实验中医学之分子生物学技术教学的体会

于豪冰 杜 娟 张亚妮 程彬彬 殷子斐*

（1 海军军医大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室，上海 200433；2 海军军医大学中医系，上海 200433）

随着中医药国际化、现代化进程的不断加快，用现代科学方法探究中医基础理论、阐释中药机理显得十分必要。实验中医学是用科学实验的方法来研究和发展中医学的一门科学，是中医学与现代实验科学发展相结合的产物，是沟通中医基础理论、中医药临床药效与现代生命科学基础研究之间不可替代的桥梁。实验中医学是培养学生中医药科学研究素质以及综合创新能力的一门学科［1］。它对于培养和加强中医药大学生的科研素质和能力，使之初步具备独立开展中医药科学研究所需的基础理论知识、科研思维方式、创新意识及实验基本技术具有举足轻重的作用，已经成为中医院校人才培养规划中的必备课程。

分子生物学是目前生命科学领域中最为基础、最为前沿的主干课程之一，它将研究从组织细胞水平进一步拓展到蛋白质核酸水平，从而揭示生命现象的本质。分子生物学能够不断地加速中医药现代化进程，因此把分子生物学引入中医药的研究中已经是必然的发展趋势［2］。分子生物学是目前中医药研究，尤其中医基础研究、中药方剂研究的重要手段［3］。笔者近几年来多次参与了中医八年制学生实验中医学的教学，通过讲授分子生物学基本理论、指导学生学习分子生物学基本技术，积累了一定的教学经验，现总结如下，为其他教学工作者提供参考和借鉴。

1 疏理基本概念 夯实分子生物学理论基础

实验中医学课程开设时间一般为大四学年。学生在前期医学基础公共课程学习过程中，已经学习了生物化学与分子生物学等基本课程。然而，由于时间相隔较久，我们在教学的过程中发现学生对于分子生物学基本理论的掌握程度良莠不齐，甚至不少学生存在对基本概念混淆的严重问题。

分子生物学课程知识结构庞杂、涵盖内容较广、概念定义繁多、关系错综复杂，但并非所有的分子生物学基础理论知识都会在中医药研究中涉及到。因此，我们在教学过程中，根据目前中医药科研中常用的分子生物学技术，结合分子生物学的理论基石——中心法则，将分子生物学中的重点知识进行了疏理，内容如下：（1）从DNA 到DNA 为复制，讲解染色体、DNA、基因和基因组、DNA 损伤与修复的概念，介绍DNA 测序技术、重组DNA 技术的原理及作用；（2）从DNA 到RNA 为转录，说明mRNA、cDNA、外显子、内含子、启动子、增强子的定义，指出RT-PCR、PCR、Real Time PCR 技术的原理、作用以及三者之间的区别和联系；（3）从mRNA 到蛋白质为翻译，阐释遗传密码、tRNA、rRNA、miRNA、lncRNA 的作用，介绍Western Blot、ELISA、免疫组化技术的原理、作用、特点以及三者间的联系和区别。通过系统的讲解，进一步夯实了学生的分子生物学理论基础，提高了学生对于分子生物学常用技术的了解，有助于学生理解文献、设计课题。

2 引入科研案例 强化分子生物学在中医药研究中的地位和作用

分子生物学的研究对象是蛋白质、核酸等生物大分子，从微观角度解释生命现象；中医学以阴阳、五行等理论为基础，强调整体观念，从宏观视角辨证论治。这两门学科虽然看似没有联系，但是分子生物学的出现为中医药研究提供了新的思路，分子生物学的迅猛发展为中医药现代化研究带来了新的契机，分子生物学技术已经成为目前中医药研究的有效手段和常用方法。为便于学生理解分子生物学在中医科研中的地位和作用，进而使学生学会在科研课题设计中合理地借助分子生物学技术阐明科学问题，我们在教学过程中引入典型科研案例，重点介绍相关实验设计方法、实验结论，并讲解常用的分子生物学技术在该研究中的作用。

例如，借助复旦大学沈自尹教授带领的科研团队在“肾本质”的研究过程中的系列科研成果［4］，讲解ELISA、蛋白芯片、基因芯片技术；介绍天花粉蛋白通过抑制核糖体发挥抗肿瘤作用的研究［5］，讲解Western Blot、免疫组化、RT-PCR 技术；引用将天花粉蛋白基因携带进入腺相关病毒中构建具有抗肿瘤效应的重组腺相关病毒的研究［6］，讲解重组DNA、质粒转染等实验技术；采用目前已有的在基因水平鉴别中药西红花的研究报道［7］，介绍在PCR 技术以及在此基础上形成的随机扩增多态性DNA 技术的原理和作用。以上这4 个科研案例，分别是分子生物学技术在阐释中医基础理论、揭示中药机理、创新中药研发、保障中药品质方面的研究成果。在教学实施过程中，引用这些科研研究案例，能大大地丰富理论教学内容，提高学生的学习兴趣，更好地实现课程教学的目标。

3 抓好细节管理 提高分子生物学基本技术操作水平

科学、合理的实验方案是科研工作中必不可少的蓝图和指引，但是准确、无误的实验操作却是研究者在科研道路上前进的助推器。因此，实验技术的教学也是实验中医学课程中的重要内容。鉴于对目前中医药研究中热点问题的剖析，我们选择和设置了以中医药研究中应用最为广泛的分子生物学相关技术——重组DNA 技术、PCR 技术为核心教学内容。实验技术的熟练掌握固然需要勤加练习，但是牢记实验关键步骤操作要领和注意事项却是掌握实验技术的关键所在。为保障实验课教学效果，提高学生对分子生物学基本实验技术的掌握程度，我们在讲解实验原理的基础上，强化关键实验步骤操作，强调错误操作方法，狠抓实验细节管理。例如，PCR 反应体系试剂种类较多，为避免学生加错，嘱学生在PCR反应加样前，在实验记录本上写下所需实验试剂清单（包含试剂名称和体积），然后再按顺序逐一加入，并且加一个样品，使用一个枪头，不得混用；在加热琼脂糖凝胶的过程中，嘱学生使用微波炉中火缓慢加热（中火、每次1～2 min），并使用微波炉专用手套取出平底三角瓶，观察琼脂糖溶解情况，避免高火、长时间加热导致水分蒸发过快、胶的浓度过高；在小提质粒的过程中，加入裂解液后，为学生示范轻轻上下颠倒混匀样品，并嘱学生严格执行，避免剧烈震荡将非质粒的基因组DNA混入到样品中，影响质粒的纯度。

总之，我们以启发和拓展学生科研思路、引导和提升学生实验操作技能为指导思想，在教学过程中：讲解分子生物学基本知识，夯实学生理论基础；阐述分子生物学技术在中医药研究中的作用，拓展学生科研视野；强调实验操作规范化、实验方案标准化，提高学生实验水平，进一步确保教学目标的顺利实现。分子生物学知识和技术发展日新月异，现代科学对于中医药的认识在不断深化，因此，实验中医学中关于中医药研究的分子生物学技术的教学工作还需与时俱进，不断探索。