细胞信号转导通路是指胞外信号传递到细胞内，细胞要根据这种信息来做出反应的现象。细胞信号转导的研究是生物信息流的重要前沿领域，其基本思想已经深入生命科学的各个领域，如癌症、神经系统疾病、心血管疾病、免疫炎症等，是解释生命科学现分子机制的核心思路。本教研室从2001年开始为硕士研究生开设信号转导通路与疾病的课程，主要讲授跨膜信号转导的病理生理、小G蛋白和细胞粘附分子、核受体的病理生理、炎症的信号转导、细胞应激的信号转导、信号转导异常与肿瘤、转基因动物在医学中的应用等[1,2]。本文就其中的实验课教学探索实践进行回顾总结。

1 密切联系临床和理论课知识设计实验内容

分子生物学是生命科学的基础和前沿，其在基础医学和临床医学中均发挥着举足轻重的作用[3]。因此，研究生的实验课显然不能不涉及分子生物学的内容，而又不能是分子生物学专业实验课的简单重复。此外，实验课还应该密切贴合理论课内容，是抽象的理论知识在实验室条件下的显现、验证和拓展。同时，硕士研究生实验教学的目的不仅是使学生学会一些简单的实验操作，更重要的是培养学生的科研思维能力[4]。综合考虑这几方面的因素，经过整合设计，我们选择了应激过程中细胞信号分子的改变与检测作为临床医学和生物学专业硕士研究生的实验课教学内容。

营养钵育苗技术是一种新型的种苗培育技术，其主要由育苗钵壁以及营养土两个部分组成。在营养钵育苗技术中，种植的营养土是最为核心的组成部分，只有营养土能够提供充足的有机质和营养元素，才可以更好的保证林木种苗培育的顺利进行。另外，营养土中的水分含量也需要进行严格的控制，这样才可以更好的保证种苗的健康生长。

应激是生物体在进化过程中形成的非特异性防御反应，可发生在整体水平或细胞水平。当机体受到各种体内外致损伤因素作用时，它能启动一系列信号转导通路，通过调节靶蛋白的活性，促进应激基因的快速表达，以保护细胞免受损伤或修复已有的损伤[5]。应激的种类很多，我们以临床上最常见的内毒素脂多糖(LPS)成分引发的炎症反应作为例子，引导学生结合理论课所学内容，设计实验并选择合适的实验手段来验证炎症反应的发生并探讨其可能的分子机制。

这个实验由两部分组成，第一部分首先利用小鼠模型在整体水平明确LPS是否引发炎症反应。小鼠腹腔注射一定剂量的LPS或生理盐水(作为对照)，采集血样品分离血浆，通过检测血浆中炎症因子的表达水平来判断炎症发生与否及程度。某炎症因子的表达检测可以从多层次进行，比如，利用RT-PCR检测其mRNA表达水平；或采用蛋白电泳检测其蛋白表达水平；或者利用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测其表达分泌水平。考虑到RT-PCR和Western Blot方法均无法在半天内显示结果，所以我们决定选择ELISA法用于检测应激因素LPS给予小鼠腹腔注射后产生的生物学效应。第二部分在细胞水平探讨LPS引起的炎症反应的分子机制。炎症的信号传导通路是这门课理论部分的主要内容之一，因此，我们选择经典的NF-kB介导的炎症信号通路来讨论验证，以确保实验的成功率。此部分又由两个实验组成，一为采用绿色荧光蛋白(GFP)标记的外源NF-kB表达质粒转染细胞，在荧光显微镜下观测NF-kB表达分布和在LPS刺激下是否激活而移位入胞核；二为构建含NF-kB反应元件的荧光素酶(Luc)报告基因，转染细胞后检测LPS刺激能否促发NF-kB的转录激活功能，从而明确NF-kB介导的信号通路是否参与了LPS引发的炎症反应。

当前生物学技术发展迅猛，实验方法日新月异，每个实验往往有多个方法手段可以选择。因此，授课时我们也特别注重介绍相关实验技术手段的异同。引导学生学会根据自己的实验目的选择最合适的方法，并进而明晰这些方法的应用领域。比如，GFP和Luc两个报告基因系统都是科研中很常用的实验体系，分别用于分析靶基因表达的定性和定量研究。我们就特别强调两者间的差别和应用领域，重点指导学生如何合理选用。

实验设计的科学性和严谨性与实验过程中学生的动手能力和认真态度都极大地影响实验结果。并且大面积的学生实验既要求有可操作性，学生要能参与其中，又要求有明显的结果可见性，要能提高学生的参与积极性。涉及分子生物学的实验往往是一连续的实验过程，但研究生的纪律性不如本科生，如果一个综合性实验课因历时太长而拆分成几次课来上，就会出现返回上课的研究生人数极大减少的情况。为了使实验课含有足够的信息量，又要让各部分实验内容能紧凑衔接，能在有限的时间内完成，兼顾多方面的矛盾，我们把三个部分的实验内容穿插进行。比如，复制炎症的动物模型需要至少2 h的等待时间，我们就把实验课安排在下午，提前安排同学在午饭前来实验室给小鼠腹腔注射LPS。这样既节约时间，又使同学尽可能参与完整的实验。ELISA检测操作不难，但每一步之间都有短则半小时长则一个半小时的等待时间，整个实验过程历时3-4 h。所以，我们就安排学生一上课就分组采血进行ELISA检测。在ELISA检测的中间等待时间，穿插实验思路指导、所涉及的各种实验方法的原理和关键步骤介绍，以及另外两个实验的操作。而实验中需要使用到的质粒和细胞，则由教员提前准备好以节约时间。

2 授课过程注重培养严谨的科研逻辑思维

对硕士研究生而言，不仅要学会常用的实验手段，创新的科研思维培养更为重要[4]。在实验授课过程中，重点引导学生思考在面对一个课题时，如何根据理论课所学和文献知识提出自己的观点，如何一步一步严密地加以证明。比如，介导炎症反应的信号通路有多条，如何明确NF-κB是否介导了本实验体系中LPS诱发的炎症呢？在授课过程中，采用提问的方式引导学生从正反两个角度着手进行思考。首先，通过系列环环相扣的实验设计来探讨伴随着炎症的发生，是否有NF-κB信号通路的活化迹象。这些实验包括：观察LPS刺激后，NF-κB的mRNA和蛋白的表达是否增高；NF-κB蛋白是否被激活而从胞浆转位入核；入核后的NF-κB是否促进炎症相关的靶基因转录表达。引导学生理解上述这些都只表明NF-κB的激活与LPS诱导的炎症之间具有密切的相关性，还不足以得出NF-κB介导该炎症反应的结论。还必须从反面角度进一步加以明确：即阻断NF-κB的活性是否能消减LPS诱导的炎症。只有NF-κB在炎症反应过程中所起作用的充分性和必要性都得到了证实，才能得出NF-κB介导了本实验体系中LPS诱发炎症的结论。

整个实验类似于一个小型的科研课题，每部分实验既可以单独呈现，又可以与其他部分的实验相互联系，整合成一个完整的课题。

3 结合研究生特点和实验需求安排授课

《人民日报》2017年12月的一篇报道提到，东北某乡党委书记反映，有一天一早上要接待13个检查团，只好让乡里干部全部上阵。西部某市街道办张主任也表示，往往前脚刚把这个检查组送走，那个评比团眼看着就来了。每项检查都得准备完整资料，大量复印、装订的重复劳动耗费人力物力财力。去年仅迎接检查准备的纸质台账就装了100多盒；但上级检查往往走马观花，翻一下就完事了，部分材料还在仓库堆着。

4 实际选课情况凸显授课效果

本实验改革经过8年实践检验，不断改进其中的一些细节问题。比如，对学生选课加以指导，以保证最佳教学效果。对于分子生物学理论和实验基础薄弱的学生，最好先选修分子生物学实验技术，否则难以理解授课内容。再比如，现在临床型研究生的比例越来越高，而他们的科研训练相对比较薄弱。因此，授课时运用多媒体教学着重介绍实验目的，透彻分析实验原理，重点强调关键实验步骤及注意事项。同时，图文并茂、生动逼真地联系临床实际，为学生讲解相关领域的最新技术及其应用，这样不仅有助于培养学生的科研思维，也可以加大学生的主动参与度。我们的课程开设至今，广受硕士研究生的欢迎，成为我校最受研究生喜爱的课程之一，每年选课人数稳定在120人左右，成为许多导师指定的研究生必选课。

3 正文格式 文稿中正文汉字体为5号宋体，外文字母及符号为5号字体；大小写、正斜体、上下角字母，数字和易混淆的字母必须书写清楚，拉丁文生物学名的属名和种名为斜体，定名人为正体，拉丁学名在文中首次出现时不能缩写。

参考文献：

[1] 卢建，余应年，徐仁宝.受体、信号转导系统与疾病[M].济南：山东科学技术出版社，1999：131.

[2] 卢建，余应年，吴其夏.新编病理生理学[M].北京：中国协和医科大学出版社，2011：163.

[3] 周珏宇，石嵘，余海浪,等.医学院校研究生分子生物学实验教学改革探讨[J].基础医学教育,2012,14(4):282-283.

[4] 蒋炜.医学硕士研究生创新能力和创新思维培养的重要性与举措[J].大学教育，2015,8:152-154.

[5] CHOVATIYA R,MEDZHITOV R.Stress,inflammation,and defense of homeostasis[J].Mol Cell,2014,54(2):281-288.