关键词： 力学生物学   骨折端   骨质疏松   成骨细胞   机械振动   骨重建   骨密度   破骨细胞  

摘要： 骨重建是紧密耦合的动态过程,伴随破骨细胞去除劳损旧骨,成骨细胞形成新生骨骼。低载荷机械振动(LMHFV,通常频率为32~37 Hz,重力加速度0.2~0.3 g)促进成骨,其对抗骨质疏松的观点已得到的认可,但大部分研究集中于细胞及信号通路层面,对于细胞如何感知不同类型LMHFV,如何发生力-化转导,以及细胞内蛋白质修饰的机制仍研究甚少。LMHFV可以加速骨重建,促进骨折愈合,对抗废用性骨质疏松。2001年纽约大学Clinton Rubin教授发现LMHFV可以对抗太空旅行中低重力产生的骨丢失。我们研究发现,成骨细胞对力学刺激具有“敏感疲劳”的特点,为探索更加有效的加载方式,我们提出:间歇性LMHFV可能是对抗骨质疏松,改善骨重建的最有效方式。首先,我们研制LMHFV细胞加载装置,保证机械力可均匀作用于每个细胞。之后开展持续与间歇LMHFV对抗骨质疏松的研究:(1)绝经引起的骨质疏松:给予大鼠双侧卵巢切除术,分别进行持续和间歇LMHFV,发现间歇7 d的振动方式可以更好地促进成骨蛋白表达。(2)老年废用引起的骨质疏松:我们选用尾部悬吊的大鼠,随机分为持续和间歇LMHFV,结果表明,间歇7 d振动效果最佳,显著促进骨生成,提升骨骼力学性能。为进一步验证上述结论,我们针对153名志愿者进行为期4周的间歇LMHFV试验,结果表明,LMHFV可以有效提高骨密度,对抗骨质疏松的骨量减少。根据以上研究,我们开展了LMHFV对骨折愈合影响的研究。我们建立了小尾寒羊跖骨骨折模型,垂直于骨折部位施加持续与间歇的LMHFV,采集骨组织样本进行宏观、微观、纳观形态结构观测及生物力学实验,实验表明:间歇7天的机械振动组成骨效应最为活跃,且骨折远近端内外骨痂的机械性能增加,骨折愈合加速。之后对骨折端进行仿真模拟和力学测试,发现LMHFV可明显减慢骨丢失进程,加速骨折愈合。之后,我们开展LMHFV对抗糖尿病及高脂血症引起骨质疏松的研究。(1)高糖环境下,成骨细胞力-化转导受阻,初级纤毛缩短,PI3K/AKT通路受抑,细胞分化和矿化受抑;除此以外,破骨细胞成熟加速,迁移速率增加,骨吸收区域扩大。施加LMHFV后,原子力显微镜:骨密度提升,模型鼠微观形貌特征向细小矿物颗粒转变。(2)高脂环境下成骨细胞凋亡增加,成骨分化、矿化明显减少,模型鼠骨量减少,骨微结构破坏。ITGβ1-FAK/PI3K/AKT激活,促进细胞矿化及成熟,减少凋亡,提升成骨相关蛋白表达。(3)高糖合并高脂的环境下,电镜显示:成骨细胞内线粒体肿胀,内膜断裂,模型鼠骨密度及弹性模量下降,转录组学测序发现,该环境下成骨细胞凋亡与铁死亡相关,XCT/GPX4通路受抑;间歇LMHFV后,成骨细胞线粒体损伤减少,成骨蛋白表达增多,模型鼠股骨表现出更佳的力学性能,Micro-CT:骨小梁数目及骨密度增加。此外,LMHFV不但改善骨的生物活性和力学性能,还具降低血糖和血脂的作用,帮助恢复体重。未来,我们将探讨初级纤毛与力学感受器的串扰,探讨LMHFV最佳条件、初级纤毛的形态结构,促进生物力学更好服务于健康领域。

关键词： 高中生物学教学   职业生涯教育   教学现状   教学策略  

摘要： 采用问卷法和访谈法调查西宁市某中学生物学教学渗透职业生涯教育的现状,分析目前存在的问题及原因,调查结果显示,绝大多数学生对职业生涯教育及新高考改革的认识不足,主动规划职业生涯的意识淡薄;部分教师在生物学教学中已渗透了职业生涯教育,但对教育资源的开发不足、渗透频次欠缺、采取的方式也较为单一;学生职业生涯教育需求迫切,学校开展教育活动虽取得一定成效,但活动频率与实施力度较为欠缺。基于此,有针对性地提出高中生物学教学中渗透职业生涯教育的有效对策。

关键词： 初中生物   生物学核心素养   作业案例开发   实践路径  

摘要： 发展生物学核心素养是新课程的基本理念,作业是课堂教学的延续,作业与课堂教学应该是一脉相承的。作业开发的实践路径包括作业设计的基本原则、作业目标、作业题目、作业评价、作业设计反思等。以“肾功能诊治”为例研究促进生物学核心素养发展的实践作业开发。

关键词： 细胞生物学实验   教学改革   小鼠腹腔巨噬细胞   NF-κB信号通路   细胞生物学实验教学  

摘要： 细胞生物学实验是细胞生物学课程教学的重要组成部分,对于帮助学生更好掌握相关理论知识,培养学生的实验操作能力、科研思维能力均具有重要作用。细胞信号转导是细胞生物学理论课内容的重要章节,目前在高校本科生细胞生物学实验教学中,鲜有关于细胞内信号通路转导检测和观察的实验。该团队根据自身的科研活动和教学经验累积设计了一个独立完整的综合性实验,包含4个相互联系的实验,意在探究小鼠腹腔巨噬细胞中NF-κB信号通路的活化情况,实验分别为:(1)小鼠腹腔巨噬细胞的提取及纯化;(2)炎性因子刺激下,RelA/p65在细胞内定位的观察;(3)小鼠腹腔巨噬细胞中炎症因子mRNA表达变化的检测;(4)小鼠腹腔巨噬细胞中炎症因子蛋白表达变化的检测。该综合性实验容易获得较纯的原代小鼠腹腔巨噬细胞,并且在提取的细胞中能够明显检测到细胞内信号通路的转导情况,实验结果易于观察。这样一个独立完整的综合性实验,不仅能够丰富和优化本科生细胞生物学实验教学的内容和模式,并且能够使学生从实验中真正深入地了解机体内炎症反应过程中信号通路的转导等相关知识,加深学生对于理论课程的理解。

关键词： 教材分析   爱国主义教育   高中生物学  

摘要： 人教版高中生物学教材蕴含丰富的爱国主义教育元素,将这些内容进行归纳分析,能够为生物学教学提供有效的爱国主义教育实施路径。根据生物学学科特点与课程内容,可以将生物学教材中的爱国主义元素分为国情政策教育、中华传统文化教育、生态环境保护教育与公民精神教育4个部分。

关键词： 宫颈鳞状细胞癌   OIP5   免疫细胞浸润   生物信息学   差异表达基因  

摘要： 基于GEO和TCGA数据库挖掘宫颈鳞状细胞癌的核心基因,研究宫颈鳞状细胞癌免疫细胞浸润情况,探究OIP5基因失调对疾病进展的生物学意义。方法 下载宫颈鳞状细胞癌组织和正常组织的基因表达谱数据,筛选出差异基因进行功能和通路富集;并构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,筛选出关键基因,对其进行总体生存率分析。通过免疫细胞浸润打分,获得免疫细胞矩阵,筛选有统计学意义的免疫细胞浸润。结果 本研究通过GEO 和 TCGA 数据库挖掘,共筛选出 172个差异基因, 31个核心基因 基因。鉴定宫颈鳞状细胞癌中核心基因及特异信号通路,发现ZWINT、CDK1、OIP5和 MCM2等基因表达异常,并且可能和宫颈鳞状细胞癌的发生发展密切相关。免疫细胞浸润分析发现多数免疫细胞在宫颈鳞状细胞癌组织中的浸润程度较低,而某些关键基因与免疫调节密切相关。通过对KEGG结果以及筛选出的核心基因进行功能分析发现,而OIP5可能通过调控细胞周期、染色体的维护、核小体组装等通路等影响宫颈鳞状细胞癌的正常功能,进一步揭示了宫颈鳞状细胞癌的发病机制。结论 通过分析发现,ZWINT、CDK1、OIP5和 MCM2等基因可能和宫颈鳞状细胞癌的发生发展关系密切。OIP5可能在宫颈鳞状细胞癌疾病进展中具有重要的意义。

关键词： 课程内容体系   探究实践   学习主题   跨学科教学   创意制作   气体压强   学科概念   结构与功能  

摘要： 教师开展跨学科实践学习活动,重在引导学生综合运用多学科知识和方法来分析和解决实际问题。《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)提出以学习主题为单位构建课程内容体系,设置“生物学与社会·跨学科实践”学习活动,引导学生综合运用生物学、化学、物理、地理、数学等学科知识,尝试分析和解决实际问题。模拟制作类跨学科实践活动教学要求为:针对特定的生物学内容,运用生物学、物理、技术、工程学等学科概念,以及“结构与功能”“尺度、比例和数量”“系统与模型”等概念,选择恰当的材料,设计并制作模型,直观地表征相应的结构与功能,提升探究实践能力[1]。笔者以肺呼吸模型的创意制作活动为例开展生物学、物理跨学科教学,利用气体压强解释肺呼吸原理,通过多个肺呼吸模型的设计、制作、探讨和改进,从简单到复杂.

关键词： 生物化学与分子生物学   课程思政   改革建设   思政案例   药学人才  

摘要： 《高等学校课程思政建设指导纲要》明确了课程思政建设的总体目标和重点内容,对高校提高人才培养质量、深化教育教学改革提出了进一步要求。基于此,课程组对药学类专业本科生的生物化学与分子生物学课程进行教学改革,在课程顶层设计、实践教学、特色与创新、建设成效等方面展开讨论,以探索提高生物化学与分子生物学课程思政建设成效的可行思路与方法。

关键词： “新工科”   微生物学与免疫学   案例驱动   启发式教学  

摘要： 针对工科高校学生医学知识基础薄弱、学习效果较差的现象,本研究提出一种“项目驱动的启发式课程教学”的教学新模式。结合“新工科”建设现实背景,针对生物制药专业核心主干课程微生物学与免疫学传统教学模式中存在的问题,调整教师和学生的角色和责任,提出以学生为中心的案例驱动启发式课堂教学方案,详细阐述其必要性及实施细节,介绍教学过程和评价指标设置,分析教学效果达成情况。该模式使学生在专业知识方面、综合素质以及沟通表达方面均得到提高,增强了学习主动性和积极性,并锻炼学生将所学知识运用于实际问题,对生物制药专业在北京地区的“新工科”建设探索产生了积极意义。

关键词： 高考生物学   命题规律   备考策略  

摘要： 通过对2024年黑龙江省适应性演练生物学考试试卷的分析,探讨高考生物学的命题规律和备考策略的有效落实,以期为广大师生提供有益的参考。