醫(yī)學院校開設研究生細胞培養(yǎng)技術課程的探索與實踐*

付應霄 廖亞平 陳昌杰

(蚌埠醫(yī)學院生物科學系 安徽蚌埠 233030)

細胞培養(yǎng)(cell culture)是指將生物體的部分器官、組織或者細胞等模擬機體內(nèi)生理條件，進行離體培養(yǎng)，實現(xiàn)細胞的生長與增殖，進而獲取大量的細胞克隆，以進行體外研究的過程[1-3]。該技術幾乎可以運用于生物和醫(yī)學研究的各個領域，如研究藥物的細胞毒性機制及細胞的分化、衰老、凋亡機制等。在醫(yī)學院校，以細胞為工具所開展的基礎研究占比較高，以某醫(yī)學院校為例，筆者對近三年省級以上自然科學類在研課題進行了統(tǒng)計。結果表明，連續(xù)三年(2017年87.40%、2016年85.95%、2015年87.64%)，以細胞培養(yǎng)為基礎所開展的課題占比均超過85%，如圖1所示。而研究生是各課題組的主力軍，因此在醫(yī)學院校為研究生開設《細胞培養(yǎng)技術》課程，以強化其基本實驗操作技能則顯得尤為重要。

1 課程培養(yǎng)目標

圖1 某醫(yī)學院校2017、2016、2015年省級以上在研自然科學類科研課題統(tǒng)計。

通過理論講授，使得研究生能夠了解細胞培養(yǎng)技術的研究進展，了解體外細胞培養(yǎng)的基本原理、過程、注意事項以及細胞分離與純化等實驗技術；通過實驗訓練，為研究生提供動手操作機會，使他們掌握細胞培養(yǎng)的基本方法，并能夠將該項技術熟練運用于在讀期間科研課題的開展，以及未來的科研工作中。

2 課程教學保障

該課程共有6位授課教師，全部為高級職稱。其中教授2人、副教授4人，具有博士學位3人，具有碩士學位3人。教師隊伍中1人有海外博士后工作經(jīng)歷，另有1人目前在某高校從事博士后研究工作。主講教師年齡結構合理，以中青年教師為主。所有教師均具備熟練的細胞培養(yǎng)操作技能，長期從事以細胞培養(yǎng)為基礎的科學研究工作。

授課前，師資團隊定期進行集體備課，主講教師在自主備課的基礎上，向其他授課教師展示相應章節(jié)的教學課件、教學內(nèi)容、教學安排、教學目的、教學重點、教學難點、教學方法等。其他授課教師則結合實際情況，提出科學合理的建議，集思廣益，以促進教學過程的不斷完善。

因研究生自主學習能力較強，在課堂教學中，根據(jù)課程教學大綱和教學計劃，在遵循教學基本原則的基礎上，突出開放式教學。采用提問式、討論式、引導自學式、知識應用式等全新的教學方式和多媒體授課。

《細胞培養(yǎng)技術》實驗課程教學主要在該醫(yī)學院?！吧镝t(yī)學實驗教學中心”平臺開展，該“中心”現(xiàn)開放實驗室面積達1 500 平方米。包括該課程教學所需的實驗準備室，凈化工作室(也稱無菌室)。同時配備電熱干燥箱、濕熱高壓滅菌器、純水蒸餾器、超聲波清洗儀、酸缸、紫外燈、除菌濾器、潔凈層流罩、超凈工作臺、CO2培養(yǎng)箱、超低溫冰箱、倒置顯微鏡、高速離心機等儀器設備，還有凍存細胞所需液氮罐。上述條件完全能夠滿足該門課程的教學需求。

3 課程進度與實施

課程教學分為理論講授與實驗操作兩部分。理論教學第一講內(nèi)容為細胞培養(yǎng)技術概論和基礎知識介紹，具體包括：細胞培養(yǎng)技術的概述、細胞原代培養(yǎng)、細胞傳代培養(yǎng)、克隆等概念；細胞培養(yǎng)使用的儀器設備、無菌條件、細胞生長條件、細胞檢測條件、細胞保存條件等；培養(yǎng)細胞生長的條件；細胞培養(yǎng)用液的配制；培養(yǎng)器皿的清洗、包裝與消毒。第二講內(nèi)容為動物細胞培養(yǎng)基本方法，具體包括：細胞培養(yǎng)的基本知識，體外培養(yǎng)技術的類別，體外培養(yǎng)細胞的生物學特點，原代培養(yǎng)細胞的特點，傳代培養(yǎng)細胞特點；原代培養(yǎng)過程，消化分離細胞培養(yǎng)實驗步驟；傳代培養(yǎng)的過程，貼壁細胞的傳代過程，細胞計數(shù)與活力檢測；細胞的凍存與復蘇；培養(yǎng)細胞觀察；常見細胞污染的類別和檢測；細胞培養(yǎng)過程中應注意的細節(jié)問題。授課前制作講義發(fā)放給學生，課件多呈現(xiàn)視頻、圖片、實例，有助于學生理解和掌握具體技術要點，提高授課效率。

實驗一內(nèi)容為胎鼠細胞的原代培養(yǎng)：選擇ICR孕15日齡鼠，處死并分離胎鼠，剪除頭、尾以及四肢，僅保留軀干部，剪碎，并用Hanks液洗滌。胰酶消化后加入新鮮培養(yǎng)液吹打懸浮細胞分散組織塊。按血細胞計數(shù)法進行計數(shù)，稀釋后接種培養(yǎng)，定期觀察細胞生長狀況。實驗二內(nèi)容為Hela細胞傳代培養(yǎng)：在無菌條件下，取生長狀態(tài)良好細胞，棄去原有的培養(yǎng)液，PBS輕洗，胰酶消化后加入新鮮培養(yǎng)液吹打懸浮細胞。稀釋后進行細胞計數(shù)并接種至新細胞培養(yǎng)瓶，放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，定期觀察細胞生長狀況。為提高教學質量，保證教學效果，為研究生提供盡可能多的實踐機會，實驗操作分小組進行，每小組進入一個凈化工作室，每組4人。組內(nèi)進行明確分工，具體工作包括實驗動物前處理(處死和75%酒精體表滅菌)，操作臺滅菌，耗材、試劑供給，主操作的完成，實驗結束后的整理等。教師全程指導或示教，如實驗前準備，具體操作方法，實驗后器械、耗材整理和清洗等。實驗完成后，要求學生跟蹤細胞培養(yǎng)狀況，通過圖像采集系統(tǒng)拍照，提交實驗報告，并對實驗過程進行總結和討論。

4 課程評定形式

該課程綜合成績由課堂考勤、課程論文、實驗報告以及實驗操作考核四部分構成。采用簽到形式確保課堂出勤率；在理論授課結束時布置研究生完成一篇與細胞培養(yǎng)技術相關的研究綜述并提交，授課教師將根據(jù)綜述的質量予以評分，如重復率、參閱文獻新穎性、格式等指標均作為評判依據(jù)。每次實驗操作結束之后，研究生均需要完成相應實驗報告，內(nèi)容包括：實驗目的、原理、儀器、實驗材料、試劑、步驟、注意事項、結果(細胞圖片)、討論等。實驗操作考核，由每個研究生單獨完成培養(yǎng)細胞換液實驗，該項測試能夠較好地反映學生的無菌操作意識。測試內(nèi)容涵蓋無菌操作臺紫外燈、風機、酒精燈的使用等。另外，操作時禁止操作者在開蓋的滅菌物品及試劑上方活動；禁止操作者兩手在臺面上交叉取物；禁止操作者將滅菌物品移出超凈臺，吸管或移液器吸頭不能碰到臺面、培養(yǎng)瓶口外壁等，吸管不得混用；操作結束及時對臺面進行清理和滅菌處理。通過一系列強化訓練，確保研究生既掌握了該門課程的理論知識，又鍛煉了實驗操作能力，還激發(fā)了探索和創(chuàng)新意識，充分調(diào)動了他們的學習積極性。

5 存在問題及解決建議

《細胞培養(yǎng)技術》課程周期較長，從前期使用耗材的準備，試劑的配制、滅菌，到細胞培養(yǎng)，以及后期的清洗等約需2-3天時間，在學時安排上很難適應全部實驗內(nèi)容的需要，因此，部分內(nèi)容只能由實驗準備教師完成，而學生無法全程參與其中?，F(xiàn)有凈化工作室房間數(shù)量有限，且受到學時限制，因此暫時尚未達到1人1組的實驗條件，無法保證所有研究生均可獨立完成原代與傳代細胞培養(yǎng)的全部實驗。課程考核方式有待優(yōu)化，現(xiàn)行制度無法全面反映學生對細胞培養(yǎng)技術的掌握程度。

針對上述問題，授課教師應對課程教學內(nèi)容與教學模式等進行完善，提高教學效果，加強學生的實驗技能訓練，以確保實驗課程順利開展。同時，建議在研究生培養(yǎng)方案修訂時增加該課程學時，以滿足系統(tǒng)性實驗操作之需。

總之，體外培養(yǎng)細胞是基礎研究的重要工具和載體，在醫(yī)學研究領域發(fā)揮關鍵作用。細胞培養(yǎng)技術是醫(yī)學及相關專業(yè)的研究生和科研人才必備實驗技能。授課教師應在有限的教學學時內(nèi)，激發(fā)研究生對該技術的學習熱情，掌握技術要點。筆者對近年教學經(jīng)驗進行總結，發(fā)現(xiàn)通過該門課程學習，醫(yī)學及相關專業(yè)的研究生能夠扎實的掌握細胞培養(yǎng)實驗的基本要領，并提升了學生的實踐水平，培養(yǎng)了他們科學的思維方式和科研素養(yǎng)。觀察發(fā)現(xiàn)，在讀、進一步深造以及走向工作崗位的研究生均能夠將所學技能進一步運用到科研課題的實施過程，提高了其科研工作效率。并且，已有部分研究生申報并獲批了各級別的研究生創(chuàng)新課題，參與發(fā)表了科技論文。