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1中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（北京100853）

2中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（海南三亞 572013）

伴隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展及相關(guān)醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)步，人們深刻認(rèn)識(shí)到絕大多數(shù)疾病的溯源都與個(gè)體遺傳背景相關(guān)，如60%耳聾屬于遺傳性耳聾，咽喉癌發(fā)生發(fā)展主要由癌基因調(diào)控等。遺傳學(xué)是研究生物遺傳與變異的科學(xué)，是生命科學(xué)中的核心學(xué)科，其內(nèi)容抽象、復(fù)雜，技術(shù)方法更新迅速，對(duì)于耳鼻咽喉科學(xué)等非遺傳學(xué)專業(yè)研究生來說，理解抽象的分子生物學(xué)的概念、內(nèi)在聯(lián)系及相關(guān)技術(shù)等經(jīng)常倍感吃力，難以短時(shí)融會(huì)貫通，這在我們基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中深有體會(huì)。因此，如何在有限時(shí)間內(nèi)完成對(duì)知識(shí)的闡述并取得良好效果，這對(duì)研究生導(dǎo)師等教育工作者提出了很高要求，需要我們不僅要了解最新的疾病研究進(jìn)展、掌握更多先進(jìn)的理念、信息及相關(guān)技術(shù)，而且還需要最佳的教學(xué)方法將知識(shí)高效傳承。

近年來，我科在聾病及喉癌致病機(jī)制研究方面獲得了系列研究成果[1-5]，在以上科研的研究設(shè)計(jì)、實(shí)施及結(jié)果分析過程中，不僅培養(yǎng)了一批科研能力較強(qiáng)的研究生，也形成了一套具體鮮明特色的教學(xué)方法，即針對(duì)不同的教學(xué)階段和目的，運(yùn)用不同的教學(xué)方法和技巧，形象、具體、高效的進(jìn)行科研教學(xué)。其中，形象教學(xué)法有利于降低專業(yè)教學(xué)的難度，具有理論聯(lián)系實(shí)際的強(qiáng)大功能。充分運(yùn)用形象教學(xué)法不僅有利于學(xué)生掌握疾病研究相關(guān)遺傳學(xué)知識(shí)，而且對(duì)培養(yǎng)研究生的形象思維有重要意義。案例教學(xué)法是一種以科研實(shí)例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，由教師引領(lǐng)學(xué)生討論與思考，案例教學(xué)法的運(yùn)用可以更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，加強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。反饋教學(xué)法旨在調(diào)動(dòng)研究生的能動(dòng)性，有助于培養(yǎng)研究生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。以上不同方法在研究生培養(yǎng)過程中，綜合應(yīng)用、相互補(bǔ)充，可起到事半功倍的效果。

本文結(jié)合團(tuán)隊(duì)在聾病及喉癌遺傳學(xué)相關(guān)研究中的研究成果，以研究中主要提及的SNP、lncRNA、miRNA及ceRNA等遺傳學(xué)相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用為教學(xué)內(nèi)容，分別針對(duì)研究生科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不同方面應(yīng)用不同的教學(xué)方法，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，闡述各類教學(xué)方法的效用。

1 應(yīng)用形象教學(xué)法進(jìn)行專業(yè)概念描述

在科研教學(xué)工作中，運(yùn)用生動(dòng)形象的舉例，可使抽象知識(shí)簡(jiǎn)單化、形象化，使得學(xué)生快速理解抽象概念，激發(fā)學(xué)生興趣，加深其對(duì)知識(shí)難點(diǎn)的理解與掌握，從而進(jìn)一步理解不同概念在最新疾病研究中的應(yīng)用。形象教學(xué)法通常是指利用和借助實(shí)物、圖形、模型、標(biāo)本、肢體動(dòng)作、語言和多媒體教學(xué)等進(jìn)行具體形象直觀的教學(xué)的方法[6]。在耳鼻咽喉等非遺傳學(xué)專業(yè)研究相關(guān)文章中，單核苷酸多態(tài)性（Single Nucleotide Polymorphisms，SNP）、MicroRNAs（miRNAs）、長(zhǎng)鏈非編碼RNA（Long noncoding RNA,lncRNA）和ceRNA（competing endogenous RNAs）概念經(jīng)常出現(xiàn)，揭示耳聾及喉癌疾病的病因及發(fā)病機(jī)制，明白其概念及作用至關(guān)重要。針對(duì)剛接觸此方面研究的研究生，使其理解以上概念是帶教工作的基礎(chǔ)。

1.1 SNP

SNP主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種，占所有已知多態(tài)性的90%以上。SNP數(shù)量多，分布廣泛。據(jù)估計(jì)，人類基因組中每1000個(gè)核苷酸就有一個(gè)SNP，人類30億堿基中共有300萬以上的SNPs。SNP遍布于整個(gè)人類基因組中，目前SNP已成為第三代遺傳標(biāo)志。

以上概念的描述，很多非遺傳學(xué)專業(yè)學(xué)生很難理解其意義及應(yīng)用范圍，在教學(xué)中，我們應(yīng)用形象教學(xué)法進(jìn)行形象提問、講解。例如，老年性聾是最常見的聾病之一，在臨床中常常見到，有的人50-60歲就會(huì)出現(xiàn)聽力障礙，而有的人70-80歲仍“耳聰目明”，這是為什么呢？流行病學(xué)顯示吸煙會(huì)導(dǎo)致肺癌，但有的人長(zhǎng)期吸煙卻長(zhǎng)壽，同一種抗癌藥對(duì)某些人有效，但對(duì)一部分則完全無效，其原因又是什么呢?通過以上形象化問題的提問，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣，在學(xué)生充分思考后，形象的告知，以上差異是因?yàn)閭€(gè)體遺傳背景差異所導(dǎo)致，即SNP的存在使得不同個(gè)體對(duì)老年性耳聾、喉癌等疾病的易感性不同[7]。在科學(xué)研究中，如果能夠明確以上個(gè)體的遺傳易感SNP，將有助于疾病精準(zhǔn)治療。

1.2 miRNA

作為2002年十大科技突破的第一名microRNA，已是生物學(xué)研究的一大焦點(diǎn)，它在生物的發(fā)育時(shí)序調(diào)控和疾病的發(fā)生中起到非常重要的作用。MicroRNAs是一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，其大小長(zhǎng)約20～25個(gè)核苷酸[8]。成熟的miRNAs是由較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄物經(jīng)核酸酶的剪切再加工而產(chǎn)生雙鏈，隨后進(jìn)入“組裝車間”成為RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，其中一條成熟的單鏈miRNA保留在這一復(fù)合體中，成熟的miRNA經(jīng)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶標(biāo)mRNA，進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá)?，F(xiàn)在研究已經(jīng)表明，多種人類惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展與miRNAs的異常表達(dá)有關(guān)。在教學(xué)中，簡(jiǎn)單形象的告知研究生，其作用相當(dāng)于“促癌或抑癌”，此種講解使得研究生很快了解其主要功能及作用。

1.3 LncRNA

人類基因組中重要組成部分的lncRNA，是長(zhǎng)度大于200nt的一類非編碼RNA的統(tǒng)稱，起初被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄的“噪音”[9]。隨著研究的不斷深入，現(xiàn)在研究表明，lncRNA廣泛參與許多疾病的染色體的沉默、染色質(zhì)的修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾等多種有效調(diào)控機(jī)制。那么lncRNA參與這么多作用，如何形象的了解其作用？在教學(xué)中，我們將lncRNA作用比喻成“高度集成的樞紐線路板”，以其特有的方式連接諸“分子元件”，并調(diào)控該系統(tǒng)的“邏輯運(yùn)算”，如調(diào)控靶基因的表達(dá)，影響喉癌的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等惡性生物學(xué)過程[10]。

1.4 ceRNA

2011年哈佛大學(xué)著名遺傳學(xué)家Pier Paolo提出ceRNA的概念，揭示了一種RNA間相互作用的新機(jī)制。ceRNA書寫外形與miRNA、lncRNA十分相像，很多學(xué)生誤認(rèn)為以上概念為一類分子，形象的告知其本質(zhì)及作用方法，可有效的提高研究生的理解能力。

在教學(xué)中，我們首先告知學(xué)生，ceRNA不是一種新的RNA分子，而是一種新發(fā)現(xiàn)的調(diào)控機(jī)制[11]。那么ceRNA又是什么機(jī)制呢？形象教學(xué)中，我們提出ceRNA機(jī)制就是“miRNA紐帶”，任何RNA可通過ceRNA機(jī)制相互“交通”，mRNA、lncRNA、環(huán)狀RNA、miRNA等各種類型的RNA皆可通過ceRNA機(jī)制來進(jìn)行相互“交流”。其中，lncRNA是參與ceRNA調(diào)控機(jī)制的“?？汀?。以上形象化的描述，學(xué)生很快明白了ceRNA的含義及作用方式。

2 應(yīng)用案例教學(xué)法緊跟學(xué)科發(fā)展方向

案例教學(xué)法是由哈佛大學(xué)蘭代爾提出的一種教學(xué)方法，于19世紀(jì)末期開始應(yīng)用于法學(xué)課程教育中，后被廣泛用于醫(yī)學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科，是深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法之一。“案例教學(xué)法”，又稱實(shí)例教學(xué)法或個(gè)案教學(xué)法，是指教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，采用案例創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，組織學(xué)生學(xué)習(xí)、思考、分析、討論的教學(xué)方法。案例教學(xué)法的顯著特點(diǎn)是通過經(jīng)驗(yàn)的交流促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考，過程直觀形象、說理明晰。

在耳鼻咽喉頭頸外科的疾病遺傳致病機(jī)制研究中，我們通過實(shí)際案例教學(xué)法，向?qū)W生講解了SNP、miRNA、lncRNA及ceRNA目前在疾病研究中的應(yīng)用進(jìn)展，從而有助于研究生充分了解每個(gè)抽象概念在疾病致病機(jī)制中的作用。

SNP作為第三代的遺傳標(biāo)志，可用于單基因疾病致病易感基因的篩查。比如，在常染色體顯性遺傳耳聾家系的致病基因及機(jī)制研究中，可以選擇SNP為遺傳標(biāo)記，通過全基因組范圍的SNP連鎖分析，初步明確耳聾致病基因的位置，縮小致病基因的范圍，通過進(jìn)一步篩選，從而明確耳聾大家系的致病基因[1]；在喉癌等復(fù)雜疾病易感性研究中，可選擇患者及正常對(duì)照，進(jìn)行全基因組的關(guān)聯(lián)分析（Genome-Wide Association Study，GWAS），通過大數(shù)據(jù)比對(duì)分析，鎖定其易感基因[2]。

近年來，研究學(xué)者們逐漸發(fā)現(xiàn)，microRNA表達(dá)譜的變化與疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。microRNA表達(dá)具有時(shí)效性及組織特異性，因此，在疾病中及不同組織中表達(dá)不同。在實(shí)際應(yīng)用中，可用于進(jìn)行耳鼻咽喉頭頸外科腫瘤特異性表達(dá)譜的繪制[3]；在教學(xué)中，除了引用以上兩篇文獻(xiàn)說明以外，可以引用具體實(shí)例進(jìn)行說明。

具體引用案例：隨著年齡的增長(zhǎng)，聽力逐漸喪失，為了確定哪些miRNA參與了老年性聾的發(fā)生和發(fā)展，有研究學(xué)者使用GeneChip miRNA芯片比較兩個(gè)小鼠品系C57BL/6J和CBA/J在三個(gè)年齡段毛細(xì)胞中的miRNA表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)衰老過程中下調(diào)的miRNA基本上超過上調(diào)的miRNA。上調(diào)2倍miRNA包括miR-29家族和miR-34家族的成員，它們是促凋亡途徑的已知調(diào)節(jié)劑。相反，下調(diào)2倍的miRNA是miR-181家族和miR-183家族的成員，它們對(duì)于增殖和分化具有重要作用。

lncRNA是另一種常用的疾病研究靶點(diǎn)。噪聲誘發(fā)的聽力損失是一種多因素疾病，氧化應(yīng)激的失調(diào)被普遍認(rèn)為是該疾病的重要致病因素，lncRNA HOTAIR參與了氧化應(yīng)激水平的改變，為了探討HOTAIR基因多態(tài)性對(duì)個(gè)體噪聲性耳聾易感性的影響，利用病例及對(duì)照研究，對(duì)中國(guó)人HOTAIR基因中的三個(gè)tagSNPs進(jìn)行了基因分型研究，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，HOTAIR基因內(nèi)的遺傳多態(tài)性可能在噪聲性耳聾的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用[12]。

在更深入的疾病調(diào)控機(jī)制研究中，除了miRNA的表達(dá)譜的差異及變化，研究學(xué)者們逐漸關(guān)注于lncRNA表達(dá)譜的變化及不同RNA之間形成的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究。因此，為了使研究生們緊跟疾病研究最新進(jìn)展，需要進(jìn)一步通過最新文獻(xiàn)案例分析，進(jìn)行相關(guān)說明及教學(xué)。

首先講解本文作者團(tuán)隊(duì)前期使用癌癥基因組圖譜（TCGA）數(shù)據(jù)庫(kù)中的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)比較了喉癌組織和12個(gè)相鄰正常組織之間的mRNA，lncRNA和miRNA表達(dá)譜，從而可以進(jìn)一步揭示喉鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生過程中l(wèi)ncRNA，miRNA和mRNA組成的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[5]。然后，進(jìn)行其他方面案例擴(kuò)展，例如：膽脂瘤是一種病理上良性但在臨床上具有破壞性的中耳疾病，發(fā)病機(jī)理仍未完全了解。進(jìn)行微陣列分析鑒定膽脂瘤中l(wèi)ncRNA的差異表達(dá)模式。數(shù)據(jù)表明，與匹配的正常皮膚組織相比，膽脂瘤中l(wèi)ncRNA表達(dá)譜發(fā)生了顯著改變。此外，通過構(gòu)建lncRNA/miRNA/mRNA競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA（ceRNA）網(wǎng)絡(luò)，我們發(fā)現(xiàn)lncRNA，例如lncRNA uc001kfc.1，在膽脂瘤形成中具有ceRNA潛力。該發(fā)現(xiàn)為膽脂瘤的發(fā)病機(jī)理提供了新的思路，并提示lncRNA可能是膽脂瘤的潛在治療靶標(biāo)[13]。

通過以上系統(tǒng)講解，分別在講授內(nèi)容不同環(huán)節(jié)，增加自身研究經(jīng)驗(yàn)及最新文獻(xiàn)進(jìn)展，可生動(dòng)有效的使得學(xué)生明白以上概念的應(yīng)用進(jìn)展及方向，從而可以引導(dǎo)他們結(jié)合自己擬將開展的研究進(jìn)行科學(xué)思考。

3 應(yīng)用反饋式教學(xué)法進(jìn)行研究生課題設(shè)計(jì)及研究

在本單位中，主要教授對(duì)象為博士、碩士等研究生，在研究生階段，獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行總結(jié)發(fā)表是研究生階段培養(yǎng)的主要內(nèi)容。在此過程中，我們主要采用了反饋教學(xué)法。反饋教學(xué)法的特點(diǎn)是，把學(xué)習(xí)結(jié)果返回教師和學(xué)生，從而調(diào)整教與學(xué)，重新組織第二次學(xué)習(xí)，查漏補(bǔ)缺，真正融會(huì)貫通。這種方法對(duì)于學(xué)生來說，反饋信息可以強(qiáng)化正確、改正錯(cuò)誤、找出差距、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法等；對(duì)教師來說，可以及時(shí)掌握教學(xué)效果，有利于及時(shí)調(diào)控。

我們每周進(jìn)行課題組討論會(huì)，主要內(nèi)容包括研究生課題進(jìn)展匯報(bào)、最新文獻(xiàn)學(xué)習(xí)等內(nèi)容，通過以上方式，研究生可以將自己掌握的最新進(jìn)展及所遇到的問題及時(shí)反饋，大家集體討論，導(dǎo)師引導(dǎo)講解，共同制定下一步實(shí)驗(yàn)修正等計(jì)劃。例如，我們?cè)谘芯恐?，?dǎo)師帶領(lǐng)學(xué)生分析lncRNA調(diào)控miRNA的ceRNA機(jī)制簡(jiǎn)化基本路徑，學(xué)生圍繞問題自行搜索資料、初步提出研究思路、討論分析，學(xué)生將學(xué)習(xí)成果反饋給老師，老師根據(jù)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行查漏補(bǔ)缺二次教學(xué)。

在教學(xué)過程中，導(dǎo)師發(fā)現(xiàn)研究生經(jīng)常弄錯(cuò)miRNA、lncRNA及ceRNA等關(guān)系，我們?cè)诜答伣虒W(xué)過程中，著重進(jìn)行講解及分析：lnRNA、miRNA是基因編碼的RNA片段，而ceRNA是調(diào)控機(jī)制。lncRNA是繼miRNA之后，成為非編碼RNA研究中的“熱點(diǎn)”，目前l(fā)ncRNA通過3個(gè)水平參與基因表達(dá)的調(diào)控：轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和表觀修飾調(diào)控；miRNA以堿基互補(bǔ)方式識(shí)別靶標(biāo)mRNA，從而影響其表達(dá)，lncRNA和mRNA通過共享miRNA進(jìn)行“交流調(diào)控”即lncRNA-miRNA-mRNA（見圖1）。通過以上反饋式教學(xué)，形象剖析并與學(xué)生分享ln-RNA、miRNA及ceRNA的關(guān)聯(lián)，不僅使得研究生們切實(shí)明白其意義，同時(shí)也有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，也有助于調(diào)整教與學(xué)，以信息反饋為主線，力求獲得最佳的教學(xué)效果。

圖1 ceRNA調(diào)控：lncRNA競(jìng)爭(zhēng)占位部分miRNA間接調(diào)控mRNA。Fig.1 ceRNA regulation:lncRNA competitively occupy part of miRNAto indirectly modulate mRNA.

通過反饋教學(xué)，學(xué)生明白以上機(jī)制以后，結(jié)合自己的課題，自主查閱資料，梳理科研思路，預(yù)測(cè)疾病機(jī)制（見圖2），從而提出實(shí)驗(yàn)方案，以上過程的完成將真正達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主開展科學(xué)研究能力的目標(biāo)。

4 總結(jié)

近年來，現(xiàn)代教育理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全面發(fā)展，重視培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考等能力。作為耳鼻咽喉頭頸外科等非遺傳學(xué)專業(yè)的研究生，導(dǎo)師如何指導(dǎo)其學(xué)生開展疾病遺傳致病機(jī)制研究具有一定的挑戰(zhàn)。遺傳學(xué)內(nèi)容繁多且抽象深?yuàn)W，初學(xué)者難于理解掌握。實(shí)際教學(xué)中，單一的教學(xué)法很難滿足實(shí)際教學(xué)工作，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，容易使學(xué)生產(chǎn)生倦怠心理。因此，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段，采取多樣化的教學(xué)方法與教學(xué)手段，綜合應(yīng)用，充分發(fā)揮各種教學(xué)法的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以真正達(dá)到“授業(yè)、解惑”的目的。