Seminar课程

创新药物与医药生化研究进展 / 医学部 / 吉坤美

创新药物与医药生化既是生物医学转化应用的主要方向,也是该领域关键技术支撑。近年来,随着生命科学、基础医学、药学、临床医学等学科的不断交叉融合发展,使得生物化学学科分支方向--“医学生化”在疾病诊断、防治及其药物创新等领域取得了显著的进步,尤其是精准医学。随着中国经济的发展,医药市场保持较快增长,研发投入增加,新药开发力度加大。创新药物与医药生化研究进展正是基于这样的背景开设的,它是培养造就生物医学高层次专门技术人才所需基本素质的重要课程之一。课程共分两部分,即医学生化和创新药物。其中医学生化部分30学时,教学内容包括:1.掌握两项医药生化与分子生物学核心技术;2.阅读生物医药文献,能够归纳文献的研究框架,包括科学问题、研究技术方法与结论及其创新点;3.通过学习文献,学会设计生物医药实验研究方案;4.学会SCI论文写作;5.学会专利申请。授课方式主要为精读seminar。教学目的:1.使学生从本科阶段被动的知识学习快速转变成主动的研究型学习;2.生物医学研究入门必须掌握的五项基本技能:文献阅读与分析、核心技术、课题设计、SCI论文写作和专利申请。

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通过考试录取的一年级研究生新生,本质上还是考试成绩较好的本科生,但尚不会开展生物医学研究。究竟从哪里入手,才能让学生尽快地转换角色,从过去被动的知识学习转变成主动的研究探索?针对这一问题,通过几年的教学实践,本课程摸索出一套方法供大家参考。QQ截图20170419083754.png


本课程教学目标是使研究生能够很快从本科被动接受知识阶段转变成主动研究型学习阶段,迅速地掌握生物医药研究的入门关键技能。这个教学目标清晰,但究竟如何去实现,这就需要创新的思路。比如如何使得学生掌握SCI英文写作的关键技能是一个难题。本课程通过一个实例讲解SCI论文写作的关键,使得这一复杂的问题变得清晰明了。




  

通过6年研究生的教学实践,不断研讨分析和论证,如何使得研究生快速掌握生物医药研究的入门关键技能:阅读文献,能够分析研究者解决什么科学问题、如何设计实验、如何论证实验、研究具有什么创新点及其学术价值;如何设计生物医学研究方案;③SCI论文写作;.如何钻研生物医药研究必须的关键技术;并在教学实践中不断修订。从授课的实际效果看,研究生明显有生物医药研究“入门”的感觉,对课题设计、论文写作、文献阅读、生物医药研究技术等找到了努力方向,增加了学习和研究的信心。



 

根据本学科的研究进展,从Nature ImmunologyJournal of Allergy and Clinical ImmunologyCell Research三个高水平学术期刊选择文献9篇;研究生课前阅读,每位研究生阅读1篇;研课堂上讲解PPT 20分钟,通过提问和互动20分钟,分析讨论以达到提高研究生设计生物医药实验研究方案的能力;课后研究生进行全文翻译及其文献总结,并归纳到一个研究框图上,包括科学问题、研究技术方法与结论及其创新点,以达到提升学生文献阅读及其科研思维能力的目的。

一篇高水平的生物医药文献加上补充资料通常超过十页,甚至高达三四十页;研究生应该学会将文献报道的复杂研究总结归纳提炼到一个研究框图里面,这样可以提高科研思维能力。举例如下(详细见seminar研究生课程作业):

seminar研究生课程作业.zip



研究框图举例.png




文献如下:

1.Yuan Wang, et al.Trichosanthin functions as Th2-type adjuvant in induction of allergic airway inflammation. Cell Research (2009) 19:962-972.

2. Pagovich , et al.Anti-hIgE gene therapy of peanut-induced anaphylaxis in a humanized murine model of peanut allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology.2016 Dec;138(6):1652-1662.

3. Wei-ping Zeng ,et al.Staphylococcal enterotoxin A–activated regulatory T cells promote allergen-specific TH2 response to intratracheal allergen inoculation. Journal of Allergy and Clinical Immunology.2016.04.033.

4. Kei Haniuda ,et al.Autonomous membrane IgE signaling prevents IgE-memory formation. Nature Immunology.2016 Sep;17(9):1109-1117.

5. Srivastava KD,et al. Investigation of peanut oral immunotherapy with CpG/peanut nanoparticles in a murine model of peanut allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2016 Aug;138(2):536-543.

6. Majewska-Szczepanik M ,et al.Epicutaneous immunization with ovalbumin and

CpG induces TH1/TH17 cytokines, which regulate IgE and IgG2a production. Journal of Allergy and Clinical Immunology .2016 Jul;138(1):262-273.

7. Gauvreau GM,et al. Efficacy and safety of multiple doses of QGE031(ligelizumab) versus omalizumab and placebo in inhibiting allergen-induced early asthmatic

responses. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2016 Oct;138(4):1051-1059.

8. Burton OT ,et al. A humanized mouse model of anaphylactic peanut Allergy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2016 Jun 8.pii:S0091-6749(16)30426-2.

9. De Schryver S,et al.Tryptase levels in children presenting with anaphylaxis:

Temporaltrendsandassociated factors. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2016 Apr;137(4):1138-1142.

  

上述教学方案经过了六届研究生教学实践,并不断改进,教学效果反应良好;学生能够很快从本科被动接受知识阶段转变成主动研究型学习阶段。

此外,通过实时荧光定量PCR、生物信息基本技术讲授讨论,让学生学会如何去钻研生物医药关键技术。课程还讲授了SCI论文写作和专利申请。


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授课老师已经讲授研究生课程6年,针对学生尚不会开展生物医学研究和如何使得学生迅速地掌握生物医药研究入门的关键技能的问题开展调研。通过教学实践,并不断和研究生互动讨论,调研得出以下四点是生物医药研究入门的关键技能:

1.阅读文献,能够分析研究者要解决什么科学问题、如何设计实验、如何论证实验、研究具有什么创新点及其学术价值;

2选题和科研标书撰写;

3.设计生物医学研究方案

4.生物医药研究的关键技术能力;

5.SCI论文写作。

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主要通过授课教师在教学实践中不断思考归纳总结,并和研究生反复交流,摸索出如何在短时间内使得学生掌握生物医药研究的入门关键技能。

调研主题

1.      实验技术

(1)掌握聚合酶链式反应PCR(Polymerase Chain Reaction)技术原理以及应用;

(2)掌握光定量PCRrealtime fluorescence quantitative PCR原理以及用;

(3)了解光定量PCR器分析CFX 3.0的使用。

  聚合酶链式反应(PCR

聚合酶链式反是一种用于放大增特定的DNA片段的分子生物学技,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点,是能将微量的DNA大幅增加。

  PCR是利用DNA在体外95°高温时变性会单链,低温(常是60°C左右)引物与单链碱基的原则结合,再温度DNA聚合最适反温度(72°C左右),DNA聚合沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制

  光定量PCRRT-PCR

    荧光定量PCR是通过荧光染料或标记的特异性的探PCR产物进行标记跟踪,实时在线监控反应过程,结合相应的软件可以对产物进行分析,计算待测样品模板的初始浓度

    PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性荧光探针针为一寡核苷酸,两端分别标记一个光基和一个荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;刚开始时, 针结合在DNA任意一条单链;PCR扩增时,Taq酶的5’端-3’外切活性将探针酶切降解,使光基和淬灭荧光基分离,从而监测可接收到光信号,即每增一条DNA链,就有一荧光分子形成,实现光信号的累PCR产物形成完全同步。或者使用荧光染料SYBRSYBR可以合到双DNA上面,当体系中的模板被SYBR可以有效合到新合成的双上面,随着PCR行,合的SYBR染料越来越多,被检测到的光信号越来越,从而达到定量的目的。

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2.      SCI论文写作

(1)举例讲解SCI英文论文写作的关键;

(2)、从题目到讨论写作的要点;

(3)、回答评委的问题;

(4)、图表制作(研究生讲解)

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SCI论文英文写作思维Expression4C

正确(correctness):科学内容正确(不出错)、资料数据正确(数据可靠、可信)、语言正确(无语法错)

清楚(clarity):思路清晰、概念清楚、层次清楚、表达清楚

简洁(concision):论述深刻、充分揭示科学内涵、使用定量方法

完整(completion):内容完整结构完整匀称切忌虎头蛇尾有始无终

3.      专利申请

  1)、什么是知识产权?

知识产权是指智力的创造性劳动取得成果后,智力劳动者对其成果依法享有的一种权利,包括占有权、使用权、处分权和收益权 。它是一种无形财产权。

  2)、什么是专利权?

专利权简称专利,是知识产权的重要组成部分,是国家按专利法授予申请人在一定时间内对其发明成果所享有的独占、使用和处分的权利。

  3)、专

发明专利:指技术含量高,花费创造性劳动多的新产品及其制造方法、使用方法。保护期限20年。
  外观设计专利:指涉及产品形状、图案、色彩及其结合的、富有美感且适于工业上应用的新设计。保护期限10年。
  实用新型专利:指对产品构造、形状的技术改造。保护期限10年。

  4)、专利应有“三性”:新颖性、创造性、实用性

       新颖性:申请日前,国内外公开出版物上没有公开过;国内没有公开使用过或以其他方式为公众所知;也没有同样的发明创造由他人申请过并记载在申请日后公布的专利申请文件中。

创造性:同申请日前已有技术相比,有突出的实质性特点和显著的进步。

实用性:能够制造或者使用,并且能够产生积极效果。

  5)、利用例子讲解

      1、例一:美国Cetus 公司PCR发明专利

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      2、例二:艾康公司缺乏POCT诊断技术专利

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4.      阅读文献

1)、阅读英文文献能力

2)、总结归纳能力

3)、发现创新,分析问题的能力。

教学示例:

(1)      时间:2016921日,5-8节课

地点:医学院副楼202

内容:文献阅读讲解

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课程围绕如何使得研究生从过去以接受知识为主的学习方式迅速转变为生物医药科研的能力这一主题,通过seminar课程并结合核心技术的研讨,使学生掌握生物医药研究入门的基本但关键的技能,包括:阅读生物医药文献,分析研究立项依据、研究思路与技术路线和创新点,学会SCI论文写作和专利申请,以及掌握生物医药研究所必须的核心技术等。

研究生评价:老师能够与学生平等沟通,课程知识面涉及范围广,使得带学生思路“走出课堂”,了解生物医药国内外研究的现状;同时老师教给研究生一些必备的实用技能,如SCI论文的写作、学术PPT的制作、实验关键技术以及生物信息学基本技能等,并能够结合老师自身生物医药研发实践经历讲授,课堂气氛活跃,激发了学生听课的兴趣。在有限的30个学时内,使得研究生找到生物医药研究“入门”的切入点,克服了畏惧感和茫然感,产生了信心和兴趣。