少ADO可能帶來(lái)的誤診。在他們進(jìn)行的研究中,對(duì)14次妊娠進(jìn)行的植入前診斷都得到明確結(jié)論,其中13例進(jìn)行了胚胎移植,另有1例沒(méi)有檢測(cè)到正常胚胎。
總之,PCR技術(shù)在定量與定位領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸由實(shí)驗(yàn)室中的探索發(fā)展成為理解復(fù)雜的生物本質(zhì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。毫無(wú)疑問(wèn),在不久的將來(lái),熒光定量PCR技術(shù)將以其精確的定量,簡(jiǎn)單迅速的操作,合理的成本,在分子生物學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué),特別是臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。
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篇6
關(guān)鍵詞: 病理解剖學(xué);教學(xué);研究;學(xué)科建設(shè)
病理學(xué)(pathology)是一門研究疾病的病因、發(fā)病機(jī)制、病理改變(包括代謝、機(jī)能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變)和轉(zhuǎn)歸的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科。病理學(xué)的研究方法分兩大類:一、人體病理學(xué)研究方法,包括:①尸體解剖(autopsy),即對(duì)死亡者的遺體進(jìn)行病理剖驗(yàn),是病理學(xué)的基本研究方法之一。②活體組織檢查(biopsy),即用局部切取、細(xì)針吸取、搔刮和摘取等手術(shù)方法,從患者活體獲取病變組織進(jìn)行病理檢查。③細(xì)胞學(xué)(cytology)檢查,是通過(guò)采集病變處脫落的細(xì)胞,涂片染色后進(jìn)行觀察。二、實(shí)驗(yàn)病理學(xué)研究方法,包括:①動(dòng)物實(shí)驗(yàn),是運(yùn)用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法,可以在適宜動(dòng)物身上復(fù)制出某些人類疾病的模型,并通過(guò)疾病復(fù)制過(guò)程可以研究疾病的病因?qū)W、發(fā)病學(xué)、病理改變及疾病的轉(zhuǎn)歸。②組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng),將某種組織或單細(xì)胞用適宜的培養(yǎng)基在體外培養(yǎng),可以研究在各種病因作用下細(xì)胞、組織病變的發(fā)生和發(fā)展。病理學(xué)是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和形態(tài)學(xué)科中重要學(xué)科,是醫(yī)學(xué)生成長(zhǎng)為臨床醫(yī)生的重要環(huán)節(jié),也是溝通基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的橋梁學(xué)科,起著承前啟后的作用。作為高校病理學(xué)教師或者是附屬醫(yī)院病理學(xué)醫(yī)師,都要掌握病理學(xué)科中教學(xué)、診斷、研究這三方面的內(nèi)容,全面發(fā)展。作為高校病理學(xué)教師,僅懂得教學(xué)、研究,不會(huì)診斷,這是不夠的,因單純病理教學(xué)是枯燥,乏味,沒(méi)有臨床病理實(shí)踐,就等于“無(wú)本之木,無(wú)源之水”。作為附屬醫(yī)院病理學(xué)醫(yī)師,僅懂得診斷、研究,不會(huì)教學(xué),這也是不夠的。病理學(xué)科中教學(xué)、診斷、研究這三方面的關(guān)系相互滲透、相互交叉,有著密切的關(guān)系,是分不開的。以下是我個(gè)人觀點(diǎn)談一談教學(xué)與研究、教學(xué)與診斷、研究與診斷三者的關(guān)系:
一、教學(xué)與研究的關(guān)系:作為高校病理學(xué)教師或者是附屬醫(yī)院病理科醫(yī)師,病理學(xué)教學(xué)和研究活動(dòng)是不能分離的。教師的任務(wù)不僅是教學(xué),還有醫(yī)學(xué)科學(xué)研究工作。教師僅有教學(xué)工作,而不搞研究工作,即使這位教師教學(xué)水平有多高,也存在著明顯的弊端和缺陷,因?yàn)樗麕С鰜?lái)的學(xué)生可能也只會(huì)教學(xué),不會(huì)研究,這樣教師是一個(gè)不完整的高校病理學(xué)教師。只有病理學(xué)教學(xué),還會(huì)做病理學(xué)研究工作的高校病理學(xué)教師,才是合格的高校病理學(xué)教師。因?yàn)榻虒W(xué)與研究的關(guān)系是相互相成、相互促使,不能孤立存在的。比如:病理學(xué)教師在心血管病理方面,特別對(duì)冠心病、高血壓病的病因、發(fā)病機(jī)制及病理變化有很深的研究及理解,他們?cè)诮o學(xué)生上心血管疾病這一章節(jié)的時(shí)候,就會(huì)得心應(yīng)手,栩栩如生、生動(dòng)活躍,增加教師自信心。教師的教學(xué)如果沒(méi)有一定的理論指導(dǎo),沒(méi)有以研究為依托的提高和深化,就容易固守在重復(fù)舊經(jīng)驗(yàn)、照搬老方法的窠臼里不能自拔。這種教學(xué)與研究的脫節(jié),對(duì)教師的培養(yǎng)和教學(xué)的發(fā)展是極其不利的,它不能適應(yīng)21世紀(jì)高等教育教學(xué)改革的要求。因此,病理學(xué)教學(xué)與研究的關(guān)系是相輔相成、相互促進(jìn),不可分割,更不能孤立存在的。
二、教學(xué)與診斷的關(guān)系:作為高校病理學(xué)教師或者是附屬醫(yī)院病理科醫(yī)師,其診斷水平包括①尸體解剖診斷(autopsy);②活體組織診斷(biopsy);③細(xì)胞學(xué)診斷(cytology)。如果病理學(xué)教師或者是病理科醫(yī)師診斷十分正確,其病理學(xué)教學(xué)質(zhì)量就會(huì)得到保證,學(xué)生的水平也就大大提高,這就是名師出高徒。反之,如果病理學(xué)教師或者是病理科醫(yī)師診斷不正確,其病理學(xué)教學(xué)質(zhì)量就會(huì)得不到保證,學(xué)生的水平也就會(huì)大大降低了,教學(xué)質(zhì)量越來(lái)越差,造成惡性循環(huán)。高校病理學(xué)教師或者是附屬醫(yī)院病理科醫(yī)師通過(guò)教學(xué)后,促使他們認(rèn)真地學(xué)習(xí)、上網(wǎng)查找病理學(xué)教學(xué)用典型的大體、鏡檢、免疫組織化學(xué)及電鏡的圖片及資料,這樣也就會(huì)提高其病理診斷水平。高校病理學(xué)教師或者是附屬醫(yī)院病理科醫(yī)師,在醫(yī)院病理科實(shí)踐工作過(guò)程中,通過(guò)尸體解剖、活體組織檢驗(yàn)及細(xì)胞學(xué)診斷,收集典型疑難的新病例,制作成多媒體課件,建立病理學(xué)圖庫(kù),在網(wǎng)上,提供給病理學(xué)教師、病理科醫(yī)師及醫(yī)學(xué)生共享,也是給病理學(xué)教師、病理科醫(yī)師也是一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。醫(yī)學(xué)生可以隨時(shí)上網(wǎng)了解所學(xué)內(nèi)容,擴(kuò)展知識(shí)范圍,查詢最新醫(yī)學(xué)信息、網(wǎng)上檢索、網(wǎng)上答疑,網(wǎng)上交流已成為醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)中不可缺少的一部分,只有這樣,才能大大提高教學(xué)質(zhì)量。因此,病理學(xué)教學(xué)與診斷的關(guān)系是相輔相成、相互促進(jìn),不可分割,更不能孤立存在的。
篇7
田?。哼@是個(gè)既可笑又無(wú)奈的問(wèn)題,同時(shí)也是最基礎(chǔ)的問(wèn)題,回答不了這個(gè)問(wèn)題,就無(wú)法正確理解癌癥,更不能有效的預(yù)防和治療癌癥。
一般而言,病發(fā)生在哪個(gè)部位,就說(shuō)是哪里的病,比如肝硬化發(fā)生在肝上,稱為“肝硬化”;心臟病發(fā)生在心臟,稱為“心臟病”。癌癥也是這樣劃分的,比如癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)在肝上,就叫“肝癌”,但是癌相較其它的病而言,似乎又不大相同,癌細(xì)胞可以產(chǎn)生和擴(kuò)散到身體任何地方,癌癥也可以發(fā)生在身體的幾乎任何地方,從頭到腳,有細(xì)胞的地方就有可能長(zhǎng)。
似乎沒(méi)有任何一種其它的病可能發(fā)生在我們身體所有的部位。那么癌就是一種“細(xì)胞病”了吧?那細(xì)胞出了什么問(wèn)題呢?
研究者們?yōu)榇瞬粩噙M(jìn)行各種研究,雖然在一些特定的癌,如“慢性粒性白血病”的形成機(jī)理上取得突破。但是也沒(méi)能解釋普遍的腫瘤發(fā)生規(guī)律,而研究者們通過(guò)大量的研究,越來(lái)越傾向于一個(gè)答案,即腫瘤既不只是某個(gè)蛋白,也不只是幾個(gè)基因出了問(wèn)題而導(dǎo)致的,而是“一大堆”的基因,“一大堆”的蛋白,而引起的“一大堆”的細(xì)胞功能都出了問(wèn)題。
大眾健康:那么誰(shuí)左右了這一大堆的基因,一大堆的蛋白呢?
田?。嚎茖W(xué)家們傾向于我們通常所說(shuō)的“基因組”,也就是所有基因的總和以及基因的排列方式的總和。腫瘤,被認(rèn)為是一種基因組病。當(dāng)發(fā)生腫瘤時(shí),細(xì)胞的基因組發(fā)生了“突變”,這就是“病因”。細(xì)胞的基因組在自身復(fù)制或者被外界因素影響時(shí)不斷的產(chǎn)生突變,大部分的突變細(xì)胞都自然代謝掉或者被我們的免疫系統(tǒng)殺死了,只有極少的突變能夠躲過(guò)強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)而生存下來(lái),這些留下來(lái)的如果超越了細(xì)胞的周期限制,變成“不死”的細(xì)胞,進(jìn)一步的獲得了不斷增殖的能力,而且有一些不安于留在原來(lái)的位置,喜歡到處流竄,一般都是先隨著血液和淋巴系統(tǒng),轉(zhuǎn)移到近處的淋巴結(jié),而后就可能到各個(gè)臟器去。
大眾健康:癌癥會(huì)遺傳嗎?
田?。哼@又不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題,無(wú)法直接回答“是”或者“否”,因?yàn)榘┌Y的類型太多了,病因也不單一。絕大部分的腫瘤并沒(méi)有十分典型的遺傳病特征,更多是符合“復(fù)雜”疾病的規(guī)律,也就是遺傳和環(huán)境相互作用的結(jié)果。而大約5%~10%的癌癥患者確實(shí)攜帶一些已知的遺傳因素,例如BRCA1和BRCA2突變導(dǎo)致的乳腺癌, BRCA1/2是兩種具有抑制惡性腫瘤發(fā)生的基因,在調(diào)節(jié)人體細(xì)胞的復(fù)制、遺傳物質(zhì)DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞的正常生長(zhǎng)方面有重要作用。擁有這個(gè)基因突變的家族傾向于具有高乳腺癌發(fā)生率 ,通常發(fā)生在較年輕時(shí),病人的兩側(cè)都生癌,且同時(shí)患有卵巢癌。遺傳性非息肉病性結(jié)直腸癌(HNPCC),是一種常染色體顯性遺傳病,與MSH2等基因突變相關(guān)。
2013年5月好萊塢明星安吉麗娜?朱莉(Angelina Jolie)自曝已經(jīng)接受了預(yù)防性切除術(shù),以降低罹癌風(fēng)險(xiǎn)。而真正的原因是由于朱莉母親給她遺傳了突變的BRCA1基因,因此患乳腺癌和卵巢癌的幾率都比較高,分別是87%和50%。近期朱莉又宣布已經(jīng)切除卵巢,也是一種預(yù)防性切除。
大眾健康:癌癥有哪些診斷方式?
田埂:既然說(shuō)是腫瘤,那么肯定有腫塊,但其實(shí)腫塊的形成可能是由于炎癥、寄生蟲、器官肥大等引起的,所以詳細(xì)的查體很重要,腫瘤的部位、形態(tài)、硬度、活動(dòng)度及與周圍組織關(guān)系,同時(shí)進(jìn)行區(qū)域淋巴結(jié)檢查。
影像學(xué)診斷影像學(xué)檢查對(duì)腫瘤的診斷起著重要作用。包括X線透視、攝片、造影、斷層掃描、超聲波檢查、放射性核素掃描以及選擇性血管造影等等,都可為腫瘤提供確切的定位診斷。其中PET-CT被稱為目前影像學(xué)的“終極檢測(cè)”,這一技術(shù)將PET與CT完美融為一體,PET是英文 Positron Emission Tomography的縮寫,全稱為正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像,由PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息,而CT提供病灶的精確解剖定位,一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像, 具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點(diǎn),可一目了然的了解全身整體狀況,達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。有了PET-CT的指導(dǎo),可以進(jìn)行個(gè)體化的放療,針對(duì)腫瘤組織大小位置特征,控制劑量,也可以更好的指導(dǎo)臨床手術(shù)。
手術(shù)或者活檢獲取病灶組織后,就可以進(jìn)行酶學(xué)、免疫學(xué)、病理學(xué)的檢測(cè)進(jìn)一步確認(rèn)腫瘤的分型和特征。通過(guò)腫瘤組織里的蛋白和免疫學(xué)特征進(jìn)行檢測(cè),其中最重要的,或者說(shuō)臨床上指導(dǎo)意義最大的是病理學(xué)的檢測(cè)。
病理學(xué)診斷病理學(xué)(Pathology)一詞,源于古希臘的詞根pathos (π?θο?),意思是“經(jīng)驗(yàn)”和“痛苦”的意思,-logia (-λογ?α)則是“報(bào)告”的意思,直譯過(guò)來(lái)就是“經(jīng)驗(yàn)報(bào)告”,也就是有經(jīng)驗(yàn)的人通過(guò)觀察到的現(xiàn)象和自己的經(jīng)驗(yàn),給出的關(guān)于疾病診斷的描述。現(xiàn)代的病理學(xué),是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和診斷學(xué)的最重要的組成部分。現(xiàn)代病理檢查是用以檢查機(jī)體器官、組織或細(xì)胞中的病理改變的形態(tài)學(xué)方法。腫瘤手術(shù)病理檢查的目的,一是為了明確診斷及驗(yàn)證術(shù)前的診斷,提高臨床的診斷水平;二是診斷明確后,可決定下步治療方案及評(píng)估預(yù)后,進(jìn)行綜合治療,提高治療水平??梢哉f(shuō)現(xiàn)代的腫瘤治療,離開病理就是無(wú)根之水。而目前的腫瘤病理學(xué)已經(jīng)進(jìn)入組化、免疫組化、分子生物學(xué)及癌基因檢查的水平上。
分子病理學(xué)是通過(guò)研究來(lái)自器官、組織、體液中的分子來(lái)診斷疾病的學(xué)科。通過(guò)運(yùn)用分子和遺傳學(xué)方法對(duì)腫瘤進(jìn)行診斷和分類,設(shè)計(jì)和驗(yàn)證對(duì)治療反應(yīng)和病情發(fā)展有預(yù)測(cè)性的生物標(biāo)記物,了解不同的基因?qū)δ[瘤的個(gè)體易感性,以及環(huán)境因素和生活方式對(duì)腫瘤發(fā)生的影響。近年來(lái),隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種“組學(xué)”數(shù)據(jù)的應(yīng)用,特別是“高通量測(cè)序技術(shù)”在分子病理學(xué)方面的應(yīng)用,為病理學(xué)家提供了前所未有的信息,通過(guò)這些信息可以為臨床提供更多的指導(dǎo),特別是腫瘤分型、藥物靶點(diǎn),以及預(yù)后等的指導(dǎo),對(duì)腫瘤治療有非凡的意義。
大眾健康:有沒(méi)有分子病理學(xué)應(yīng)用的成功案例?
田?。?012年華盛頓大學(xué)的一位專門研究白血病的醫(yī)生Lukas Wartman自己不幸患上了這種癌癥。在化療和骨髓移植并未完全見(jiàn)效的情況下,他的同事們?yōu)樗哪[瘤細(xì)胞及健康細(xì)胞進(jìn)行了基因組測(cè)序并進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)FLT3基因的異常表達(dá)導(dǎo)致了這種疾病,而后輝瑞制藥免費(fèi)提供了FLT3基因的抑制劑舒尼替尼,在有針對(duì)性的治療下白血病得到了控制。這就是分子病理學(xué)應(yīng)用的最真實(shí)的案例。
大眾健康:癌癥能治愈嗎?
田埂:答案是肯定的。任何一種腫瘤,都不是無(wú)緣無(wú)故的發(fā)生,也不會(huì)無(wú)緣無(wú)故的“消失”。既然有病因,就應(yīng)該可以治療。可是,患者被發(fā)現(xiàn)是腫瘤的時(shí)候一般已經(jīng)太晚了,治療已經(jīng)無(wú)效了。如果我們把身體比喻為一部機(jī)器,那么剛開始可能是螺絲壞了,而后因?yàn)槁萁z壞搞得這個(gè)螺絲連接的部件壞了,部件壞又引發(fā)機(jī)器的部分功能出現(xiàn)問(wèn)題,進(jìn)而影響到整部機(jī)器報(bào)廢。腫瘤發(fā)現(xiàn)的時(shí)候,往往類似機(jī)器的重要功能出問(wèn)題的階段,很難修好了,如果在螺絲壞的階段發(fā)現(xiàn),那么大部分都能得到很好的治愈。所以癌癥是可以治愈的,關(guān)鍵是早發(fā)現(xiàn)早治療。
大眾健康:癌癥治療都有哪些方式?
田?。弘m然腫瘤的突變類型很復(fù)雜,但是通過(guò)科學(xué)家的不懈努力,腫瘤的治療方法也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前臨床上在使用的治療方法分為:手術(shù)、放射治療、化學(xué)藥物治療、靶向治療和生物治療等,其中前三種最為常見(jiàn),也是目前腫瘤治療的“三板斧”。當(dāng)然,中醫(yī)治療也是其中一種。
大眾健康:近年來(lái),靶向治療和生物治療逐漸興起。那么什么是靶向治療呢?
田?。喊邢蛑委?,是在細(xì)胞分子水平上,針對(duì)已經(jīng)明確的致癌位點(diǎn)(可以是腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的一個(gè)蛋白分子,也可以是一個(gè)基因片段),來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的治療藥物,藥物進(jìn)入體內(nèi)會(huì)特異地選擇致癌位點(diǎn)來(lái)相結(jié)合發(fā)生作用,使腫瘤細(xì)胞特異性死亡,而理論上不會(huì)波及腫瘤周圍的正常組織細(xì)胞。許多基于不同原理的靶向藥物已經(jīng)得到了批準(zhǔn),包括:激素治療、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑、基因表達(dá)調(diào)節(jié)劑、細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)劑、血管生成抑制劑、毒素傳遞分子等。
大眾健康:請(qǐng)列舉幾種成熟的靶向治療藥物及其治療的原理。
田?。褐馁M(fèi)城染色體(ph染色體),指患者的染色體發(fā)生移位,表現(xiàn)為9號(hào)染色體長(zhǎng)臂移至22號(hào)染色體短臂上,造成了兩個(gè)基因BCR和ABL兩個(gè)基因的融合。Bcr/Abl融合基因在大部分慢性粒性白血?。–ML),部分急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL),及少數(shù)急性髓性細(xì)胞白血?。ˋML)有所發(fā)生。Bcr/Abl融合基因,產(chǎn)生一種新的mRNA,編碼一種新蛋白,這種蛋白具有增強(qiáng)酪氨酸激酶的活性,改變了“一大堆”細(xì)胞功能,并抑制了凋亡的發(fā)生,所以,細(xì)胞就開始“瘋狂”擴(kuò)增了。
格列衛(wèi)(Gleevec),商標(biāo)名為甲磺酸伊馬替尼,在體內(nèi)外均可在細(xì)胞水平上抑制Bcr/Abl酪氨酸激酶,能選擇性抑制Bcr/Abl陽(yáng)性細(xì)胞系細(xì)胞、費(fèi)城染色體陽(yáng)性的慢性粒性白血?。–ML)和急性淋巴細(xì)胞白血病病人的新鮮細(xì)胞的增殖和誘導(dǎo)其凋亡。格列衛(wèi)的出現(xiàn),讓Ph染色體陽(yáng)性的慢性粒性白血病得到了治愈。
選擇性表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR,Epidermal Growth Factor Receptor),是表皮生長(zhǎng)因子受體(HER)家族成員之一。HER家族在細(xì)胞生理過(guò)程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。EGFR信號(hào)通路對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化等生理過(guò)程發(fā)揮重要的作用。EGFR表達(dá)于正常上皮細(xì)胞表面,而在一些腫瘤細(xì)胞中常過(guò)表達(dá),EGFR的過(guò)表達(dá)和腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、侵潤(rùn)、預(yù)后差有關(guān)。
易瑞沙(Iressa)或稱吉非替尼(Gefitinib)是一種選擇性表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)酪氨酸激酶抑制劑,該酶通常表達(dá)于上皮來(lái)源的實(shí)體瘤轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌(NSCLC),易瑞沙在黃種人EGFR陽(yáng)性的NSCLC治療效果非常顯著,已經(jīng)成為經(jīng)典的靶向治療方案之一。
類似這樣的靶向治療藥物還有很多種,目前美國(guó)FDA審批了使用較多的靶向藥物(見(jiàn)圖示)。
大眾健康:這么說(shuō),靶向藥物的使用在臨床上比較成熟了嗎?
田?。翰皇堑?,靶向藥目前在臨床上使用依然很有限,一則是分子診斷技術(shù)的普及度不高,二則靶向藥一般都比較貴,且一旦使用不能停藥,給病人家庭帶來(lái)很大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。這一情況的改善需要國(guó)內(nèi)原創(chuàng)藥物和仿制藥物研發(fā)的進(jìn)步,也有賴于醫(yī)療保險(xiǎn)體制的評(píng)估和改革。
大眾健康:再請(qǐng)您解釋下什么是生物治療。
田?。荷镏委熓沁\(yùn)用生物技術(shù)和生物制劑對(duì)從病人體內(nèi)采集的免疫細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)和擴(kuò)增后回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)的方法,來(lái)激發(fā)和增強(qiáng)機(jī)體自身免疫功能,從而達(dá)到治療腫瘤的目的。
目前主要的生物治療過(guò)程是從患者的外周血中采集單核細(xì)胞(PBMC),然后送到GMP工作室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)增、誘導(dǎo)、行腫瘤抗原刺激,從而獲得能識(shí)別不同類型的免疫活性細(xì)胞,然后如同打點(diǎn)滴一樣分次回輸?shù)交颊唧w內(nèi),有效抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、消除轉(zhuǎn)移病灶,達(dá)到預(yù)防和控制腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的目的,實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)患者生存期、提高患者生活質(zhì)量的多重目標(biāo)。
大眾健康:中醫(yī)治療在癌癥治療中可取么?
田?。哼@是一個(gè)讓很多中國(guó)人糾結(jié)的問(wèn)題。中醫(yī)中藥很大程度上是在調(diào)節(jié)免疫能力,而免疫力是抵御腫瘤最重要的環(huán)節(jié),所以,我們也支持中醫(yī)通過(guò)調(diào)節(jié)免疫,間接可以治療癌癥的觀點(diǎn)。但是前提還是很好的、明確的診斷和合理的中醫(yī)治療。
篇8
在1956年美國(guó)召開的首次“生物學(xué)中的信息理論研討會(huì)”上人們提出了生物信息學(xué)的概念[1]。近幾年,隨著人類基因組計(jì)劃(HGP)的迅猛發(fā)展,各種數(shù)學(xué)軟件以及生物分析軟件的出現(xiàn),將之前積累的大量不同生物基因序列、蛋白質(zhì)氨基酸殘基序列、不同生物種屬之間基因序列、蛋白質(zhì)以及結(jié)構(gòu)序列的保守結(jié)構(gòu)位點(diǎn)進(jìn)行整合,并據(jù)此建立了龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。而對(duì)于這些數(shù)據(jù)的分析,必須依靠計(jì)算機(jī)分析技術(shù)的不斷發(fā)展,所以就形成了一門由生物科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多門學(xué)科相互交叉的學(xué)科——生物信息學(xué)技術(shù)[2-4]。
生物信息學(xué)的基礎(chǔ)是各種數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和分析工具的發(fā)展。迄今為止,生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)總數(shù)已達(dá)500個(gè)以上。歸納起來(lái)可分為4大類:即基因組數(shù)據(jù)庫(kù)、核酸和蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)、生物大分子三維空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù),以及以上述3類數(shù)據(jù)庫(kù)和文獻(xiàn)資料為基礎(chǔ)構(gòu)建的二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)[7]。常用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)[8-10]:
European Molecular Biology Laboratory(EMBL)——?dú)W洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室http://ebi.ac.uk/ebi_docs/embl_db/ebi/topembl.html
UK Human Genome Mapping Project-Resource Center(HGMP-RC)——英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)所屬人類基因組圖譜資源中心 http://hgmp.mrc.ac.uk/default.htm
SeqNet:UK Node of European Molecular Biology Network(EMBNet)——?dú)W洲分子生物學(xué)信息網(wǎng)http://seqnet.dl.ac.uk/default.htm
GenBank——美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI)所維護(hù)的供公眾自由讀取的、帶注釋的DNA序列的總數(shù)據(jù)庫(kù)http://ncbi.nlm.nih.gov/Web/Search/index.html
National Center for Biotechnology Information(NCBI)——美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心http://ncbi.nlm.nih.gov/
DNA Databank of Japan(DDBJ)——日本核酸數(shù)據(jù)庫(kù)http://ddbj.nig.ac.jp/default.htm
Genome Sequence DataBase(GSD)——美國(guó)國(guó)家基因組資源中心維護(hù)的DNA序列關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)http://seqsim.ncgr.org/default.htm
Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)——在線人類孟德?tīng)栠z傳數(shù)據(jù)庫(kù)http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Omim/searchomim.html
European Drosophila Genome Project http://edgp.ebi.ac.uk/default.htm
The Institute for Genomic Research(TIGR)——美國(guó)基因組研究所http://tigr.org/default.htm
The Sanger Centre http://sanger.ac.uk/default.htm
Swiss Institute of Bioinformatics(Expasy)http://expasy.ch/default.htm
GenomeNet(Japan)http://genome.ad.jp/default.htm
Australian National Genomic Information Service(ANGIS)http://morgan.angis.su.oz.au/default.htm
Bioinformatics and Biology Resources on the Internet http://aeiveos.wa.com/biology/index.html
List of other Genome Sites http://hgmp.mrc.ac.uk/GenomeWeb/default.htm
Brunel University Online Teaching Programme http://brunel.ac.uk/depts/bl/project/front.htm
Whitehead Institute for Biomedical Research(WI)http://wi.mit.edu/
WICGR(WI/MIT Center for Genome Research)http://www-genome.wi.mit.edu/
Cold Spring Harbor Laboratory(CSHL)——冷泉港實(shí)驗(yàn)室http://clio.cshl.org/
SMI(Stanford Medical Informatics)http://www-smi.stanford.edu/projects/helix/
BNL(Brookhaven National Laboratory)——美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室http://genome1.bio.bnl.gov/
Weizmann Institute of Science——以色列魏茲曼科學(xué)研究所 http://bioinformatics.weizmann.ac.il/
中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院生物信息中心(BioSino)http://biosino.org.cn/
北京大學(xué)生物信息中心(CBI或PKUCBI)http://cbi.pku.edu.cn/
中國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院情報(bào)研究所 http://bmi.ac.cn/bio/
1 生物信息學(xué)在寄生蟲基礎(chǔ)研究中的現(xiàn)狀
隨著HGP的開展[11-12],人體寄生蟲基因組研究也受到了廣泛的重視。1993年美國(guó)人類基因組研究中心對(duì)HGP 作了修訂,修訂后的HGP 將模式生物基因組列入了HGP的內(nèi)容[13],認(rèn)為通過(guò)對(duì)較為簡(jiǎn)單的模式生物基因組的研究,可為人類基因的功能鑒定提供線索,并可從簡(jiǎn)單的基因組分析入手建立技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。人體寄生蟲是一類結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物如原蟲或多細(xì)胞生物如蠕蟲[14],是研究模式生物較理想的材料。因此,人體寄生蟲基因組計(jì)劃也已成為人類基因組計(jì)劃中模式生物基因組研究重要內(nèi)容之一[15-16]。其中,基因序列測(cè)定和新基因的發(fā)現(xiàn)是人體寄生蟲基因組計(jì)劃的首要任務(wù)。目前應(yīng)用生物信息學(xué)對(duì)下列人體寄生蟲基因組進(jìn)行了研究[17-18]:
1.1 惡性瘧原蟲 基因組計(jì)劃開展較早,研究表明惡性瘧原蟲的基因組大小約30Mb,含15000~17000個(gè)基因。在GenBank 中已記載的惡性原蟲5031個(gè)基因順序資料中,有3755個(gè)為抗原/蛋白質(zhì)的編基因序列。
1.2 利什曼原蟲 基因組大小約為35Mb,通過(guò)構(gòu)建利什曼原蟲不同時(shí)期特異性cDNA文庫(kù)和長(zhǎng)片段基因組文庫(kù),已經(jīng)獲得了2000多個(gè)EST 序列。
1.3 美洲錐蟲 基因組大小為55 Kb,已建立了標(biāo)化cDNA 文庫(kù),BAC 文庫(kù)和YAC 文庫(kù)?,F(xiàn)已完成了7000個(gè)EST序列的測(cè)定,3號(hào)和4號(hào)染色體序列已測(cè)定。
1.4 絲蟲 基因組大小為100Mb(以馬來(lái)絲蟲代表),至目前為止,在GenBank 中EST 序列已達(dá)到16500個(gè),鑒定出新基因6000個(gè),占預(yù)測(cè)基因總數(shù)的1/3。
1.5 碩大利什曼原蟲 已有約500個(gè)EST 序列進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),均是從含有引導(dǎo)序列的全長(zhǎng)cDNA的5端測(cè)出的序列,對(duì)利什曼原蟲的目標(biāo)是測(cè)出至少1500個(gè)新序列。
1.6 血吸蟲 基因組大小為270 Mb,估計(jì)基因數(shù)為20000個(gè)。血吸蟲基因組計(jì)劃始于1995年,早期研究工作主要是新基因的發(fā)現(xiàn)和繪制低分辨率的物理圖譜。目前在GenBank中已有的血吸蟲基因EST序列超過(guò)45900條,3500 個(gè)新基因已被鑒定,占基因總數(shù)的15%。
2 生物信息學(xué)在包蟲基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用前景
包蟲病是一個(gè)世界性的流行病,其防治工作倍受各國(guó)研究者重視。包蟲生活史復(fù)雜,同一包蟲的不同種株,以及在同一種株的不同發(fā)育階段,不同組織,甚至隨著環(huán)境的改變,其基因表達(dá)變化很大。目前有關(guān)包蟲的研究還不是很多,研究資源主要集中于研究包蟲單個(gè)基因的序列及其功能,隨著后基因組時(shí)代的發(fā)展,以及生物信息學(xué)的興起,包蟲的研究將從單個(gè)基因和功能向全基因組和功能研究轉(zhuǎn)變,從局部向整體轉(zhuǎn)變,從而使有目的地大規(guī)模研究疫苗和藥物相關(guān)基因成為可能。
目前,應(yīng)用生物信息學(xué)在對(duì)血吸蟲的基礎(chǔ)研究中取得了很大的進(jìn)展。這便給了我們一個(gè)提示,可以應(yīng)用生物信息學(xué)對(duì)包蟲進(jìn)行基礎(chǔ)研究。首先,可以通過(guò)生物信息學(xué)的相關(guān)網(wǎng)站得到目前已知的包蟲的基因或蛋白序列。目前報(bào)道包蟲的核酸序列共11106條[美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心(NCBI)數(shù)據(jù)庫(kù)],見(jiàn)下表:
核酸序列線粒體
內(nèi)核酸線粒體
外核酸總核酸
序列數(shù)Nucleotide5625321097相關(guān)EST01000210002GSS077 之后可以通過(guò)生物信息學(xué)相關(guān)工具做以下工作[19]:
2.1 基因功能預(yù)測(cè) 一個(gè)新基因得到后,接下來(lái)的工作就是尋找該基因的功能。序列同源比較是預(yù)測(cè)基因功能的第一步。利用同源比較算法,將待檢測(cè)的新基因序列從DNA和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行同源檢索后,就可以得到一系列與新基因同源性較高的基因或片段。這些基因和片段的已知功能信息就為進(jìn)一步分析新基因功能提供了具有相當(dāng)參考價(jià)值的導(dǎo)向。最主要的生物學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)是核酸、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)及其三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)[20]。
2.2 尋找蛋白質(zhì)家族保守序列 通過(guò)同源檢索,尋找新基因中包含的該蛋白質(zhì)家族的保守序列,為進(jìn)一步深入研究其功能作好準(zhǔn)備。多重序列同源比較,被用來(lái)尋找基因家族或蛋白質(zhì)家族中的保守部分[21-22]。由于保守部分常常與家族成員的功能密切相關(guān),蛋白質(zhì)家族數(shù)據(jù)庫(kù)能夠幫助科學(xué)家更好地認(rèn)識(shí)基因的功能。最具代表性的蛋白質(zhì)家族保守序列的數(shù)據(jù)庫(kù)有PRINTS、BLOCKS、Sbase 和Prosite等。這些數(shù)據(jù)庫(kù)可以幫助我們把新基因所屬的蛋白質(zhì)家族及其保守部分找出來(lái),并提供該家族其他成員的結(jié)構(gòu)和功能信息[23]。
2.3 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè) 如果一個(gè)可能的新基因通過(guò)同源檢索后沒(méi)有同源性,就成為孤獨(dú)基因了。孤獨(dú)基因可以通過(guò)結(jié)構(gòu)同源比較,尋找結(jié)構(gòu)同源的基因或直接預(yù)測(cè)其高級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)推測(cè)其可能的功能。有很多蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)提供結(jié)構(gòu)同源比較的檢索[20]。
目前,在后基因組時(shí)代,研究者們面對(duì)的不僅是序列和基因,也有越來(lái)越多的完整基因組。對(duì)不同種株包蟲基因組之間的比較性研究很可能會(huì)得到大量有用信息,而對(duì)同一種包蟲生活史不同階段基因組的比較性研究可能會(huì)使人們對(duì)于該物種的認(rèn)識(shí)更加深入。因此,隨著生物信息學(xué)的迅速發(fā)展和后基因組計(jì)劃的深入,包蟲的基礎(chǔ)研究必將得到極大地發(fā)展。人們能夠期望從對(duì)基因和基因的生物學(xué)功能研究著手,發(fā)現(xiàn)更有效的抗包蟲的藥物靶位或疫苗[24-25],并為徹底揭開包蟲的奧秘以及有效的治療與預(yù)防包蟲病打下基礎(chǔ)。
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篇9
【關(guān)鍵詞】整體醫(yī)學(xué);基因組;中醫(yī)心理學(xué);中醫(yī)基因組學(xué)
1整體醫(yī)學(xué)
整體醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代社會(huì)正在興起的一種醫(yī)學(xué)體系,將醫(yī)學(xué)看成一個(gè)有機(jī)整體,從整體上來(lái)認(rèn)識(shí)醫(yī)學(xué)的性質(zhì)、對(duì)象和目的。整體醫(yī)學(xué)與傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)在外表近似,但是本質(zhì)有所不同。整體醫(yī)學(xué)從本質(zhì)上說(shuō),是一種系統(tǒng)論。整體醫(yī)學(xué)就是用整體觀認(rèn)識(shí)醫(yī)學(xué)的各個(gè)要素。而整體醫(yī)學(xué)的整體觀是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所認(rèn)識(shí)的所有聯(lián)系的基礎(chǔ)上,從科學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展上來(lái)說(shuō),這是一種弱整體觀,一種綜合論,理論基礎(chǔ)是還原科學(xué)觀。
醫(yī)學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代,即經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)代、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)代和當(dāng)前的整體醫(yī)學(xué)時(shí)代。經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)代為自然哲學(xué)醫(yī)學(xué)模式,實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)代為生物醫(yī)學(xué)模式,而整體醫(yī)學(xué)時(shí)代為生物-心理-社會(huì)醫(yī)學(xué)模式。當(dāng)今醫(yī)學(xué)的特點(diǎn)是處在實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)時(shí)代向整體醫(yī)學(xué)時(shí)代的過(guò)渡時(shí)期,整體醫(yī)學(xué)的理論體系尚未正式形成,但已具雛形?,F(xiàn)代的整體醫(yī)學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是生命科學(xué)發(fā)展的結(jié)果,但是生命科學(xué)——基因組學(xué)正在走向完善的基因組聯(lián)系,將來(lái)的發(fā)展必然在基因組的普遍聯(lián)系上證明中醫(yī)的基本理論,所以隨著基因組學(xué)的整體化發(fā)展,以及中醫(yī)學(xué)的跨越式發(fā)展,現(xiàn)代整體醫(yī)學(xué)必然走向更完備的、以中醫(yī)學(xué)為核心的整體醫(yī)學(xué)。
2中醫(yī)學(xué)現(xiàn)代化
整體醫(yī)學(xué)的崛起給中醫(yī)藥學(xué)國(guó)際化帶來(lái)了機(jī)遇,整體醫(yī)學(xué)與中醫(yī)藥學(xué)的關(guān)系是十分密切的。從理論體系看,整體醫(yī)學(xué)的理論與中醫(yī)藥學(xué)的學(xué)說(shuō)實(shí)際上是相通的。如《黃帝內(nèi)經(jīng)》中就提出“人與天地相參”的觀點(diǎn)。
中醫(yī)藥學(xué)其實(shí)就是一門完整的整體醫(yī)學(xué)。中醫(yī)學(xué)有著對(duì)人體自身整體性及人與自然、社會(huì)環(huán)境相統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但是中醫(yī)學(xué)又是一門模糊的整體科學(xué)?!饵S帝內(nèi)經(jīng)》建立于二千多年前,是古人觀察人體與自然所建立的整體醫(yī)學(xué),其本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的整體觀,但是由于社會(huì)發(fā)展水平和極端落后的科學(xué)技術(shù)條件的限制,這個(gè)時(shí)候形成的整體只能是粗略與模糊的。隨著時(shí)代的發(fā)展,由于封建禮教的限制,加之受中國(guó)哲學(xué)觀重用輕體、重道輕器價(jià)值取向的影響,人們開始疏于人體具體的形態(tài)和結(jié)構(gòu),歧視人體解剖,對(duì)人體的細(xì)節(jié)和局部方面未做較深入的剖析研究,隨之《內(nèi)經(jīng)》的結(jié)構(gòu)功能統(tǒng)一的整體觀逐漸演變?yōu)閱渭兊墓δ苄缘恼w觀。由于缺乏了結(jié)構(gòu)和形態(tài)的支持,不能得到有效的可見(jiàn)的物質(zhì)證據(jù)來(lái)說(shuō)明自己的科學(xué)性,本身也缺乏創(chuàng)新發(fā)展,所以隨著以結(jié)構(gòu)為主的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,中醫(yī)學(xué)屢次受到打擊和排斥。
中醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展必須從《黃帝內(nèi)經(jīng)》的整體思想開始做起,真正認(rèn)識(shí)整體的本質(zhì),結(jié)合現(xiàn)達(dá)的科學(xué)技術(shù)尤其是分子生物學(xué)技術(shù),發(fā)展新時(shí)代的完整的結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的整體觀。所謂中醫(yī)現(xiàn)代化就是用現(xiàn)代語(yǔ)言和科學(xué)技術(shù)重新描述人與自然、人與社會(huì)平衡條件下的人整體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
當(dāng)代分子生物學(xué)在迅猛發(fā)展,借助電子計(jì)算機(jī)技術(shù)處理大量數(shù)據(jù),基因組學(xué)得到了極大的發(fā)展。在足夠的時(shí)間內(nèi),基因組學(xué)很可能走向整體,最后可能在基因的相互聯(lián)系中發(fā)現(xiàn)了中醫(yī)的陰陽(yáng)五行所存在的基因證據(jù),這時(shí)候中醫(yī)就會(huì)被分子生物學(xué)所吸收,現(xiàn)代的整體醫(yī)學(xué)就可能吸收了中醫(yī)藥學(xué)的優(yōu)勢(shì)發(fā)展成為完善的結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的整體醫(yī)學(xué),中醫(yī)不再是中國(guó)的中醫(yī)了。這是好事,但是對(duì)于國(guó)家和民族,對(duì)于中醫(yī)學(xué)的發(fā)源地,我們將失去一次崛起的機(jī)會(huì)。
3整體的含義
中醫(yī)學(xué)是整體科學(xué),西醫(yī)學(xué)是還原科學(xué)。中醫(yī)現(xiàn)代化首先必須是基礎(chǔ)理論的現(xiàn)代化,而基礎(chǔ)理論的現(xiàn)代化又以整體為前提,整體觀的現(xiàn)代化為首要。以前中醫(yī)現(xiàn)代化的失敗在于從傳統(tǒng)的功能整體觀方法論上而不是從整體的根本意義上看待現(xiàn)代化。而西醫(yī)也是從自身的方法論上看待中醫(yī),所以在這種前提下根本的中西醫(yī)結(jié)合是不可能的。
整體是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一,兩者互相依存、不能分離,結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ),功能是結(jié)構(gòu)的展現(xiàn)。整體是局部的整體,局部是整體的局部。整體是物質(zhì)形、氣、能的統(tǒng)一,是結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一,是一種客觀實(shí)在。
任何個(gè)體都是由兩種以上的物質(zhì)要素混化而成的。這一混化物可以呈質(zhì)地均勻無(wú)別的氣態(tài),也可以呈實(shí)體存在的實(shí)體態(tài)。前者固然是一體,后者,盡管它的實(shí)體組成部分可以形形,各部分的功能也可千差萬(wàn)別,但該實(shí)體物的氣卻遍布全體、貫穿內(nèi)外,使組元形成有機(jī)聯(lián)系的和諧整體。這里所說(shuō)的整體,指形成氣的時(shí)空結(jié)構(gòu)而言,它是維系氣獨(dú)立性、特殊性的根本,也可把整體理解為氣的結(jié)構(gòu)模式。譬如,設(shè)某模式為特殊的比附,這種特定的形狀結(jié)構(gòu)的性質(zhì)是不受其所占位置的大小影響的。因而時(shí)空結(jié)構(gòu)模式一旦形成,不僅可以使全部事物的各個(gè)部分都處在同一結(jié)構(gòu)上,而且這一整體特以滲透到所屬各個(gè)局部中去,使在這一整體中的局部組元可以體現(xiàn)整體,這是與組元作為獨(dú)立存在物的根本區(qū)別:①整體的實(shí)在性。②整體的聯(lián)系性:任何整體都在和其他整體處在密切的聯(lián)系當(dāng)中,聯(lián)系是這個(gè)整體存在的必然條件,沒(méi)有聯(lián)系便沒(méi)有這個(gè)整體存在的必然性了。③整體的層次性:任何整體都是大的整體的一個(gè)組成部分,而這個(gè)整體有包含了小的層次的整體,小的局部組成。④整體規(guī)律的類似性:一物生來(lái)有一身,一物自有一乾坤。每個(gè)整體都是從類似規(guī)律演化而來(lái),從無(wú)極演化,有太極,從這太極演化陰陽(yáng),以至這一整體全部。⑤整體的進(jìn)化性:宇宙從無(wú)極逐漸演化太極,以至現(xiàn)在的萬(wàn)物,在發(fā)展至人這個(gè)宇宙最高級(jí)的生命個(gè)體,便是整體演化的最好的證明。
氣是中醫(yī)學(xué)的核心?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)是從有形的結(jié)構(gòu)上研究,形是氣所聚,形散為氣,氣是形的場(chǎng),形氣是統(tǒng)一的。氣是整體的體現(xiàn)。那么從形氣理論的兩種醫(yī)學(xué)也是可以統(tǒng)一的。
整體性是貫穿人體宏觀和微觀的根本。從宏觀逐漸微觀,每一層次都是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一,每一層次都服從統(tǒng)一的整體性,而整體性是每一層次運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的根本。這個(gè)的整體規(guī)律就是中醫(yī)基礎(chǔ)理論,這個(gè)規(guī)律指導(dǎo)著每一層次的運(yùn)動(dòng)和相互作用。
4建立中醫(yī)基因組學(xué)
基因組是現(xiàn)代生物學(xué)還原到分子的體現(xiàn),由此生命科學(xué)開始轉(zhuǎn)向整體科學(xué)?,F(xiàn)在的功能基因組學(xué)就是這一轉(zhuǎn)向的體現(xiàn)?;蚪M是整體科學(xué)與還原科學(xué)的交匯點(diǎn)。
基因組是人體的微觀信息調(diào)控中心,更體現(xiàn)了人體的整體性。它是人的精氣的凝聚態(tài),含有生命的全部信息。宏觀人體整體和微觀的人體基因組整體性是統(tǒng)一的和同源的,基因組整體是由五臟功能模塊組成,這五臟又有亞細(xì)的模塊組成,這亞細(xì)的模塊又有更微小的基因模塊組成,各個(gè)大模塊亞細(xì)模塊之間存在協(xié)調(diào)的相互關(guān)系,這個(gè)關(guān)系就是微觀經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)?;蚬δ苣K由相應(yīng)的基因組成,基因組整體是結(jié)構(gòu)和功能統(tǒng)一的整體。建立中醫(yī)特色的基因組學(xué)是為了完善中醫(yī)藥學(xué)理論,發(fā)展整體醫(yī)學(xué)。建立微觀基因組整體辨證論治,并沒(méi)有否定傳統(tǒng)意義上的辨證論治觀,而是將其發(fā)展一步,深入到基因組整體內(nèi)部,將整體觀深入到基因組整體中,將宏觀整體辨證和微觀基因組整體辨證結(jié)合起來(lái),建立了一個(gè)從外至里、從里至外的整體的辨證論治觀,建立宏觀和微觀統(tǒng)一的整體的辨證體系。這才是科學(xué)的完整的辨證論治觀。
建立中醫(yī)基因組學(xué)是為了在基因研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合證候研究,證明中醫(yī)證候理論的正確性;進(jìn)而在分子基礎(chǔ)上證明中醫(yī)臟腑經(jīng)絡(luò)理論的正確性,最后深入基因組研究,深入了解基因組所蘊(yùn)含的生命本質(zhì)以及生命的發(fā)展。
中醫(yī)基因組學(xué)的建立是中醫(yī)現(xiàn)代化走向未來(lái)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),整體科學(xué)與還原科學(xué)都在這一尖端領(lǐng)域進(jìn)行著研究,而中醫(yī)學(xué)進(jìn)入這一領(lǐng)域,一可以完善自己的理論體系,解譯基因組所包含的全部生命信息,促進(jìn)人類的健康事業(yè);二則可以引導(dǎo)還原科學(xué)的整體化演變。
5中醫(yī)心理學(xué)的發(fā)展
這是中醫(yī)心理學(xué)與現(xiàn)代心理學(xué)結(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn)。也是中醫(yī)現(xiàn)代化的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
中醫(yī)心理學(xué)原來(lái)是中醫(yī)學(xué)的一個(gè)分支,以心理的整體功能為本體論述人的心理的,講的是人的先天功能。傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)建立在遠(yuǎn)古極端落后的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下,人們看不出人的社會(huì)本質(zhì)和社會(huì)發(fā)展,而現(xiàn)代社會(huì)條件下,人的心理與健康都受到了社會(huì)的極大影響,發(fā)生了很大改變,中醫(yī)心理學(xué)也必須隨時(shí)代的發(fā)展而發(fā)展。
現(xiàn)代心理學(xué)是以人的大腦的具體結(jié)構(gòu)為生理基礎(chǔ),論述人在社會(huì)中的各種行為性格等,這是人的后天功能,對(duì)人們的各種行為意識(shí)均有科學(xué)的描述。但是現(xiàn)代心理學(xué)沒(méi)有與人的整體功能結(jié)合在一起,沒(méi)有指出人的根本的社會(huì)本質(zhì),所以其發(fā)展也是有局限的?,F(xiàn)代心理學(xué)是建立在還原論基礎(chǔ)上的,而人的心理是整體的,所以它本身具有很大的缺陷。
人的各種語(yǔ)言、行為以及意識(shí)思維等都是在人的元神的支配下進(jìn)行的,元神是最根本的自我。而心理的進(jìn)行是在社會(huì)背景條件下的,一切心理行為都有社會(huì)背景的,社會(huì)背景形成了人的心理模塊、人格模式,人格模式下的元神系統(tǒng)構(gòu)成了人的社會(huì)自我,心理的行為是在元神的支配下通過(guò)心理模塊進(jìn)行的,以此結(jié)合這兩個(gè)心理學(xué),可以從根本上解決人的心理問(wèn)題。佛學(xué)對(duì)人的心性理論有深刻認(rèn)識(shí),但是借鑒之前必須徹底拋棄佛學(xué)所具有的唯心思想,心性理論中性與元神相關(guān),而心與元神、元神支配下形成的人格模式有關(guān)。
元神可以接受信息,加工、儲(chǔ)存、提取信息,發(fā)放信息三個(gè)方面。人出生時(shí)意識(shí)是白凈的,但是在人從出生開始,人就在不斷接受信息,在一定社會(huì)文化背景下不斷學(xué)習(xí),不斷加深信息,積累信息,使元神中的信息不斷強(qiáng)化與激活而得到強(qiáng)化,最終形成了比較固定的人格參照模式。這個(gè)模式一旦形成,就形成了新進(jìn)入信息的文化背景,形成了人各種意識(shí)、行為的模板,形成了特定的性格模式。人的性格模式是在元神支配下形成的,但是性格模式一旦形成就對(duì)人的元神人的生理發(fā)生作用,形成了人的后天行為的文化背景和模式。人的性格模式與人的后天社會(huì)文化環(huán)境有很大關(guān)系,它也不是固定不變的。
中醫(yī)心理學(xué)和現(xiàn)代心理學(xué)是功能與應(yīng)用的結(jié)合。元神是人的整體功能,人的五臟情志、七情等都是人的元神功能的一個(gè)方面,但是這些情志的發(fā)生必然受到人的性格模式的影響,性格模式又決定了情志的發(fā)生模式。中醫(yī)心理學(xué)和現(xiàn)代心理學(xué)都是不完整的,各講述了人心理的一個(gè)方面,結(jié)合起來(lái)才是真正的人的心理整體過(guò)程。
人的心理在當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)比較陌生的領(lǐng)域,佛學(xué)、現(xiàn)代心理學(xué)、中醫(yī)心理學(xué)都有各自的認(rèn)識(shí),但是它們又不是完全的,正確的認(rèn)識(shí)是將它們結(jié)合起來(lái),建立科學(xué)的辨證唯物主義的整體的心理學(xué)體系?,F(xiàn)代中醫(yī)心理學(xué)的建立不但解決了人的意識(shí)的根本問(wèn)題,促進(jìn)人類的心理健康發(fā)展,而是還對(duì)社會(huì)的發(fā)展有很大的潛在的作用。
6結(jié)論
篇10
[關(guān)鍵詞] 骨肉瘤;Survivin;Livin
[中圖分類號(hào)] R738[中圖分類號(hào)] A[文章編號(hào)] 1673-9701(2009)24-26-02
Expression of Survivin and Livin in Human Osteosarcoma and Its Significance
YANG BaojunWANG Guizhi
Medical Group General Hospital of Pingdingshan Coal Leveling Industry,Henan 467000,China
[Abstract] Objective To investigate the expression of survivin and livin in human osteosarcoma. Methods The clinical pathological data of 38 cases of osteosarcoma and 20 cases of osteochondroma were studied retrospectively and the statistical analysis was made of the results obtained by use of immunohistochemistry. Results The expression rates of survivin and livin in osteosarcoma was 44.7%(17/38) and 55.3%(21/38),respectively. The expression of survivin and livin was correlated with Enneking surgical staging. Its expression rate in Enneking surgical staging Ⅰ-ⅡA was significiantly lower than that in staging ⅡB-Ⅲ(P
[Key Words] Osteosarcoma;Survivin;Livin
隨著腫瘤分子遺傳學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展,凋亡作為一種程序性細(xì)胞死亡,廣泛參與細(xì)胞的各種生理、病理過(guò)程,不僅對(duì)細(xì)胞發(fā)生、分化和維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)都有很重要的作用,而且還可以通過(guò)清除變異的細(xì)胞和改變基因表達(dá)阻止細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。因此,如果凋亡被抑制,基因發(fā)生突變的細(xì)胞就會(huì)得以繼續(xù)生存,從而通過(guò)突變導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。本文采用免疫組化方法研究凋亡抑制蛋白Survivin和Livin在人骨肉瘤組織中的表達(dá)及其臨床意義。
1材料與方法
1.1材料
收集河南省平頂山市平煤醫(yī)療集團(tuán)總醫(yī)院病理科1998~2007年診斷骨肉瘤病例38例,術(shù)前均未進(jìn)行放療和化療,其中男性23例,女性15例,年齡7~43歲,平均年齡21歲,所有患者均手術(shù)治療,診斷明確,另選取20例骨軟骨瘤標(biāo)本作為對(duì)照組。兔抗人Survivin多克隆抗體購(gòu)于Labvision生物公司(Rb-6),兔抗人Livin多克隆抗體購(gòu)于武漢博士德生物公司(BA1743);免疫組化SP試劑盒及DAB顯色試劑盒均購(gòu)自福州邁新生物技術(shù)公司。
1.2方法
免疫組化染色采用SP法,4μm厚切片,EDTA抗原修復(fù)液進(jìn)行抗原修復(fù)。所用抗Survivin抗體濃度為1∶100,抗Livin抗體濃度為1∶50。染色步驟按說(shuō)明書進(jìn)行,DAB顯色,蘇木素復(fù)染,透明封固,骨軟骨瘤對(duì)照組與骨肉瘤組在相同條件下同時(shí)處理。
1.3陽(yáng)性結(jié)果判斷
以胞核和(或)胞質(zhì)出現(xiàn)黃色或黃棕色染色為陽(yáng)性細(xì)胞。隨機(jī)觀察10個(gè)高倍鏡(400×)視野,每個(gè)視野計(jì)數(shù)100個(gè)細(xì)胞,共計(jì)數(shù)1000個(gè)細(xì)胞,陽(yáng)性表達(dá)細(xì)胞數(shù)50%為3分(如封三圖4和圖5);陽(yáng)性強(qiáng)度黃色為1分,棕黃色為2分,棕褐色為3分。將細(xì)胞陽(yáng)性率與染色強(qiáng)度積分相乘:0分為表達(dá)陰性,1~3分為表達(dá)弱陽(yáng)性,4~9分為表達(dá)強(qiáng)陽(yáng)性。
1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
應(yīng)用SPSS10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,進(jìn)行x2檢驗(yàn)。
2結(jié)果
骨肉瘤中Survivin和Livin的表達(dá):Survivin和Livin均表達(dá)于骨肉瘤細(xì)胞漿內(nèi),Survivin和Livin在38例標(biāo)本中陽(yáng)性率分別為44.70%(17/38)和55.30%(21/38),Survivin和Livin的表達(dá)與患者年齡、性別、骨肉瘤亞型無(wú)明顯關(guān)系,但與Enneking外科分期有關(guān),Ⅰ~ⅡA期與ⅡB~Ⅲ期腫瘤表達(dá)率差異明顯(P
3討論
骨肉瘤是原發(fā)于骨組織的最常見(jiàn)的惡性腫瘤,發(fā)病年齡多位于11~20歲,其次為21~30歲。此類腫瘤惡性程度高,常危及患者生命。隨著20世紀(jì)90年代基因治療的興起,開辟了腫瘤治療的新途徑。凋亡抑制基因,是一類對(duì)腫瘤細(xì)胞起抑制作用的基因。細(xì)胞的過(guò)度增殖和/或細(xì)胞凋亡受到抑制在腫瘤的發(fā)生與演進(jìn)過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。IAPs是一組caspase抑制蛋白,在人類中包括8個(gè)成員:c-IAPl,c-lAP2,NAIP,XIAP,Ts-IAP,Apollon,Survivin和Livin,通過(guò)BIR結(jié)構(gòu)與caspase結(jié)合并抑制caspase活性,發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡的作用[1]。其中Survivin和Livin是IAP家族中新發(fā)現(xiàn)的兩種蛋白,兩者都可以直接或間接抑制caspase凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的起始分子caspase-9的活化、活性以及效應(yīng)分子caspase-3/-7的活性而阻斷凋亡的發(fā)生過(guò)程[2,3]。另外,Survivin在有絲分裂期與紡錘體上的微管蛋白作用而調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂,在G2/M期高表達(dá),而在G1和S期迅速降解[4]。Survivin和Livin的表達(dá)具有特異性,在絕大多數(shù)分化成熟的組織(除胎盤等)不表達(dá)或低表達(dá),而在胚胎組織以及大多數(shù)實(shí)體瘤組織中高表達(dá)[5,6]。
本研究中,Survivin和Livin均表達(dá)于骨肉瘤細(xì)胞漿,少量可見(jiàn)細(xì)胞核表達(dá),同時(shí)有人發(fā)現(xiàn)Survivin胞核表達(dá)在部分腫瘤中臨床意義高于細(xì)胞漿[7]。Survivin和Livin在38例標(biāo)本中陽(yáng)性率分別為44.7%(17/38)和55.3%(21/38)。Survivin和Livin的表達(dá)與患者年齡、性別、骨肉瘤亞型無(wú)明顯關(guān)系,但與Enneking外科分期有關(guān),Ⅰ~ⅡA期與ⅡB~Ⅲ期之間腫瘤表達(dá)率差異明顯(P
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