遺傳學(xué)的前景范文

時(shí)間:2023-11-16 17:29:25

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遺傳學(xué)的前景

篇1

祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為:經(jīng)絡(luò)是人體運(yùn)行氣血、聯(lián)絡(luò)臟腑、溝通內(nèi)外、貫穿上下的路徑,腧穴是臟腑經(jīng)絡(luò)之氣輸注交會(huì)于體表的部位。它們?cè)谏怼⒉±砗椭委煼矫嬗兄匾囊饬x。經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)的研究是現(xiàn)代生命科學(xué)的前沿課題,而探測(cè)發(fā)生在穴位內(nèi)和經(jīng)絡(luò)通道中的分子事件,識(shí)別針刺位置的組織結(jié)構(gòu),是闡明經(jīng)絡(luò)實(shí)質(zhì)的關(guān)鍵之一。傳感器技術(shù)是合適的選擇。國內(nèi)在這方面已開展了一系列工作[2~4]。福建中醫(yī)學(xué)院許小洋利用氧分壓傳感針觀測(cè)了加壓阻滯時(shí),經(jīng)絡(luò)循行路線深部組織中氧分壓的變化情況,發(fā)現(xiàn)加壓阻滯對(duì)針刺時(shí)大腸經(jīng)經(jīng)線組織中的氧分壓下降率有顯著影響。壓迫經(jīng)線外側(cè)的非經(jīng)對(duì)照點(diǎn)對(duì)經(jīng)線深部組織中氧分壓的變化無明顯影響,說明針刺時(shí)“外周”可能存在某種“循經(jīng)行進(jìn)的實(shí)質(zhì)性過程”,為經(jīng)絡(luò)阻滯現(xiàn)象機(jī)理研究中的“外周阻斷”觀點(diǎn)提供了證據(jù)。

謝遠(yuǎn)軍用同樣的傳感針觀測(cè)了手陽明大腸經(jīng)和手厥陰心包經(jīng)循經(jīng)上組織的氧分壓,發(fā)現(xiàn)在生理狀態(tài)下,經(jīng)絡(luò)循行線上深部組織的氧分壓顯著高于其左右旁開的對(duì)照線,具有循經(jīng)的特性。如喻鳳蘭等[5]應(yīng)用溫度傳感針刺入穴位和非穴位進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)81•6%的穴位溫度高于非穴位,提示了穴位的特異性。郭義等[6]人研制成功了離子選擇性“針灸電極”,可以探測(cè)Ca2+、Na+、K+、H+等離子的動(dòng)態(tài)變化。用于經(jīng)絡(luò)研究,他們發(fā)現(xiàn)家兔經(jīng)穴處Ca2+濃度明顯高于非經(jīng)穴處,在針刺狀態(tài)下Ca2+有沿相關(guān)經(jīng)絡(luò)重新分布的趨勢(shì),而臟腑發(fā)生病變時(shí),其相應(yīng)經(jīng)穴上存在Ca2+濃度的變化。更值得注意的是,當(dāng)用結(jié)合劑去掉“內(nèi)關(guān)”穴的Ca2+時(shí),針刺治療家兔實(shí)驗(yàn)性心律失常的效應(yīng)不復(fù)存在,提示Ca2+可能是針效產(chǎn)生的關(guān)鍵因素之一。他們還發(fā)現(xiàn),穴位處的K+濃度高于非經(jīng)穴處,Na+濃度低于非經(jīng)非穴處,針刺本經(jīng)穴位可使本經(jīng)其他穴位的Na+、K+濃度升高。

成柏華等[7]人也發(fā)現(xiàn),針刺穴位后可使穴位處的K+濃度降低,Na+濃度升高,或K+濃度升高,Na+濃度降低的負(fù)相關(guān)現(xiàn)象,提示針刺后可促進(jìn)和加強(qiáng)細(xì)胞膜上“鈉泵”的后效應(yīng)。匈牙利Eory博士利用CO2傳感裝置[8],發(fā)現(xiàn)人體穴位的CO2呼出量高于非穴位,沈安華[9]等用氧分壓傳感針對(duì)經(jīng)絡(luò)與非經(jīng)絡(luò)組織中氧分壓進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)了它們之間的差異規(guī)律,并以氧分壓傳感針作為探測(cè)器,用“三點(diǎn)對(duì)比法”測(cè)定經(jīng)絡(luò)寬度,厚度和深度。武漢市針灸醫(yī)院,利用pH傳感針對(duì)經(jīng)穴與非經(jīng)穴的pH進(jìn)行了檢測(cè),也得到了許多有意義的結(jié)果[10]。以上的一些研究說明:傳感針在經(jīng)絡(luò)研究中具有許多其它傳感器無法比擬的優(yōu)勢(shì),它的特點(diǎn)在于能刺入所需觀察的經(jīng)絡(luò)和腧穴中,直接提取信息,減少干擾信號(hào)的影響。

2針刺手法及治療方法的研究

針刺手法是產(chǎn)生針刺療效的關(guān)鍵,江琦等用pH傳感針觀測(cè)了在針刺時(shí),患者穴位中pH值發(fā)生了變化,變化幅度達(dá)0•2pH。在用電針治療過程中,pH值有隨施加刺激電流強(qiáng)度增大而增大的趨勢(shì),并測(cè)量出每到一個(gè)電脈沖過程中引起穴位中pH值的有序變化,曲池、昆侖可達(dá)5mV。喻鳳蘭等人[10]用同樣的傳感器對(duì)針刺治療時(shí)患者穴位與非穴位pH值進(jìn)行了觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果,如曲池、足三里、陽陵泉及承山等穴位,其穴位pH值低于非穴位者為72%,穴位高于非穴位者28%,對(duì)穴位進(jìn)行運(yùn)針、提插捻轉(zhuǎn)治療后,發(fā)現(xiàn)運(yùn)針后其穴位pH值明顯升高,并和運(yùn)針前比較有顯著性差異。此結(jié)果提示針刺前穴位有代謝產(chǎn)物,如乳酸等酸性產(chǎn)物積累,反映出pH值較低。經(jīng)過運(yùn)針治療后,穴位受到刺激,局部血液循環(huán)改善,經(jīng)絡(luò)疏通,代謝增強(qiáng),酸性代謝產(chǎn)物排除加速,pH值迅速升高,使原來不利的影響經(jīng)針刺治療后形成良性循環(huán),從而達(dá)到減輕疼痛,恢復(fù)功能的治療目的。朱達(dá)義等用溫度傳感針觀測(cè)了用不同的方法,如梅花針、溫針治療炎癥病人時(shí),從患側(cè)穴位的溫度及癥狀改善狀況來看,發(fā)現(xiàn)梅花針比溫針治療效果要好些。從而提示對(duì)同一患者應(yīng)考慮選用不同的治療手法,以達(dá)到最佳的治療效果。

3運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究

體內(nèi)氧分壓的傳輸、消耗、代償是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)中的一個(gè)極為重要的研究課題。沈安華[9]等用氧分壓傳感針對(duì)中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員在腳踏式測(cè)功計(jì)上模擬運(yùn)動(dòng)的過程中進(jìn)行了氧分壓變化的在體監(jiān)測(cè),獲得了運(yùn)動(dòng)部位肌肉組織中氧分壓變化的信息。還同步監(jiān)測(cè)了遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)部位的組織中的相關(guān)氧分壓信息,測(cè)得了運(yùn)動(dòng)員安靜狀態(tài)———準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)———逐級(jí)加載———運(yùn)動(dòng)停止后過量氧耗發(fā)生———恢復(fù)的全過程中氧分壓的變化曲線,從不同運(yùn)動(dòng)員的氧分壓———T曲線可以準(zhǔn)確地分析出運(yùn)動(dòng)員競(jìng)賽成績(jī)的優(yōu)劣及體能素質(zhì)的差距。用pH傳感針對(duì)女子舉重運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行運(yùn)動(dòng)中在體監(jiān)測(cè),針刺部位左股四頭肌,舉重過程中pH值明顯下降,幅度最大可達(dá)0•4pH。停止運(yùn)動(dòng)后,pH值恢復(fù)到原來水平,但恢復(fù)時(shí)間與訓(xùn)練方法很有關(guān)系,高強(qiáng)度少次數(shù)舉重恢復(fù)很快,低強(qiáng)度多次數(shù)重復(fù)之后恢復(fù)較慢,原地高抬腿跑30s,pH值下降約0•36pH,2min后還未恢復(fù)到初始水平,以上結(jié)果提示我們氧分壓和pH參數(shù)可作為教練確定科學(xué)訓(xùn)練方案的依據(jù),以便運(yùn)動(dòng)員盡可能快的提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

4在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科研和臨床工作的應(yīng)用

用氧分壓傳感針對(duì)小白鼠左腋下接種腹水癌細(xì)胞制作癌腫模型,一周后與自體左腋組織對(duì)照作氧分壓測(cè)試,發(fā)現(xiàn)癌組織的氧分壓數(shù)值僅為非癌組織的36%,說明癌組織中的氧代謝存在差異,對(duì)照作pH測(cè)試發(fā)現(xiàn)患側(cè)pH值比正常一側(cè)偏高約0•4pH,這些結(jié)果與其它方法測(cè)得的結(jié)果一致。用大白鼠的窒息實(shí)驗(yàn)觀察窒息對(duì)組織中氧分壓的影響,發(fā)現(xiàn)大白鼠大腿肌中氧分壓可降為窒息前的10%以下,在解除壓迫后,大鼠復(fù)蘇,3•5min后能完全恢復(fù)到窒息前的氧分壓水平。用氧分壓傳感針在連續(xù)監(jiān)測(cè)Co60照射過程中小白鼠心骨骨髓中氧分壓變化,隨著照射劑量的增加而下降,每只小鼠照射劑量由0Gy增加到8Gy,下降幅度為50%左右。用溫度傳感針對(duì)門診患者在針刺治療時(shí),對(duì)穴位溫度進(jìn)行觀測(cè),發(fā)現(xiàn)療效與穴位溫度改變成正相關(guān)[11]。

篇2

(一)建立民俗文化村

民俗文化村源于主題公園,強(qiáng)調(diào)以盈利為目的的企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式,為美國迪斯尼樂園的全球化翻版。[1]民俗文化村是集中保存、保護(hù)、傳承、展示、發(fā)展或經(jīng)營(yíng)特定地域或群體民俗我恩華的村落。民俗文化村可分為兩種類型:異地集錦型和實(shí)地展示型。前者為博覽、旅游等目的,通過濃縮、模仿、移植等方式,異地向人民集中活態(tài)展示民俗文化的模型博物館,如北京的中華民族園、深圳的中華民俗文化村、昆明的云南民族村等;后者是指在原居地選擇有典型代表性的村寨。集中保存、傳承、展現(xiàn)和發(fā)展其民俗文化的村落,如貴州黔東南的郎德寨、南花,湖南的德夯苗族民俗村等。[2]

以檔案學(xué)的視角觀之,檔案不是單一的,民族檔案不僅僅指某一份單一的文獻(xiàn)、石刻等,而是還包括與此文獻(xiàn)、石刻相關(guān)的一切事物、活動(dòng)等民族文化事象,一份具體的民族檔案文獻(xiàn)和與該份文獻(xiàn)相關(guān)的所有民族檔案事象共同構(gòu)成了民族檔案這一整體,民俗文化村就是將各地區(qū)典型的民俗習(xí)慣、儀式風(fēng)俗、節(jié)日慶典等集中于一個(gè)主題景區(qū)內(nèi)表現(xiàn)出來,其就是中國各民族文化的一個(gè)縮影,其不僅保存了民族檔案的本體,還保留了與之緊密相關(guān)的民族檔案事象,民俗文化村使保存分散的、不完整的民俗文化實(shí)現(xiàn)了體系化、集成化管理,有效地整合了民俗文化或民俗檔案。

(二)建立民俗文化博物館

所謂民俗博物館,就是依托豐富多樣的民俗文物、收藏品等,為弘揚(yáng)民族文化精神,將民間傳承下來的物質(zhì)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn),采用有形和無形的陳列手段,以達(dá)到實(shí)現(xiàn)地域民俗風(fēng)味的效果,從而也兼具對(duì)民俗文物的研究保護(hù),最大限度的成為一個(gè)民俗文化展示、研究和傳播的產(chǎn)所。[3]民俗博物館不同于歷史類、自然類或其它類博物館,它是以收藏、演講、展示民俗文物為主要職能,并以此作為對(duì)公眾進(jìn)行民俗知識(shí)教育的產(chǎn)所。

從檔案學(xué)的視角來看,民俗博物館保存了有形的民族檔案實(shí)物和無形的民俗文物,檔案是歷史的記憶者,在民俗博物館中所保存的文物可以看出民族檔案的發(fā)展歷程,并且民族檔案實(shí)物與民族檔案文獻(xiàn)相結(jié)合就構(gòu)成了完整的民族檔案,因此,民俗博物館中的民俗文物是紙質(zhì)型民族檔案文獻(xiàn)的重要補(bǔ)充,對(duì)于完善民族檔案體系和實(shí)現(xiàn)民族檔案集中統(tǒng)一管理具有重大的意義與價(jià)值。

(三)進(jìn)行參與式保護(hù)

民俗文化的傳承與保護(hù)需要人的自覺、自愿、積極地參與,然而在我國的保護(hù)實(shí)踐中,由于主位觀點(diǎn)與客位觀點(diǎn)的歧義異、對(duì)參與的膚淺化理解、政府角色的定位失誤等原因,導(dǎo)致對(duì)民俗文化傳承與保護(hù)的“保護(hù)性破壞”。[4]因此,在對(duì)民俗文化的傳承與保護(hù)過程中,就需要基于對(duì)主位觀點(diǎn)的尊重和了解,充分汲取草根智慧與地方性知識(shí),激發(fā)文化承載者的文化自覺,使其真正參與民俗文化的挖掘、保護(hù)、開發(fā)、監(jiān)測(cè)和評(píng)估,實(shí)現(xiàn)參與式的保護(hù)。對(duì)正在消失的民族文字、風(fēng)俗習(xí)慣等民俗文化進(jìn)行參與式保護(hù),通過與民俗文化的原始產(chǎn)生地的民俗文化傳承人或是當(dāng)?shù)鼐用窠涣鳎軌蛴涗浢袼孜幕钠鹪础⑸鐣?huì)發(fā)展歷程等具體的信息,能對(duì)民俗文化的傳承起到積極的作用,是一種對(duì)民俗文化進(jìn)行有效保護(hù)的方式。在民俗文化的傳承與保護(hù)過程中,因思維定勢(shì)的緣故,人們較為重視非物質(zhì)文化遺產(chǎn)作者所創(chuàng)的作品,而容易忽視民俗文化作者所持有的那套技術(shù)或技藝。關(guān)注民間工藝的現(xiàn)狀,以現(xiàn)代田野作業(yè)的理念調(diào)查民間工藝,以種種現(xiàn)代手段保存技藝、建立檔案,無疑是很重要的,但更應(yīng)注意對(duì)于民間工藝傳承人的人文關(guān)懷,創(chuàng)造條件讓他們走入現(xiàn)代社會(huì)的前臺(tái),更直接地參與到現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展與運(yùn)作的過程之中。[5]因此,在建立民俗文化博物館的同時(shí),還應(yīng)進(jìn)行參與式保護(hù)工作,參與到民俗文化的原始產(chǎn)生地,加強(qiáng)與民俗文化傳承人之間的互動(dòng)。

從檔案學(xué)的視角觀之,參與式保護(hù)從源頭保護(hù)了民俗文化的原始形成地,保證了民俗文化的純真性,明晰了民俗文化的傳承途徑、模式和形式等等,對(duì)民俗文化的傳承具有重大的意義。

二、檔案學(xué)視野下民俗文化傳承途徑探討

民俗文化的傳承從各個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域視之,都有不同的有效地途徑,從檔案學(xué)學(xué)科視角解讀民俗文化的傳承,就可以實(shí)現(xiàn)民俗文化檔案化。民俗文化檔案化是指依據(jù)檔案學(xué)原理,通過文字、錄音、攝影、錄像及數(shù)字化等記錄手段將民俗文化轉(zhuǎn)化成檔案予以保存,并以之為依托加以再現(xiàn)、復(fù)原和創(chuàng)造的過程。[6]即把有歷史文化價(jià)值、科學(xué)研究?jī)r(jià)值等具備一定的檔案屬性的民俗文化當(dāng)作檔案來對(duì)待,運(yùn)用檔案學(xué)的學(xué)科理論、知識(shí)對(duì)其進(jìn)行有效地保護(hù)與傳承,最終的目的是拯救瀕臨滅絕的民俗文化。使民俗文化以檔案的形式展現(xiàn)出來,并以檔案管理的操作要求來進(jìn)行后續(xù)的管理,把民俗文化納入到檔案管理的范圍之中,以檔案管理的系統(tǒng)要求來對(duì)它進(jìn)行保管、保護(hù)和提供利用,以達(dá)到民俗文化永續(xù)相傳下去的目的。民俗文化檔案化管理使民俗文化在開始形成時(shí)就處于受控狀態(tài),并及時(shí)糾偏、糾錯(cuò),使民俗文化在形成、收集、整理、歸檔等環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化管理。

實(shí)現(xiàn)民俗文化檔案化的具體實(shí)施程序包括以下幾個(gè)方面:

(一)廣泛搜集民俗文物和民俗文化事象

民俗文物和民俗文化事象搜集的類型可以是文字型、石刻碑文型的古籍文獻(xiàn),也可以是宗教典籍文獻(xiàn)、民族節(jié)日儀式以及舉行宗教儀式活動(dòng)時(shí)使用的物品等等。對(duì)于民族古籍文獻(xiàn)而言,具體來說,國家可以成立專門的民俗文化保護(hù)工作組,由民族地區(qū)的檔案管理部門和文化管理、文物管理部門一起,做好民俗文化的普查、登記工作,對(duì)各種不同類型的民俗文化的數(shù)量、種類、價(jià)值、保管狀況進(jìn)行登記;對(duì)于民族節(jié)日和宗教儀式活動(dòng)等而言,就可以采用錄音、錄像的方式真實(shí)地記錄整個(gè)儀式活動(dòng)過程。對(duì)于價(jià)值難以判斷的,可以組織專家,成立專門的民俗文化鑒定小組進(jìn)行鑒定,以便對(duì)有價(jià)值的民俗文化重點(diǎn)保護(hù)。另外,針對(duì)以往普查不全的情況,可以在全社會(huì)進(jìn)行廣泛宣傳,除了派工作人員走訪登記外,可以利用互聯(lián)網(wǎng),建立專門網(wǎng)站,鼓勵(lì)群眾自己通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行登記,進(jìn)行“鑒寶”。普查的結(jié)果,要形成民俗文化管理狀況分布圖、形態(tài)樣式表、有價(jià)值的民俗文化登記表,使人們對(duì)所尋找的民俗文化資源有比較詳細(xì)的了解和掌握。

(二)對(duì)民俗文化進(jìn)行界定并歸檔保存

從檔案學(xué)的視角解讀民俗文化的傳承與保護(hù),就必須從檔案學(xué)的學(xué)科視角出發(fā)對(duì)廣泛搜集而來的不同載體類型的民俗文化進(jìn)行界定,看其是否具備檔案屬性,如原始記錄性等,具體來說,要看其內(nèi)容信息的原始性、真實(shí)性,也就是了解某份文獻(xiàn)是否是當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)刂苯有纬傻模枰獜?qiáng)調(diào)的是盡管有些文獻(xiàn)是事后形成的,但是這些文獻(xiàn)與有關(guān)社會(huì)活動(dòng)是緊密聯(lián)系的,是相關(guān)社會(huì)活動(dòng)的一部分,類似這樣的文獻(xiàn)也應(yīng)視為檔案,就需要進(jìn)行歸檔保存。待界定工作完成后,就把古籍文獻(xiàn)和錄音、錄像資料進(jìn)行分門別類地歸檔,考慮到民俗文化分布分散、殘缺不全和有些民俗文化還正在產(chǎn)生等原因,可以采用區(qū)別于“官方歸檔”的“自然歸檔”方法進(jìn)行歸檔以便在日后的工作中繼續(xù)補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)民俗文化的體系完整、種類齊全。

篇3

〔論文摘要]在中國傳統(tǒng)的美學(xué)思想中,不僅富有獨(dú)特的民族審美命題與范疇,而且也貫穿著以人為本的人本主義精神。在這種美學(xué)思想影響下的文藝創(chuàng)作,無不充滿了對(duì)人的關(guān)注、對(duì)人之生命價(jià)值意義的關(guān)切與肯定。

縱觀我國美學(xué)思想的發(fā)展歷程,其中有一個(gè)非常突出的特點(diǎn),即一以貫之的人本主義傳統(tǒng)。無論是孔子的“興觀群怨”說、莊子的“大道為美”說,還是鐘嶸《詩品》中的“詩唯性情”論、陸機(jī)《文賦》中的“詩緣情”,以及后來的“妙悟”說、“意境”說等,都是圍繞著人、人的性情、人格精神等方面進(jìn)行的。其中的“意境”說、“神韻”說、“風(fēng)骨”說、“妙悟”說等,都屬于我國民族傳統(tǒng)的美學(xué)范疇,體現(xiàn)了我國古典美學(xué)中自然主義與人格主義的兩大品格。在這種美學(xué)思想引導(dǎo)下的文藝創(chuàng)作,充滿了對(duì)人的情感精神的關(guān)注和人之生命價(jià)值的肯定。

孔子曰:“詩三百,一言以蔽之,曰‘思無邪”,,詩的作用是“可以興、可以觀、可以群、可以怨。”即可以激發(fā)人的情緒,體察民情民意,抒發(fā)其怨憤之情。其詩論始終圍繞著人的情緒,所以他編定的《詩三百》將人的感情的抒發(fā)放在了首位,這種情感也構(gòu)成了該詩集的精華部分,充分體現(xiàn)了其藝術(shù)價(jià)值。此外,孔子的“盡善盡美”說、孟子的“沖實(shí)之謂美”以及荀子的“美善相樂”說等范疇和命題對(duì)中華民族追求美好品德的審美理想和審美情趣具有深遠(yuǎn)影響,并奠定了中國古代美學(xué)思想重視文藝審美教化作用的審美原則。

道家提出了一系列有關(guān)審美思維方式和審美本體論方面的范疇和命題,為中國古代文藝美學(xué)思想奠定了理論基礎(chǔ)。如“天地有大美”、“坐忘”、“物化”、“齊物我”等思想在我國美學(xué)思想史上產(chǎn)生了深刻影響。以道家的代表人物莊子為例,他高度重視人的生命價(jià)值,以人為本是其思想的核心。莊子論美也是以人為核心,其“重生”、“養(yǎng)生”、“保身”等思想影響下的美學(xué)思想呈現(xiàn)出鮮明、突出的人本精神。莊子把“道”視為美的最高境界,提出了“道至美至樂”的美論主張,即美是從“道”的范疇中衍生出來的,因而“道”與美密切相關(guān)。在莊子看來“道”是一種絕對(duì)的自由,既是“美”的根本所在,也是人所缺乏、并且是人應(yīng)效仿追求的。“物物而不物于物”、“勝物而不傷”、“不以物挫志”、“不以物害己”,人不要被功名利祿所累,不應(yīng)為物所奴役,而應(yīng)成為物的主宰,把物我、生死、貴賤、窮達(dá)、禍福、得失等都看成相對(duì)的東西,從而追求一種心靈精神的絕對(duì)無限自由。只有如此,人才能獲得“美”。

在《逍遙游》中莊子為我們描繪了一個(gè)“神人”的形象:在形體方面其具有健全之美,精神方面具有高尚的品德之美,有著絕對(duì)的自由和廣大無邊的神力,而這種“神人”其實(shí)就是人的本質(zhì)的一種人格化。同時(shí),在莊子的審美思想中也論及了審美主體的自由心態(tài)。在《田方子》中,莊子描繪了一個(gè)“真畫者”在畫圖時(shí)的獨(dú)特的自由行動(dòng)和神態(tài):“宋元君將畫圖,眾史皆至,受揖而立;敵筆和墨,在外者半。有一史后至者,值值然不趨,受揖不立,因之舍。公使之視之,則解衣般礴裸。君日:‘可矣,是真畫者也。’”莊子在這里旨在說明真正的畫家要按照自然之性去創(chuàng)作,敢于表現(xiàn)自己的真情實(shí)感和獨(dú)特個(gè)性。莊子的這種審美態(tài)度使其美學(xué)思想帶有了鮮明的人本精神特征。而且,在他的美學(xué)思想中,真與美密切相關(guān),提出了“法天貴真”的審美命題。此“真”乃一種出于主體心靈的純真之情,是審美主體的一種天然感性的東西.其富有感人的巨大力量,因而具有獨(dú)特的審美價(jià)值和作用。在莊子的“法天貴真”思想中強(qiáng)調(diào)人之生命精神的自由,生命自由就是美的根本所在。莊子對(duì)人的感情、精神美的充分肯定.不僅體現(xiàn)了其對(duì)人之生命的熱切關(guān)注.具有鮮明的人本主義精神,而且對(duì)后世的文學(xué)創(chuàng)作及文藝?yán)碚摦a(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

我國第一部詩論專著—六朝鐘嶸的《詩品》發(fā)展了孔子的“興觀群怨”說,莫定了“詩唯性情”的理論。《詩品》以詩人個(gè)人的風(fēng)格為品評(píng)對(duì)象,分上、中、下三品.以曹植的詩為一品,“為建安之杰”。在藝術(shù)手法上.進(jìn)一步解釋了“興”為言已盡而意無窮,把審美范疇擴(kuò)展到詩文以外。用詩的風(fēng)格立品,是自覺的美學(xué)追求的開始。(詩品)所體現(xiàn)出的美學(xué)觀的核心便是“詩唯性情”,即由于自然和社會(huì)現(xiàn)象的影響,使人的性情發(fā)生波動(dòng),便以詩歌的形式加以表現(xiàn)。正如《詩品·序》所寫:“嘉匯寄詩以親,離群托時(shí)以怨—凡斯種種,感蕩心靈,非陳詩何以展其義?非長(zhǎng)歌何以騁其情?故日’可以群.可以怨’,使窮踐易安,幽居靡悶,莫尚于詩矣。詩歌的創(chuàng)作無不與社會(huì)人事、人的情感密切相關(guān)。

唐代.禪宗興盛.形成一種新的美學(xué)思想。禪宗是從印度佛學(xué)發(fā)展起來而又能充分表現(xiàn)中華民族思想與性格的佛教流派。其追求超脫人世煩惱、達(dá)到心靈絕對(duì)自由的境界。但在這一過程中并不否定個(gè)體生命價(jià)值,不主張完全脫離世俗生活,因而希望通過個(gè)體心靈、直覺、頓悟,達(dá)到這種絕對(duì)自由的人生境界。禪宗重視主體的內(nèi)心體驗(yàn).尊重其內(nèi)心思考的權(quán)威.提倡“我心即佛”.排除了外在偶像、教條的束縛.開拓了個(gè)性解放的天地。這種思想理論圍繞著人、人的生活.讓人看到生命的本質(zhì).且將主體心靈的體驗(yàn)放在首位.強(qiáng)調(diào)人的本性.充分肯定人的心靈的實(shí)在性.從人的某種人生境界的體驗(yàn)中去追求美、尋找美,在一種心靈自由的境界中去獲得審美滿足。這種思想無意中激發(fā)了當(dāng)時(shí)的詩人及理論家們的思維方式,促使禪思轉(zhuǎn)化為藝術(shù)思維、藝術(shù)機(jī)趣,禪宗佛理便被直接引人到詩歌美學(xué)理論的研究和創(chuàng)作之中。特別是唐朝經(jīng)過“安史之亂”后社會(huì)由盛轉(zhuǎn)衰.嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)使當(dāng)時(shí)的士大夫們的審美興趣發(fā)生了巨大變化。

在創(chuàng)作理論上.皎然獨(dú)標(biāo)性情,引發(fā)哲理思考。他在詩論專著《詩式》中說道:“級(jí)者嘗與諸公論康樂(謝靈運(yùn)號(hào))為文,真于性情,尚于作用,不顧詞彩.而風(fēng)流自然。”又說:“兩重意以上.皆文外之旨。若遇高手.與康樂公,覽而察之,但見性情,不睹文字,蓋詩道之極也。”可見其仍不脫離性情說。所謂“性情”指人類本性所具有的喜怒哀樂。他強(qiáng)調(diào)詩人在構(gòu)思時(shí)要善于引發(fā)人性的率直真情,為此需要排斥名言、概念等中介,即不睹文字、不顧詞彩,從而達(dá)到情真意切、超逸美妙的效果。這種詩學(xué)觀是道家“得意忘言”和禪宗“離言”的發(fā)揮。司空?qǐng)D則綜合儒釋道三家學(xué)說,撰《二十四詩品),論述詩歌的風(fēng)格美.分為雄渾、沖淡、洗練、勁健、綺麗、自然、含蓄、豪放等二十四目,各用四言韻語形象地描述了每種風(fēng)格的特征.從而表達(dá)了中國人獨(dú)有的民族審美觀,其中“含蓄”一目,要求“不著一字.盡得風(fēng)流”。的確,不盡之意,見于言外,是獨(dú)有的一種民族審美風(fēng)格。他在皎然“文外之旨”的基礎(chǔ)上還提出了詩之“韻味”說。這種“韻味美”的營(yíng)構(gòu).不僅需要?jiǎng)?chuàng)作主體的“妙造”,還需通過作品審美主體—鑒賞者的閱讀、接受、想象和認(rèn)同。從這時(shí)候的詩歌創(chuàng)作來看,士大夫們以追求自我精神解脫為核心的人生哲學(xué)使其審美情趣趨向清幽、平淡、寧靜。其中自然適宜、渾然天成乃是士大夫們所追求的最高境界。面對(duì)靜謐的自然、空寂的宇宙,他們抒發(fā)著內(nèi)心淡淡的情思,領(lǐng)略著人生的哲理.并把這些融化在心靈深處。其中王維的詩歌創(chuàng)作最具代表性。如他的“空山不見人.但聞人語響。 返景人深林,復(fù)照青苔上”(《鹿柴》}“人閑桂花落.夜靜春山空。月出驚山鳥,時(shí)鳴春澗中。”舊(《鳥鳴澗))詩很短,但禪意充盈。王維深得禪意、禪趣,故營(yíng)造了獨(dú)特的淡遠(yuǎn)含蓄、玲瓏澄澈之意蘊(yùn)。他說:“空居法云外,觀世得無生”(《登辨覺寺》),這便是其禪悟心態(tài)的表現(xiàn)。“木末芙蓉花,山中發(fā)紅粵。澗戶寂無人,紛紛開且落。”(《辛夷塢》)芙蓉花自開自落,物態(tài)天趣,自然天成。“安史之亂”使許多士大夫都經(jīng)歷了一段慘痛的生活,對(duì)王維的心靈也產(chǎn)生了很大的傷害,從此他在精神上真正投向了“空門”。“獨(dú)坐悲雙翼.空堂欲二更。雨中山果落,燈下草蟲鳴。白發(fā)終難變,黃金不可成。欲知除老病,惟有學(xué)無生。”《(秋夜獨(dú)坐)》“無生”.在這里指代佛門“真諦”。涅架境界無生無滅,簡(jiǎn)稱“無生”。可見,由于社會(huì)的變動(dòng)以及禪宗思想的影響滲透,使文人們的思想發(fā)生了巨大變化。在這種思想影響下的文學(xué)創(chuàng)作始終將關(guān)注的目光放在審美個(gè)體心靈的寧靜曠達(dá)與超然適意上,使其逐漸悟得在短暫的生命中獲得人生意義和價(jià)值的途徑。

宋代是文字禪的時(shí)代。由于時(shí)局的動(dòng)蕩.禪與文人的關(guān)系更加密切.禪宗那種“一切本空”的世界觀、自然適宜的人生態(tài)度和超凡脫俗的生活志趣,正好同宋代文人內(nèi)向封閉的心理需求相吻合,禪的廣泛滲透,改變了文人們的價(jià)值觀和審美心態(tài).促進(jìn)了文人們思維模式的改變。禪家“心生則種種法生,心滅則種種法滅”的思想.使宋代文人產(chǎn)生了“不以物喜.不以己悲”的平常心態(tài).使宋代詞風(fēng)多以冷清、平淡為美.追求空靈、疏淡的意境。如蘇軾的《卜算子·黃州定惠院寓居作·缺月掛疏桐》:“缺月掛疏桐,漏斷人靜初。誰見幽人獨(dú)往來,縹緲孤鴻影。驚起卻回頭.又恨無人省。揀盡寒枝不肯棲,寂寞沙洲冷。”詞中鴻、人互見,語語相關(guān),營(yíng)造了一種幽緲、清冷、安謐的意境。蘇軾吸收莊子齊物論的哲學(xué)觀而形成曠達(dá)的人生態(tài)度.反映在其文藝創(chuàng)作中是一種通達(dá)不執(zhí)的審美理想。而且,由于蘇軾一生中的坎坷經(jīng)歷,使其在創(chuàng)作中,在思維方式上常常融進(jìn)禪思佛理,形成一種清幽空靈的藝術(shù)境界。如他的(前赤壁賦》中,由個(gè)體生命的有限之悲上升到宇宙時(shí)空的無極之壯,借用自然界的江水、明月、清風(fēng)等景物,暗含著佛禪思想,抒發(fā)遺世獨(dú)立的曠達(dá)之情,闡明事物具有變與不變的兩重性,表達(dá)了他雖然身處逆境仍然忘懷得失、處之坦然的人生態(tài)度,啟迪人們要在體悟人與宇宙冥合的境界中獲得一種寧靜、淡泊的樂趣。其中寫道:“且夫天地之間,物各有主,茍非吾之所有,雖一毫而莫取。惟江上之清風(fēng),與山間之明月,耳得之而為聲,目遇之而成色;取之無禁,用之不竭。是造物者之無盡藏也,而吾與子之所共適。”其中浸透著禪思理趣,暗含著人生哲理、人生的價(jià)值意義,融會(huì)著人本主義的思想。

在文藝創(chuàng)作理論中,宋代嚴(yán)羽的(滄浪詩話》以禪論詩,其見解更豐富,更有啟發(fā)性,創(chuàng)立了“妙悟”說、“興趣”說。他說:“大抵禪道惟在妙悟,詩道也在妙悟。詩有別才,非關(guān)書也,詩有別趣,非關(guān)理也……盛唐詩人,惟在興趣,羚羊掛角,無跡可求。故其妙處,透澈玲瓏,不可湊泊。如空中之音,象中之色,水中之月,鏡中之象,言有盡而意無窮。”揭示了古典詩歌的含蓄之美。

以禪論詩,包藏了無限的機(jī)趣,使詩話進(jìn)人到更高的審美價(jià)值境界,體現(xiàn)了一種自然天成的審美理想、審美情趣。禪宗的意義就在于它是一種人類性靈的自由抒發(fā),將其引人到詩話當(dāng)中,就充分表現(xiàn)了人的靈感與活躍的情慷,從而使其具有了人本主義的精神。以禪心點(diǎn)化詩心,通過神思,領(lǐng)悟詩的意境美,使主體內(nèi)心體驗(yàn)與宇宙生命脈動(dòng)相連,從而達(dá)到物我兩忘,自身獲得徹底解脫。

篇4

關(guān)鍵詞:微課;教學(xué)模式;教學(xué)設(shè)計(jì)

自2009年起,微博以互動(dòng)性、參與性強(qiáng)、傳播速度快等特征迅速地掀起了一場(chǎng)轟轟烈烈的微熱潮:微博、微信、微電影。隨著微時(shí)代的來臨,微課應(yīng)運(yùn)而生。微課又稱短期課程,是一個(gè)簡(jiǎn)化、細(xì)分的教學(xué),圍繞某一問題或某一情景,可使學(xué)生和教師有可能集中解決某一特定的教學(xué)行為。由于醫(yī)學(xué)生學(xué)制長(zhǎng)、課程多、知識(shí)點(diǎn)多,如果每門課拍成一段視頻,則時(shí)間顯得過長(zhǎng),學(xué)生沒有那么多時(shí)間看完,更難找到想要了解的知識(shí)點(diǎn),難以達(dá)到所要發(fā)揮的作用。如果把一門課的每個(gè)疑問和知識(shí)點(diǎn)制成微課,學(xué)生完全可以很充裕地看完,所需時(shí)間不長(zhǎng),十幾分鐘足夠講透一個(gè)知識(shí)點(diǎn),學(xué)生可根據(jù)自己的需要選擇知識(shí)點(diǎn)、疑點(diǎn)學(xué)習(xí),微課將知識(shí)進(jìn)行碎片化、情景化、可視聽化,使之為各種便捷顯示終端(平板電腦、智能手機(jī)等)的自主學(xué)習(xí)者提供簡(jiǎn)短、全方位、立體化服務(wù)內(nèi)容的完整課程教學(xué),可隨時(shí)隨地使用零碎時(shí)間學(xué)習(xí),微型學(xué)習(xí)作為一種非正式化的學(xué)習(xí)方式,為微時(shí)代人們獲取知識(shí)提供全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[1-2]。

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域,并迅速向醫(yī)學(xué)各學(xué)科滲透。不僅與生物化學(xué)與分子生物學(xué)、微生物學(xué)及免疫學(xué)、生理學(xué)、病理學(xué)、藥理學(xué)、組織胚胎學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等基礎(chǔ)課程密切相關(guān),而且與臨床上研究各種遺傳病密切相關(guān)。我院五年制臨床醫(yī)學(xué)、四年制醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)和五年制預(yù)防醫(yī)學(xué)三個(gè)本科專業(yè)醫(yī)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課中,醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,實(shí)踐性很強(qiáng),也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁課程。該課程的理論較抽象,課時(shí)少、內(nèi)容多;實(shí)驗(yàn)部分由于客觀限制,不能與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,有些遺傳典型病例可遇不可求很難獲取;學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映有較大難度。如果把理論、實(shí)驗(yàn)部分知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)以視頻的形式與多媒體課件很好地結(jié)合,編輯制作成微課視頻用于教學(xué)活動(dòng),無疑有助于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的正確理解和把握。

為充分利用教學(xué)資源,根據(jù)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)實(shí)際和課程特點(diǎn),我們精心制作一系列醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的微課教學(xué)視頻在教學(xué)中試用,同時(shí)配合其他教學(xué)模式取得不錯(cuò)的教學(xué)效果。主要步驟有:選題(選擇教學(xué)內(nèi)容)、教學(xué)設(shè)計(jì)(教學(xué)方案、策略、組織、特色等構(gòu)思設(shè)計(jì))與準(zhǔn)備(教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材等準(zhǔn)備)、攝像(視頻采集)、編制(后期編輯制作)與審核(審核修改)、(上傳校園網(wǎng))和評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)[3-4],根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)在制作過程中注重以下技術(shù)環(huán)節(jié)。

1 教學(xué)內(nèi)容選擇

選取教學(xué)環(huán)節(jié)中某一知識(shí)點(diǎn)、常見有代表性的問題或內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為選題,選題盡量小而精,圍繞某個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn),而不是抽象、寬泛的。具備獨(dú)立性、完整性、示范性、代表性,能夠有效解決教與學(xué)過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)充實(shí),無科學(xué)性、政策性錯(cuò)誤,理論聯(lián)系實(shí)際,反映社會(huì)和學(xué)科發(fā)展。結(jié)合教學(xué)大綱要求和教學(xué)實(shí)際,我們篩選醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的知識(shí)點(diǎn)或內(nèi)容如下:

1.1理論部分

1.1.1遺傳的細(xì)胞與分子基礎(chǔ) 染色體的包裝模型、動(dòng)態(tài)突變(亨廷頓舞蹈癥)、堿基替換(鐮形細(xì)胞貧血病)。

1.1.2單基因遺傳病 5種基本遺傳方式(AD、AR、XD、XR、Y連鎖遺傳)及其遺傳特征、常見術(shù)語概念(延遲顯性、共顯性、交叉遺傳、遺傳印記、遺傳異質(zhì)性、限性遺傳、從性遺傳等)及遺傳病例。

1.1.3多基因遺傳病 閾值假說、多基因遺傳病的遺傳特征與再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的估計(jì)。

1.1.4染色體遺傳病 染色體結(jié)構(gòu)畸變類型(缺失、倒位、易位、重復(fù))與傳遞機(jī)制、常見染色體病(唐氏綜合征、貓叫綜合征、克氏綜合征、特氏綜合征、兩性畸形)。

1.1.5人類生化遺傳病 血紅蛋白病、血友病、家族性高膽固醇血癥、苯丙酮尿癥、白化病、半乳糖血癥、糖原貯積累癥。

1.1.6免疫遺傳學(xué) 輸血、器官移植、新生兒溶血癥和親子鑒定。

1.2實(shí)驗(yàn)部分

1.2.1 染色體分析 細(xì)胞培養(yǎng)、染色體標(biāo)本制備、顯帶技術(shù)、核型分析。

1.2.2遺傳病診斷 臨床診斷、蛋白質(zhì)水平診斷、細(xì)胞學(xué)診斷和基因診斷。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求:①方法手段設(shè)計(jì):充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性思維;根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法;正確選擇使用各種教學(xué)媒體(圖片、視頻、音頻、流媒體等),教學(xué)輔助效果好;②組織編排設(shè)計(jì):教學(xué)組織與編排要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律;教學(xué)過程條理清晰、重點(diǎn)突出,邏輯性強(qiáng),明了易懂;注重突出學(xué)生的主體性以及教與學(xué)活動(dòng)有機(jī)結(jié)合;③教學(xué)特色設(shè)計(jì):教學(xué)形式新穎,深入淺出,形象生動(dòng),趣味性和啟發(fā)性強(qiáng),教學(xué)氛圍的營(yíng)造有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性,有效解決實(shí)際教學(xué)問題。

準(zhǔn)備工作包括教學(xué)方案設(shè)計(jì) Word文稿、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)課件PPT、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等。教學(xué)方案設(shè)計(jì)反映教師教學(xué)思想、課程設(shè)計(jì)思路和教學(xué)特色,Word 格式;教學(xué)課件要求圍繞教學(xué)大綱要求的教學(xué)內(nèi)容,與教學(xué)視頻合理搭配,PPT格式;實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備應(yīng)該準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)備、器材、物品等,以保證順利錄像。

3視頻采集

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)微課對(duì)拍攝的要求不高,拍攝設(shè)備可用專業(yè)級(jí)或家用攝像機(jī)。攝像遺傳病例的基本要求是圖像清晰穩(wěn)定、構(gòu)圖合理、聲音清楚,能較全面真實(shí)反映臨床特征。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,可采用不同的編制軟件進(jìn)行后期的聲音畫面同步及知識(shí)點(diǎn)編排處理。常見的編輯軟件有繪聲繪影、Promiere、Flash等。根據(jù)課程的內(nèi)容需要,將主講教師的講解錄像、PPT、屏幕操作錄像及相關(guān)的視音頻素材有序的組織到一起,形成完整的視頻結(jié)構(gòu)。

編輯制作完成后,要進(jìn)行全面的審核,主要是:①審核畫面,無黑屏、無搖晃鏡頭、整體色調(diào)基本保持一致,合理安排主講畫面,畫面大小和在屏幕中的位置,達(dá)到美觀合理的展示效果;②審核解說,對(duì)解說的基本要求是,每屏只有一行解說文字;要求遺傳學(xué)的專業(yè)術(shù)語、基因名稱要統(tǒng)一使用國際標(biāo)準(zhǔn)。

總之,由于微課時(shí)間短,導(dǎo)入和結(jié)尾要干脆利落、緊扣主題、語言精練、準(zhǔn)確明晰、條理清晰,切忌冗長(zhǎng)繁瑣。

例如在染色體遺傳病例中選取貓叫綜合征[5-6],通過視頻采集獲得的典型臨床病例(新生兒),制作微課視頻的主講畫面包括:①臨床表現(xiàn):出生體重低,生長(zhǎng)發(fā)育遲緩,小頭畸形,嬰兒呈滿月臉,面部不對(duì)稱;眼距寬,內(nèi)眥贅皮,外眥下斜,白內(nèi)障,鼻梁扁平,小頜,唇腭裂;嬰兒期有微弱、悲哀、似貓叫樣哭聲;常有通貫手,手指弓形紋增多;患者常并發(fā)先天性心臟病;嬰兒期肌張力降低,極度智力障礙(IQ

又如在遺傳的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)章節(jié)選取染色體的包裝模型[5],該部分內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng),學(xué)生不易理解。我們利用Flash軟件設(shè)計(jì)編輯,依次顯示從線性DNA分子到染色單體的全過程,即DNA分子長(zhǎng)度被逐級(jí)壓縮:從線性DNA形成核小體(一級(jí)結(jié)構(gòu))被壓縮7倍;形成螺線管(二級(jí)結(jié)構(gòu))時(shí),每圈螺旋由6個(gè)核小體組成,縮短了6倍;螺線管無規(guī)則螺旋盤繞形成超螺旋管(三級(jí)結(jié)構(gòu))時(shí)又被壓縮近40倍;超螺旋管進(jìn)一步盤曲折疊形成染色單體(四級(jí)結(jié)構(gòu))又壓縮5倍,從線性DNA分子核小體螺線管超螺旋管染色單體共壓縮約8400倍,每一過程設(shè)置同步聲音解說,編輯后輸出為Swf文件。本微課視頻使本來抽象枯燥的理論知識(shí)具體形象呈現(xiàn)。學(xué)生很易理解人體細(xì)胞中每條染色體上平均長(zhǎng)度為5cm的線性DNA分子壓縮在只有5m的細(xì)胞核中需要有序組裝和壓縮,從而保證遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確表達(dá),教學(xué)效果反映很好。

5 應(yīng)用前景與意義

現(xiàn)代社會(huì)人們追求快節(jié)奏高效率,大學(xué)生更是如此,冗長(zhǎng)的課程視頻很難吸引學(xué)生的眼球。微課有別于傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計(jì)等資源類型,又是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型教學(xué)資源,全國眾多教育機(jī)構(gòu)院校都在嘗試這種新的教學(xué)方法,推廣這種教學(xué)模式。微課能更好地滿足不同學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求,微課亦將成為熱愛教育的人們?cè)谖r(shí)代提升教學(xué)水平、拓展自己的受眾范圍和課堂界限的最佳選擇。因此微課讓學(xué)生有更大的自和擁有感,微課的開放性與開發(fā)潛力也為教學(xué)應(yīng)用帶來了巨大的靈活性,所以將微課教學(xué)模式應(yīng)用在高校的教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

雖然看起來微課時(shí)間縮短,內(nèi)容集中,但實(shí)際上需要教師投入更大的時(shí)間和精力,醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的微課教學(xué)模式也不例外。盡管我們?cè)卺t(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)中應(yīng)用微課教學(xué)模式取得了一定的效果,學(xué)生反響不錯(cuò),但在使用過程中也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別問題,如某些章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)難提煉,特別是零碎、抽象、理論性強(qiáng)的內(nèi)容;教師選擇適合制作微課的教學(xué)內(nèi)容,課前要做好充分的準(zhǔn)備;微課的設(shè)計(jì)制作對(duì)教師的信息化處理能力要求較高。無論是對(duì)于學(xué)生還是對(duì)教師而言,微課無疑都是一次思想改革,它促成一種自主學(xué)習(xí)模式,同時(shí)為提供教師自我提升的機(jī)會(huì)。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)既是一門重要的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程,也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁課程,只有打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),將來的專業(yè)學(xué)習(xí)才會(huì)迎刃而解。

參考文獻(xiàn):

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篇5

關(guān)鍵詞數(shù)量遺傳學(xué);分子遺傳學(xué);動(dòng)物育種;研究進(jìn)展

自20世紀(jì)80年代以來,隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展,動(dòng)物育種計(jì)劃和動(dòng)物分子遺傳學(xué)研究取得了大量的突破性成果,國際上的動(dòng)物育種已逐漸進(jìn)入分子水平,從傳統(tǒng)的育種方法朝著快速改變動(dòng)物基因型甚至是單倍體型的方向發(fā)展。

1數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種

數(shù)量遺傳學(xué)選擇原理充分考慮了環(huán)境因素對(duì)微效多基因控制的數(shù)量性狀的影響力,從表型方差中剖分出基因型方差,通過運(yùn)用資料設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)模型估計(jì)有關(guān)的遺傳參數(shù),最后達(dá)到選種的目的[1-2]。數(shù)量遺傳學(xué)主要應(yīng)用于估計(jì)遺傳參數(shù)、通徑分析和動(dòng)物育種估計(jì)的模型方法等幾個(gè)方面。

1.1遺傳參數(shù)估計(jì)

從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講,遺傳參數(shù)的估計(jì)可歸結(jié)為方差或協(xié)方差組分估計(jì)。從親子回歸、同胞分析到方差分析法;到了20世紀(jì)50年代,C R Henderson提出了針對(duì)非均衡資料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;之后出現(xiàn)了極大似然法約束極大似然法、最小范數(shù)二次無偏估計(jì)法和最小方差二次無偏估計(jì)法以及貝葉斯估計(jì)等方法。目前,約束最大似然法是世界各國育種學(xué)家采用的主要方法。

1.2育種值估計(jì)

畜禽遺傳評(píng)定即評(píng)估畜禽種用價(jià)值的高低,是畜禽育種工作的中心任務(wù)。畜禽種用價(jià)值的高低是用育種值來衡量的,影響數(shù)量性狀表型值的是微效多基因的加性效應(yīng)值(A)、等位基因之間的顯性效應(yīng)值(D)和非等位基因間的上位效應(yīng)值(I)。其中,只有基因的加性效應(yīng)值即育種值能夠穩(wěn)定的遺傳給后代,但是育種值不能直接測(cè)量,只能使用一定的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法通過表型值對(duì)其間接加以估計(jì),所以遺傳評(píng)定的主要工作就是對(duì)育種值的估計(jì)。畜禽的估計(jì)育種值是選擇種畜的主要依據(jù),育種值估計(jì)的準(zhǔn)確性在很大程度上影響著畜禽育種效果的好壞。用于育種值估計(jì)的方法概括起來主要有選擇指數(shù)法、群體比較法和混合線性模型法。

2分子數(shù)量遺傳學(xué)與動(dòng)物育種

分子數(shù)量遺傳學(xué)是分子生物技術(shù)與數(shù)量遺傳學(xué)相結(jié)合的一門發(fā)展中的新的交叉學(xué)科,目前仍屬于數(shù)量遺傳學(xué)范疇[3-6]。現(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展,使得從分子水平上研究數(shù)量性狀的基因成為可能。

2.1對(duì)QTL作出遺傳標(biāo)記

目前對(duì)決定數(shù)量性狀的多基因還不能準(zhǔn)確定位,但如果能找到一個(gè)可以識(shí)別的基因或基因組的DNA多態(tài),或是一個(gè)染色體片段與這一目標(biāo)性狀有密切的關(guān)聯(lián),就可作為對(duì)目標(biāo)性狀選擇的遺傳標(biāo)記。遺傳標(biāo)記還可應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)移、基因定位和基因作圖等研究。

2.2QTL的分離和克隆

分子數(shù)量遺傳學(xué)的目標(biāo)是要分離和克隆決定數(shù)量性狀的基因,研究其結(jié)構(gòu)和功能,最終達(dá)到從分子水平上改良數(shù)量性狀的目的。雖然在理論上可以將分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的各種基因克隆技術(shù)用于QTL,但是數(shù)量性狀的遺傳表達(dá)一般涉及多個(gè)基因座位。例如,奶牛的產(chǎn)奶量既受繁殖和泌乳的內(nèi)分泌系統(tǒng)基因的控制,又受消化酶系統(tǒng)基因的控制,情況相當(dāng)復(fù)雜,很難把這些基因一一分離和克隆。但也可以根據(jù)已有的知識(shí),通過對(duì)候選基因的篩選找出一個(gè)或幾個(gè)對(duì)某個(gè)數(shù)量性狀有較大效應(yīng)的QTL,就可以對(duì)這個(gè)QTL用一般的基因克隆方法進(jìn)行克隆,作為數(shù)量性狀的一個(gè)重要基因來研究。例如,有資料報(bào)道豬的雌激素受體基因可影響產(chǎn)仔數(shù)1.0~1.5頭。

3動(dòng)物育種方法前景

動(dòng)物分子育種是依據(jù)分子數(shù)量遺傳學(xué)理論,利用分子生物學(xué)技術(shù)來改良畜禽品種的一門新型學(xué)科,是傳統(tǒng)的動(dòng)物育種理論和方法的新發(fā)展。從目前發(fā)展?fàn)顩r來看,它應(yīng)包含兩方面內(nèi)容:以基因組分析為基礎(chǔ)的標(biāo)記輔助選擇和以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)基因育種。由于動(dòng)物分子育種是直接在水平上對(duì)性狀DNA的基因型進(jìn)行選擇,因此其選種的準(zhǔn)確性會(huì)大大提高;同時(shí)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用還能根據(jù)人們的需求創(chuàng)造出一些非常規(guī)性的畜牧產(chǎn)品[7-8]。可以說,動(dòng)物分子育種是動(dòng)物遺傳育種學(xué)科發(fā)展的必然,它將是21世紀(jì)動(dòng)物育種的一種重要方法,對(duì)21世紀(jì)世界畜牧業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。

4參考文獻(xiàn)

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篇6

表觀遺傳學(xué)(epigenetics)是與遺傳學(xué)(genetic)相對(duì)應(yīng)的概念,是對(duì)經(jīng)典遺傳學(xué)的有益補(bǔ)充;其認(rèn)為在不改變基因序列的條件下,生物體從基因到基因表型之間存在一種調(diào)控,這種機(jī)制即“表觀遺傳學(xué)”的含義。盡管已被提出70余年,但直到近10余年,隨著科學(xué)家們對(duì)這種“獲得性遺傳”的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),才成為生命科學(xué)界最熱門的研究之一。因此,研究者們轉(zhuǎn)換思維,從表觀遺傳學(xué)角度對(duì)AD發(fā)病及治療進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了一系列表觀修飾的關(guān)鍵酶類,以及對(duì)這些酶類發(fā)揮影響的藥物,從而為AD藥物研發(fā)提供了新的思路和研究方向。本文擬就AD的表觀遺傳學(xué)治療研究綜述如下。

1阿爾茨海默病(AD)概況

阿爾茨海默病(AD)是一種以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損害為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。它是最常見的癡呆類型,西方國家[中50%?70%的癡呆屬于AD。其病因及發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涵蓋了遺傳和環(huán)境的危險(xiǎn)因素,涉及成千上萬個(gè)基因表達(dá)的改變,以及多種信號(hào)途徑的上調(diào),如P淀粉樣肽W-amyloidpeptide,Ap)的沉積、Tau蛋白過度磷酸化、炎癥、氧化應(yīng)激、能量代謝、血管因素及細(xì)胞凋亡周期異常等。ad的典型病理改變包括突觸喪失、某些神經(jīng)遞質(zhì)水平下降、神經(jīng)元內(nèi)異常物質(zhì)沉積以及選擇性腦神經(jīng)細(xì)胞死亡,使大腦受累區(qū)域廣泛萎縮,導(dǎo)致記憶力喪失伴行為改變和人格異常,嚴(yán)重者可影響工作及社會(huì)生活。受累區(qū)域常會(huì)出現(xiàn)A沉積、老年斑(senileplaques,SP)、神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillarytangles,NFT)及Tau蛋白過度磷酸化等。疾病逐漸進(jìn)展惡化,甚至累及生命。遺憾的是目前尚缺乏延緩或阻礙疾病進(jìn)展的治療手段。

在AD中,涉及神經(jīng)元退行性改變的基因達(dá)200余個(gè),越來越多的研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在沒有基因序列改變的情況下,某些機(jī)制也可以決定致病基因何時(shí)或怎樣表達(dá),最終導(dǎo)致AD發(fā)病。因此,AD基因組并不能完全解釋發(fā)病機(jī)制[14]。已知編碼APP、PSEN1和PSEN2的基因僅可導(dǎo)致家族性早發(fā)型AD(early-onsetAD,EOAD);而大多數(shù)(約95%)AD均為晚發(fā)型AD(late-onsetAD,LOAD)或散發(fā)型。因此可以推斷,表觀遺傳現(xiàn)象或環(huán)境因素參與了LOAD的致病。這就部分解釋了為什么同一家族中有的家庭成員發(fā)病而另一些不發(fā)病;而且,在年輕的同卵雙胞胎中基因組無實(shí)質(zhì)上的差異,而在同一老年雙胞胎中其基因表觀遺傳學(xué)上存在顯著差異。

大量研究數(shù)據(jù)證實(shí),基因-環(huán)境相互作用在AD的病理生理過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、毒素、環(huán)境暴露及人的生活行為,都可以在不改變基因組序列的條件下使基因激活或沉默。目前已知的可調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的表觀遺傳學(xué)機(jī)制主要分兩大類:①基因選擇性轉(zhuǎn)錄的調(diào)控:包括基因組DNA甲基化,多種組蛋白甲基化及乙酰化等修飾;②基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控:包括微小RNA(microRNA,miRNA)和小干擾RNA(smallinterferingRNA,siRNA)等非編碼RNA的調(diào)節(jié),以及沉默的核糖體RNA(ribosomalRNA,rRNA)基因。除此之外,染色體重塑、基因印記、X染色體失活也屬于表觀遺傳學(xué)范疇。

2表觀遺傳學(xué)

表觀遺傳學(xué)的涵義即在DNA序列不發(fā)生改變的情況下,基因的表達(dá)與功能發(fā)生改變,并產(chǎn)生可遺傳的表型。基本機(jī)制即:通過多種基因修飾,影響基因轉(zhuǎn)錄和(或)表達(dá),從而參與調(diào)控機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老及病理過程。至此,表觀遺傳學(xué)的發(fā)現(xiàn)極大豐富了傳統(tǒng)遺傳學(xué)的內(nèi)容,使人們認(rèn)識(shí)到遺傳信息可以有兩種形式:即DNA序列編碼的“遺傳密碼”和表觀遺傳學(xué)信息。它和DNA序列改變不同的是,許多表觀遺傳的基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)是可逆的,這就為許多疾病的治療開創(chuàng)了樂觀的前景。

2.1組蛋白修飾

組蛋白在DNA組裝中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,利用核心組蛋白的共價(jià)修飾傳遞表觀遺傳學(xué)信息。這些修飾主要包括組蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸殘基N-末端的SUMO化;其中組蛋白氨基末端上的賴氨酸、精氨酸殘基是修飾的主要靶點(diǎn),這些組蛋白翻譯后修飾(post-translationalmodifications,PTMs)對(duì)基因特異性表達(dá)的調(diào)控,是其表觀遺傳學(xué)的重要標(biāo)志。正常機(jī)體內(nèi),組蛋白修飾保持著可逆的動(dòng)態(tài)平衡。一般而言,組蛋白乙酰化是在組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(histoneacetyl-transferase,HATs)的催化下,從乙酰輔酶A上轉(zhuǎn)移乙酰基到組蛋白N-末端的賴氨酸殘基上;由于乙酰化中和了組蛋白的正電荷,使組蛋白末端和相關(guān)DNA帶負(fù)電荷磷酸基團(tuán)之間的作用減弱,降低了組蛋白和DNA之間的親和力,這種染色質(zhì)構(gòu)象的放寬有助于轉(zhuǎn)錄因子向靶基因片段聚集并利于轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。而去乙酰化則是組蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylases,HDACs)將乙酰基從乙酰化組蛋白轉(zhuǎn)移到乙酰輔酶A上,形成了致密的染色質(zhì)狀態(tài),從而使基因轉(zhuǎn)錄下降或沉默。

2.2DNA甲基化

DNA甲基化較組蛋白修飾更進(jìn)一步,是表觀遺傳學(xué)的又一重要機(jī)制。DNA甲基化主要是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNAmethyltransferase,DNMTs,包括DNMT1、2、3a/b和4)催化下,將同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)-甲硫氨酸循環(huán)中S-腺苷甲硫氨酸(SAM)中的甲基,由四氫葉酸轉(zhuǎn)移到胞嘧啶的第5位上形成5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5-mC)。其中,相鄰的胞嘧啶-鳥嘌呤二核苷酸(CpGs)是最主要的甲基化位點(diǎn)。在人類基因組中,CpG以兩種形式存在:一種分散存在于DNA中,其CpG70%?90%的位點(diǎn)是甲基化的;另一種CpG呈密集分布于一定區(qū)域,稱之為“CpG島”(CpGislands),通常位于或接近基因啟動(dòng)子區(qū)(promoterregions),在正常人體基因組中處于非甲基化狀態(tài)。CpG島中的胞嘧啶甲基化可以阻礙轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合,從而可致基因沉默。一般而言,高度甲基化的基因可致表達(dá)抑制,而低甲基化的基因可增強(qiáng)基因表達(dá)或過表達(dá)。

2.3非編碼RNA

表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制涉及RNA的主要包括:miRNA、siRNA以及維持細(xì)胞周期的沉默rRNA基因的一部分。

miRNA是較短的雙鏈RNA分子,約有22個(gè)核苷酸,來源于機(jī)體自身基因即細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)中較大的RNA前體,有自己的啟動(dòng)子和調(diào)控元件。人類基因組中有約700?800個(gè)miRNA。這些小分子RNA在轉(zhuǎn)錄后通過綁定靶mRNA,從而抑制轉(zhuǎn)錄或誘導(dǎo)mRNA分裂降解。大多數(shù)miRNA具有高度保守性和組織特異性,可以調(diào)控機(jī)體中30%?50%的蛋白質(zhì)編碼基因。siRNA長(zhǎng)短與miRNA相似,作用方式也有很多相同之處,區(qū)別在于siRNA可以體外合成,多由外源性導(dǎo)入或感染誘導(dǎo)產(chǎn)生。

重復(fù)rRNA基因的復(fù)制為真核生物核糖體提供了初始活性位點(diǎn),在基因表達(dá)中是蛋白質(zhì)合成的熱點(diǎn)區(qū)。不同細(xì)胞類型可表現(xiàn)不同的活性rRNA比率,提示隨著細(xì)胞發(fā)育分化,rRNA基因拷貝數(shù)比例會(huì)發(fā)生改變。沉默rRNA的表觀遺傳學(xué)方式在這個(gè)過程中發(fā)揮了重要作用,使活性和非活性rRNAs保持了動(dòng)態(tài)平衡。

2.4染色質(zhì)重塑、基因印記和X染色體失活

染色質(zhì)重塑(chromatinremodeling)指基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和重組等過程中,核小置和結(jié)構(gòu)及其中的組蛋白發(fā)生變化,引起染色質(zhì)改變的過程;主要機(jī)制即致密的染色質(zhì)發(fā)生解壓縮,暴露基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子區(qū)中的特定結(jié)合位點(diǎn),使轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionfactor,TF)更易與之結(jié)合。基因印記(geneticimprinting)指來自親本的等位基因在發(fā)育過程中產(chǎn)生特異性的加工修飾,導(dǎo)致子代體細(xì)胞中兩個(gè)親本來源的等位基因有不同的表達(dá)方式,即一個(gè)等位基因有表達(dá)活性,另一等位基因沉默。X染色體失活指雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞中兩條X染色體的其中之一失去活性的現(xiàn)象,即X染色體被包裝成異染色質(zhì),進(jìn)而因功能受抑制而沉默化,使雌性不會(huì)因?yàn)閾碛袃蓚€(gè)X染色體而產(chǎn)生兩倍的基因產(chǎn)物。

3AD的表觀遺傳學(xué)3.1組蛋白修飾

研究顯示,在AD中存在組蛋白的PTMs。組蛋白3(histone3,H3)磷酸化作為激活有絲分裂的關(guān)鍵步驟,可使AD海馬神經(jīng)元呈過磷酸化狀態(tài)。對(duì)APP/PS1突變小鼠和野生型小鼠進(jìn)行條件恐懼訓(xùn)練,結(jié)果顯示前者乙酰化H4較野生小鼠組降低50%;之后對(duì)突變組進(jìn)行HDAC抑制劑(histonedeacetylasesinhibitors,HDACIs)曲古抑菌素A的治療,顯示前者乙酰化H4水平出現(xiàn)了上升。在一項(xiàng)皮層神經(jīng)元培養(yǎng)模型研究中,APP過度表達(dá)則可導(dǎo)致H3和H4乙酰化降低,以及c-AMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-responseelementbindingprotein,CREB)水平下降;而CREB則是腦神經(jīng)元中激活記憶相關(guān)基因,形成長(zhǎng)期記憶的關(guān)鍵蛋白。總之,盡管在AD患者、AD動(dòng)物模型及AD培養(yǎng)模型中,都出現(xiàn)了組蛋白修飾,但這個(gè)過程是極其復(fù)雜的,特異性位點(diǎn)會(huì)因功能狀態(tài)不同而出現(xiàn)組蛋白乙酰化增加或減少。

3.2DNA甲基化

3.2.1相關(guān)基因的甲基化研究顯示,盡管很難判

斷AD中甲基化程度是升高還是下降,但12個(gè)甲基化的AD特異性基因表現(xiàn)出了顯著的“表觀偏移”;同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn),在DNMT1啟動(dòng)子內(nèi)一些CpG位點(diǎn)也表現(xiàn)出年齡相關(guān)的表觀偏移。研究還發(fā)現(xiàn),葉酸、甲硫氨酸及Hcy代謝與DNA甲基化機(jī)制顯著關(guān)聯(lián)。例如,人類及動(dòng)物模型葉酸缺乏將導(dǎo)致基因組整體低甲基化,而補(bǔ)充葉酸則可部分逆轉(zhuǎn)甲基化程度。Smith等研究發(fā)現(xiàn),衰老及AD人群中都出現(xiàn)了葉酸缺乏和甲硫氨酸-Hcy周期的改變。另一研究發(fā)現(xiàn)AD患者腦脊液(cerebro-spinalfluid,CSF)中葉酸顯著下降,同樣下降的還有CSF及腦組織中SAM。同時(shí)還觀察到AD患者腦組織中S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)及血漿中Hcy的升高,后者可抑制DNA甲基化。

目前已知的AD相關(guān)基因主要包括:p淀粉樣蛋白前體(APP)基因、早老素1(PS1)和早老素2(PS2)基因、載脂蛋白E(ApoE)基因、p-分泌酶(BACE)基因、sortilin相關(guān)受體基因(sortilin-relatedreceptor1gene,SORL1)以及白介素1a(IL-1a)和白介素6(IL-6)基因等。其中,APP基因、BACE基因或PS1基因均存在可調(diào)控的CpG甲基化位點(diǎn)。有研究顯示,一例AD尸檢的大腦皮層中APP基因發(fā)生了完全去甲基化,而正常樣本或匹克氏病(Pick’sdisease)患者樣本則沒有這種變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),葉酸缺乏所致的BACE和PS1基因表達(dá)增強(qiáng),可通過補(bǔ)充SAM而恢復(fù)正常。同樣,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),給予APP過度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠缺乏葉酸、B12及B6的飲食,可以使SAH升高并上調(diào)PS1和BACE的表達(dá),以及促進(jìn)A的沉積和出現(xiàn)認(rèn)知障礙。在LOAD尸檢標(biāo)本中,研究者發(fā)現(xiàn)了著名的“年齡依賴的表觀遺傳學(xué)漂移”(age-dependentepigeneticdrift);對(duì)CpG島異常的表觀遺傳學(xué)控制,可能促成了LOAD的病理變化,因此,“表觀遺傳學(xué)漂移”可能是LOAD個(gè)體易感的重要機(jī)制。

3.2.2Tau蛋白相關(guān)的甲基化Tau蛋白是一種微管結(jié)合蛋白(microtubulebindingprotein,MAP),它能與神經(jīng)軸突內(nèi)的微管結(jié)合,具有誘導(dǎo)與促進(jìn)微管形成,防止微管解聚、維持微管功能穩(wěn)定的功能。對(duì)記憶和正常大腦功能起重要作用。然而,在AD中,Tau蛋白不僅不再發(fā)揮正常功能,還會(huì)因異常磷酸化或糖基化等改變了Tau蛋白的構(gòu)象,使神經(jīng)元微管結(jié)構(gòu)廣泛破壞,形成以Tau蛋白為核心的NFT,最終導(dǎo)致神經(jīng)元功能受損或神經(jīng)元丟失。

人體在正常條件下,Tau蛋白啟動(dòng)子的AP2結(jié)合位點(diǎn)是非甲基化的,但SP1和GCF結(jié)合位點(diǎn)則被甲基化。而隨著年齡的增加,SP1作為一種轉(zhuǎn)錄激活位點(diǎn)甲基化程度升高,GCF作為啟動(dòng)子抑制位點(diǎn)則逐漸去甲基化,因此總體而言Tau蛋白的基因表達(dá)是下調(diào)的。尤其在額葉及海馬區(qū)域,正常Tau蛋白也出現(xiàn)了年齡相關(guān)的下降。蛋白磷酸酶2A(PP2A)是一種針對(duì)磷酸化Tau蛋白的去磷酸化酶,PP2A催化亞基的甲基化可以激活該酶。研究顯示,在APP及PS1基因突變的轉(zhuǎn)基因小鼠中,PP2A的甲基化程度顯著下降,結(jié)果顯示Tau蛋白磷酸化增高。對(duì)培養(yǎng)的神經(jīng)元添加葉酸拮抗劑甲氨蝶呤,也可導(dǎo)致PP2A去甲基化,從而增加Tau蛋白的磷酸化程度。另外,還有研究顯示,Hcy可以使PP2A的甲基化程度及活性下降,而添加葉酸和B12則可以逆轉(zhuǎn)這個(gè)過程。總之,Tau蛋白的磷酸化和脫磷酸化間平衡是維持微管穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素;而其中磷酸化相關(guān)酶類的甲基化程度,成為影響Tau蛋白磷酸化的重要因素。

3.2.3異常的細(xì)胞周期和神經(jīng)元凋亡研究證實(shí),細(xì)胞周期異常和神經(jīng)元凋亡是AD神經(jīng)退行性變的常見機(jī)制。AD神經(jīng)元中細(xì)胞周期及凋亡途徑關(guān)鍵因子受DNA甲基化影響并發(fā)生上調(diào)。包括細(xì)胞周期素B2基因、caspase-1基因、caspase-3基因等。這些相關(guān)基因的低甲基化使細(xì)胞進(jìn)入異常細(xì)胞周期。同樣,高Hcy可使培養(yǎng)神經(jīng)元凋亡,也間接證實(shí)了低甲基化導(dǎo)致異常細(xì)胞周期;而使用SAM還可起到拮抗細(xì)胞凋亡的效果。

3.3A與miRNA

研究發(fā)現(xiàn),miRNA可以調(diào)節(jié)APP的表達(dá)、APP處理、A聚積以及BACE1的表達(dá),從而導(dǎo)致A毒性改變或影響神經(jīng)再生。因而,miRNA失調(diào)可使APP表達(dá)及處理過程發(fā)生改變,最終引起神經(jīng)元存活率和神經(jīng)再生程度的改變。針對(duì)全球AD人群和正常老年人群的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),特異性miRNA水平存在顯著差異。研究顯示,在AD中APP相關(guān)miRNA顯著下降,而APPmRNA水平則保持平穩(wěn),提示miRNA影響APP表達(dá)是通過抑制轉(zhuǎn)錄而不是促進(jìn)APPmRNA的裂解;同時(shí),在AD皮層中miRNA-106b出現(xiàn)顯著下降。具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3.4AD與一碳代謝

葉酸代謝又稱為一碳代謝,需要SAM提供甲基。諸多研究表明,AD患者常存在血漿及CSF中Hcy升高(兩者濃度升高常呈正相關(guān)),血漿葉酸和B12水平下降,以及腦組織中SAM減少。早期暴露于缺乏葉酸及B族維生素飲食的動(dòng)物,其AD相關(guān)基因在腦組織中發(fā)生了表觀遺傳學(xué)修飾。SAM作為甲基化過程最重要的甲基來源,其產(chǎn)生及循環(huán)依賴于甲硫氨酸循環(huán)的正常進(jìn)行[11]。研究顯示,AD患者CSF中SAM出現(xiàn)顯著下降,口服SAM(1200mg,qd)4?8個(gè)月,可以使CSF中SAM濃度升高。同時(shí),維生素B12缺乏可使SAM產(chǎn)生減少,從而影響甲基化。前瞻性隊(duì)列研究表明,高Hcy與AD高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān),而較高的葉酸攝入量可以降低老年人的AD風(fēng)險(xiǎn)。葉酸缺乏導(dǎo)致的SAM缺乏以及Hcy升高,使甲基化水平下降;并且,Hcy影響SAM和SAH水平,后兩者可調(diào)節(jié)DNA甲基化活性以及蛋白翻譯后修飾。另外,研究還發(fā)現(xiàn)Hcy可通過抑制甲基化,降低PP2A甲基化程度,從而導(dǎo)致Tau蛋白過磷酸化、NFT及SP形成。因此,最關(guān)鍵機(jī)制即:葉酸/同型半胱氨酸代謝異常導(dǎo)致AD相關(guān)基因啟動(dòng)子的表觀遺傳修飾(CpG區(qū)域甲基化狀態(tài)的改變),使基因沉默(高甲基化)或過度表達(dá)(低甲基化),最終發(fā)生AD。

4表觀遺傳學(xué)在AD診療中的應(yīng)用研究

近年來,隨著表觀遺傳學(xué)在AD研究中的不斷進(jìn)步,研究者已逐漸將其應(yīng)用于AD的診斷及治療中,盡管多數(shù)還處于臨床前試驗(yàn)階段,但表觀遺傳學(xué)應(yīng)用于AD臨床的前景是樂觀并值得期待的。

4.1表觀遺傳學(xué)診斷手段

利用亞硫酸氫鈉進(jìn)行甲基化測(cè)序是檢測(cè)DNA甲基化的金標(biāo)準(zhǔn)。該方法利用鹽析法從血液中提取基因組DNA,經(jīng)過亞硫酸氫鹽處理后,變性DNA中胞嘧啶轉(zhuǎn)換為尿嘧啶,而5-mC則不發(fā)生轉(zhuǎn)換,因此在經(jīng)過PCR擴(kuò)增和DNA測(cè)序后,胸腺嘧啶則代表非甲基化胞嘧啶,而5-mC(主要為CpG二核苷酸)仍為胞嘧啶。繼而由該方法延伸出多個(gè)DNA甲基化分析法,例如:甲基化特異性PCR(methylationspecificPCR,MSP)、結(jié)合亞硫酸氫鹽限制性分析(combinedbisulfiterestrictionanalysis,COBRA)以及甲基敏感性單核苷酸引物(methylation-sensitivesinglenucleotideprimerextension,MS-SNuPE)等。然而,由于目前對(duì)AD相關(guān)基因甲基化的研究還不完善,只能在臨床前研究中應(yīng)用甲基化測(cè)序,用于對(duì)比分析AD中基因甲基化的真實(shí)狀態(tài)。

實(shí)時(shí)基因成像(real-timegeneticimaging)技術(shù)是另一種判斷基因表觀遺傳修飾的手段;該技術(shù)避免了尸檢或動(dòng)物研究,是一種新型的非侵入性的可視化基因調(diào)控檢測(cè)。磁共振波譜(MRspectroscopy,MRS)即是這樣一種特殊的磁共振成像,該技術(shù)可掃描到特定的蛋白,將來可使我們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)基因表達(dá)變化的可視化實(shí)時(shí)檢測(cè),理論上而言可以追蹤到DNA甲基化或組蛋白修飾的責(zé)任蛋白;因此,在一定程度上,將為AD的表觀遺傳學(xué)診斷和治療提供新的手段[39]。

此外,另有研究發(fā)現(xiàn),脂肪酸酰胺水解酶(fattyacidamidehydrolase,FAAH)參與了AD的發(fā)病,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)FAAH易于從外周血中檢出,并可作為一個(gè)新的潛在的AD生物標(biāo)志物(biomarker),繼而用于AD的預(yù)測(cè)或診斷。然而,由于一些AD相關(guān)蛋白或酶類在外周血中易降解,穩(wěn)定的miRNA檢測(cè)已成為反映疾病的重要手段。由于大多數(shù)AD患者外周血單核細(xì)胞中存在各種miRNA的表達(dá)上調(diào)(如miR-371、miR-517等),且與其在AD腦中高表達(dá)相對(duì)應(yīng),提示通過測(cè)定血漿及血單核細(xì)胞的miRNA譜變化,可作為AD診斷和病情評(píng)估的重要方法。

4.2AD的表觀遺傳學(xué)治療

表觀遺傳學(xué)對(duì)研究AD的發(fā)病機(jī)制和病程轉(zhuǎn)歸,以及研發(fā)新的藥物等方面開拓了廣闊的空間。表觀遺傳學(xué)藥物進(jìn)入體內(nèi)后,可充當(dāng)基因轉(zhuǎn)錄或表達(dá)的“開關(guān)”,通過不同的基因修飾及調(diào)控基因表觀修飾相關(guān)酶類的活性,繼而達(dá)到在未改變DNA序列的情況下影響基因表型。因此,正是表觀遺傳學(xué)改變的“可逆性”,使與之相關(guān)藥物的研發(fā)成為AD治療研究的新方向和重點(diǎn)。

4.2.1HDACIs近年來,科學(xué)家們研發(fā)了多種新的HDACIs。根據(jù)化學(xué)形態(tài)主要分為4類:①短鏈脂肪酸類:如丁酸鈉、苯丁酸鹽和丙戊酸(valproicacid,VPA);②異輕肟酸(hydroxamicacid)類:如曲古抑菌素A(trichostatinA,TSA)、辛二酰苯胺異輕肟酸(suberoylanilidehydroxamicacid,SAHA);③環(huán)氧酮類:如trapoxinA和trapoxinB;④苯甲酰胺類:如MS-275。這些HDACIs與鋅依賴性HDAC蛋白(zinc-dependentHDACprotein,I、II及IV類組蛋白亞型)相互作用;煙酰胺作為NAD+前體,可以抑制III類HDAC蛋白。其中,研究最廣泛的是丁酸鈉、苯丁酸鹽、VPA、TSA和SAHA。

目前FDA批準(zhǔn)上市的是SAHA,-種治療T細(xì)胞淋巴瘤的新型化合物,不僅可增加組蛋白乙酰化水平,同時(shí)還可提高認(rèn)知。在神經(jīng)系統(tǒng)中,VPA具有抗驚厥和穩(wěn)定情緒的作用,因此這些作用可能與引起組蛋白乙酰化改變有關(guān);VPA還可以通過抑制GSK-3#介導(dǎo)的y-分泌酶裂解APP,從而抑制Ap的產(chǎn)生,減少A斑塊,最終緩解AD模型鼠的認(rèn)知功能障礙。Ricobaraza等研究顯示,4-苯基丁酸乙酯(PBA)可通過降低GSD-3#來降低AD大鼠腦內(nèi)Tau蛋白磷酸化,并可清除突觸間A沉積,減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力,從而恢復(fù)記憶并逆轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)障礙。而煙酰胺則可選擇性降低Tau蛋白磷酸化并增加乙酰化的a微管蛋白。Fischer等也研究發(fā)現(xiàn),非特異性HDACIs如VPA、TSA、4-苯基丁酸鈉及伏立諾他等,都可以通過不同的表觀遺傳機(jī)制影響Ap沉積和Tau蛋白過磷酸化,并可改善學(xué)習(xí)和記憶力。另外,HDACi丙戊酸可以降低APP的表達(dá),減輕大腦中的A肽斑塊負(fù)擔(dān);研究還證實(shí),HDACI治療還可誘導(dǎo)樹突發(fā)芽,增加突觸數(shù)量,以及恢復(fù)學(xué)習(xí)行為和形成長(zhǎng)期記憶。Zhang等報(bào)道,口服HDACIMS-275可改善神經(jīng)炎癥和腦淀粉樣變,以及改善AD模型動(dòng)物的行為能力。這些研究提示,HDACIs可通過調(diào)節(jié)HDAC蛋白活性和Tau蛋白磷酸化水平,從而用于AD的治療.

HDACIs可選擇性抑制HDACs,導(dǎo)致組蛋白乙酰化水平升高,恢復(fù)AD模型動(dòng)物中組蛋白乙酰化水平及提高學(xué)習(xí)和記憶能力。例如:Guan等發(fā)現(xiàn)當(dāng)腦內(nèi)HDAC2過表達(dá)時(shí),小鼠海馬神經(jīng)元樹突棘密度降低、突觸形成減少、CA1區(qū)LTP形成障礙、空間記憶和工作記憶損傷;而使用HDACIs則能夠促進(jìn)小鼠神經(jīng)元樹突棘和突觸的形成,改善AD模型小鼠的學(xué)習(xí)和記憶減退狀態(tài)。因此,HDAC2可能是HDACIs最適宜的治療靶點(diǎn)之一,可能使腦神經(jīng)元內(nèi)合成新的蛋白以改善或恢復(fù)AD患者記憶。除此之外,HDACIs對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)具有特異效應(yīng),可以在上調(diào)靶基因表達(dá)的同時(shí)下調(diào)其他基因;這種基因特異性常通過轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)控,后者可以識(shí)別特定啟動(dòng)子和增強(qiáng)子序列,并賦予靶基因特異性(gene-specificeffects),使之對(duì)HDACIs具有敏感性[44],繼而逆轉(zhuǎn)表觀遺傳改變。同時(shí),應(yīng)用HDACIs治療AD還應(yīng)當(dāng)考慮其是否可穿透血腦屏障,因此,最近的一項(xiàng)研究研發(fā)了一種可進(jìn)入CNS(“CNS-penetrant”)的HDACIs(I類)EVP-0334,目前已進(jìn)入I期臨床試驗(yàn)用于AD治療。

眾所周知,AD大腦受累的主要區(qū)域?yàn)閮?nèi)側(cè)嗅皮質(zhì)、海馬及杏仁核等。研究發(fā)現(xiàn),與正常腦組織相比,AD患者皮質(zhì)中HDAC6蛋白水平升高了52%,而海馬中則升高了92%。HDAC6與Tau蛋白共同存在于核周,并發(fā)生相互作用;其中HDAC6具有獨(dú)立的微管蛋白脫乙酰基酶的活性。使用HDAC6抑制劑Tubacin治療或敲除HDAC6,并不能影響HDAC6與Tau蛋白的相互作用,但可以減少Tau蛋白磷酸化[55]。通過結(jié)合HDAC6,Tau蛋白可抑制脫乙酰酶活性,從而導(dǎo)致微管蛋白乙酰化增加;在Tau蛋白過表達(dá)的細(xì)胞中也可見這種增加;說明過量的Tau蛋白成為HDAC6的抑制劑,然而AD患者中正常Tau蛋白是減少的。文獻(xiàn)顯示,HDAC6的減少或丟失可改善聯(lián)想和空間記憶形成[56,57],以及阻斷A誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元線粒體運(yùn)輸障礙。最近有研究人員還發(fā)現(xiàn),HDAC6無效突變(nullmutation)可以挽救神經(jīng)元中Tau蛋白誘導(dǎo)的微管缺陷。他們采用遺傳和藥理學(xué)方法抑制HDAC6的tubulin特異性脫乙酰基酶活性,證實(shí)這種“挽救效應(yīng)”有可能是通過增進(jìn)微管乙酰化所介導(dǎo)的。這些研究結(jié)果表明,HDAC6有可能是AD和相關(guān)Tau病的一種獨(dú)特的有潛力的藥物靶點(diǎn),HDAC6抑制劑有望成為AD治療的新型藥物。

目前研究證實(shí),HDACIs可用來治療神經(jīng)變性病、抑郁、焦慮情緒、認(rèn)知功能障礙及神經(jīng)發(fā)育障礙,因此為AD的治療提供廣闊的前景。但現(xiàn)有的HDACIs存在生物利用度低、代謝快、低選擇性等缺點(diǎn)。因此,研究開發(fā)結(jié)構(gòu)新穎、副作用小、特異性及選擇性高的HDACI具有重要的臨床意義。

4.2.2飲食因素除此之外,飲食因素,例如葉酸、維生素B2、B6、B12、蛋氨酸、膽堿等都可以影響甲基供體SAM的形成,并影響DNMTs活性;同時(shí),一些天然化合物,如異黃酮、黃酮、兒茶素、姜黃素、白藜蘆醇等,可以改變表觀遺傳學(xué)機(jī)制,影響染色質(zhì)修飾酶的活性,因此備受關(guān)注。

研究證實(shí),傳統(tǒng)用于抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗細(xì)胞凋亡及預(yù)防高脂血癥的姜黃素,也可用于治療AD:在體外實(shí)驗(yàn)中,姜黃素可抑制A聚集沉積、A#誘導(dǎo)的炎癥、戶分泌酶及乙酰膽堿酯酶的活性;而體內(nèi)實(shí)驗(yàn)則證實(shí),口服姜黃素可抑制AD動(dòng)物腦組織中Ap沉積、Ap寡聚化及Tau蛋白磷酸化,并改善行為及認(rèn)知。另有研究發(fā)現(xiàn),姜黃素還可加速淀粉樣斑塊的分解,繼而改善AD的空間記憶障礙。據(jù)Bora-Tatar等[65]報(bào)道,在33種羧酸衍生物中,姜黃素是最有效的HDAC抑制劑,甚至比丙戊酸和丁酸鈉更強(qiáng)效;另有研究也發(fā)現(xiàn),姜黃素可顯著降低HDAC1、3和8蛋白水平,并可提高乙酰化H4水平。同時(shí),姜黃素還是潛在的HAT抑制劑,2004年Balasubramanyam等[66]發(fā)現(xiàn),姜黃素是p300/CREB結(jié)合蛋白HAT活性特異性抑制劑,對(duì)維持一定的CREB水平起到關(guān)鍵作用。因此,姜黃素對(duì)HDAC和HAT均有調(diào)節(jié)作用;作為已知的抗氧化劑,姜黃素可能是通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激,從而對(duì)乙酰化和去乙酰化具有雙重調(diào)節(jié)作用。

AD表觀遺傳學(xué)改變受環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)因素等諸多因素共同作用,因此自孕前保健開始,直至子代的一生,都保持機(jī)體內(nèi)外生存環(huán)境的良好,保證表觀遺傳學(xué)正常修飾及表達(dá),在一定程度上可能會(huì)預(yù)防AD的發(fā)生。同時(shí),由于目前糖尿病、肥胖、心血管疾病、高血壓等都是公認(rèn)的AD高危因素,通過表觀遺傳學(xué)機(jī)制防治這些疾病,也是降低AD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。另外,提倡低熱量、低膽固醇和富含葉酸、B族維生素及姜黃素等的飲食,以及降低血漿Hcy值,可能對(duì)保護(hù)大腦神經(jīng)元,改善老年期認(rèn)知,以及預(yù)防AD發(fā)生或逆轉(zhuǎn)AD的表觀遺傳改變,起到一定的積極作用。

4.2.3其他因素由于DNA甲基化是可逆的,該過程的相關(guān)酶類也可作為AD治療的研究靶點(diǎn),例如DNMT抑制劑。然而,目前對(duì)DNMT抑制劑的研究多局限于腫瘤的治療,因此對(duì)于AD的治療作用還有待進(jìn)一步研究。另外,研究發(fā)現(xiàn)AD中與APP裂解機(jī)制相關(guān)的多個(gè)miRNA也發(fā)生了改變,因此針對(duì)miRNA的AD表觀遺傳治療成為重要研究方向。2006年,中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所裴鋼院士研究組研究發(fā)現(xiàn),腎上腺素受體被激活后,可以增強(qiáng)y-分泌酶的活性,進(jìn)而能夠增加AD中Ap的產(chǎn)生。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了AD致病的新機(jī)制,提示腎上腺素受體有可能成為研發(fā)AD治療藥物的新靶點(diǎn)。

5展望

綜上所述,在AD中,表觀遺傳學(xué)機(jī)制對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展起到了關(guān)鍵作用,尤其是散發(fā)性AD。表觀遺[8]傳學(xué)調(diào)節(jié)障礙導(dǎo)致相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄異常,引起關(guān)鍵蛋白或酶類異常,繼而發(fā)生一系列病理生理改變,是AD發(fā)病的主要原因。表觀遺傳學(xué)改變可以通過表觀遺傳藥物進(jìn)行逆轉(zhuǎn),因而這不僅為AD的治療開創(chuàng)了一片新天地,更引導(dǎo)醫(yī)藥行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。

然而,使用表觀遺傳學(xué)藥物治療疾病也面臨著一系列難題。對(duì)于目前可用的表觀遺傳學(xué)化合物如HDACIs及辣椒素等而言,主要的困難即缺乏針對(duì)不同腦區(qū)、不同神經(jīng)元亞型或特異基因的“選擇性”。

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關(guān)鍵詞: 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn) 應(yīng)用前景

【中圖分類號(hào)】R446.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-3783(2012)05-0144-01

1 聚合酶鏈反應(yīng)概述

聚合酶鏈反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)是一項(xiàng)模擬DNA體內(nèi)復(fù)制過程的體外DNA擴(kuò)增技術(shù),自該技術(shù)誕生以來,它在分子生物學(xué)及醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。它主要是由變性、復(fù)性、延伸三個(gè)基本步驟組成的循環(huán)反應(yīng)。變性即利用加熱的方法使雙鏈DNA解鏈成兩股單鏈;復(fù)性就是降低反應(yīng)溫度使這兩股單鏈按堿基互補(bǔ)的原則分別與引物結(jié)合成雙鏈;最后是延伸,在DNA聚合酶的作用下,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成互補(bǔ)鏈;三個(gè)步驟完成為一個(gè)循環(huán),每完成一個(gè)循環(huán)完成一次級(jí)數(shù)倍增,極微量DNA經(jīng)過擴(kuò)增后可以達(dá)到極易檢測(cè)的水平。PCR技術(shù)其靈敏度高可以達(dá)到Pg級(jí),同時(shí)還能保證被擴(kuò)增的基因片段與原基因片段保持不變。PCR技術(shù)還具有操作快速簡(jiǎn)便、易掌握,并且對(duì)標(biāo)本要求不高等優(yōu)點(diǎn),使之廣泛的應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)。

2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用

經(jīng)過近幾十年的研究發(fā)現(xiàn),人類許多疾病的發(fā)生常與體內(nèi)的遺傳物質(zhì)的改變有關(guān),比如體細(xì)胞的癌基因或抑癌基因突變引發(fā)各種腫瘤,性細(xì)胞的基因突變則引起各種遺傳病,各種病原體可以把它們特異的基因帶人人體進(jìn)而引起各種傳染病。由于醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,PCR技術(shù)的出現(xiàn)為我們進(jìn)行基因診斷奠定了基礎(chǔ),這將改變以往對(duì)疾病的表型進(jìn)行診斷的診斷方式,使得我們可以從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和診斷疾病。尤其是在感染性疾病、腫瘤、遺傳疾病等進(jìn)行臨床檢驗(yàn)時(shí),PCR技術(shù)具有無可比擬的重要性。

2.1 PCR技術(shù)在感染性疾病檢驗(yàn)中的應(yīng)用:利用PCR技術(shù)可利用少量的核酸序列對(duì)病原體進(jìn)行檢測(cè)。PCR技術(shù)在臨床檢驗(yàn)中可以對(duì)疾病是否處于潛伏期進(jìn)行判斷,尤其是對(duì)那些培養(yǎng)周期較長(zhǎng)或缺乏穩(wěn)定可靠檢測(cè)手段的病原體,PCR檢測(cè)技術(shù)可以將現(xiàn)癥感染和既往感染進(jìn)行很好地區(qū)分,為臨床診斷提供了可靠的依據(jù)。例如,利用PCR技術(shù)檢驗(yàn)乙肝病毒。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)乙肝病毒采用的傳統(tǒng)檢測(cè)方法,非但其靈敏度不高,而且容易出現(xiàn)假陽性,但利用熒光定量PCR法檢測(cè)乙肝病毒共價(jià)閉合環(huán)狀DNA的方法較之具有更高的靈敏度,且所需樣品量少。總之, 與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比,PCR技術(shù)不但特異性強(qiáng)、靈敏度高,而且節(jié)省了檢測(cè)時(shí)間,提高了檢測(cè)效率。在感染性疾病的臨床檢驗(yàn)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 PCR技術(shù)在腫瘤方面的應(yīng)用:雖然目前的研究對(duì)于腫瘤發(fā)病的分子機(jī)制還不是十分明確,但已有研究表明,許多腫瘤的發(fā)生與某些腫瘤相關(guān)基因遺傳學(xué)改變關(guān)系十分密切。PCR技術(shù)作為檢測(cè)遺傳學(xué)改變最簡(jiǎn)單有效的手段,不但可以檢測(cè)出基因的突變,還能夠準(zhǔn)確的分析癌基因表達(dá)量,依據(jù)PCR的分析結(jié)果,可以對(duì)腫瘤進(jìn)行早期的診斷、分型。目前已知的腫瘤相關(guān)基因中較為常見的即ras癌基因家族。PCR技術(shù)主要是通過研究ras基因,發(fā)現(xiàn)在許多常見腫瘤中該基因失活。由于基因發(fā)生突變、缺失、增加和易位等遺傳學(xué)改變,導(dǎo)致了癌基因激活和抑癌基因的失活,進(jìn)而導(dǎo)致了癌變的發(fā)生。如某些泌尿系腫瘤的發(fā)生就是因?yàn)镃D44基因的異常拼接表達(dá)。血行播散是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要手段,所以檢測(cè)外周血中的腫瘤細(xì)胞對(duì)判斷腫瘤有無轉(zhuǎn)移具有重要意義。利用逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)檢測(cè)外周血中腫瘤特異性標(biāo)志物mRNA,具有靈敏度高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn),對(duì)于患者的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和療效具有良好的臨床監(jiān)測(cè)價(jià)值。

2.3 遺傳病的PCR檢驗(yàn):遺傳病發(fā)生是由遺傳物質(zhì)發(fā)生改變或是由致病基因的表達(dá)而引起的,常為先天性的,也可后天發(fā)病。對(duì)孕婦體內(nèi)的胎兒及早做出正確診斷,并采取相應(yīng)措施,對(duì)于計(jì)劃生育有十分重要的意義。近年來,在遺傳病的臨床診斷方面做出了不可磨滅的貢獻(xiàn),PCR技術(shù)已經(jīng)能夠檢測(cè)出遺傳病基因的突變、缺失及異常表達(dá)。PCR技術(shù)應(yīng)用于基因診斷,不用嚴(yán)格的要求分子的完整性,只需少量的樣本,如只需幾滴羊水或幾根胎兒絨毛便能進(jìn)行分析。PCR在遺傳病診斷預(yù)防及產(chǎn)前基因診斷方面具有極大的應(yīng)用價(jià)值,在檢測(cè)遺傳病基因突變時(shí)將PCR產(chǎn)物直接測(cè)序,分析測(cè)序結(jié)果,使嚴(yán)重遺傳性疾病的產(chǎn)前診斷成為可能,像地中海貧血、血友病、苯丙酮尿癥等這些遺傳性疾病都可利用此法進(jìn)行診斷。

3 PCR技術(shù)在臨床檢驗(yàn)中的不足

雖然PCR技術(shù)在臨床檢驗(yàn)中有諸如上述的多個(gè)優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用過程中也暴露出了它的不足之處,主要是假陽性和假陰性的問題。假陽性是PCR在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中面臨的主要問題之一,假陽性的發(fā)生主要是由于擴(kuò)增產(chǎn)物受到污染。近年來發(fā)展起來的熒光定量PCR技術(shù),其反應(yīng)過程和檢測(cè)過程在封閉環(huán)境中進(jìn)行,從根本上解決了PCR擴(kuò)增產(chǎn)物定量和污染的問題;造成PCR假陰性的原因主要有實(shí)驗(yàn)儀器問題、試劑質(zhì)量問題、模板質(zhì)量問題、檢驗(yàn)人員的素質(zhì)問題。

4 PCR技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中的應(yīng)用展望

雖然PCR可對(duì)基因分析直接檢測(cè)用于臨床進(jìn)行診斷,但大部分基因突變還是難以直接檢測(cè)。自PCR技術(shù)誕生以來,隨著其深入不斷的發(fā)展與完善,許多改良的新PCR方法在不斷的問世,這些新技術(shù)的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)PCR的瓶頸問題。它們彌補(bǔ)了傳統(tǒng)PCR技術(shù)費(fèi)時(shí)、誤診,假陽性等問題,對(duì)基因檢測(cè)和基因分型的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,為PCR的臨床應(yīng)用帶來曙光。因此PCR技術(shù)將有極大的發(fā)展空間和廣泛的應(yīng)用前景,它將對(duì)腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)和基因治療等進(jìn)一步研究及臨床應(yīng)用起著積極重要的作用。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展,PCR技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用,為全人類健康做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

篇8

2010年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了“試管嬰兒”之父Edwards,標(biāo)志著人類輔助生殖技術(shù)的成功。隨著分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)的發(fā)展,第三代試管嬰兒技術(shù)時(shí)代來臨,我國輔助生殖技術(shù)也不斷邁進(jìn),胚胎凍融技術(shù)、卵泡漿內(nèi)單注射(intracytoplasmicsperminjection,ICSI)技術(shù)廣泛應(yīng)用,在人工助孕與顯微操作的基礎(chǔ)上,胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(pre-implantationgeneticdiagnosis,PGD)正高速發(fā)展并逐漸應(yīng)用于臨床,這使不孕不育的夫婦不僅能喜得貴子,并且能實(shí)現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育。通過復(fù)習(xí)文獻(xiàn),本文就近年來胚胎植入前遺傳學(xué)診斷應(yīng)用進(jìn)展做一簡(jiǎn)要綜述。

1概述

1.1簡(jiǎn)介胚胎植入前遺傳學(xué)診斷主要是指采用快速遺傳學(xué)診斷方法,選擇無遺傳學(xué)疾患的胚胎植入宮腔,從而獲得正常胎兒的診斷方法,具體操作:待體外受精的胚胎發(fā)育到4~8細(xì)胞期,顯微操作下行卵裂球細(xì)胞活檢,取出1個(gè)或2個(gè)細(xì)胞,或者直接取受精前后的極體,對(duì)它們行聚合酶鏈反應(yīng)或免疫熒光原位雜交分析。廣義的PGD還包括受精前配子的診斷,如:的篩選和分離、或卵子基因型的檢測(cè)、極體的活檢等。種植前遺傳學(xué)篩查(PGS)是近十幾年出現(xiàn)的以提高妊娠率、活產(chǎn)率為目的的早期產(chǎn)前篩查方法。通過對(duì)染色體數(shù)目異常的篩選,選擇染色體核型正常的胚胎進(jìn)行移植。PGS是一種低危險(xiǎn)度的PGD,歐洲人類生殖和胚胎學(xué)協(xié)會(huì)(ES-HRE)PGD協(xié)作組報(bào)告的PGS周期數(shù)占PGD一半以上[1],并逐年增加。PGS適用于高齡、反復(fù)種植失敗、非染色體結(jié)構(gòu)異常的重復(fù)性流產(chǎn)等不孕不育夫婦,獲得可接受的妊娠率。但對(duì)其有效性尚存爭(zhēng)議[2]。應(yīng)用PGD使胚胎植入子宮前的染色體分析成為可能。胚胎染色體異常不僅易導(dǎo)致自然流產(chǎn),并且可能是導(dǎo)致許多不孕婦女不能解釋的多次種植失敗的原因[3]。PGD理論雛形是1967年由Edwards等率先提出的,他在小鼠胚泡期鑒定其性別并成功地將胚胎移入雌鼠體內(nèi)[4]。20世紀(jì)80年代末,Handyside率先對(duì)人類胚胎進(jìn)行顯微操作,為一對(duì)高遺傳風(fēng)險(xiǎn)的X-性連鎖疾病夫婦的胚胎進(jìn)行卵裂球性別分析,植入女胚,并于1990年誕生了世界上首例PGD嬰兒。90年代后期,PGD逐漸普及,并可常規(guī)用于40多種遺傳病的診斷,包括:單基因疾病,如囊性纖維化;X染色體連鎖疾病,如杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良;染色體結(jié)構(gòu)異常,如非整倍體。

1.2優(yōu)勢(shì)PGD目的是使有家族遺傳病的夫婦可以擁有一個(gè)健康的孩子。試管嬰兒(invitrofertilization,IVF)臨床上的挑戰(zhàn)是選出有活力的胚胎并優(yōu)先將其植入子宮,目前,大多IVF實(shí)驗(yàn)室采用形態(tài)學(xué)評(píng)估來確定哪些胚胎可以植入。但未能提供有關(guān)染色體復(fù)制數(shù)目的信息,而這些信息對(duì)細(xì)胞成活具有很重要的影響[5]。PGD彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足,通過染色體基因分析,確保胚胎質(zhì)量。細(xì)胞漿內(nèi)注入后,經(jīng)PGD出生兒與未經(jīng)PGD出生兒在妊娠和出生指標(biāo)上均具有可比性。PGD是避免遺傳病患兒出生的安全方法。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:(1)非侵入性,可避免常規(guī)的產(chǎn)前檢查如絨毛取樣、羊膜腔穿刺活檢、羊膜腔穿刺的手術(shù)操作所帶來的出血、流產(chǎn)、宮腔感染等并發(fā)癥的危險(xiǎn);(2)把遺傳學(xué)疾病控制在胚胎發(fā)育的最早階段,避免了早期或中期妊娠再行產(chǎn)前診斷結(jié)果陽性時(shí)使孕婦面臨意愿性流產(chǎn)所帶來的生理和心理上的創(chuàng)傷;(3)可以排除患病胚胎和攜帶缺陷基因的胚胎,從而可使有遺傳風(fēng)險(xiǎn)的夫婦得到完全健康的后代;(4)相對(duì)于對(duì)胎兒進(jìn)行人工流產(chǎn),銷毀有遺傳缺陷的胚胎更易為輿論、倫理所接受;(5)在胚胎器官分化之前對(duì)疾病作出診斷為進(jìn)行基因治療提供可能[6]。

1.3不足PGD的應(yīng)用解決了部分有染色體異常或單基因疾病患者的生育問題,明顯降低了自然流產(chǎn)率,減少了染色體異常的畸形兒、有遺傳疾病的患兒的出生。然而這些患者的抱嬰率并沒有明顯的提高。原因主要有:(1)活檢材料的代表性不足;(2)分析技術(shù)缺陷造成誤診。PGD遇到的最大的問題是誤診的問題。迄今為止,已有2例囊性纖維化的診斷錯(cuò)誤,1例性別診斷,1例強(qiáng)直性肌萎縮,1例地中海貧血,1例21三體的診斷錯(cuò)誤,可能是由于污染或者染色體嵌合型造成誤診。許多研究發(fā)現(xiàn),卵裂階段的人胚存在較高比例的嵌合體[7],等位基因脫失(alleledrop-out,ADO)是導(dǎo)致誤診的主要原因。此外,關(guān)于活檢的安全性也遭到了一些學(xué)者的質(zhì)疑。在許多國家,PGD較產(chǎn)前診斷受到更多的限制,這些國家認(rèn)為PGD是嬰兒設(shè)計(jì)。使用PGD技術(shù)進(jìn)行性別選擇將有可能導(dǎo)致性別比例失調(diào),特別在一些偏愛男孩的國家。此外,隨著人類基因組計(jì)劃的推進(jìn),人們不僅能了解致死疾病的單基因突變,同時(shí)揭開了身高、智力、長(zhǎng)相等的遺傳奧秘。有些夫婦為了選擇一個(gè)優(yōu)秀的子代,對(duì)子代的智商、身高、膚色、胖瘦、長(zhǎng)相等進(jìn)行選擇,將不可避免地導(dǎo)致非醫(yī)學(xué)指征胎兒的出生。倫理學(xué)方面亦有很多爭(zhēng)論。針對(duì)目前研究者往往僅關(guān)注胚胎的生理質(zhì)量而忽視倫理選擇的現(xiàn)象,應(yīng)考慮用倫理的視角審視實(shí)施胚胎植入前遺傳學(xué)診斷的行為,賦予生命科學(xué)行為必要的倫理思想。因此應(yīng)當(dāng)權(quán)衡利弊,謹(jǐn)慎確定PGD的應(yīng)用范圍,建立適合我國國情的PGD技術(shù)及倫理操作指南[8]。

2植入前診斷的步驟

2.1活檢通過IVF結(jié)合ICSI。實(shí)際上,ICSI因其可減少父源性污染,被建議用于所有PGD周期中。可通過三種方法打開透明帶:機(jī)械法、化學(xué)法或激光法。清楚可視的細(xì)胞核將引導(dǎo)對(duì)卵裂球進(jìn)行有選擇的活檢。第一、二極體和第三天的單細(xì)胞胚胎活檢用于評(píng)價(jià)人胚胎整倍體曾經(jīng)是最常用的。最近,一些項(xiàng)目開始將極體活檢與第三天單細(xì)胞分析相結(jié)合運(yùn)用[9];也有文獻(xiàn)報(bào)道運(yùn)用第三天雙細(xì)胞活檢[10]或囊胚泡活檢[11]。還有學(xué)者提出了間接診斷:取材于胚胎的生化標(biāo)記物或產(chǎn)物,如酶、蛋白質(zhì)等,間接地對(duì)胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)分析。這種無創(chuàng)方法的優(yōu)勢(shì)在于胚胎不需活檢,不存在因顯微活檢技術(shù)影響胚胎遠(yuǎn)期發(fā)育的潛在危險(xiǎn)性。采用此法行PGD有兩個(gè)必要條件:(1)檢測(cè)的基因在植入前胚胎發(fā)育階段轉(zhuǎn)錄及表達(dá)活躍;(2)胚胎的基因產(chǎn)物水平不同于卵子胞漿的基因產(chǎn)物水平,而且這種差異能被檢測(cè)出來。但關(guān)于體外植入前胚胎分泌的基因產(chǎn)物的研究甚少,此法目前仍未被用于人類胚胎[12]。

2.2分析技術(shù)

2.2.1單細(xì)胞多聚酶鏈反應(yīng)(polymerasechainreaction,PCR)單細(xì)胞PCR主要用于診斷單基因性疾病和胚胎性別。PCR擴(kuò)增后用于后續(xù)基因診斷的方法主要有:(1)根據(jù)有無特異性目的條帶作出診斷;(2)多態(tài)性分析;(3)等位基因寡核苷酸特異探針(allelespecificOligonucleotide,ASO)斑點(diǎn)雜交及反向斑點(diǎn)雜交(reversedotblot,ROB);(4)單鏈構(gòu)象多態(tài)性(single-strandconformationpolymorphismanalysis,SSCP)及變性梯度凝膠電泳(denaturinggradientgelelectro-phoresis,DGGE)等。

2.2.2免疫熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridisation,F(xiàn)ISH)目前,F(xiàn)ISH主要應(yīng)用于植入前遺傳學(xué)篩查、染色體結(jié)構(gòu)異常及性連鎖遺傳疾病的性別鑒定。但是,關(guān)于PGD的遠(yuǎn)期安全性仍存在很多爭(zhēng)議[13]。

2.2.3全基因組擴(kuò)增(WGA)通過非選擇性擴(kuò)增微量組織或單個(gè)細(xì)胞的整個(gè)基因組DNA,在反映基因組全貌的基礎(chǔ)上最大限度地增加其含量,以提供足量DNA模板進(jìn)行后續(xù)分析。WGA發(fā)展至今形成了兩種類型:(1)以PCR為基礎(chǔ),使用隨機(jī)引物或部分隨機(jī)引物通過熱循環(huán)擴(kuò)增的引物延伸預(yù)擴(kuò)增(primerextensionpreamplification,PEP)和簡(jiǎn)并寡核苷酸引物PCR(degenerateoligonucleotideprimedPCR,DOP-PCR);(2)不以PCR為基礎(chǔ),使用隨機(jī)引物恒溫?cái)U(kuò)增的多重置換擴(kuò)增(multipledisplacementamplification,MDA)。其中,尤以MDA為PGD技術(shù)開辟了一條全新的途徑。

2.2.4比較基因組雜交(com-Parativegenomichybridization,CGH)該法可檢測(cè)待檢全染色體組各位點(diǎn)遺傳物質(zhì)的增加和缺失,可診斷單細(xì)胞的全基因組中任何超過20Mb的染色體域的拷貝數(shù)異常,已有成功應(yīng)用的報(bào)道[14]。新發(fā)展的mi-croarray-CGH可檢測(cè)到一些不能被傳統(tǒng)方法檢測(cè)到的微重復(fù)和缺失[15]。

2.2.5微測(cè)序技術(shù)(mini-sequencing)又稱為單核苷酸引物延伸法(singlenucleotideprimerextension,SnuPE),通過微測(cè)序技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合,已經(jīng)能夠診斷一些單基因疾病,如囊性纖維化、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤等,并應(yīng)用于臨床PGD中[16]。

3應(yīng)用進(jìn)展

3.1國外國外資料表明,可能生育患有遺傳性疾病后代的高危夫婦,在胚胎植入前行PGD,其新生兒先天畸形發(fā)生率降低為5.0%~6.0%,與人群發(fā)生率相同[17]。目前,全球已成立了40多個(gè)PGD中心。至2004年8月,全世界完成了7000多例PGD,出生了1000多個(gè)健康嬰兒[18]。在歐洲,人類生殖與胚胎協(xié)會(huì)(ESHRE)PGD協(xié)作組收集的2004年45個(gè)中心的有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,共收集卵子3358個(gè),1192個(gè)進(jìn)行了PGD周期,2087個(gè)進(jìn)行了PGS。適應(yīng)證:559個(gè)周期為染色體異常,113個(gè)周期為X連鎖疾病,520個(gè)周期為單基因病。在預(yù)示染色體異常的PGD周期中,共活檢了76%的胚胎,在這些胚胎中93%給出了診斷,25%是可轉(zhuǎn)移的。在預(yù)示單基因疾病的PGD周期中,共活檢了71%的胚胎,在這些胚胎中88%給出了診斷,52%是可轉(zhuǎn)移的。總的來說,69.6%的周期進(jìn)行了胚胎種植。在法國,生物醫(yī)學(xué)會(huì)(ABM)報(bào)道,70%的胚胎活檢給出了診斷,其中60%的胚胎適合種植。但有關(guān)疾病及其表達(dá)有一定的偏差。2004年,ESHRE最終報(bào)道PGD的種植率為17%,低于進(jìn)行ICSI的IVF中觀察到的種植率。報(bào)道的臨床妊娠率為提取卵細(xì)胞的18%,種植胚胎的25%,最終679例成功妊娠并出生了528個(gè)嬰兒[19]。有關(guān)PGD嬰兒的后續(xù)兒科學(xué)隊(duì)列研究甚少,可獲得的資料顯示:2歲時(shí),與行IVF-ICSI的兒童相比,PGD兒童在精神與智力發(fā)育上并無差異。[20]。目前看來,PGD嬰兒出生后并沒有因?yàn)樵谂咛テ谝瞥艘粌蓚€(gè)細(xì)胞而出現(xiàn)新生兒?jiǎn)栴}或者畸形[21]。

3.2國內(nèi)

3.2.1必要性我國是世界上人口最多的國家,約占全世界人口總數(shù)的1/5。據(jù)2001年的調(diào)查顯示,我國每年出生的2000萬新生兒中,1.3%(約26

萬人)患有嚴(yán)重的先天畸型,其中70%~80%(約19.5萬人)和遺傳因素有關(guān)[22]。由此可知,PGD技術(shù)在我國必然有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

3.2.2進(jìn)展近年來,我國輔助生殖技術(shù)也不斷進(jìn)步,1992年5月,我國首例配子子宮腔內(nèi)移植嬰兒在廣州中山大學(xué)附屬醫(yī)院分娩,但技術(shù)未推廣。1992年6月12日,首例贈(zèng)卵試管嬰兒誕生;1995年2月6日,首例凍融胚胎試管嬰兒誕生;1996年9月8日,首例代孕試管嬰兒誕生;上述成果均來自北醫(yī)三院。1989年,放棄腹腔鏡取卵,陰道鏡下經(jīng)陰道取卵成為常規(guī)手術(shù)。經(jīng)過20年的努力,臨床妊娠率由1987年6.2%(2/32)和1988年4.4%(2/45),發(fā)展到目前35%~45%,活產(chǎn)率25%[23]。我國首例經(jīng)PGD的女嬰于1998年在中山醫(yī)科大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)中心誕生。整體上說,我國PGD的發(fā)展相對(duì)緩慢,限制了PGD的應(yīng)用,使其臨床效應(yīng)未能得到充分發(fā)揮。目前,全國只有3~5家生殖中心能真正將PGD作為一種常規(guī)的診斷技術(shù),能夠診斷的病種也非常有限,主要是染色體疾病。其原因除了PGD技術(shù)上的難度要求較高外,缺乏有關(guān)技術(shù)或程序的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范也是限制PGD臨床應(yīng)用的一個(gè)因素。通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),我國大陸廣東、上海、湖南、浙江、河南、山東、云南均報(bào)道了PGD周期的成功案例,所診斷的疾病有:杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、21-三體綜合征,α、β-地中海貧血,羅伯遜易位,非整倍體篩查,Y染色體微缺失及染色體相互易位等。1999年,中山大學(xué)生殖中心應(yīng)用成熟的顯微操作技術(shù)進(jìn)行胚胎細(xì)胞活檢,活檢的單個(gè)卵裂球用熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)行診斷,獲得國內(nèi)首例α地中海貧血胚胎種植前基因診斷后妊娠成功[24]。2003年,該中心應(yīng)用單細(xì)胞多重巢式PCR技術(shù)對(duì)β地貧進(jìn)行植入前遺傳學(xué)診斷,達(dá)到優(yōu)生目的[25]。廣西婦幼保健院生殖中心與中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖中心合作,采用跨越斷裂點(diǎn)PCR技術(shù)對(duì)α地中海貧血攜帶者夫婦進(jìn)行PGD獲得臨床妊娠,為廣西地貧的預(yù)防提供了一個(gè)可供選擇的方法[26]。中南大學(xué)鐘昌高等采用巢式PCR分別擴(kuò)增患者和攜帶者的單個(gè)淋巴細(xì)胞、行體外授精-胚胎移植治療的健康志愿捐獻(xiàn)者的單個(gè)卵裂球細(xì)胞的DMD基因48號(hào)外顯子缺失位點(diǎn),建立穩(wěn)定的經(jīng)單細(xì)胞基因診斷DMD的方法;進(jìn)一步對(duì)在該中心接受超排和體外授精-胚胎移植治療的DMD攜帶者的胚胎活檢后完成PGD,根據(jù)診斷結(jié)果選擇健康的優(yōu)質(zhì)胚胎移植入子宮,達(dá)到了阻斷DMD患兒出生的目的[27]。山東省立醫(yī)院顏軍昊等運(yùn)用2l號(hào)染色體著絲粒探針熒光原位雜交技術(shù)對(duì)生育過21三體患兒的高育齡婦女的胚胎進(jìn)行植入前遺傳學(xué)診斷,避免了非整倍體患兒的出生[28]。鄭州大學(xué)李剛等應(yīng)用FISH方法進(jìn)行PGD,預(yù)防遺傳病高危夫婦流產(chǎn)和染色體異常患兒出生取得了進(jìn)展[29]。浙江大學(xué)徐晨明等應(yīng)用探針對(duì)卵裂球進(jìn)行熒光原位雜交分析,對(duì)羅伯遜易位患者進(jìn)行PGD,防止了患兒出生[30]。

篇9

關(guān)鍵詞:家蠶;ISSR;遺傳研究;應(yīng)用

中圖分類號(hào):S881.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2015)24-6124-03

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.24.004

Abstract: The basic principle and characteristics of Inter-simple Sequence Repeat (ISSR) was described. The application of ISSR in silkworm genetics was summarized. The application future in the study of silkworm was prospected.

Key words:silkworm;ISSR;genetics research; application

家蠶作為一種重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲,成為研究遺傳、發(fā)育、生理、藥代動(dòng)力學(xué)等生物科學(xué)研究中理想的研究對(duì)象。常規(guī)的形態(tài)學(xué)標(biāo)記在家蠶品種選育和鑒定等方面起到了一定的作用,但是很易受到內(nèi)外環(huán)境條件的影響。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的迅速發(fā)展,加錨微衛(wèi)星重復(fù)序列(Inter-simple sequence repeat,簡(jiǎn)稱ISSR)分子標(biāo)記技術(shù)越來越多地被應(yīng)用于家蠶的遺傳多樣性分析、基因定位及系統(tǒng)分類研究中。本文對(duì) ISSR 分子標(biāo)記技術(shù)的基本原理和特點(diǎn)及其在家蠶相關(guān)領(lǐng)域中的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,并展望了其在家蠶遺傳研究上的應(yīng)用前景,希望能對(duì)家蠶資源的研究及保存、鑒定和利用提供一定的參考。

1 ISSR分子標(biāo)記技術(shù)基本原理和特點(diǎn)

1.1 ISSR分子標(biāo)記技術(shù)的基本原理

ISSR分子標(biāo)記方法是Zietkiewicz在微衛(wèi)星技術(shù)(Simple sequence repeat,簡(jiǎn)稱SSR)的基礎(chǔ)上建立起來的一種新型分子標(biāo)記技術(shù)[1],根據(jù)其所使用的引物是否在3′端或5′端加錨定堿基可以分為錨定簡(jiǎn)單重復(fù)序列間擴(kuò)增(Anchoredinter-simple sequence repeat,簡(jiǎn)稱ASSR)和非錨定簡(jiǎn)單重復(fù)序列間擴(kuò)增(Nonamchored inter-simple sequencerepeat,簡(jiǎn)稱MP-PCR)。ASSR是在微衛(wèi)星寡核苷酸引物的3′端或5′端加上2~4個(gè)隨機(jī)選擇的核苷酸,引起特定位點(diǎn)退火,保證引物與基因組DNA中SSR的3′端或5′端結(jié)合[2],擴(kuò)增重復(fù)序列間的片段。MP-PCR是直接以寡核苷酸引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增重復(fù)片段和重復(fù)序列間的片段。擴(kuò)增出來的條帶可通過瓊脂糖凝膠電泳或聚丙烯酰胺凝膠電泳進(jìn)行分離,從而獲得指紋圖譜。

1.2 ISSR分子標(biāo)記技術(shù)的特點(diǎn)

ISSR分子標(biāo)記技術(shù)來源于SSR分子標(biāo)記技術(shù),因此具有SSR分子標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn),可在基因組上進(jìn)行擴(kuò)增,可以快速、準(zhǔn)確和高效地檢測(cè)出位于基因組DNA上的多態(tài)性,適用物種范圍廣,可以揭示不同SSR座位個(gè)體間的變異信息,提供多位點(diǎn)信息[3-5],成本較低, 重復(fù)性好, 操作簡(jiǎn)單,非常適合于對(duì)大樣本進(jìn)行檢測(cè),而且該技術(shù)相比較于SSR技術(shù),因?yàn)椴捎玫囊镄蛄斜容^長(zhǎng),其遺傳多態(tài)性比較高,也同時(shí)提高了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。目前,ISSR分子標(biāo)記技術(shù)在種群遺傳學(xué)、種質(zhì)資源、分類學(xué)與種系發(fā)生學(xué)等方面得到迅速應(yīng)用[6-8]。

2 ISSR分子標(biāo)記技術(shù)在家蠶遺傳研究上的應(yīng)用

2.1 遺傳多樣性

遺傳多樣性作為生物多樣性的一個(gè)重要組成部分,是種群繁殖和更新?lián)Q代的基礎(chǔ),可反映出物種對(duì)不用環(huán)境的適應(yīng)能力,以及在環(huán)境的變化和變遷中所具有的持續(xù)計(jì)劃的潛力[9]。ISSR分子標(biāo)記能夠揭示物種基因組內(nèi)的多態(tài)性位點(diǎn),是一種研究種群內(nèi)及種群間遺傳多樣性的理想方法之一[10]。

Li等[11]證明了ISSR分子標(biāo)記能夠運(yùn)用于家蠶遺傳多樣性分析,他們采用ISSR的方法,對(duì)42個(gè)家蠶品種進(jìn)行擴(kuò)增,有12條引物能擴(kuò)增出清晰條帶108條,其中多態(tài)性條帶85個(gè),且重復(fù)性較好,通過聚類分析,將這些品種分為7個(gè)亞群。房守敏等利用ISSR技術(shù)分析了6個(gè)家蠶品種和2個(gè)不同地域的野桑蠶群體的遺傳多樣性,6條ISSR引物共檢測(cè)到66個(gè)位點(diǎn),其中65個(gè)多態(tài)性位點(diǎn),并根據(jù)遺傳距離進(jìn)行了聚類分析。Nagaraju等[12]采用ISSR技術(shù)對(duì)13個(gè)不同品種蠶的遺傳多態(tài)性進(jìn)行了分析。Pan等[13]采用ISSR技術(shù)分析了9個(gè)家蠶細(xì)胞培養(yǎng)系的多態(tài)性,26條引物擴(kuò)增出797條多態(tài)性譜帶,多態(tài)率為89.9%。

2.2 資源鑒定及分類

在對(duì)家蠶品種資源進(jìn)行鑒定和分類時(shí),由于其外部特征比較相像,中系一般為素蠶,日系一般為普斑蠶,雖然其大小有差異,但是僅僅根據(jù)其形態(tài)學(xué),很難將其進(jìn)行區(qū)分和鑒定,但是其個(gè)體所攜帶的遺傳信息是不同的,因此可以根據(jù)其在基因組DNA上的多態(tài)性不同,將其準(zhǔn)確地分類鑒定,ISSR 標(biāo)記技術(shù)在家蠶資源的鑒定和分類中是非常有效的,可保證試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。

Reddy等[14]以6條ISSR引物對(duì)13個(gè)滯育和非滯育家蠶品系進(jìn)行了遺傳鑒定,發(fā)現(xiàn)多態(tài)性占總數(shù)的77%。Velu等[15]采用ISSR分子標(biāo)記研究了20個(gè)家蠶突變體的遺傳變異關(guān)系,用15條引物擴(kuò)增出113個(gè)標(biāo)記,其中多態(tài)性的比率為73.45%,并進(jìn)行了聚類分析,20個(gè)家蠶突變體可以分為6個(gè)類群,結(jié)果表明該技術(shù)是確定突變的家蠶品系之間遺傳變異的一種重要方法。

2.3 指紋圖譜的構(gòu)建

許多研究已表明,ISSR分子標(biāo)記技術(shù)在研究動(dòng)物種間、種群間的親緣關(guān)系以及動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育方面也取得了很好的效果。Chatterjee等[16]分別采用RFLP和ISSR等分子標(biāo)記的方法分析了家蠶遺傳學(xué),比較了這兩種方法在家蠶遺傳學(xué)研究上的應(yīng)用,結(jié)果表明在指紋圖譜分析中,ISSR分子標(biāo)記技術(shù)更具有優(yōu)勢(shì)。Pan等[17]成功建立了BmE-SWU1和BmE-SU2兩個(gè)家蠶細(xì)胞系,并獲得了兩個(gè)細(xì)胞系的ISSR指紋圖譜。

2.4 家蠶分子標(biāo)記輔助選擇育種

家蠶分子標(biāo)記輔助選擇(Marker assisted selection,MAS)是利用了遺傳標(biāo)記與控制數(shù)量性狀的基因之間的連鎖關(guān)系,在實(shí)際選擇育種過程中,利用遺傳標(biāo)記和表型選擇相結(jié)合的方式來代替常規(guī)的育種方法,從而選育出具有優(yōu)良性狀的家蠶實(shí)用品種,已成為家蠶優(yōu)良品種選育過程中的重要方法,ISSR分析也可篩選出與優(yōu)良表型性狀基因緊密連鎖的DN段,使其成為一種能夠輔助育種的分子標(biāo)記[18]。

Srivastava等[19]用15對(duì)引物對(duì)15個(gè)多化性家蠶品種進(jìn)行ISSR-PCR分析,聚類分析結(jié)果表明這15個(gè)品種分成5個(gè)類群和1個(gè)隔離群,利用多重回歸分析發(fā)現(xiàn)其中的5條帶與熱處理后的化蛹率相關(guān),相關(guān)性最大的是標(biāo)記8083000,該標(biāo)記可以用于以分子標(biāo)記輔助選擇熱耐受性家蠶品種的DNA標(biāo)記。Chatterjee等[16]也采用ISSR分子標(biāo)記的方法篩選了與家蠶發(fā)育及生產(chǎn)性狀相關(guān)標(biāo)記。Pradeep等[20]發(fā)現(xiàn)有ISSR標(biāo)記830.8(1 050 bp)與家蠶幼蟲體重、全繭量、繭層量顯著相關(guān),兩個(gè)ISSR標(biāo)記835.5(1 950 bp)和825.9(710 bp)與家蠶幼蟲期顯著相關(guān)。

3 ISSR分子標(biāo)記技術(shù)在家蠶遺傳研究上的應(yīng)用前景

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,ISSR分子標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的分子標(biāo)記技術(shù),它所需的設(shè)備技術(shù)簡(jiǎn)單,結(jié)果可靠,重復(fù)性強(qiáng)、多態(tài)性好等,對(duì)工作人員無危害。實(shí)踐證明,該技術(shù)在很多物種例如長(zhǎng)序榆[21]、玉米圓斑病菌[22]、石斛[23]、桑樹[24]等,在研究其遺傳多樣性、親緣關(guān)系、種質(zhì)資源的鑒定等方面都得到了廣泛的應(yīng)用,具有很好的適應(yīng)性。

家蠶作為一種模式生物和重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,目前在家蠶研究中應(yīng)用較多的分子標(biāo)記是AFLP、SSR和RAPD,但是有關(guān)ISSR應(yīng)用于家蠶研究的報(bào)道還不多。隨著家蠶基因序測(cè)序的完整和基因組數(shù)據(jù)庫的建立,很多SSR標(biāo)記被發(fā)現(xiàn)和利用,ISSR標(biāo)記是在SSR標(biāo)記的技術(shù)上發(fā)展起來的,使用的引物可以是SSR引物,也可以是加錨的SSR引物,人們應(yīng)該積極地拓寬該技術(shù)在家蠶遺傳研究上應(yīng)用的深度,特別是在家蠶種質(zhì)資源的鑒定、遺傳多樣性、親緣關(guān)系的分析、抗性育種等方面,積極借鑒在其他動(dòng)物上成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)等,促進(jìn)家蠶遺傳育種的研究進(jìn)展,ISSR分子標(biāo)記技術(shù)將在家蠶新組合的早期鑒定中起到非常重要的作用,同時(shí)可以縮短育種年限、提高育種工作效率,促進(jìn)家蠶品種的更新?lián)Q代。

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篇10

1 發(fā)展條件

近年來作物育種學(xué)發(fā)展很快,并將越來越迅速。其發(fā)展壓力和動(dòng)力主要有以下三個(gè)方面。

1.1 面臨生命科學(xué)的新世紀(jì):近半個(gè)世紀(jì)以來生命科學(xué)跨越了兩個(gè)發(fā)展新階段,一是1953年發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu)進(jìn)入分子生物學(xué)階段,二是1972年發(fā)明重組DNA技術(shù)進(jìn)入工程生物學(xué)階段;其中的生物工程特別是基因工程已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化和商品化,與工業(yè)技術(shù)、信息技術(shù)并列,成為世界上的第三次技術(shù)革命。基因工程對(duì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的影響最為強(qiáng)烈,在農(nóng)業(yè)上首先應(yīng)用于改造生物。基因工程有可能在植物、動(dòng)物和微生物間進(jìn)行有用基因的重組轉(zhuǎn)移,超遠(yuǎn)緣地選育出新生物、新品種,推動(dòng)作物育種學(xué)進(jìn)入按照人們意愿有效改造生物的發(fā)展新階段。