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细胞生物学文献综述范文(精选8篇)

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细胞生物学文献综述范文(精选8篇)

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细胞生物学文献综述范文 第1篇

化疗作为恶性肿瘤临床治疗的重要手段而被广泛应用,其所致副反应以白细胞减少最为常见。化疗致白细胞减少易引发感染,导致化疗疗程的推迟与剂量的减小[1],这不仅影响肿瘤患者的生活质量[2],还威胁着患者生存周期与预后[3]。因而,化疗所致白细胞减少也就成为临床的常见问题。现代医学对于化疗所致白细胞减少的治疗主要以刺激骨髓造血为主,临床使用的药物以粒细胞集落刺激因子为主。近年来,中药对于化疗后引起的白细胞减少的疗效也逐渐被患者接受,而关于其机制的研究亦逐渐深入。本文就其机制进行探讨。

1 传统中医理论

中医理论认为,化疗药物为热毒之邪,作用于机体导致伤津耗气,阴津亏损,津血同源,气血双亏,阴阳俱虚,脏腑亏损。表现为乏困无力,头晕目眩,夜卧不寐,或失眠多梦,五心烦热,易受外感风寒之邪入侵,属于中医学“虚劳”的范畴,证型多以气血亏虚为主。《灵枢・海论》曰:“髓溢不足,则脑转耳鸣,胫酸眩冒,目无所见,懈怠安卧。”《医学入门》曰:“食少神昏,精不荣,腰背胸胁筋骨酸痛,潮汗咳嗽,此虚证也,但见一二便是。”上述描述与白细胞减少的症状相似。中医经典理论认为,虚劳以脾肾虚损为主,肾为先天之本,藏精生髓,肾虚则精髓不生;脾为后天之本,气血生化之源,脾虚则气血生化乏源,气血不足,表现多有乏力、头晕、少气懒言、低热盗汗等症。因此,治疗以补虚为主,针对病因病机,健脾补肾、益气养血等治法对于白细胞减少的治疗有明显疗效。

2 现代医学研究

中药对骨髓细胞增殖的影响

骨髓细胞增殖功能的良好与否决定了外周血象是否正常。骨髓细胞增殖存在细胞周期,而其调控机制中有两个重要的检查点,分别位于G1期与S期、G2期与M期之间。陈志伟等[4]研究显示四物汤配方颗粒各组均能明显促进骨髓G0/G1期细胞向S期细胞以及S期细胞向G2/M期细胞转化,增殖指数(PI)明显升高。郑轶峰等[5-6]研究表明右归丸低、高剂量均能促进骨髓G0/G1期细胞向S期细胞以及S期细胞向G2/M期细胞的转化,提高G2/M期细胞比例,增殖指数(PI)明显升高。左归丸各剂量组均能促进骨髓G0/G1期细胞向S期细胞以及S期细胞向G2/M期细胞的转化,从而导致G2/M期细胞比例和增殖指数(PI)明显升高(P

中药对骨髓造血微环境的影响

中药对造血因子的影响

骨髓微环境中的基质细胞所分泌的多种细胞因子,如SCF、GM-CSF、G-CSF、M-CSF以及白细胞介素等,这些因子对造血干细胞的增殖、分化和发育起调控作用。IL-6是一种主要由免疫活性细胞分泌的多功能因子,不仅具有免疫调节及抗肿瘤作用,且能促进细胞的增殖分化、加速血小板的再生,具有显著的造血调控作用。袁晓辉[9]研究表明六君子汤能诱导小鼠细胞因子的释放,实验中病理小鼠血液中IL-6活性表现出明显降低,在运用六君子汤治疗后第5、10天具有显著升高IL-6水平。

综上所述,传统中医理论的证候分析及现代医学分子生物学的相关实验研究,均说明中药对于化疗后引起的白细胞减少的治疗有效,而临床大量病例亦证明了化疗后配合中医中药治疗能够改善白细胞减少,提高患者的生存质量。随着肿瘤治疗理念的变化,中医治疗也逐渐成为肿瘤综合治疗中的重要手段被患者所接受。对于化疗引起的其他不良反应,中医中药能否提供更多的有效治疗及其机制有待于我们进一步探讨。

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细胞生物学文献综述范文 第2篇

【关键词】 基质细胞衍生因子1;CXC族细胞因子受体4;缺血性心脏病;干细胞治疗;文献综述

基质细胞衍生因子-1(stromal cellderived factor l,SDF1)是由骨髓基质细胞产生的CXC型趋化因子,CXC族细胞因子受体4(CXCR4)是目前所知的SDF1的唯一受体。起初,SDF1/CXCR4的研究主要集中在血液病和艾滋病领域。自从1997年发现了其对骨髓干细胞具有明显的趋化作用后,关于通过干细胞迁移修复受损病灶的报道逐渐增多,如在缺血的脑组织[1]、心肌组织[2]、肢体肌肉组织[3]中,趋化因子SDF1明显升高,促使成体干细胞定向迁移至病灶内,加速受损组织的修复再生。

1 SDF1/CXCR4的结构和生物学功能

结构

SDF1是1994年Nagasawa等[4]在小鼠骨髓基质细胞系pA6分泌的细胞因子中发现的,因其在前B细胞增生分化中发挥重要作用而被称为前B细胞增长刺激因子。根据其氨基酸序列N端2个半胱氨酸被1个其他氨基酸隔开,将其归为趋化因子CXC亚族,并被命名为CXCL12。人SDF1基因定位于人染色体,并在骨髓、大脑、心脏、肾脏、肝脏、胸腺等器官中持续表达。CXCR4为SDF1的特异性受体,其基因编码352个氨基酸,编码基因位于人染色体2q21,是高度保守的具有7个跨膜结构域的G蛋白偶联的受体。CXCR4表达于骨髓、脐血和动员的外周血来源的CD34+细胞表面,还可在多种非造血细胞和器官上表达。

生物学功能

造血

SDF1对造血干/祖细胞增殖和分化的影响 Lataillade等[5]研究发现,SDFl对造血干细胞有刺激其增殖的作用,并且与其他造血细胞生长因子如干细胞因子(SCF)及白介素3(IL3)有协调作用,还能促进更多的CD34+细胞进入细胞周期,使S期和G2期/M期细胞明显多于对照组。

SDF1介导造血干/祖细胞的动员过程 研究表明,骨髓动员的鼠中骨髓SDF1浓度会下降,直接导致体内丝氨酸蛋白酶的积累,后者直接引起骨髓造血干/祖细胞的动员[6]。

对造血干/祖细胞归巢的影响 (1)SDF1/CXCR4介导造血干/祖细胞的趋化转移效应。来源于骨髓、脐血、动员外周血中的CD34+造血干/祖细胞表面表达SDF1受体CXCR4,而骨髓基质表达的SDF1能特异地对CXCR4产生趋化作用[7]。因此,表达CXCR4的造血干细胞就能够沿着SDF1的浓度梯度迁移实现归巢过程。(2) SDF1/CXCR4诱导CD34+细胞穿越内层黏附于骨髓基质的作用。人的骨髓内皮细胞连续表达SDF1,SDFl吸附在内皮细胞表面的蛋白多糖上,结合CD34+细胞表面的CXCR4捕获造血干/祖细胞,在黏附分子参与下,HSC与内皮细胞产生黏附,SDFlα可增强HSC与骨髓基质的黏附作用,这与SDFlα的聚糖和葡萄糖胺聚糖的特性有关。

胚胎发育

敲除小鼠SDF1基因的2个等位基因,小鼠出生后即死亡,有B细胞增殖、骨髓细胞发育、神经系统发育受阻以及室间隔缺损等缺陷,基因敲除CXCR4小鼠与基因敲除SDF1小鼠有几乎相同的表现,说明SDF1、CXCR4在胚胎发育过程中具有非常重要的作用。

免疫与炎症

SDF1是T细胞、前B淋巴细胞、单核细胞和DC细胞的潜在趋化因子,是前B细胞生长刺激因子,也是早期阶段B细胞,T细胞的分化、成熟的生长因子[810]。研究发现,SDF1缺乏鼠的淋巴细胞和骨髓系细胞不能正常发育,由于SDF1和CXCR4对T细胞、单核细胞的迁移及B淋巴细胞生成中的生物学效应,可能在免疫监视过程中也发挥重要生理功能,在炎症反应中,白细胞向炎症部位集中也与此有关。有学者报道,在肿瘤局部分泌的SDF1具有免疫调节作用,能够趋化T细胞、调节CD4+T细胞的抗肿瘤效应[11]。另外,Gomzalo等[12]发现SDF1/CXCR4轴在过敏性呼吸道疾病(ADD)发生中起关键作用。Nanki等[13]利用双室模型研究中发现SDF1是CD4+T细胞活化的共刺激因子,在类风湿性关节炎病变的滑膜中有CD4+T细胞的积聚现象,提示SDF1在免疫及局部炎症过程中是一个重要的调节因子。Clissi等[14]发现SDF1选择性地趋化Thl,对Th2的作用很弱。受SDF1趋化的T细胞内有Rac1 GTP酶激活和肌动蛋白多聚化,说明SDF1参与慢性炎症发生。

肿瘤

很多研究报道指出,CXCR4在肿瘤细胞高度表达,而SDF1在某器官的高浓度表达代表肿瘤细胞首先转移的目的地,实验证明CXCR4的抗体有效地阻断了肿瘤细胞向肺部转移的过程,可见SDF1/CXCR4在肿瘤细胞扩散转移中起到重要作用。

CXCR4是肿瘤细胞上很常见的趋化因子受体,同时是其他癌症治疗中的调节因子,例如血管内皮生长因子(VEGF)能诱导CXCR4大量表达,因此VEGF抗体能通过抑制CXCR4表达达到控制肿瘤细胞转移的作用。

艾滋病

Mirshahi等[15]研究认为,HIV1感染首先以CCR5为辅助受体感染单核细胞,此期患者多无明显临床症状,之后感染CD4+T淋巴细胞,表现出获得性免疫缺陷综合征(_),CXCR4为HIV1感染CD4+T淋巴细胞的辅助受体,在HIV1感染CD4+T淋巴细胞过程中发挥重要作用。SDF1可通过与HIV1的gpl20竞争结合CXCR4和下调CD4+T淋巴细胞表达CXCR4发挥抗HIV1感染作用,尤其是对于有症状的HIV1感染患者。

2 SDF1/CXCR4在缺血性心脏病的干细胞治疗方面的研究进展

缺血性心脏病干细胞治疗的现状

应用干细胞治疗缺血性心脏病的研究都基于这一假设:干细胞可以分化成包括心肌细胞和血管内皮细胞在内的各种类型的细胞,而患病心脏内新生的心肌细胞和血管能够有效地逆转心力衰竭[16]。众多实验验证了干细胞在缺血性心脏病治疗中的作用。有研究人员[17]将表达绿色荧光蛋白(EGFP)的小鼠骨髓造血干细胞注射到野生型急性心肌梗死小鼠心脏缺血区的周围,1~2周后,缺血区出现了大约68%的表达心肌细胞特异性标记物的细胞,同时心脏超声和血流动力学指标显示左室功能得到显著改善。内皮前体细胞和间充质干细胞也能够定向迁移到心肌梗死区,转化为心肌细胞,参与新生血管的形成,改善左室功能,减少心肌细胞死亡的数目和心肌梗死的范围[1820]。然而,干细胞发挥改善心功能的作用,首先要有足够的存活细胞。Toma等[19]发现,99%的植入细胞进入了外周血或者发生了凋亡。另外有报道称,经冠状动脉移植骨髓单个核干细胞(BMNSCs)后只有1%~2%的细胞滞留于目标心肌[21]。这些证据表明单纯干细胞移植效率不高。

SDF1/CXCR4轴在心脏损伤修复中的作用

为提高干细胞移植效率,人们的目光转移到在干细胞的动员、归巢和分化过程中发挥重要作用的细胞因子上。其中,SDF1与其特异性受体CXCR4相互作用,参与到干细胞动员、归巢、黏附、存活增殖的各个步骤,在心脏的细胞治疗中有着巨大的应用潜能。 SDF1/CXCR4轴与干细胞/前体细胞的定向迁移

干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。目前研究最多的是成体干细胞,它来源于成体组织,移植后不产生排斥反应,来源也不受伦理学要求的限制。干细胞/前体细胞的动员和归巢是一个复杂的过程,SDF1/CXCR4轴在这个过程中发挥着关键作用。首先,干细胞要离开其原器官,如骨髓。降低骨髓内SDF1的浓度[2223]或提高骨髓外SDF1的浓度[24],所产生的骨髓内、外SDF1浓度梯度都可以促进骨髓造血细胞的动员。随后,进入血液循环的干细胞在化学因子的作用下向靶器官迁移。如上所述,SDF1能够充当干细胞定向迁移的化学引诱物[2526],同时它也可以增强干细胞的运动能力[27],这可能与细胞骨架蛋白的重排相关。到达靶器官后,干细胞首先要黏附到血管内皮上。SDF1能够促进细胞黏附到纤维蛋白原、纤维连接蛋白、间质和内皮细胞上[2829]。这种促进作用主要通过激活靶细胞表面的各种黏附分子,如淋巴细胞功能相关抗原1(LFA1)、晚期活化抗原4(VLA4)和晚期活化抗原5(VLA5)等实现的[29]。黏附到血管内皮的干细胞随后要穿过血管壁从而进入靶器官,在SDF1的作用下,干细胞可以分泌更多的基质金属蛋白酶-9(MMP)、一氧化氮和某些促进血管生长的因子,如血管内皮细胞生长因子(VEGF)[2931],这些因子和酶都参与辅助干细胞穿过血管壁的基底膜,到达靶器官。最后,到达靶器官的干细胞需要存活下来,并进行增殖。

SDF1/CXCR4轴与心肌损伤修复

SDF1/CXCR4轴在干细胞的动员和归巢中的关键作用提示,通过调节SDF1/CXCR4轴就可以促进干细胞的动员和组织损伤的再生、修复。随着心脏细胞治疗研究的深入,SDF1/CXCR4轴在组织缺血损伤和心肌损伤修复中的作用也引起了人们的重视。

在大鼠心肌梗死动物模型中,缺血心肌组织的SDF1 mRNA表达水平上调,大约1周时达到高峰,可持续6周[32]。Damas等[33]通过对心脏移植患者切除的慢性心力衰竭的心脏和正常心脏的研究发现,心肌梗死后,心肌梗死区SDF1的表达水平较正常心脏有显著提高[3436]。Ayach等[37]在2005年美国心脏协会年会上公布的研究结果显示:心肌梗死5周后,CXCR4基因敲除的小鼠(CXCR4+/CXCR4)较正常小鼠(CXCR4+/CXCR4+)的左室功能更差;病理学检查显示梗死面积更大,室壁更薄;免疫组化也证实其分裂的内皮细胞数量和血管形成减少。Kucia等[2]发现,在出生后小鼠的骨髓中有一群CXCR4+/Sca1+/lin/CD45-的骨髓单核细胞组分,它们不具有造血功能,而表达心肌细胞的标记物。这些潜在的心脏前体细胞在心肌梗死时进入外周血液,并以SDF1/CXCR4依赖的方式到达心脏。而静脉给予骨髓来源的细胞48h后,心肌梗死区较正常心脏骨髓来源细胞的募集多;而使用SDF1_AMD3100后,其募集减少。同样,增加SDF1的表达水平使心肌梗死区的募集较对照组增加了1倍[36]。

因此,SDF1/CXCR4轴在组织缺血损伤和心肌再生修复中发挥着重要作用,它参与调节组织缺血损伤后的血管新生和心肌梗死后的干细胞募集。

SDF1/CXCR4轴在治疗方面尚待解决的问题

虽然SDF1/CXCR4轴在缺血心肌的修复上发挥着重要作用,但是由于其在心脏损伤修复中的确切作用机制不清楚,使得SDF1/CXCR4轴在治疗缺血性心脏病方面存在着急需要解决的问题。首先,一些实验发现,SDF1并不影响CD34+干细胞/前体细胞、成红细胞、成巨核细胞、髓样细胞的存活和增殖[30]。SDF1很可能通过一些间接的途径在这个过程中发挥作用,如促进细胞的黏附,促进其他生长因子的分泌等。其次,有研究显示SDFv1/CXCR4轴所诱导的干细胞/前体细胞趋化到了缺血心肌后并没有转化为心肌细胞,而是与心肌梗死区边缘的正常心肌细胞发生了细胞融合,尽管心室功能得到了改善[3840]。再者,移植入缺血心脏内的干细胞生存能力差,动物模型中移植后24~48h有90%的移植细胞死亡,而移植入人体后成活率少于1%,这大大限制了它们的修复能力。另外,虽然对于急性心肌梗死的患者,干细胞治疗均取得了较好的治疗效果[4144],但是对于心肌梗死后慢性心衰的患者,其治疗效果参差不齐,研究还表明慢性缺血性心脏病患者骨髓来源细胞对SDF1的迁移应答减弱[45]。

3 总结与展望

随着干细胞领域基础研究的迅速开展,心肌再生不再是激进的想法,各种来源的干细胞已经广泛应用到缺血性心脏病治疗的基础研究和早期临床实验中。而目前已确认的在机体造血、胚胎发育、免疫与炎症、肿瘤、艾滋病等方面起着重要作用的SDF1/CXCR4轴,在干细胞的动员、归巢、黏附、血管穿透和在靶器官内的增殖、存活的整个过程中也发挥着重要作用。初步的研究显示,它也参与调节组织缺血损伤后的血管新生和心肌梗死后的干细胞募集。因此,将SDF1/CXCR4轴与干细胞治疗结合起来,将为缺血性心脏病的细胞治疗提供一个新的途径。

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细胞生物学文献综述范文 第3篇

【摘要】 【目的】 探讨体外分离培养细针活检滑膜组织成纤维样滑膜细胞(FLS)的方法。【方法】 滑膜组织来自接受盲式细针滑膜活检术的活动期类风湿关节炎患者,分别采用消化酶培养法、组织块培养法和改良组织块培养法分离培养FLS。采用台盼蓝染色进行细胞计数及活性鉴定,并应用倒置相差显微镜、透射电镜、免疫细胞化学染色、流式细胞术对第3 ~ 4代FLS进行鉴定。【结果】 3种原代分离培养的方法均可成功培养出FLS。台盼蓝染色示FLS细胞计数约( ± ) × 105/瓶,活细胞百分率 > 95%。传代可使FLS达到形态学上的纯化要求,倒置相差显微镜、透射电镜观察均符合FLS的形态结构特征,免疫细胞化学染色示Vimentin阳性、CD68阴性、CK阳性,流式细胞术检测示CD55+ 细胞占( ± )%。改良组织块法培养FLS成功率较高,细胞游出时间较早,所需传代时间较短。【结论】 改良组织块法特别适合于细针滑膜活检标本FLS的培养,第3 ~ 4代细胞的数目、活性及纯度符合进一步实验的要求。 教育教学论文发表

【关键词】 成纤维样滑膜细胞; 细胞培养; 细针活检

Abstract: 【Objective】 To explore the culture method for fibroblast-like synoviocytes (FLS) from needle biopsied synovium tissue. 【Methods】 Synovium tissue obtained from patients with active rheumatoid arthritis by blind needle synovium biopsy were cultured with three different methods (digestive enzyme culture, tissue culture and modified tissue culture). Cell count and the percentage of viable cells were observed by trypan blue staining. FLS were identified by morphology, immunocytochemical staining and flow cytometry. 【Results】 All three methods could culture FLS successfully,of which modified tissue culture method was better than the other two methods. FLS cell count was ( ± ) × 105 per flask with more than 95% viable cells by Trypan blue staining. FLS of the third or forth generation showed typical morphological characters under inverted phase contrast microscope and transmission electron microscope with Vimentin+/CD68-/CK+ staining and ( ± )% CD55+ cells. Modified tissue culture method has higher successful rate with earlier and more quickly cell emigration from synovium tissue. 【Conclusion】 Modified tissue culture method is especially suitable for FLS culture in vitro from needle biopsied synovium tissue. The cell count, the percentage of viable cells, and purity of FLS of the third or forth generation meet the requirement for molecular biology experiments.教育教学论文发表

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是以关节滑膜炎症为特征的慢性自身免疫性疾病,滑膜细胞增生并向周围组织侵袭形成血管翳在RA的发病、慢性炎症的维持及骨与软骨的破坏中起重要作用。成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocyte,FLS)是滑膜组织最活跃的组成细胞,可通过自分泌或旁分泌方式产生大量的炎性细胞因子及免疫反应介质,是参与RA发病的重要细胞[1]。FLS体外培养模型的建立对于研究FLS的功能、进一步探讨 RA的发病机制及体外筛选治疗RA的药物具有重要意义[2]。目前用于FLS体外培养的滑膜多来自关节开放性手术、关节镜手术、从滑液中分离及细针滑膜活检等方法,其中细针滑膜活检局麻下操作,技术简单,并且获取的滑膜组织常较少混有其它成分,有利于原代细胞培养的纯化和操作。然而,细针活检获取的滑膜组织体积较小,标本总量较开放手术少,若采用经典的消化酶培养法或组织块培养法进行原代培养,成功率偏低,细胞生长速度缓慢。为此,本实验探讨细针活检滑膜组织FLS体外培养的最佳方法,为有效进行下一步实验做准备。教育教学论文发表

1材料与方法

材 料

滑膜组织

来自接受盲式细针滑膜活检术[3]的确诊活动期RA患者,RA诊断符合1987年美国风湿病协会(American College of Rheumatology, ACR)修订的诊断标准。

主要试剂

DMEM/F12 培养基、胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)、 g/L胰酶 g/L EDTA(美国GIBCO公司);I 型胶原酶、PBS缓冲液、台盼蓝(广州威佳生物有限公司);鼠抗人Vimentin单克隆抗体、鼠抗人CD68单克隆抗体、生物素化羊抗鼠IgG、DAB反应显色试剂盒(武汉博士德公司)、鼠抗人CK单克隆抗体(北京中杉)、鼠抗人CD55单克隆抗体(BD Pharmingen公司)。教育教学论文发表

方 法

消化酶培养法

细胞生物学文献综述范文 第4篇

中医理论中,五行相克的生物学含义就是能量代谢的过程,以此为原则,可以对现有解剖器官进行重新划分(文章待发表)。虽然如此,五行相生的生物学含义还是很模糊。中医五行学说中相生相克是紧密联系的,仅阐明相克而没阐明相生就很难被认为是在遵从中医的理论。中医认为先天之本在于肾,后天之本在于脾。如果分别从肾和脾入手,五行可以被分拆为四个环,即先天相生环、相克环和后天相生环、相克环。后天相克环起点为脾,生物学实质就是能量代谢过程。先天相生环起点为肾,生物学实质没有得到阐述,只有将这个环的生物学本质进行阐明后,中医理论中最核心的问题才能最终得到解决。

1 中医脏腑理论中肾的功能

现代中医理论认为,肾的主要生理功能包括:主藏精,主水,主纳气[1]。肾主水,是指肾具有主持和调节水液代谢的作用,这种功能同西医的泌尿系统没有差异。中医界也把泌尿系统纳入脏腑中的肾,男性生殖系统归为脏腑中的肾后能够部分解决肾藏精的问题,但仍让人感到欠缺。了解肾精的生物学含义是解决中医五行相生的着眼点。

肾藏精是指肾具有封藏和存储人体精气的作用。《素问・六节藏象论》说:“肾者,主蛰,封藏之本,精之处也。”精的含义有广义和狭义之分。狭义之精是指禀受于父母而储藏于肾的具有生殖繁衍作用的精微物质,又称生殖之精。这相当于解剖中的生殖系统,特别是男性生殖系统。广义之精泛指构成人体及维持人体生长发育、生殖和脏腑活动的精微物质,是生命之源,故《素问・金匮真言论》说:“夫精者,身之本也。”精的来源有两种,即先天之精和后天之精。先天之精又称肾本脏之精,是禀受于父母,与生俱来的构成人体原始生命物质;后天之精又称五腑六脏之精,是由脾胃化生并灌溉五腑六脏的水谷精微[1]。

这里五谷之精和西医所指的营养物质几乎没有差别。而先天之精,即肾精的含义远超出了现代西医泌尿生殖系统的功能。中医没有结合现代生物学、生理学等学科来定义肾精的含义,但是也大致描述出肾精的功能特点,这些特点包括:①促进生长发育作用;②主生殖;③化生血液;④抵御外邪[1]。如果能够在现代西医研究成果中找到符合上述特征的解剖结构和细胞系统也就可以被认为是肾精。近些年关于干细胞的研究恰好有利于中医关于肾精的的理解。

2 干细胞研究进展以及与肾精的关系

早在19世纪末,已经有科学家在医学文献中使用“干细胞”这个词。干细胞的研究是在20世纪90年代才不断取得突破、发展,美国《科学》杂志公布的1999年十大科学成果中名列榜首,并于2000年再度入选世界十大科学成果。简单的讲,干细胞是指一类具有无限的或者较长期的自我更新能力而尚未分化的细胞,它能够产生至少一种以上类型的特化细胞。根据这一定义,在个体发育的不同阶段的不同组织均存在着干细胞,只是随着发育过程的延伸,干细胞的数量和分化潜能均逐渐下降[2]。

根据研究的目的不同,干细胞的分类主要有两种方法:一种方法是按其分化潜能的高低将干细胞分为全能干细胞,三胚层干细胞,单胚层干细胞和单能干细胞。另一种方法是根据细胞来源将干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞,前者是指源于囊胚内细胞团的胚胎干细胞和来源于早期胎儿原始生殖嵴的生殖干细胞;成体干细胞是指组织和器官特异性干细胞。现在研究表明,并不是在人体所有组织和细胞中分离鉴定出成体干细胞,而且成体干细胞在数量上是非常少的,很难分离和纯化,且随年龄增长其数目会减少。在现今干细胞的治疗领域,多采用骨髓干细胞作为干细胞的来源,如治疗心肌梗塞、缺血性脑血管意外、脊髓损伤,血管闭塞、慢性肝病等疾病时多采用骨髓干细胞[3-6]。骨髓中造血干细胞仅占骨髓有核细胞的0.5%,以往认为造血干细胞只能分化为红细胞,白细胞等血细胞,而不能生成其它类型的细胞。但在1997年,Egltis等发现将骨髓干细胞移植到骨髓已经被破坏的小鼠体内,结果被植入的骨髓干细胞分化为神经干细胞,这表明骨髓干细胞在一定条件下可以像胚胎一样重新分化,生成其它组织类型的细胞[7]。因此,有人也提出这样的观点:在某种意义上,造血干细胞是全能干细胞存在于成熟个体的一种形式。成熟个体干细胞参与组织损伤的修复可能存在两种形式:一是相应组织内固有的干细胞参与修复,二是组织损伤动员骨髓释放造血干细胞,后者通过血液循环到达组织,在特定的环境下进行增殖分化,最终转化成为该组织细胞,以完成结构和功能的重建,而后者有可能起主导作用[2]。

2.1 促进生长发育作用:受精卵是最全能的干细胞,受精卵形成后就会沿着生命特有的规律进行分裂、增值和分化,多数情况下是会发育成为一个成熟的个体。换而言之,发育成为一个成熟的个体是受精卵功能的体现。受精卵形成过程就是与卵子结合的过程。来源父方,卵子来源于母方,受精卵是禀于父母而形成,这也与肾精的来源相符。

2.2 主生殖:这里需要指出的是,在我们对解剖系统进行五行划分时,女性生殖系统是归于肝木。中医认为,女性之本在于肝,而女性和男性最大的区别在于生殖系统的差别。女性生殖系统中的卵细胞在女性出生是就已经形成,并一直储存在卵巢中,不可能通过干细胞分裂增生而增加,而我们在对五行相克关系进行探讨时也已经指出肝木有物质存储的功能(文章待发表)。女性生殖系统划归肝木即遵循了女性生殖系统的特点,也遵从了中医理论。男性生殖系统与此相反。男性的来源于生精干细胞进行的减数分裂,这种分裂不是出生前后就形成,而是在性成熟后才开始。男性的形成是生精干细胞的功能,因而男性生殖系统划归肾精。

2.3 化生血液:现代西医对骨髓干细胞的最初认识就是血液生成的作用。近来的研究表明,不仅骨髓干细胞可以化生血液,生成多种体细胞,其他的成体干细胞也可以化生血液的功能,如神经干细胞等[7]。

2.4 抵御外邪:干细胞抵御外邪的是通过两种途径。其一,骨髓干细胞通过生成粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞等免疫细胞抵御外源病原体的入侵。其二,在局部组织更新和修复中,组织或者器官特异性干细胞通过自身分裂、增生和分化完成局部组织的修复,如肠粘膜上皮和皮肤上皮细胞的更新。第三,骨髓干细胞可以迁移到受伤组织,转化成为组织特异性干细胞后再分裂为体细胞,从而完成组织修复。

由上述论述可见,干细胞系统基本符合肾精所有功能特征。在此,需要补充说明肾主骨的问题。既往对肾主骨只是从肾脏对钙磷的代谢角度来论述,考虑到骨髓干细胞存在于骨髓腔这一解剖现象,肾主骨就不仅是调节骨质代谢的问题,还有储存和释放干细胞的功能。

2.5 肾精与五行相生的关系:明确肾精的现代生物学含义后,先天五行的起点问题基本得到解决。那么,干细胞同五行相生到底是何种关系,要解决这个问题就先得明确中医整体性的思维方式。

中医思维的整体性是中医学的一大特点。这种整体性体现在对某一生命现象的整体把握上,这种整体把握就需要看到生理现象的出现、增强、顶峰、衰落和消失等过程。我们在讨论五行相克的时候已经明确看到,五行相克所形成的环恰好是能量代谢的整个过程,这个过程可以划分成为五个阶段,并有相应的脏器参与(文章待发表)。在对相生关系进行讨论时就需要从干细胞动员分化一直到体细胞形成这一整体过程来讨论相生。

干细胞最终要发育成为体细胞后才能更有效的完成特定的生理功能,这是一种必然过程。以红细胞生成为例,红细胞是由骨髓干细胞分裂增生而形成。髓系干细胞经过动员,分裂分化成为早期红系祖细胞(BFU-E),晚期红系祖细胞(CFU-E),原始红细胞而最终形成成熟红细胞。只有成熟的红细胞才能参与氧气的输送和转运。在这一过程中,包括各种细胞因子在内的多种调控因素和营养物质的支持是红细胞生成的必要条件。

由红细胞的生成我们可以得到一个一般规律:即体内任何体细胞的形成均要经历由干细胞到体细胞形成的过程。当个体成熟以后,骨髓干细胞成为一种细胞储备,经动员后在一定的环境、多种因素的调控和营养支持的条件下增值分裂并分化成为体细胞。干细胞为肾精,属肾;干细胞的存储和动员属于肝木,肾精由肝木来存储是肝肾同源的理论基础;干细胞增殖分化的调控属于心火的作用;与干细胞分裂分化过程中的营养物质支持为脾土的功能(脾统血);最终分裂分化完成后归于肺金(肺成形)。这种排列过程基本符合相生的过程。因此母代干细胞形成子代细胞的过程基本就是相生的过程(具体见表1)。

当然,从干细胞分裂形成子体细胞需要通过多次分裂而完成。母代干细胞经历一次相生过程,形成子代细胞,相对于母代干细胞而言,子代干细胞出现一定程度的体细胞化。如果子代细胞仍具有一定分裂分化能力,仍可以被认为是干细胞,并可以进入下一次的相生过程。如果子代细胞为最终的体细胞则将参与能量代谢过程,完成代谢功能后离开相生体系,走向死亡。

3 能量代谢的相克过程和干细胞相生过程的关系

通过对相生相克的探究可以发现,机体内部的相生相克过程是最基本的两个生理过程,相生过程为干细胞的增殖和分化,相克过程为能量代谢过程。这两个过程是相辅相成的,相克过程为相生过程提供能量和物质基础,相生过程为相克过程提供生理结构基础。相克过程为能量代谢,是功能的体现;相生过程为干细胞的增殖分化过程,为生物学基础,并以储备的形式而存在。

虽然如此,我们也只论述了相生和相克环的生物学含义。中医基础理论博大精深,阴阳五行只是核心内容之一,仍有大量的细节需要详细论述。如脏腑五行中各有阴阳,脏腑中的阳为功能体现,为特定的能量代谢过程;阴为储备,体现在干细胞特定的分化过程。在不同的脏腑中,这二者的关系如何?以何种角度、何种方式来结合现代医学、生物学成果来阐述?这些都值得进一步研究。

总之,一阴一阳即为道,能量代谢过程和干细胞相生的过程是部分多细胞生命中最重要的两个环。就人而言,生命的生物学本质就是以干细胞增殖分化为基础的能量代谢过程。

4 参考文献

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细胞生物学文献综述范文 第5篇

【关键词】医学细胞生物学;教学质量;多媒体

德国著名科学家Wilson在1925年曾经提出论断“每一个生物学的问题的最终解决,必须在细胞中寻找”,细胞为有机体结构与生命活动的基本单位。在当今生命科学蓬勃发展的时代,随着现代医学教育向多学科交叉、渗透的方向发展,医学细胞生物学成为现代医学教育中的一门重要的基础课,医学生只有掌握了全面、完整的细胞生物学知识,才能加深对生命现象本质的理解和认识,为医学生将来从事临床科学研究工作奠定坚实的基础[1]。按照本校的教学计划和课程设置,将医学细胞生物学调整并安排在一年级上学期讲授,课程面向临床医学、检验、口腔医学、预防医学、药学、药物制剂等专业,对于刚步人大学的医学新生来说,面对这样一门内容较多,又需要有扎实根基的学科,往往觉得很难掌握。由于课程学时安排较短,总学时仅为40学时,且其中理论课只占24学时;而文、理兼具的学生其基础水平也参差不齐,在有限的课堂学时中把上述内容讲解透彻具有一定难度。在实际教学过程中,还发现一些学生认为该门课程与临床工作关系不大,往往忽视了本门课程的学习。本文就如何提高医学细胞生物学教学质量谈几点看法。

一、精选课堂教学内容,建立牢固扎实的知识体系

按照教学计划本课程开设在一年一期,一方面学生对大学教学方法、学习方法尚未适应;另一方面相关的其他课程如生物化学、生理学、组织学等均安排在后续开出,学生基本无前期基础。这导致学生对本门课程的学习和掌握有较大的困难。在这种起点低、课时少的现状下,医学院校的细胞生物学应有别于综合性大学,对教学内容的选取应重点强调培养一名合格医生所必需的基础知识和技能,而应相对淡化学科意识,避免片面强调学科的完整性和系统性,避免面面俱到但都浅尝辄止。为此,在确定医学五年制本科生应掌握细胞生物学知识框架的前提下,特根据学生特点做如下的教学内容精选:

(一)深入研究学生已有的专业基础,挑出部分教学内容简略讲述或自学

教师应充分了解学生高中时期生物教材中所讲的细胞生物学基础。针对高中已详细讲授过的内容或容易理解的内容,只需简明扼要地系统介绍一下,让学生自学掌握即可。如对学生已有较好基础的细胞膜结构模型等内容可略讲或提前安排学生自学,并留下相应的思考题,以督促他们学习。

(二)突出课程的重点,避免重复教学

删去与其它学科重复的内容。比如“细胞的分子基础”这一节内容,里面涉及到很多生物大分子的结构和化学组成,但该内容是将来在生化课程中将重点学习,因此在教学中只需简单介绍,尽量从略,而把时间主要用在讲授上述学科尚未涉及过的内容上,力求从细胞的结构和功能相联系的角度重点加以阐述,使本学科与其它课程的知识紧密衔接,突出重点,避免不必要的重复[2]。

(三)注重学科进展,加强与医学的联系

近年来,细胞生物学发展迅速,很多新概念、新发现、新理论层出不穷,被广泛的应用于医学研究和医学实践中。在教学中注重学科新进展的介绍、加强与医学的联系、渗透一些有趣的内容、举一些同学感兴趣的例子,对于刚刚迈人医学殿堂的学生来说,在拓宽视野,增强对医学的学习兴趣方面是非常有益的。比如讲授干细胞、胚胎干细胞的新进展,介绍由美国和日本科学家分别独立发现普通皮肤细胞可直接转化为干细胞,得到的干细胞命名为诱导多功能干细胞,又名IPS细胞。IPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,因此在医疗领域的应用前景非常广阔。这样既加深了学生的印象,又激发起学生发现新知识的热情和动力,增强学生主动学习的自觉性和创造性。

另外在教学中使学生树立理论与实际相结合的观点。临床报道的许多疾病都与细胞结构或功能直接相关,因此很多医学上悬而未解的问题,归根结底都需要从细胞生物学中寻求解决的方法和途径。如癌细胞产生的一个根本原因是失去了接触抑制,表现为无节制的生长,通过对细胞增殖、分化机制的研究,有可能找出使癌细胞逆转为正常细胞的方法,使这一长期困扰人类健康的问题有望得到解决。讲授到细胞凋亡时,可通过介绍细胞凋亡与癌症的关系帮助学生从不同的角度进一步理解癌症的发生原因。讲授细胞骨架时,介绍中间纤维的组织来源特异性可作为鉴定转移瘤组织来源的手段。实践证明,学生对于在基础课教学中加入相关的临床医学知识非常感兴趣,教学效果良好。

细胞生物学文献综述范文 第6篇

细胞凋亡采用FITC-PI双染色方法检测。制备转染后的GSCs细胞悬液,每管加入10μLFITC溶液,避光孵育30min后,每管加入10μLPI溶液,C6流氏细胞仪每管抽取10000个细胞进行分析。实验重复6次。细胞迁移及侵袭能力采用Transwell小室方法检测。制备转染后的GSCs细胞悬液,以每孔100μL含51×10细胞数接种于Transwell小室的上室,下室加入500μL高糖DMEM培养基(含10%胎牛血清),48h后取出小室,PBS清洗上室内的细胞,室温晾干后4%多聚甲醛固定30min,PBS清洗3遍,至于吉姆萨染色液中染色30min,取出室温晾干后,置于显微镜直接观察拍照,随机选取5个视野计数染色细胞个数。细胞侵袭能力检测需在Transwell小室的上室内预先铺置基质胶,置37℃、5%CO细胞培养箱中26h后备用,余步骤与细胞迁移实验相同。实验重复6次。统计分析用统计软件对数据进行处理。实验数据用表示,两组间采用t检验,多组间采用单因素方差分析和Bonferroni检验,<认为有统计学差异。

2结果

来源的GSCs的鉴定

如图1A所示,U87细胞置于干细胞培养基培养后形成细胞球,此细胞球同时表达Nestin(神经干细胞标志物)及CD133(肿瘤干细胞标志物),在图1B中,细胞球在含有10%胎牛血清的DMEM高糖培养基中进行分化培养2周后,细胞表达胶质细胞活化的典型标志物GFAP,以及神经元的典型标志物tubulinIII。以上结果说明在干细胞培养基形成的细胞球细胞为典型的胶质瘤干细胞,具有神经系统肿瘤干细胞的特征,并且具有多向分化能力。

在GSCs中,miR-144呈现低表达状态

如图2所示,Real-timePCR结果显示,与non-GSCs相比,在GSCs中miR-144的表达明显降低(<),说明miR-144可能参与了脑胶质瘤的发生和发展。

转染后,miR-144的表达

如图3所示,在pre-miR-144组中,miR-144的表达显著提高(<),而在anti-miR-144组中,miR-144的表达显著降低(<)。

过表达miR-144降低GSCs的细胞活力

如图4所示,在pre-miR-144组中,GSCs的细胞活力显著降低(<),而在anti-miR-144组中,GSCs的细胞活力显著提高(<),但是在pre-NC组和anti-NC组中,GSCs的细胞活力与对照组比较无统计学差异。

过表达miR-144促进GSCs凋亡

如图5所示,在pre-miR-144组中,GSCs的细胞凋亡率显著增加至(<),而在anti-miR-144组中,GSCs的细胞凋亡率显著下降到(<)。但是在对照组,pre-NC组和anti-NC组中细胞凋亡率分别为,和,三组间无统计学差异。

过表达miR-144抑制GSCs的细胞迁移及侵袭

如图6所示,在pre-miR-144组中,细胞的迁移能力显著降低(<),而在anti-miR-144组中,细胞的迁移能力显著提高(<)。但是在pre-NC组和anti-NC组中,细胞迁移能力与对照组比较无统计学差异。此外,在细胞的侵袭能力检测中,我们得到了相似的结果。

靶基因的预测

如图7所示,我们经过查阅生物信息学预测软件Targetscan、Pictar和RNAhybrid等,发现有众多基因存在miR-144的结合位点,经查阅文献得知其中X染色体连锁锌指转录因子(ZFX)和酪氨酸激酶受体(TEK)与GSCs的发生展有着密切的关系。

3讨论

细胞生物学文献综述范文 第7篇

细胞衰老是细胞不可逆的失去增殖能力的过程,被认为是机体抑制肿瘤发生的重要屏障[2]。但是也有研究表明衰老细胞可以通过分泌表型促进肿瘤发生。因此,细胞衰老与肿瘤之间的关系还需要进一步的研究。而对细胞衰老发生的分子机理的理解,有助于我们开发新的肿瘤治疗策略。目前已经发现多种基因毒性刺激都能诱发细胞发生早熟性细胞衰老,如端粒缩短、原癌基因激活、辐射损伤、活性氧损伤等,这些刺激都能引发DNA 损伤[3]。

细胞衰老存在于多学科中,属于交叉学科,它自产生就与抽象、深奥的哲学紧密联系、相互促进。

一、细胞衰老学说的研究,离不开哲学思维的发展

哲学的发展来源于人类在探索世界时候的不断反省,通过对生命的意义的思索,促进着自然科学的发展。20世纪60年代,Hayflick和Moorhead 等人[4]在体外培养人正常成纤维细胞时发现:多株体外培养的正常人成纤维细胞,在经历多次细胞分裂之后,并没有无限制的增殖,而是发生了增殖失败现象。当排除了因细胞体外培养和营养需求改变等因素的影响后,他们确定这是细胞固有的一种生理状态。而与此现象相佐证的是:胚胎来源的成纤维细胞的增殖能力要比成体来源的成纤维细胞的增殖能力更强。这种现象使得他们提出了细胞衰老(Cell senescence)的概念,并认为这种细胞增殖失败的现象与器官的老化是相关联的[5]。西方医学的很多发展都源于哲学的进步,他们观察自然和人类生活的变化,产生哲学思辩,从而研究物质存在的机制。西方的哲学发展较快,较为进步,正式哲学的发展促进了其他学科的发展,哲学思维给予了医学正确看待生命与健康的理论指导。医学家在哲学世界观与方法论的指导下,从事基础医学研究,推动着医学进步发,促进了基础医学的进步。

二、细胞衰老学说研究要靠实践的唯物主义哲学思想

细胞衰老机制研究是一门医学基础的研究,归从于细胞生物学研究,必须通过反复的实验进行验证。而细胞衰老对于机体器官的衰老,机体本身的衰老都是其研究的基础,是其理论基础,哲学思想充斥在科学实践与理论思维之中。细胞衰老机制研究是一个基础认识过程,由感性认识到理性认识,从机体自然界的生老病死的现象,使人类产生研究其基本结构单位细胞的想法,对细胞衰老的机制研究,进一步解开人类机体衰老的奥秘,从认识到实践,实践再进一步指导认识,实现科研造福于人类的意义。

三、细胞衰老学说研究依靠哲学思维发挥出社会效应,实现价值

哲学对医学的发展具有世界观的理论指导意义,细胞衰老学说的发展也不例外。列文虎克发明第一台显微镜,初步认识了微生物,人类就开始了细胞学说的研究。从细胞的大体结构,细胞壁、细胞器、细胞核的研究,到微细的细胞结构中细胞各组织结构的功能,细胞内信号的传导、物质的代谢,再到细胞生长、增殖、衰老、凋亡机制的研究,所有这些都离不开哲学的指导需要哲学思维价值观来指导任一学科的发展,同时细胞衰老学说的研究,必然伴随社会价值的体现,人类向往永生,向往肌肤的永生,甚至生命的永生,所以哲学承担起揭示医学科学社会效应的责任,指导细胞衰老的研究来充分发挥出其社会效应,这涉及人的出现,生存、发展等一系列哲学问题。离开了哲学,科学的理论基础就将崩塌。物理学家玻恩曾经说“每个现代科学家,都深刻地意识到自己的工作是同哲学思维错综地交织在一起,要是没有对哲学文献的充分认识,他们的工作会是无效的”[6]。细胞衰老学说的研究不是独立的个体,它是普遍联系的,将之与环境问题,经济问题,社会人文问题、法律问题等等综合研究才能真正实现社会价值,为社会的发展,社会的前进起到应有的作用。

四、细胞衰老学说离不开哲学思维的唯物辩证法

科学研究中的哲学思维是与一般科研思维融入一体,真正的唯物主义哲学并不认为假说是唯心的,需要通过不断地提岀新的假说或假设,然后通过构建科学技术,进不去证明。假说或假设是科学无法存在的基础,是科学向前发展的动力。这就是科学的理性主义态度或方法论。用胡适先生说科学的态度或方法就是“大胆地假设,小心地求证”[7]。假设-验证是医学科学家常常使用的思维方式。细胞衰老学说就是首先通过假设,然后通过实验的不断证实进行的,只有不断的假设,不断的通过基础实验去验证,才能使衰老学说的机制得到很好的验证,才能不断的进步,不断的探究,更好的使用在机体衰老机制的研究。

五、正确认识事物的逻辑方法

细胞生物学文献综述范文 第8篇

关键词:细胞生物学;本科教学;教学方法

细胞生物学是研究细胞的结构、功能和细胞增值、分化、衰老、死亡等生命规律的一门科学。细胞生物学是生物类专业的一门重要专业基础课,是大多数综合性大学、医工农大学中本科生必修的主干课之一。细胞生物学课程包括理论课和实验课,理论知识内容多,涉及面广,如何激发学生的学习兴趣,使学生既掌握细胞生物学的基本理论和基本实验技能,又掌握本学科的发展简史和前沿领域。本文总结了教学过程中的几点尝试,以期提高教与学的效果。

一、优化细胞生物学课教学内容

此外,在教学中还要灵活运用知识串联法、类比归纳法、点面结合法等多种教学手段[2],以增加讲授的趣味性与生动性,激发学生的学习积极性和创新思维能力的培养,达到教与学相长的目标。

二、探索新的教学方法

2.考试形式的改革。俗话说,“考考考,老师的法宝,分分分,学生的命根。”考试永远是学生最关心的问题。在一定程度上,它对学生的学习积极性和学习模式起着决定性作用。细胞生物学是一门理论和实验相结合的学科,因此,我们在考核过程中采取理论考试、撰写课程论文、实验考核分开考核的形式[5]。其中,理论考核采取平时成绩和期末考试综合测试学生的水平,平时成绩主要从回答问题、考勤、课后作业等几个方面来评定,而期末考试题题型分为主观题和客观题,客观题主要是考查学生对基础知识的掌握,而主观题特别是最后一题常为综合题,考查学生对细胞生物学知识的系统掌握程度。由于细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科,同时它又是现代生命科学的前沿学科之一,知识更新十分迅速。针对当前研究的热点问题或学生感兴趣的问题,例如,帕金森病和癌症的病因、细胞凋亡的调控与原癌基因和抑癌基因的关系和逆境信号的传导等,让学生查阅相关资料,撰写课程论文,这样可以让学生找到兴趣点,对于科研素质的提高也有很大的帮助。牛顿说过:“我之所以比别人看得更远,是因为站在巨人的肩膀上。”细胞生物学的理论是建立在许多伟大科学家的实验基础上的。因此,细胞生物学不仅要求学生有扎实的理论知识,而且要具备熟练的实验操作技能。我们可以采取实验课上对学生实验操作的记录,以抢答和必答的形式在实验间隙对学生实验理论知识的考查,以及实验报告中对实验结果的分析讨论,综合评价学生的实验成绩。

3.开设专题讲座、选修课。本教研室所处学院为农学院,这门课程所面对的授课对象为农林专业的本科生。细胞生物学既是一门基础生物学学科,又是现代生命科学的前沿学科之一,与生物科学研究有着密切联系。为了加强了基础理论与前沿科学的联系,我们开设了“生物技术知识专题讲座”这门选修课,由有若干个从事不同科研工作的专业教师团体进行授课。这样,教师可以从不同科研角度对科研中涉及到的科学问题与细胞生物学基础理论知识结合起来,使学生对细胞生物学知识有更深层次的理解,提高了学生对细胞生物学的学习兴趣。

参考文献:

[1]尹惠茹.试论大学教学艺术的特征[J].黑龙江高等研究,2001,(3):97-99.

[2]李楨,刘锦梅,潘庆杰,王光.提高细胞生物学理论教学效果的体会[J].中国林业教育,2006,(3):57-58.

[3]张家艳,郑璐.大学课堂教学与改革[J].中国高教研究,2003,(10):91-92.

[4]杜锐.“翻转课堂”:翻什么,转什么,坚守什么——有关“翻转课堂”的一线观察[N].中国教育报,2014,(6).

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