時間：2023-06-05 09:57:00
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇神經生物學綜述，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：卒中后抑郁；動物實驗研究；綜述
卒中后抑郁（post stroke depression，PSD）是腦卒中后的最常見的并發癥之一，是腦卒中患者最常見的心理障礙，其患病率可高達20%～60%。卒中后抑郁可嚴重損害腦卒中患者的認知功能，影響患者的預后情況，增加患者癡呆及自殺的風險，給患者的家庭及社會帶來沉重的壓力。現將近10年關于卒中后抑郁的動物實驗研究進展綜述如下。
1 卒中后抑郁的發病機制
PSD的發病機制復雜，涉及神經生物學、解剖學和社會學、心理學等諸多因素。在20世紀80年代，Robinson等就提出，腦內參與情感調節的5-HT能神經元和NE能胞于腦干，其軸突通過丘腦和基底節到達額葉皮質，腦卒中病變累及上述部位可影響5-HT能神經元和NE能神經元及其通路，導致兩種遞質水平降低而引起抑郁。Moller等利用正電子發射型計算機斷層顯像（PET）間接估計了5-HT受體活性，研究發現在急性卒中后5-HT神經遞質出現代謝的異常，尤其在邊緣系統和中縫核5-HT代謝的顯著下降，可能與抑郁的發生相關。臨床上使用5-輕色胺再攝取抑制劑可緩解PSD的癥狀，進一步支持PSD與單胺類神經遞質下降有關的觀點。Terroni等根據MRI研究結果顯示病灶影響邊緣-皮質-紋狀體-蒼白球-丘腦神經環，尤其是前額葉腹側和背側扣帶回皮層、海馬、杏仁核等易產生PSD，且以左側為著，而這種情況未見于腦橋背部和小腦。說明前額葉背外側皮質環路在情緒 的調節中起著重要作用，腦內該區域白質纖維連接的改變可能也會影響情緒調節過程。這與控制情感的神經環路主要分布在額顳葉、邊緣系統和腦干腹部及其皮層下聯系纖維的研究結果相一致。有學者認為，腦卒中"突如其來"的發生和其嚴重程度，使患者的工作和日常生活能力改變甚至喪失，導致患者心理應激障礙、心理平衡失調，由此對抑郁癥的產生有一定的作用。
2 卒中后抑郁動物模型的建立
有關卒中后抑郁的動物模型的建立，近年來國內文獻報道多為復合模型即在卒中基礎上結合相應應激刺激構建PSD模型。裘濤等[1]采用雙側頸總動脈永久性結扎后予以行為限制制作PSD大鼠模型，觀察大鼠自發改變，海馬區單胺類神經遞質的變化。結果顯示：模型組大鼠水平運動得分、垂直運動得分、清潔動作次數與假手術組比較顯著下降（P
3 針刺干預PSD大鼠的實驗研究
卒中后抑郁患者不僅有精神障礙癥狀而且還存在肢體的活動障礙，采用體針治療卒中后抑郁可以顯著促進患者肢體的恢復，平衡患者臟腑的陰陽，調節患者氣血的虛實。龔燕等[13]采用單側頸總動脈不全結扎聯合孤養和小劑量利血平皮下注射制備復合型PSD大鼠模型。觀察各組大鼠的行為學變化；利用熒光分光光度法測定各組大鼠大腦海馬區NE和5-HT含量。結果顯示，與正常組相比，模型組大鼠糖水消耗量和腦內NE、DA含量均明顯下降。電針能使PSD大鼠糖水消耗量和腦神經遞質NE、DA含量明顯增加。得到的結論是：電針治療PSD大鼠的機制可能與提高其海馬區5-HT和NE含量有關。孫培養等[14]選擇通督調神針法干預卒中后抑郁大鼠。結果：造模完成時，模型組和針刺組蔗糖水飲用量、水平及垂直運動得分、血漿中單胺類神經遞質的含量均較正常組降低，Zea Langa神經行為學評分提高，差異均具有統計學意義（P
4 中醫藥物干預PSD大鼠的實驗研究
中醫認為卒中后抑郁屬于"中風"與"郁證"范疇，由于受到軀體病殘的困擾，最終情緒抑郁。裘濤等[1]采用雙側頸總動脈永久性結扎后予以行為限制制作PSD大鼠模型，隨機分為模型組、滌痰開竅解郁組、氟西汀組，并設假手術組，采用RP-HPLC-熒光檢測法測定大鼠海馬區單胺類神經遞質的變化，并觀察大鼠自發改變。結果發現模型組大鼠行為能力下降（P
5 西醫藥物干預PSD大鼠的實驗研究
PSD的西醫藥物治療包括原發病、并發癥和抑郁癥的治療。患者因需同時服用治療腦卒中、高血壓或其他并發癥的藥物，故在選擇藥物時，應選擇相互作用小的藥物，所以新型抗抑郁劑有一定優勢，更適于神經系統疾病所致繼發性抑郁的治療。趙立波等采用CUMS結合孤養建立抑郁模型，MCAO術建立卒中模型PSD模型組和氟西汀組大鼠先建立卒中模型后建立抑郁模型，腹腔注射相應藥物進行干預，連續給藥21d后，用酶聯免疫法和免疫組化SABC法檢測給藥后各組大鼠腦組織中5-HT，NE，NGF的表達。結果顯示與假手術組比較，抑郁模型組和PSD模型組大鼠腦組織中5-HT，NE，NGF表達均明顯降低（P
6 研究存在的問題及展望
綜上所述，國內外學者在論述PSD發病的因素時各有側重，具體的發病機制尚未明確。現在多數學者認為其發病是由多種原因通過多種機制所致，與心身疾病的生物-心理-社會醫學模式相一致，可能是神經生物學因素和社會心理因素共同作用的結果。
目前，關于PSD的研究大多建立在動物實驗的基礎上，制備的動物模型主要以缺血性卒中為主，但卒中的發病類型包括出血性卒中和缺血性卒中，關于出血性卒中后抑郁動物模型的制備相對較少，這方面的研究信息相對缺失。并且，一般情況下卒中后抑郁患者多合并高血壓病、血脂異常等基礎病，而這些在動物模型身上無法一一體現；同時，在動物實驗造模、治療、取材的過程中，都有可能出現一些輕微的誤差，如取材的不完整性等。這些都有可能導致實驗結果存在一定的誤差，以至于影響實驗的準確性。
其次，關于卒中后抑郁治療方法頗多，有針灸、中醫藥物、西醫藥物等。腦卒中后抑郁屬于"中風"與"郁證"范疇，運用中醫藥物治療時，應綜合分析患者實際病情，并概括患者分型，從而辯證論治。針灸療法治療卒中后抑郁一方面可以幫助患者殘肢的功能恢復，間接有利于患者抑郁狀態的改變，另一方面疏肝行氣、調和陰陽，又起到直接改善患者情緒的作用。西醫藥物治療PSD的治療原則是早期、單一藥物、綜合、個體化、長期系統用藥。目前運用較為廣泛的是：三環類抗抑郁藥、5-HT再攝取抑制劑、NE再攝取抑制劑等，但西醫藥物的使用存在一定的副作用。
因此，尋求PSD的發病機制以及制備理想的PSD模型，尋找治療PSD有效的方法是目前亟待解決的問題，相信隨著分子生物學、神經生物學等基礎學科的發展和西醫學技術的不斷介入，卒中后抑郁的發病機制研究正從多層次、多角度不斷深入。假以時日，肯定能提出卒中后抑郁的最佳治療方案。
參考文獻：
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[關鍵詞]脊髓損傷；細胞移植；治療
脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是一種嚴重的神經系統創傷，之前的治療方法主要是局限于藥物和物理治療來改善運動功能缺陷，人們先后試用了手術吻合、手術減壓、神經移植、大網膜移植、藥物治療、局部冷凍、物理康復、以及應用酶制劑來抑制和消除結締組織瘢痕等多種方法治療脊髓損傷，近年來的實驗研究著眼于干細胞移植來逆轉不利于SCI軸突功能恢復的病理過程，從而減少脊髓功能喪失并促進其功能恢復。
脊髓損傷修復的常用移植細胞
1骨髓基質細胞（marrow stromal cells，MSCs）
MSCs的干細胞相似特點和多方向分化潛能在最近幾年引起了人們的注意。MSCs的優點在于屬于自體同源移植，容易獲得和培養，通過髓內或靜脈導入方法簡單，移植途徑有：（1）直接受損脊髓多靶點注射；（2）腰穿椎管內植入：將擴增的BMSCs移植于蛛網膜下腔，使之隨腦脊液到達病變部位；（3）靜脈移植：開放血腦屏障，將擴增的BMSCs靜脈輸入，使之通過血腦屏障到達病變部位。MSCs能夠轉化為神經元和神經膠質，骨髓間充質干細胞可作為填充物填補損傷部位，定向再生為神經細胞錨靠周圍組織完成上行下傳功能的重建，移植時創造抑制膠質細胞再生、保護神經細胞胞體存活、促進自體神經細胞再生的微環境。但是需要克服細胞融合、轉分化神經細胞形態屬性缺失的問題。最近通過Luo Jian-dal大量的文獻調研顯示MSCs對運動性脊髓損傷的治療有較好的效果。MSCs及其分化的神經膠質細胞含有促進神經再生的營養因子及其受體，有助于損傷的腦和脊髓組織的修復，抑制不利于神經再生的瘢痕形成。Wu等[1]發現，將MSCs植入損傷的大鼠脊髓內，通過增強組織修復可促進損傷脊髓的再生，同時與對照組相比空腔明顯縮小。雖然移植后MSCs的數量逐漸減少，但不少治療組動物仍顯示明顯的功能恢復。
2神經干細胞（neural stemcells，NSCs）
根據LiWe等[2]的研究顯示，神經干細胞在脊髓損傷的修復中具有重要作用，而神經干細胞是干細胞的一種，干細胞是指同時兼具自我更新能力和產生分化細胞能力的一類細胞，這類細胞可經培養進行不定期分化并產生特化細胞。依據分化潛能的大小，可將干細胞分為三種類型：一是全能干細胞，此類細胞具有分化為完整個體的能力，如胚胎干細胞（ES）；二是多能干細胞，這類細胞具有分化為多種細胞組織的潛能，但不具備發育為完整個體的能力，如骨髓間充質干細胞；三是單能干細胞（也稱專能干細胞），這類干細胞只能向一種類型或密切相關的兩種類型的細胞分化，如神經干細胞。
NSCs是一種未分化、多潛能、具有自我更新能力的細胞。目前已經可以分離和體外培養NSCs使之分化為各種神經細胞。有研究從鼠脊髓內取出未成熟細胞經培養后，移植到脊髓損傷大鼠斷裂的脊髓中，結果癱瘓鼠在2周后均能活動，有些甚至恢復了站立和行走能力，這一研究成果引起人們對神經干細胞移植治療脊髓損傷的廣泛興趣。
最近，有人開始研究應用基因修飾的神經干細胞移植治療SCI，并且在動物實驗中取得了良好的效果。基因修飾的NSCs不僅具有替代損失死亡的神經元的作用，而且還可以大量分泌各種神經營養因子以促進神經元的存活及軸突的再生。Blesch等應用神經營養因子NT23基因修飾神經干細胞，移植入大鼠C3損傷SCI動物模型中，2周后發現相對于未修飾的神經干細胞移植組，NT23基因修飾組可見高水平的NGF及BDNF的分泌，以及有大量的感覺神經投射形成，并且60%分化為神經元，3%分化為膠質細胞。當前，定向分化誘導是NSCs應用于臨床的一個關鍵問題。現在體外或體內對干細胞的定向誘導分化還沒有得到很好解決，細胞異質性很高，分化程度不一，不能保證植入的NSCs按預想的途徑分化，影響了移植的效果。另外，NSC移植治療SCI需克服一個特殊的問題，即脊髓的神經元有著較長的突起，植入的NSCs能否參與并形成功能性的神經回路都尚待研究。
綜上所述，干細胞移植治療SCI有著巨大的發展潛力，需要分子生物學、細胞生物學、組織工程學及神經生物學等多學科的密切配合和基礎研究的不斷深入。目前，隨著神經科學的飛速發展，尤其是在細胞和分子水平上對SCI后繼發性損傷的病理機制研究的不斷深入，今后的研究方向將主要集中在以下幾個方面：①由于單一細胞移植效果各有利弊，我們應該考慮聯合移植幾種細胞，或將細胞移植與其它方法聯合應用。②通過轉基因技術使移植細胞具有更多更有用的功能，加快NSC的定向誘導，分化及增殖的基因調控機制的研究，使之能盡快應用于臨床。③設計良好的組織工程支架材料，使之具有更有利于移植細胞的搭載和再生軸突的定向生長的生物性能。相信不久的將來，細胞移植會在SCI的治療中發揮更大的作用。
參考文獻：
通訊作者：梁濤
【摘要】 孤獨癥譜系障礙是一種起始于嬰幼兒早期的嚴重危害兒童身心的發育障礙性疾病，據各國報道，患病率有增加趨勢。目前該病病因尚不明確，但早期診斷早期治療對這類兒童的預后有極其重要的影響。本文從臨床危險因素、分子生物學研究、神經心理研究方面對其病因學研究進行綜述，以期提高對該病的認識，達到早診、早治、提高患兒生存質量的目的。
【關鍵詞】 孤獨癥譜系障礙； 病因學
孤獨癥譜系障礙（autistic spectrum disorder，ASD）是一組以交流、語言障礙和行為異常為特征的發育障礙性疾病。包括兒童孤獨癥（autism）、阿斯伯格綜合征（Asperger syndrome,AS）、未分類的廣泛性發育障礙（pervasive developmental disorder not otherwise specified,PDD-NOS）、雷特綜合征（Rett syndrome,RS）和兒童瓦解性精神障礙（children disintegrative disorder,CDD）等。其中以兒童孤獨癥和阿斯伯格綜合征最為常見。目前盡管各國患病率的報道不一，但ASD患病率顯著上升的趨勢卻是相同的。該病的病因尚不明確，大量的研究證實，ASD是由諸多發病因素導致的疾病。各國學者對其遺傳、神經心理、腦器質性改變、孕產期疾病、生化等單因素或多個因素進行了大量研究，本文從臨床危險因素、分子生物學研究、神經心理研究方面對其病因學研究作一綜述。
1 臨床危險因素相關研究
1.1 遺傳易感性 雖然孤獨癥確切的病因仍未清楚，但已證實遺傳因素在發病中起重要作用，這一觀點已被廣泛接受。孤獨癥的遺傳特性最初由雙生子家系研究所證實，單卵雙生子同病率約為36%～95%，而雙卵雙生子同病率則只有0～23%；同胞間的同病率約為2%～4%，明顯高于一般人群。國內有調查顯示，孤獨癥患兒家族史陽性率為22.82%［1］。丹麥學者對該國1978～1999年確診的698例孤獨癥的研究結果發現，患兒父母有精神病史的占17% ［2］。
1.2 孕期及圍生期高危因素 國內外研究發現，孤獨癥患兒在產前、產中及新生兒期存在高危因素的明顯高于普通群體，考慮可能因胚胎發育異常或缺氧等造成新生兒腦部神經系統發育異常或損害，導致了孤獨癥的發生。周家秀等［3］研究發現，在患者母孕期，出現較多的服藥、情感障礙、先兆流產等不良情況，而分娩時剖宮產、臍帶繞頸、異常分娩等高危因素較為常見，還發現父母生育年齡過大與患兒交往能力及自理能力缺陷相關。但高危因素與孤獨癥的因果關系是有爭議的，有人指出高危因素并沒有特異性，不存在一對一的關系；有人認為高危因素可能通過增強早已存在的遺傳易感性，使具有孤獨癥的個體易于發病；有人認為高危因素有時可使完全正常的胎兒直接發展成孤獨癥患者。但無論哪一種假設，都無可否認高危因素對孤獨癥發病的重要影響。
1.3 患兒頭圍改變 在過去的十幾年研究觀察到，90%的2～4歲孤獨癥兒童腦容積較同齡正常兒增大18%，其頭圍偏大不是在出生時，而是在腦發育早中期出現急劇增長現象，在以后的成長過程中速度明顯慢下來，到了青春期其腦皮質厚度明顯低于正常兒童，小腦蚓部也小于同齡正常兒。有學者推測，其原因是由于患兒調控發育的基因異常使神經發育超出正常過程，腦發育后期存留了過多神經元、軸索和突觸的非線性相互作用的結果［4］。
1.4 營養相關因素 有研究發現，營養相關因素與ASD密切相關。Bell JG等報道ASD患兒血漿中長效多聚不飽和脂肪酸明顯降低，Peet M等也發現ASD患兒存在基因水平的多聚不飽和脂肪酸代謝困難。另有研究發現，患者尿中有不正常的肽段，是蛋白質沒被徹底分解成氨基酸而形成的，其主要成分為酪蛋白和谷蛋白，由此推測過量的酪蛋白和谷蛋白通過消化道進入血液，穿過血腦屏障進入大腦時，引起自身免疫反應，對大腦直接造成損傷。鑒于近20年以來孕婦及兒童接受日光照射減少并ASD發病增加，部分學者提出維生素D與ASD相關的假說［5］。尚有部分學者提出胰泌素受體系統對與神經系統相關的社會行為相關，和載脂蛋白、補體系統可能參與腦細胞凋亡的觀點。至于營養相關因素與ASD有無直接相關，及前者是后者的伴隨現象還是病因，尚不十分確切，有待進一步的研究證實。
1.5 五羥色胺（5-HT） 約1/3的ASD患者存在高5-HT血癥，血液中5-HT濃度水平的變化與患者認知功能的受損程度顯著相關，5-HT濃度愈高則認知功能受損愈嚴重。有研究發現，孤獨癥患兒的齒狀核、丘腦、皮質通路存在5-HT合成異常。非孤獨癥兒童的5-HT合成能力在5歲前比成人強2倍，5歲后降到成人水平；而孤獨癥兒童的這一能力在2～15歲期間一直逐漸增強并達到成人的1.5倍［6］。
1.6 腦影像學改變 ASD兒童的腦結構影像多表現正常，部分患兒常規CT、MRI檢查顯示腦室擴大、基底節異常、小腦發育不良、腦干變小等。在腦功能影像方面，葉濱賓等［7］用功能磁共振（fMRI）檢查發現孤獨癥患者有廣泛的額葉、頂葉及相關視覺區的異常，小腦-下丘腦-皮質通路、杏仁核活動、腦區域間傳遞連接通路也存在異常，皮質語言系統中各功能區域之間的連結也較正常人弱。鄒小兵等［8］應用磁共振波譜（MRS）對孤獨癥患兒額葉和小腦蚓部的波譜進行研究，發現患兒額葉皮質、小腦蚓部存在神經元丟失或功能下降，其嚴重程度與語言障礙、認知障礙等表現相關，及小腦蚓部存在細胞膜的代謝異常、髓鞘發育不良，女童患兒小腦的代謝率低于男童患兒或神經元的丟失更嚴重，性別差異可隨年齡的增長有所改善。因此，有學者認為，孤獨癥是一種器質性疾病，以行為障礙的方式表現之［9］。
2 分子生物學研究
起初的研究發現，孤獨癥存在染色體異常，繼而通過連鎖分析法更加深入探討了相關基因的作用。迄今已明確的伴有孤獨癥表型的單基因遺傳病有脆性X綜合癥、Rett綜合癥、Angelman綜合癥、結節性硬化癥等。對于ASD神經生物學的研究，集中在突觸可塑性上，認為樹突的發育異常可能導致孤獨癥的發生。Durand CM等［10］發現部分患者的部分位點的點突變，從而導致22q13.3微缺失綜合征，產生語言和社交障礙。Buxbaum JD等［11］發現新的基因Pten異常，Pten作為一種抑癌基因通過對PI3K/AKT通路的異常激活，可引起細胞腫脹，臨床表現為大頭的特征。何文等［12］發現DAT1 440bp等位基因和基因型480/440bp可能在孤獨癥的發病機制中起著一定的作用。近年較多研究者開始關注基因拷貝數差異（copy number variants,CNVs）的研究，CNVs是指一個重要的人類基因組可塑性，表現為個體間的拷貝數差異。目前發現在人類基因組中至少存在1447個CNVs區域，這些結構上的變化在很大程度上構成了個體間遺傳上的差異。目前雖然發現很多與孤獨癥有關的基因，但這些基因是如何導致孤獨癥的發生仍然未知，尚待進一步研究證實。
3 神經心理研究
關于ASD神經心理機制的研究主要有社會腦假說（social brain hypothesis）、心靈理論（theory of mind,ToM）障礙和鏡像神經元系統（mirror neurons system,MNS）功能異常。
3.1 社會腦假說 “社會腦假說”認為,人類大腦存在一個旨在認識和理解對方表情的功能區，在社會交往中人會通過核中樞迅速處理與他人相互作用的各種信息。人類大腦承擔著適應環境的重大責任,尤其是在社會交往中負責對自我和他人的心理狀態進行歸因，即社會認知能力。社會腦一般指新皮質，ASD患者在此功能區中發現異常，這一假說已為大量腦功能成像及腦損傷研究所證實［7,13］。越來越多的研究認為ASD是一種共情缺陷的癥狀。ASD通常表現社會腦相關區域的低激活，這與“共情”功能缺陷有關，是患者情緒共享困難的生物原因。基于此，Baron-Cohen提出ASD“極端男性化大腦”理論，認為ASD處于與系統化相關認知體系的最高端，但同時處于共情化相關能力的最低端，從而表現出共情缺陷。
3.2 心靈理論（theory of mind,ToM） 正常兒童的ToM在2～3歲左右開始形成。ToM是對對方行為的目的、意圖、知識、信念、推理、思考、疑惑、愛好等進行理解判斷。在人類，該能力則體現在社會認知方面，基于此，研究者們把ToM與執行功能、語言的發展、親社會行為以及情感機能等方面聯系起來。ToM可分為譯碼和推理兩個過程，譯碼過程是利用直接可獲得的顯著信息對他人心理狀態進行譯碼，以大腦右半球的眶額/內側顳葉的神經回路為基礎；推理過程是推理用以解釋或預言他人行為心理狀態的過程，以左腦內側前額葉區域為基礎。諸多研究表明，ASD個體存在ToM能力缺陷，無論是高功能兒童、低功能兒童還是學者，他們在運用ToM譯碼和推理時都具有困難，在通過各種不同的ToM任務中存在困難，都不能適應日常生活，是一種特殊的認知神經損傷［14,15］。TOM的失調可以解釋孤獨癥的社會交流缺陷，通過調整ASD患者的心理狀態，可幫助提高他們的社交能力。目前，研究者試圖通過更多的實驗研究，來了解與ToM相關的神經系統的特性問題，然后運用這些特性建構與孤獨癥有關的心理損傷理論，從而幫助ASD患者走出困境。
3.3 鏡像神經元系統（mirror neurons system,MNS）功能研究 近年來，隨著人類大腦中MNS的發現，對這一系統的研究已構成神經生物學和認知神經科學最豐富的領域之一。在最初的實驗發現，當猴子觀察對象并操作相同動作時腦右半球的眶回或眶額葉區域的神經元被激活，稱此區域神經元為“鏡像神經元（mirror neurons）”。隨著fMRI的進一步研究顯示，人類MNS區域定位在大腦額下回島蓋部（包括Broca區）和喙后頂葉皮層，是更高級的視覺處理區和運動皮質的橋梁，它不僅與手的動作有關，還與其他不同的動作有關，還有可能是眼的運動和更高水平的抽象過程，功能主要包括言語、模仿、心靈理論、共情以及由此所涉及的社會認知功能，而ASD的MNS功能激活異常和功能低下，導致了一系列相關的社會認知功能的損害。大量的研究從不同角度為此學說提供了依據［16～19］。
綜上所述，ASD的病因迄今雖尚未明確，但其與諸多因素相關，在臨床上可以為研究者提供一些線索，從而能盡早發現ASD，使其能早期得到干預，提高生存質量。相信隨著各國學者對該病不斷深入的研究，ASD的病因及有效矯治方法會越來越明朗。
參 考 文 獻
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素質教育歷來是高等教育階段的主要任務，提升學生的科學素養是素質教育中一項最基本的內容，尤其是對生物學而言，更應該注重提高和培養學生的生物科學素養，這樣才能夠培養出能適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才。所謂生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括人們所掌握的生物科學知識、技能和方法，以及在此基礎上形成的生物科學能力、科學觀以及科學品質等方面。①細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學，是21世紀自然科學的三大前沿學科之一，是當前生命科學領域中最活躍、最富有發展前景的學科，是生物類專業的主干課程之一。因此，在細胞生物學教學中如何提高學生的科學素養對于培養新時期的生物人才至關重要。本文主要對當代大學生生物科學素養現狀、實施生物科學素養教育的重要意義以及如何在細胞生物學教學之中提高學生的科學素養進行了綜述，旨在為生物教學提供一定的參考價值，以供方家借鑒。
1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題
生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣，生物科學技術基礎知識扎實，對生物技術發展持積極的肯定態度，具備良好的科技強國的信念。但是，他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少，生物科學實驗實踐技能較差，對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明，當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解，但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上，有43%的學生是盲目的懷疑，或者是盲從專家和他人的觀點，對事物較少有自己的看法；在探索求知精神上，“科學功利主義”對學生的影響最大，使得學生視本文由收集整理野狹窄、目光短淺；在實證精神上，有62%的學生缺乏實驗實證精神，偏重抽象思維，缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外，許多高校只注重生物專業課的常規教學，很少舉辦專門的科研活動，且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏，這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍，學生較難形成一定的科學技能，由此科學實踐能力也較差。
2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義
細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課，是現代生命科學的前沿分支學科之一，它是以細胞為研究對象，從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科，和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎，并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中，和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系，是生命科學的重要支柱之一，在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時，細胞生物學又是一門實踐性很強的學科，重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展，對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見，細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系，培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。
3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養
細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程，在培養學生的科學素養方面，具有舉足輕的重要作用。然而，科學素養的提高不是一朝一夕之功，教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養，以下是筆者的一些想法和體會。
3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合
細胞生物學的知識理論性強，內容抽象深奧、難于理解，教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系，使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物，這不僅使抽象的內容具體化和動態化，使其容易理解，而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時，引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分，只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體，才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中，各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之，運用發散性思維，盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來，并配合以
多媒體輔助手段，使抽象的內容變得形象生動，易于理解掌握。
3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性
細胞生物學發展極為迅速，隨著科學家們研究成果的不斷涌現，其內容處在不斷更新的動態過程中。因此，教師在教學過程中，要注重聯系學科的前沿和熱點，講述較先進的科學結論，跟蹤國際上最新進展。此外，教師在注重教學的同時，宜以科研并舉，以科研引導和促進教學；教學與培養科學研究型人才緊密結合；教學內容與最新科研進展同步，使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合，結合教學內容介紹自己的科研成果，這樣既生動又貼切，學生又很熟悉，使學生獲得學習的興趣和動力，亦可以啟發學生的創新思維能力，培養學生的科研鉆研精神。
3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例
綜合性實驗注重知識的綜合運用，實驗原理和方法步驟較為復雜，可以使學生更好地理解實驗原理，正確使用儀器設備，鍛煉學生綜合分析問題的能力；設計性實驗是指學生根據實驗項目，自主設計實驗方案，自主準備實驗材料，自主配制實驗所需試劑，根據自己的時間自主安排實驗進程，設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性，培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見，綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制，細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主，綜合性和設計性實驗較少甚至沒有，這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此，教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗，膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗，這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體，同時，在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗，使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術，并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納，有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。
3.4 組織各種“科學小組”，布置學科發展前沿的討論，與全程科研訓練對接，以培養學生的科學態度和科學精神
提要 驚恐障礙病因可能與經典神經遞質GABA、5-HT、DA、Ach及神經肽CCK等功能異常有關，本文對近有關驚恐障礙患者的GABA、5-HT、DA、Ach及CCK受體基因的研究作一綜述。
關鍵詞 驚恐障礙；基因
驚恐障礙是一種反復發作的嚴重焦慮。目前解釋其病因機制的假說很多，神經生化方面的假說包括經典神經遞質類GABA、5-HT、DA和Ach等功能異常假說，以及神經肽類CCK與DA平衡失調假說等。遺傳因素在驚恐障礙的發生中也可能起一定的作用，因為在對人灶族系的調查中發現，焦慮癥患者的近親中，本病發生率為15%，是一般居民的3倍[1]；對雙生子的調查中發現，單卵雙生子的同病率為50%，焦慮素質為65%，而雙卵雙生子同病率僅4%，焦慮素質僅13%[1]；這些研究表明驚恐障礙具有明顯的遺傳傾向，其病因至少部分是出在基因上。
隨著分子遺傳學技術的發展，近年在基因水平對驚恐障礙病因的探討進行了不少研究。
一、驚恐障礙與GABAA受體基因
γ-氨基丁酸（GABA）受體分為GABAA和GABAB兩種亞型。GABAA亞型受體與氯通值、安定受體組成一個復合體，該復合體是由α、β、γ、δ亞基組成的一種四聚體，門控著氯通值。α亞基上有安定結合點；β亞基上有GABA結合點；γ亞基本身不能和苯二氮卓類或GABA結合，但它是寡聚受體與苯二氮卓類高親和時所必需的；δ亞基上則沒有結合位點，其功能尚不清。α、β、γ、δ亞基的肽鏈都是4次跨越細胞膜的結構[2，3]。
GABAA受體一氯通道一安定受體復合體在抗焦慮中起著重要的作用；GABAA受體與氯通道偶聯，門控著氯通道，GABAA受體激動劑（如GABA）可激活GABAA受體，打開氯通道，使細胞外CI-內流、氯導增加，引起突觸后膜超極化，產生對神經元的抑制效應，因此呆產生抗焦慮作用；苯二氮類抗焦慮藥（如安定等）作用于安定受體，可使GABAA受體上調，進而使GABAA受體對GABA的親和性增加、與GABA的結合增多，從而使GABAA受體打開氯通道的頻率增加，增強GABA的突觸后抑制效應，呈現抗焦慮效果；巴比妥類藥直接作用于氯通道，使氯通道打開的時間延長，也具有抗焦慮作用。總之，GABAA受體激動劑、安定受體激動劑和巴比妥類藥物，由于它們分別作用于GABAA受體、安定受體和氯通道，均具有抗焦慮作用。反之，致焦肽（diazepam binding inhibitor，DBI）是一種內源性的安定結合抑制劑，可使GABAA受體下調，使GABAA與配基的結合減少，可引起焦慮；β-carbolin與安定受體結合，減弱GABA的作用，也可引起焦慮；印防已毒素可使氯通道關閉，拮抗GABA的作用，可引起驚厥。所以，GABAA受體—氯通道—安定受體復合體在焦慮的發生和治療中均起著十分重要的作用[2]。
GABAA受體—氯通道—安定受體復合體的亞基具有極大的多態性，人類GAGAA受體復合體亞基共有13個變異體，其中α亞基有7種變異體（α1～α7），β亞基有3種變異體（β1～β3），γ亞基有2種變異體（γ 1～γ2），而δ亞基目前尚未發現有變異體[3]。有假說認為驚恐障礙的易感性及藥物治療的反應性與GAGAA受體復合體亞基變異體的不同有關，而由于每個亞基變異體都是由一個唯一的基因編碼、由其相應的mRNA所轉錄，所以該假說進一步認為驚恐障礙的易感性及藥物治療的反應性與GAGAA受體復合體基因多態性、mRNA水平有關。Tanay（1996）[4]研究發現，分別給鼠慢性投以抗驚恐藥丙米嗪、苯乙肼、甲唑安定可改變腦干GABAA受體復合體α1、β2、γ2亞基mRNA的水平，進而使特異性GABAA受體復合體的亞基表達改變，而這些基因表達的改變又不同于那些由非抗驚恐的抗焦慮藥（布斯哌隆）所產生的改變，這有力支持了上述假說。Crowe（1997）[5]進一步檢測了編碼GABAA受體復合體8個亞基變異體的基因（α1～α5、β1、β3、γ2），在104個嚴格定義的驚恐障礙患者、134個廣義的驚恐障礙或亞綜合征驚恐障礙患者上述基因之間進行連鎖研究，但結果示發現存在連鎖，不支持上述假說，認為驚恐障礙不是由所檢測的8個GABAA受體復合體亞基基因的任何一個基因的突變引起。
二、驚恐障礙與5-HT1D受體基因
藥物的抗焦慮的作用還涉及其他遞質系統，如NE系統尤其中樞藍斑區，是預期危險的覺醒中樞；DA系統可能與情感性行為和焦慮表現有關；5-HT系統尤其在背際核，對焦慮的適應性行為起抑制作用。上述遞質系統互相聯系共同作用于腦的不同水平發揮作用[6]。
血漿皮漿類固醇含量上升，可反饋性地使T-HT更新率加速、5-HT機能活動過盛，可能與焦慮的發生有關[7]；5-HT還可促進ACTH的分泌，從而調節和影響焦慮情緒反應[1]。抗焦慮藥苯二氮類可降低5-HT活性、抑制腦內5-HT的更新率、減慢5-HT的耗存速度，這可能與其抗焦慮作用有關[1-7]；抗焦慮藥布斯哌隆能降低5-HT能神經元的活力，其抗焦慮作用也與此有關[8]。總之，5-HT系統與焦慮癥的發生及治療關系密切，5-HT受體基因也因此成為驚恐障礙的候選基因之一。
5-HT受本分14訓亞型，其中5-HT1D受體還可再細分成5-HT1Dα受體的基因第1080位堿基可出現C與T轉換，形成以080多態性[9]；編碼5HT1Dβ受體的基因第276位堿基可出現A與C轉換，形成A276G多態性[9]；這2個多態性均為靜態多態性，不直接改變所編碼的氨基酸結構，但它們可能間接影響5-HT1D受體的表達水平，進而影響驚恐障礙的易感性。所以，Ohara(1996)[9]研究了一組驚恐障礙患者和正常對照，對他們的5-HT1Dα與β受體基因進行測序分析，但結果發現兩組間上述兩個多態性均無明顯的差異，不支持5-HT1D受體基因影響驚恐障礙易感性之說。
三、驚恐障礙與D4受體基因
多巴胺D4受體主要分布于額葉皮質區，由于編碼D4受體的基因極具有多態性，這些多態性可能影響D4受體的功能，使該基因也成為評價驚恐障礙的候選基因之一。目前共發現D4受體基因有十種多態性，包括3種靜態多態性和7種動態多態性。D4受體基因起始密碼子上游第11密碼子上第一31位堿基C可轉換為T，從而形成多態性C-31T，等位基因A1（即第一31位堿基為C）頻率為0.93，A2頻率為0.07[10]；D4受體基因起始密碼子下游第11密碼子中第31位堿基G可轉換為C，使所編碼的D4受體上第11位氨基酸Gly置換為氨基酸Arg，從而形成多態性Gly11Arg，等位基因A1（即第31為堿基G）頻率為0.99，A2頻率為0.11[10]；D4受體基因第36至42密碼子上一段21bp長的堿基序列可出現缺失，所形成多態性的等位基因A1無21bp的缺失，等位基因A1有21bp的缺失[10]。Cichon（1995）[10]研究148個德國正常人、256個精神分裂癥患者、99個情感障礙患者和一組驚恐障礙患者，發現所有患者的多態性C-31T、Gly11Arg與正常人均無明顯差別，在精神分裂癥患者、情感障礙患者和正常人均未發現21bp的缺失，但在1個驚恐障礙患者發現有這個罕見的缺換變異，這可能意味著該缺失變異參與了驚恐障礙的發生，但也可能是機會性的假陽性結果。
四、驚恐障礙與CHRNA4基因
中樞神經遞質NE對應激所引起的下丘腦—垂體—腎上腺反應起抑制作用，而乙酰膽堿（Ach）可促進ACTH的分泌，進而可調節和影響焦慮情緒反應[1]；最近又有研究發現，焦慮癥患者膽堿膽堿酯酶活性明顯偏低，這提示焦慮與膽堿酯酶活性偏低有關[1]。總之，Ach能系統與焦慮癥的發生關系密切。
Ach受體分N與M兩種亞型，N型Ach受體（nicotinic acetylcholine receptor，CHRN）在中樞神經系統分布十分廣泛，在大腦皮質層、邊緣系統的海馬、杏仁核、紋狀體都有分布。CHRN受體由四種亞基因組成，亞基分別命名為α、β、γ、δ，每個亞基是一個分子量約55kD的跨膜糖蛋白，它們按α2βγδ比例組成CHRN受體，總分子量約275kD；5個亞基呈五邊形排列，共同圍成CHRN受體的離子通道壁，總體呈不對稱的啞鈴狀，每個CHRN受體胞外側均有兩個Ach結合位點，位于兩個α亞基的第192和193位的半膠氨酸殘基上，它們具有識別和結合Ach的能力；當Ach離子（主要是Na+）通過離子通道進入細胞內，突觸后膜發生電位變化，產生生理效應[3]。
組成CHRN受體的亞基具有多種變異體[3]，其中α亞基具有6種變異體（α2～α7），β亞基具有3種變異體（β2～β4），這些變異體可改變CHRN受體的功能，每個變異體由各自唯一的編碼，其中編碼α4亞基的基因（CHRNA4基因）定位于20q13.3基因座[11]。已有研究發現焦慮障礙與EEG低電壓（LVEEG）相關聯，約有1/3的VLEEG病例與基因座20q13.3連鎖[1]，所以有假說認為驚恐障礙的易感性也可能與CHRNA4受體基因有關，為了探討二者之間的關系，Steinlein（1997）[11]檢測了一組驚恐障礙病人和正常人3個不同的CHRA4基因多態性的等位基因頻率，結果發現無顯著差異，該研究不支持CHRNA4基因與驚恐障礙之間存在關聯。
五、驚恐障礙與CCKB基因
膽囊收縮素（cholecystokinin，CCK）是一種神經肽，它主要是在細胞體內合成，其前體是由130個氨基酸組成，經過翻譯后加工可產生CCK39、CCK33、CCK8和CCK4等活性肽片段[12]。CCK4低劑量可誘發驚恐障礙病人的驚恐發作[13]，所以CCK有可能參與驚恐障礙的發生。
CCK受體分兩個亞型，即CCKA和CCKB受體，CCKA受體分布于外周，而CCKB受體分布于大腦皮質、紋狀體等[12]，所以編碼CCKB受體的基因是驚恐障礙的候選基因。Kato（1996）[13]用SSCP方法篩查了22個驚恐障礙家系的先證者CCKB基因的突變，發現兩個多態性：在10個病人外顯子4與5之間的內含子上發現有一個多態性2491CA，在1個先證者外顯子2的胞外環上發現一個錯義突變（1550GA，Val125Ile）；在另外34個不相關的驚恐障礙病人和112個正常對照中檢測這個錯義突變，發現8.8%(3/34)的病人和4.4%（5/112）的正常人有這個突變。但這些突變在患者與正常人之間的差異均未達顯著性，所以認為這些突變在驚恐障礙中沒有病理生理意義。
六、結語
對驚恐障礙的分子遺傳學研究已進行了不少，目前主要集中在探討驚恐障礙與GABAA、5-HT1D、D4、CHRNA4受體基因及CCKB基因的關系。這些研究中除了發現D4受體基因一個21bp缺失變異可能參與了驚恐障礙的發生之外，共余研究均為陰性結果。但這并不能使我們對尋找驚恐障礙的易感基因失去信心，因為以前的研究尚存在不足之處：①對候選基因的亞型及多態性的的類型調查不全：如對GABAA受體復合休13種亞基基因只調查了8個，尚有5個未調查；對5-HT受體基因14種亞型只調查了1個，尚有13個未調查；對D4受體基因10種多態性只調查了3個，尚有7個未調查；對CHRN受體11種亞基基因只調查了1個，尚有10個未調查。②樣本量較小：驚恐障礙可能是一種遺傳異質性疾病，是由多個基因微小的遺傳效應疊加而致病的，所以要調查每個基因與驚恐障礙的關系，往往需林大樣本才能發現陽性結果，以前的研究樣本量都不大，難以排除假陰性結果的可能性，況且目前唯一發現陽性結果的那個研究也可能因為樣本量太小，難以排除是機會性造成的假陽性結果。所以有關驚恐障礙的分子遺傳學研究還有等于進一步擴大樣本量、深入全面地進行。
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【關鍵詞】 瞬時感受器電位; TRP通道; 溫度感受器
【Abstract】 Living organisms can sense temperature changes in environmental and internal temperature by thermoreceptor. Recently it is confirmed that transient receptor potential(TRP) channels play an important role in mediating temperature sensation， including TRPV1， TRPV2， TRPV3 and TRPV4， which are concerned with warm sensation， and TRPM8 and TRPA1 concerned with cold sensation. This article reviewed the molecule mechanism of TRP channel participating in temperature sensation.【Key words】 transient receptor potential; TRP channel; thermoreceptor溫度感知的機制長期以來仍是科學家所關注的一個課題[1]。近年來研究發現，瞬時感受器電位 (transient receptor potential，TRP)是存在于細胞膜或胞內細胞器膜上的一類超家族離子通道蛋白，由TRPC、TRPV、TRPM、TRPML、TRPP、TRPA、TRPN等7個亞家族組成[1，2]。TRP家族的TRPV
收稿日期 20090608 修回日期 20090702
作者簡介 韓琴 (1982)，女，四川省安縣人，助理實驗師，在讀碩士，研究方向:天然免疫與炎癥。Email:quneiy520@sina.com
亞家族成員TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4，TRPM亞家族成員TRPM8和TRPA亞家族成員TRPA1與溫度感受相關[14]。本文就TRP 的分子結構及其參與溫度感覺的分子機制進行綜述。
1 TRP 的分子結構TRP亞家族的蛋白結構共性是都含有6個跨膜結構域，且在第5和第6跨膜片段間形成一個孔道環;蛋白的N和C末端均在胞內，N末端的近
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韓 琴，等.TRP通道參與溫度感覺的分子機制
成都醫學院學報2009年9月，4(3)
2 TRP通道參與溫度感覺的分子機制下面將TRP家族成員TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4、TRPM和TRPA1這6個TRP成員分別給以簡要介紹。
2.1 TRPV1TRPV1受體是目前研究得最多的TRP家族成員之一。1997年Caterina等成功地克隆了TRPVI受體，也是該TRPV亞家族第1個被克隆的由432個氨基酸組成的通道蛋白，TRPV1主要表達于背根神經節和三叉神經節的小型神經元中，在大鼠背根神經節中，40%細胞表達TRPV1，其中主要是小型細胞[2，3]。同時，一些非神經組織腎、肝、肺、支氣管、胃腸道、肥大細胞、皮膚的角質細胞等也有TRPV1的分布[2]。辣椒中的辛辣成分——辣椒素(capsaicin) 和樹膠脂毒素 (resiniferatoxin，RTX)可使其活化，由于辣椒素及樹膠脂毒素的分子結構中都具有香草醛的類似結構4羥基3甲氧苯甲基(vanilly)，因此TRPV1又被稱為辣椒素受體 (capsaicin receptor) 或香草酸受體亞型1(vanilloid receptor subtype l，VRl)。TRPV1除對辣椒素敏感外，還可以被傷害性熱刺激、酸(pH43℃，在45℃時電流達峰值，將pH值從7.6調至6.3時也可引起內向電流，而且可以增強熱誘發電流的幅度，提示H+可以激活并調節TRPV1受體[5]。從TRPV1受體缺失小鼠分離的背根神經節細胞，對辣椒素、>45℃的熱刺激和H+(pH5.0)均缺乏反應電流;行為學檢測發現TRPV1體缺失小鼠對傷害性輻射熱刺激、熱板試驗和熱水浸尾試驗的縮足和甩尾潛伏期異常增高，但是機械刺激試驗引起的縮足和甩尾閾值正常[5]。從TRPV1的分子生物學和分子藥理學研究的一系列結果來看，它可能是傷害性熱感受器的分子結構基礎，TRPV1的基因克隆和功能鑒定為后來TRPV亞家族溫度感受器的陸續發現開創了先河，這一成果無疑是軀體感覺神經生物學和疼痛神經生物學領域中的重大突破。
2.2 TRPV2TRPV2 又稱香草酸受體相關蛋白(vanilloidreceptorlike protein 1，VRL1)，是一種非選擇性鈣通道。主要分布在感受熱傷害性和機械刺激的A類神經。TRPV2通道在背根神經節(DRG)的中等大小細胞和較大細胞中有較高表達，但它也存在于大腦、脊髓背角以及脾和肺。大鼠TRPV2通道與其TRPV1通道具有66%的同源性。但它對辣椒素、質子等TRPV1的激動劑不敏感，異源表達的TRPV2通道并不被香草精類化合物或酸所激活，在達到53℃時Ca2 +通道開放，也可以被生長因子如IGF1激活[8，9]，因此，TRPV2感受極度的熱傷害性刺激。這表明 TRPV2可能起著調節高閾值、傷害性熱痛刺激的作用。反復給與熱刺激，TRPV2對熱的敏感性會增加，在40℃時就會產生電流[10]。而在非神經系統存在則顯示TRPV2可能還有其它未發現的功能。編碼 TRPV2 的基因在感覺神經元中高度表達，在許多腦和非神經元織也發現其轉錄產物，提示它可能還具有其它的功能。Muraki 等[10]研究表明，此陽離子通道在大動脈壁細胞能感受滲透壓的變化，同時又是一重要的牽張感受器。另外，小鼠TRPV2 還可被胰島素樣生長因子(IGF1)調節，因此又稱為生長子調節通道。TRPV2也被稱作是可伸縮性通道，在血管平滑肌細胞中有著重要作用。目前認為 TRPV1 和 TRPV2 在傷害性刺激的痛覺感受中起核心作用。
2.3 TRPV3TRPV3是人類基因組查找出一個與TRPV1同系的成員，2002年，Xu等報道了TRPV3 基因在染色體上的確切位置，即位于人染色體17p13，小鼠染色體11B4，與TRPV1基因極其靠近，兩者相距僅約10 kb。TRPV3與TRPV1有38%同源性[10]。它主要在人類中樞神經系統和感覺神經元如在背根神經節、三叉神經節和腦可以表達，同時也在皮膚特別是表皮層邊緣的角化細胞中表達[10，11]。最新的研究表明在小鼠結腸末端上皮細胞中成功的提取出TRPV3 mRNA[11]。對trpv3轉染后的CHO(Chinese hamster ovary)細胞或人胚腎293細胞(human embryonickidney HEK293 cell)研究顯示，辣椒素、低pH(pH=5.4)、低滲透壓均不能激活TRPV3，直接加熱可使此通道開放，激活TRPV3的溫度從23～39℃，導致Ca2 +內流，并且在一定范圍內隨溫度升高電流增大。當刺激溫度從室溫升至45℃時，若只給1次溫度刺激，TRPV3 的電流非常小，若反復進行該溫度變化刺激，TRPV3 電流反應顯著增大，這種現象同樣在TRPV1 和TRPV2 也觀察到。TRPV3受體的激活和TRPV1有關，Smith等[12]發現，在DRG，TRPV3與TRPV1共表達。當在體外異源表達時，TRPV3和TRPV1也能形成功能性的異聚體。這表明，TRPV3通道不僅能單獨發揮功能，它也可以和其它TRPV亞基形成異聚體通道。
2.4 TRPV4TRPV4通道是瞬時感受器電位離子通道家族香草素受體亞家族成員，屬非選擇性陽離子通道，又稱 VROAC 或 VRL2。TRPV4 是作為低滲透壓激活的滲透壓感受器被發現的。2002年，Guler等用TRPV4 cDNA 轉染非洲爪蟾卵母細胞(xenopus oocyte)和人胚腎293細胞，發現TRPV4還可感受27℃以上的溫和熱刺激[9，10]。TRPV4與TRPV1有40%同源性，與TRPV3有30%同源性，鈣離子具有適中通透性，可被生物體內外環境中機械力、熱低滲、剪切力、佛波醇酯衍生物等多種理化刺激所激活，參與維持機體內環境的穩定，對機體許多生理功能的正常完成有重要意義，最近的研究表明TRPV4和其他分子一起參與生理反應，如細胞容積改變、上皮細胞滲透壓調節和血管擴張，TRPV4基因缺乏小鼠外表正常但對各種刺激表現出異常的反應，這說明TRPV4在物理因素介導的感覺中有著重要的作用[13]。TRPV4通道對傷害性刺激的感受能力受其機械敏感性和滲透壓敏感性調節[10]。Alessandri等[14]用膜片鉗研究不同滲透壓下離體培養的背根神經節神經元膜電勢的變化時發現，低滲液(219 mOsm)可誘導敏感神經元胞膜去極化(從58 mV 到 45 mV)。
2.5 TRPM82001年，Tsavaler等[15]用人類前列腺特異性互補DNA (cDNA)文庫的方法鑒別出了一種新型的前列腺特異性基因，后來命名為TRPM8，又被稱為CMR1 (冷和薄荷醇受體1)。TRPM8通道能夠被冷刺激和薄荷醇、桉葉腦等冷卻劑激活，其分子量約130 ku，人類編碼TRPM8的基因位于染色體部位Zq37.1，全長102.12 kb，由25個外顯子構成。它編碼的mRNA可以翻譯為含有1 104個氨基酸的蛋白質。除前列腺外，TRPM8也在背根神經節和三叉神經的感覺神經元，以及腸系膜迷走神經節、胃底、血管平滑肌、肝臟、膀胱上皮和男性生殖系統中表達[16，17]。已證實爬行動物和哺乳動物體溫調節系統具有同源基因，TRPV和冷感覺的TRPM8在鱷魚的肝、肌肉和心臟組織中表達，其功能像內在的體溫計和外部的溫度感受器[18]。TRPM8最主要的功能是作為軀體感覺系統的冷覺感受器。在哺乳動物中，冷感覺被認為通過傳入感覺神經纖維A和C亞型來介導。克隆的TRPM8通道也可被冷(8～28℃)刺激激活，使非選擇性陽離子通道開放，主要引起Ca2 +內流。TRPM8在25℃以下時開始出現明顯的內向電流[17]，與感覺神經元典型的動作電位相一致，在Ca2+ 成像試驗中獲得了相似的溫度閾值[16]。關于TRPM8是否在深層體溫調節中起重要作用，3個研究小組已用TRPM8基因敲除小鼠證實了TRPM8是介導體外冷感覺的關鍵通道[19]，與正常鼠不同的是，基因敲除小鼠缺乏對舒適暖區，即超過低溫的選擇。然而，變異正常動物對有害的冷刺激保持回避。前兩組在對冷區域(-1℃或0℃)的防傷害行為的研究中沒有發現任何選擇性，而第3組發現在從冷區域回縮時潛伏期增長。所有3組結果都表現出TRPM8基因敲除小鼠對丙酮的冷作用缺乏防傷害反應。TRPM8敲除小鼠介導冷感覺的機制是什么呢[20]?為了解決這方面的問題，Dhaka等[21]設計從小鼠TRPM8基因位點上找到表達出增強的綠光蛋白(EGFP，來自半合子(TRPM8EGFPf/_)小鼠的所有EGFP陽性的DRG神經元對冷覺和薄荷醇都有反應，相反，來自純合子小鼠(TRPM8EGFPf/EGFPf)的所有EGFP陽性的DRG神經元對冷覺和薄荷醇的反應明顯降低。TRPM8EGFPf神經元在脊髓表層中表達的研究發現，TRPM8在DRGs中與冷感覺有關，并證實了體內冷感覺纖維具有獨特的解剖結構[21]。
2.6 TRPA1 2003年Story等[22]研究發現TRPA亞家族的ANKTM1，這種通道在溫度低于17℃時被激活，辣椒素、肉桂油等天然的辛辣成分也可激活ANKTM1，但它對薄荷醇無反應，現被命名為TRPA1。最初ANKTM1僅發現存在于背根神經節，與TRPM8同源性較低，有趣的是，在DRG中，97%的TRPA1和TRPV1共表達，提示這種通道可能介導了傷害性冷刺激[22]。TRPA1在內耳和三叉神經以及背根神經節神經元中表達，并且TRPA1在小鼠傷害性感受器的末梢神經很集中。有報道稱TRPA1也能在纖毛細胞中表達。這表明TRPA1可能與聽力反應有關[23]，它被芥子油、大蒜、冬綠油、丁香油、姜和桂皮油等刺激性成分激活，所有這些成分都能誘導急性疼痛，有灼燒感或穿刺感。在TRPA1缺乏小鼠的行為學研究中證實其在對如芥子油、丙烯醛和大蒜的傷害感受中的作用。低于18°C的溫度可活化重組體TRPA1，用TRPA1的反(脫氧)核苷酸治療可減少對定居因子抗原(colonization factor antigen，CFA)減少性炎癥或者坐骨神經損傷后冷刺激引起的超敏反應;用反義TRPA1治療同樣可以減輕由L5脊神經結扎引起的冷痛覺過敏，可能是因未受損害的L4背根神經節周圍TRPA1蛋白水平增加所致。Scott等[24]研究表明，TRPM8/TRPA1通道的激動劑依色林(icilin)AG35與無脊椎動物(如渦蟲)的運動速率(pLMV)有關，并且pLMV和AG35的濃度和劑量呈相關，這和TRPV1通道的激動劑辣椒素引起的運動作用不同。而Ding等[25]證實AG35引起家兔高熱與NO的產生及NMDA受體的刺激有關，其研究發現AG35的劑量與高熱出現的速度和持續時間有密切關系。
3 結語目前，已經證實了介導熱感覺和冷感覺的TRP家族成員，并證明TRPV1有參與介導深層體溫感覺的功能。在利用TRP通道抗體治療熱疼痛方面有所突破。另外，TRP通道在介導其他感覺方面如痛覺發揮著重要的作用，這與TRP家族中感受過高熱和感受寒冷刺激參與傷害性疼痛有密切聯系，隨著TRP參與體溫調節的分子機制的深入研究，我們期待TRP通道參與治療臨床疼痛和低溫傷害刺激有新的進展，并且在介導觸覺、味覺等其他感覺方面有新的突破。
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關鍵詞：神經網絡；VC維；數據挖掘
中圖分類號：TP183文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)30-0710-02
A Review of the Research and Development of the Artificial Neural Nets
WANG Hui
(Xinjiang Petroleum Institute,Urumqi 830000,China)
Abstract: This paper reviews the history and the current situation of the theory of neural nets. It discusses two aspects: the Vapnik-Chervonenkis dimension calculation and the data mining in neural nets. It also touches upon such research areas as calculation theory, methods and application of neural nets.
Key words: neural nets;Vapnik-Chervonenkis dimension;Data Mining
1 引言
本世紀初，科學家們就一直探究大腦構筑函數和思維運行機理。特別是近二十年來。對大腦有關的感覺器官的仿生做了不少工作，人腦含有數億個神經元，并以特殊的復雜形式組成在一起，它能夠在計算某些問題（如難以用數學描述或非確定性問題等）時，比目前最快的計算機還要快許多倍。大腦的信號傳導速度要比電子元件的信號傳導要慢百萬倍，然而，大腦的信息處理速度比電子元件的處理速度快許多倍，因此科學家推測大腦的信息處理方式和思維方式是非常復雜的，是一個復雜并行信息處理系統。1943年McCulloch和Pitts結合了神經生理學和數理邏輯的研究描述了一個神經網絡的邏輯演算。他們的神經元模型假定遵循一種所謂“有或無”(all-or-none)規則。如果如此簡單的神經元數目足夠多和適當設置突觸連接并且同步操作，McCulloch和Pitts證明這樣構成的網絡原則上可以計算任何可計算的函數，這標志著神經網絡學科的誕生。
2 發展歷史及現狀
2.1 人工神經網絡理論的形成
早在40年代初，神經解剖學、神經生理學、心理學以及人腦神經元的電生理的研究等都富有成果。其中，神經生物學家McCulloch提倡數字化具有特別意義。他與青年數學家Pitts合作[1]，從人腦信息處理觀點出發，采用數理模型的方法研究了腦細胞的動作和結構及其生物神經元的一些基本生理特性，他們提出了第一個神經計算模型，即神經元的閾值元件模型，簡稱MP模型，他們主要貢獻在于結點的并行計算能力很強，為計算神經行為的某此方面提供了可能性，從而開創了神經網絡的研究。50年代初，神經網絡理論具備了初步模擬實驗的條件。Rochester，Holland與IBM公司的研究人員合作，他們通過網絡吸取經驗來調節強度，以這種方式模擬Hebb的學習規則，在IBM701計算機上運行，取得了成功，幾乎有大腦的處理風格。但最大規模的模擬神經網絡也只有1000個神經元，而每個神經元又只有16個結合點。再往下做試驗，便受到計算機的限制。人工智能的另一個主要創始人Minsky于1954年對神經系統如何能夠學習進行了研究，并把這種想法寫入他的博士論文中，后來他對Rosenblatt建立的感知器(Perceptron)的學習模型作了深入分析。
2.2 第一階段的研究與發展
1958年計算機科學家Rosenblatt基于MP模型，增加了學習機制，推廣了MP模型。他證明了兩層感知器能夠將輸入分為兩類，假如這兩種類型是線性并可分，也就是一個超平面能將輸入空間分割，其感知器收斂定理：輸入和輸出層之間的權重的調節正比于計算輸出值與期望輸出之差。他提出的感知器模型，首次把神經網絡理論付諸工程實現。1960年Widrow和Hoff提出了自適應線性元件ADACINE網絡模型，是一種連續取值的線性網絡，主要用于自適應系統。他們研究了一定條件下輸入為線性可分問題，期望響應與計算響應的誤差可能搜索到全局最小值，網絡經過訓練抵消通信中的回波和噪聲，它還可應用在天氣預報方面。這是第一個對實際問題起作用的神經網絡。可以說，他們對分段線性網絡的訓練有一定作用，是自適應控制的理論基礎。Widrow等人在70年代，以此為基礎擴充了ADALINE的學習能力，80年代他們得到了一種多層學習算法。
Holland于1960年在基因遺傳算法及選擇問題的數學方法分析和基本理論的研究中，建立了遺傳算法理論。遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的高度并行、隨機、自適應搜索算法，從而開拓了神經網絡理論的一個新的研究方向。1976年Grossberg提出自適應共振理論(ART)，這是感知器較完善的模型，即superrised學習方式。本質上說，仍是一種unsuperrised學習方式。隨后，他與Carpenter一起研究ART網絡，它有兩種結構ART1和ART2，能夠識別或分類任意多個復雜的二元輸入圖像，其學習過程有自組織和自穩定的特征，一般認為它是一種先進的學習模型。另外還有Werbos提出的BP理論以及提出的反向傳播原理；Fukushima 提出了視覺圖象識別的Neocognitron模型這些研究成果堅定的神經網絡理論的繼續研究。
2.3 第二次研究的階段
Hopfield于1982年至1986年提出了神經網絡集體運算功能的理論框架，隨后，引起許多學者研究Hopfield 網絡的熱潮，對它作改進、提高、補充、變形等，至今仍在進行，推動了神經網絡的發展。1983年Kirkpatrick等人先認識到模擬退火算法可應用于NP完全組合優化問題的求解。這種思想最早是由Metropolis等人在1953年提出的，即固體熱平衡問題，通過模擬高溫物體退火過程的方法，來找全局最優或近似全局最優，并給出了算法的接受準則。這是一種很有效的近似算法。1984年Hinton等人提出了Boltzmann機模型，借用統計物理學中的概念和方法，引入了模擬退火方法，可用于設計分類和學習算法方面，并首次表明多層網絡是可訓練的。Sejnowski于1986年對它進行了改進，提出了高階Boltzmann機和快速退火等。
1986年Rumelhart和McClelland 合著的Parallel Distributed Processing: Exploratio n in the Microstructures of Cognition兩卷書出版，對神經網絡的進展起了極大的推動作用。它展示了PDP研究集團的最高水平，包括了物理學、數學、分子生物學、神經科學、心理學和計算機科學等許多相關學科的著名學者從不同研究方向或領域取得的成果。他們建立了并行分布處理理論，主要致力于認知的微觀研究。尤其是，Rumelhart提出了多層網絡Back-Propagation法或稱Error Propagation法，這就是后來著名的BP算法。
2.4 新發展階段
90年代以來，人們較多地關注非線性系統的控制問題，通過神經網絡方法來解決這類問題已取得了突出的成果，它是一個重要的研究領域。1990年Narendra和Parthasarathy提出了一種推廣的動態神經網絡系統及其連接權的學習算法，它可表示非線性特性，增強了魯棒性。他們給出了一種新的辨識與控制方案，以multilayer網絡與recarrent網絡統一的模型描述非線性動態系統，并提出了動態BP 參數在線調節方法。尤其是進化計算的概念在1992年形成，促進了這一理論的發展。1993年誕生了國際性雜志Evolutionary Computation。近幾年它成為一個熱點研究領域。1993年Yip和Pao提出了一種帶區域指引的進化模擬退火算法，他們將進化策略引入區域指引，它經過選優過程，最終達到求解問題的目的。
從上述各個階段發展軌跡來看，神經網絡理論有更強的數學性質和生物學特征，尤其是神經科學、心理學和認識科學等方面提出一些重大問題，是向神經網絡理論研究的新挑戰，因而也是它發展的最大機會。90年代神經網絡理論日益變得更加外向，注視著自身與科學技術之間的相互作用，不斷產生具有重要意義的概念和方法，并形成良好的工具。
3 神經網絡的發展趨勢
3.1 神經網絡VC維計算
神經計算技術已經在很多領域得到了成功的應用，但由于缺少一個統一的理論框架，經驗性成分相當高。最近十年里，很多研究者都力圖在一個統一的框架下來考慮學習與泛化的問題 。PAC(Probably Approximately Correct)學習模型就是這樣一個框架。作為PAC學習的核心以及學習系統學習能力的度量，VC維(Vapnik-Chervonenkis dimension)在確定神經網絡的容量(capacity)、泛化能力(generalization)、訓練集規模等的關系上有重要作用。如果可以計算出神經網絡的VC維，則我們可以估計出要訓練該網絡所需的訓練集規模；反之，在給定一個訓練集以及最大近似誤差時，可以確定所需要的網絡結構。
Anthony將VC維定義為：設F為一個從n維向量集X到{0, 1}的函數族，則F的VC維為X的子集E的最大元素數，其中E滿足：對于任意S?哿E，總存在函數fs ∈F，使得當x ∈ S時fs(x) =1，x?埸S但x∈E時fs(x) =0。
VC維可作為函數族F復雜度的度量，它是一個自然數，其值有可能為無窮大，它表示無論以何種組合方式出現均可被函數族F正確劃分為兩類的向量個數的最大值。對于實函數族，可定義相應的指示函數族，該指示函數族的VC維即為原實函數族的VC維。
3.2 基于神經網絡的數據挖掘
1996年，Fayyad、Piatetsky-Shapiro和Smyth對KDD(Knowledge Discovery from Databases)和數據挖掘的關系進行了闡述。但是，隨著該領域研究的發展，研究者們目前趨向于認為KDD和數據挖掘具有相同的含義，即認為數據挖掘就是從大型數據庫的數據中提取人們感興趣的知識。
數據挖掘的困難主要存在于三個方面：首先，巨量數據集的性質往往非常復雜，非線性、時序性與噪音普遍存在；其次，數據分析的目標具有多樣性，而復雜目標無論在表述還是在處理上均與領域知識有關；第三，在復雜目標下，對巨量數據集的分析，目前還沒有現成的且滿足可計算條件的一般性理論與方法。在早期工作中，研究者們主要是將符號型機器學習方法與數據庫技術相結合，但由于真實世界的數據關系相當復雜，非線性程度相當高，而且普遍存在著噪音數據，因此這些方法在很多場合都不適用。如果能將神經計算技術用于數據挖掘，將可望借助神經網絡的非線性處理能力和容噪能力，較好地解決這一問題。
4 結束語
經過半個多世紀的研究，神經計算目前已成為一門日趨成熟，應用面日趨廣泛的學科。本文對神經計算的研究現狀和發展趨勢進行了綜述，主要介紹了神經網絡VC維計算、基于神經網絡的數據挖掘領域的相關研究成果。需要指出的是，除了上述內容之外，神經計算中還有很多值得深入研究的重要領域，例如：與符號學習相結合的混合學習方法的研究；脈沖神經網絡(Pulsed Neural Networks)的研究;循環神經網絡(Recurrent Neural Networks)的研究等；神經網絡與遺傳算法、人工生命的結合；支持向量機(Support Vector Machine)的研究；神經網絡的并行、硬件實現；容錯神經網絡的研究。
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【關鍵詞】 杏仁核;SPS;凋亡;溶酶體;tmp酶;Bax Bcl-2
創傷后應激障礙(Posttaumatic stress disorder,PTSD)是對嚴重應激因素的一種異常精神反應。PTSD的表現主要為反復重現的創傷性體驗、持續的警覺性增高和持續回避。而杏仁核是恐懼形成和表達的關鍵中樞[1],作為大腦中一個關鍵的區域,來調節這些消極應激。有研究發現在PTSD時杏仁核體積減小[2],可能的解釋是在應激狀態下,杏仁核神經元細胞發生了凋亡從而導致了杏仁核的體積減小。本文將從形態和機制上對杏仁核體積減小的原因做一綜述。
1 神經元和突觸的超微結構研究
大鼠連續刺激(singleprolongedstress,SPS)模型[3]是最常應用于PTSD研究的模型,在SPS刺激下的PTSD樣大鼠的試驗[4]中,觀察到SPS-ld、SPS-7 d和SPS-14 d杏仁核神經元的細胞質內線粒體、高爾基復合體、粗面內質網等細胞器及突觸結構均有不同程度的改變。表現為杏仁核突觸結構,大小、形態不一,突觸扣內可見數量不等的清亮囊泡,多數為突觸小泡稀疏,突觸后膜附著斑不完整、斷裂或不規則增厚,突觸前后膜間隙寬窄不一等。杏仁核神經元的細胞質內線粒體嵴的減少甚至空泡化,直接影響到線粒體三羧酸循環、呼吸鏈電子傳遞和氧化磷酸化的進行,ATP合成障礙,致使神經細胞能量代謝障礙。這些不同程度的改變,直接影響到了杏仁核的功能。突觸結構的變化從超微結構水平證實了PTSD杏仁核突觸傳遞功能受到了一定的影響。PTSD于嚴重創傷應急期,在中樞神經系統皮質邊緣區是中樞神經系統應激應答敏感區,特別是下丘腦、海馬和杏仁核等處短期內的神經可塑性改變,會最終導致學習、記憶、行為等認知功能障礙與情緒反應異常[5]。
2 杏仁核神經元凋亡與三偏磷酸酶活性的變化
溶酶體是細胞內起消化功能的細胞器,Sheen等的實驗[6]表明,凋亡時溶酶體膜通透性增大,蛋白水解酶和蛋白激酶從中釋放。TMP酶(三偏磷酸酶)作為溶酶體標志性酶,是溶酶體的蛋白水解酶,其活性變化直接體現溶酶體的功能狀態。在受到凋亡刺激時,溶酶體膜變為不穩定[7],逐漸改變其滲透性,底物可以滲入,酶活力被顯示。光學顯微鏡下能看到酸性磷酸酶與底物反應后形成的棕黑色沉淀,以示溶酶體的分布。有實驗檢測了PTSD大鼠杏仁核神經元細胞凋亡率[8],表明SPS后凋亡率明顯升高,通過透射電鏡觀察到杏仁核出現細胞凋亡的特征性形態改變,尤其4 d時最為明顯。檢測PTSD大鼠杏仁核內TMP酶活性,明顯增高,4 d時TMP酶活性最強。凋亡增加的同時TMP酶活性相應增強,說明TMP酶參與PTSD杏仁核神經無細胞凋亡產物的降解與處理。由此證明TMP酶活性增強是杏仁核神經元處理凋亡產物的代償,應激增加杏仁核神經元的凋亡,引起杏仁核結構和功能的變化,參與PTSD的發病。
3 基因調控杏仁核神經元細胞凋亡的機制
目前已知凋亡過程中伴隨著一系列凋亡相關基因的表達,其中Bcl-2基因蛋白家族在細胞凋亡的調控中發揮著重要的作用,并被認為是細胞凋亡調控的最后通路之一。Bcl-2表達水平較高時,形成Bcl-2/Bcl-2同源二聚體,抑制細胞凋亡,而Bax作為Bcl-2的同源體,是Bcl-2家族中最具有促進凋亡特征的基因。Bax被表達并轉位于線粒體是對各種細胞死亡信號的反應,Bax能誘導各種蛋白分解,抑制Bcl-2的作用,從而有促進凋亡作用[9]。近年的研究[10]提示BcI-2與Bax調節細胞凋亡,也與Bax/Bcl-2比值有關[11],Bax/Bcl-2比值增大時,細胞趨于凋亡。總結前人的實驗結果,可知Bax/Bcl-2比值在SPS后明顯上調,提示凋亡相關基因Bax和Bcl-2調控PTSD杏仁核神經元細胞的凋亡。PTSD大鼠杏仁核神經元細胞凋亡中,凋亡相關基因Bax、Bcl-2各自發揮促進凋亡和抑制凋亡的作用,Bax/Bcl-2比值升高促進細胞發生凋亡,表明與杏仁核調節的PTSD恐懼異常的發病機制相關。
4 結論與展望
通過對杏仁核神經元和突觸的超微結構、三偏磷酸酶活性變化、凋亡相關基因的研究,我們可以推斷PTSD大鼠杏仁核神經元細胞發生凋亡,導致杏仁核結構改變,可能與PTSD發病機制相關。目前,PTSD的全部發病機制機制尚未完全清楚,PTSD可能引起腦一系列神經生化、生理的異常,并導致杏仁核結構與功能損傷。因此其詳細發病機制還需進一步探討。
參 考 文 獻
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目前，我國正處于社會轉型期，各種社會矛盾增多、競爭壓力加大、人口和家庭結構變化明顯，嚴重精神疾病患病率呈上升趨勢，精神衛生已成為重大的公共衛生問題和突出的社會問題。與此同時，兒童和青少年心理行為問題也日益突出。隨著兒童精神病學迅猛發展，我國兒童精神健康問題檢出率高達7.03%～14.89%。雖然多數研究者認為，兒童精神分裂癥（COS）發病率是很低的，但是據Burd等的調查，2 ～ 12 歲兒童中精神分裂癥的發生率小于1 /10 000，但在住院兒童中精神分裂占絕大多數，且當兒童進入13歲以后精神分裂癥的發病率呈顯著性的增長。楊家義、楊堅等對121例兒童精神障礙分析也發現，兒童精神疾病診斷分布中兒童精神分裂癥人數（為30.58%）最多。兒童精神分裂癥不容忽視。本文以對兒童精神分裂癥的相關研究文獻為基礎，從以下三個方面對其研究進行綜述，以期能從總體上把握該研究脈絡并進行反思。
一 何謂“兒童精神分裂癥”？
1、 “兒童精神分裂癥”的概念。
精神分裂癥可發生于成人和兒童，起病年齡在兒童期（一般來說14歲以下）的精神分裂癥成為兒童精神分裂癥（COS）。它是兒童精神科較為常見的一種精神病。據國外報道15歲以下精神分裂癥的患病率約0.14%～0.34‰。國內文獻報道兒童精神分裂癥患病率為0.05%～0.08‰，男女比率相差不多。起病于10歲以前者較少；10歲以后起病者顯著增多。起病年齡最小者為3歲，一般以12～14歲少年占多數。
2 診斷標準
2.1 癥狀標準
具有精神分裂癥的基本癥狀，以思維聯想障礙、情感障礙為主要特征，并與相應年齡行為的活動表現有明顯異常和不協調，同時至少有下列癥狀之一：
（1）思維貧乏，聯想散漫或破裂，思維內容離奇，有病理性幻想和妄想。
（2）情感淡漠，孤獨退縮，興趣減少，自緒波動，無故哭笑或焦慮恐懼。
（3）意識清晰情況下，出現有感知障礙、行為紊亂、精神運動興奮、作態、違拗或遲鈍少動。
2.2 嚴重標準
適應能力明顯受損，與大多數同齡正常兒童相比明顯異常，包括在家庭、學校各種場合下的人際關系、學習表現、勞動和自助能力的變化和缺陷。
2.3 時間標準
病程至少持續1個月。
2.4 排除腦器質性精神障礙、軀體疾病所致精神障礙、情感性精神障礙和發育障礙。
3.1 起病形式
緩慢起病為多，隨年齡增長，急性起病逐漸增多。
3.2 早期癥狀
兒童精神分裂癥早期癥狀主要為情緒、行為改變、睡眠障礙、注意不集中、學習困難等，部分病例早期出現強迫觀念和強迫行為。
3.3 基本癥狀特征
（1）臨床癥狀與年齡因素密切相關，年齡小者癥狀不典型，單調貧乏；青少年患者基本癥狀逐漸與成人相近似。
（2）情感障礙：大多表現孤僻、退縮、冷淡，與親人及小伙伴疏遠或無故滋長敵對情緒。無故恐懼、焦慮緊張、自緒波動等癥狀。
（3）言語和思維障礙：年小的病例常表現言語減少、緘默、刻板重復、言語含糊不清、思維內容貧乏。年長患兒可有病理性幻想，內容離奇故怪的妄想內容，并常有被害、罪惡、疑病和非血統妄想。
（4）感知障礙：兒童精神分裂癥感知障礙多較生動鮮明，恐怖性和形象性為特征，可有幻視、幻聽（言語性或非言語性）、幻想性幻覺以及感知綜合障礙（如認為自己變形、變丑等），尤以少年患兒為常見。
（5）運動和行為異常：常表現興奮不安、行為紊亂、無目的跑動，或呈懶散、無力遲鈍、呆板少動，或出現奇特的動作或姿勢，常有模仿動作或儀式性刻板動作。少數患兒表現緊張性木僵和興奮，沖動、傷人和破壞行為。
（6）智能活動障礙：主要見于早年起病的患兒。大多病例一般無明顯智能障礙。
4 預后
隨訪觀察結果表明，兒童發病的年齡、病程、治療早晚、性格等均對兒童精神分裂癥的預后有影響。James等人研究表明：兒童精神分裂癥發病年齡越早， 預后就越差。另外病程逐漸進展并無間歇緩解、治療晚、病前具有病態性格者，預后不佳。因此，早期診斷，及時采取積極治療，對兒童精神分裂癥的預后具有重要影響。
二 目前國內兒童精神分裂癥研究的主要內容
通過對近年來對兒童精神分裂癥相關研究文獻的閱讀不難發現，目前我國研究者對兒童精神分裂癥的研究主要集中在三個方面：
1、影響兒童精神分裂癥因素的研究，特別是神經生物學因素與兒童精神分裂癥的關系研究。我國學者在這方面做了許多研究，例如：腦源性神經營養因子基因C270T多態性、神經發育異常、神經營養素-3基因甘氨酸、神經營養素-3基因谷氨酸多態性等與兒童精神分裂癥的關系的研究。
2、兒童精神分裂癥基本心理過程的研究。精神分裂癥以思維聯想障礙、情感障礙為主要特征，近年來許多研究者研究了兒童精神分裂癥認知功能、記憶障礙、注意功能缺陷等具體心理過程，表明認知障礙、記憶障礙、注意功能缺陷等障礙是精神分裂癥的獨立癥狀。
3、對兒童精神分裂癥的治療，特別是抗精神藥物治療與兒童精神分裂癥對照研究。目前對兒童精神分裂癥的主要治療方法是采用抗精神病藥物治療、心理治療和教育訓練相結合，近年來對于治療特別是在關于兒童精神分裂癥的抗精神藥物治療上做了很多研究。除了傳統的抗精神藥物氯丙嗪、氯哌啶醇、奮乃靜、舒必利和氯氮平，大量關于其他藥物：阿立哌唑、奧氮平、齊拉西酮、利培酮與舒必利、利培酮與奮乃靜等藥物與兒童精神分裂癥的關系、對兒童精神分裂癥的治療效果等方面的研究都進行了。另外，由于兒童精神分裂癥是一種患病率、復發率、致殘率很高的疾病，絕大部分患著有明顯的復發傾向，且目前無根治的有效措施，控制癥狀和減少復發仍是工作的重點和難點，且隨著現代醫學模式的轉變，也進行了許多非藥物性治療方法的研究，例如：李春芳、劉松柏、李玨對家庭干預治療兒童精神分裂癥療效的對照研究表明通過定期干預患兒在家用藥，可使復發控制在萌芽狀態；黎麗燕等關于綜合康復功能訓練對青少年精神分裂癥患者康復的影響研究證實藥物治療配合康復技能培訓能較好的改善患者的陰性癥狀及提高日常生活能力， 幫助患者盡早的適應生活，對預防社會功能衰退起到積極的作用；另外，心理護理等方法都被證明能促進兒童精神分裂癥的治療。
環磷酸腺苷反應元件結合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)是一種重要的細胞核內轉錄因子，調節啟動子中具有環磷酸腺苷反應元件(cAMP response element，CRE)的基因轉錄。環磷酸腺苷(cAMP)或鈣濃度升高等多種信號轉導通路可啟動CREB的磷酸化并使其活化。CREB具有調節包括學習記憶在內的廣泛的生物學功能。現就CREB的活性調控機制及其在血管性癡呆(VD)病理生理機制中的研究進展進行綜述。
1 CREB結構特點和活化調節機制
1.1 CREB結構特點 CREB與cAMP反應元件調節蛋白(cAMP response element modulator，CREM) 、轉錄活化因子1同為含亮氨酸拉鏈堿性域(basic regional leucine zipper，bZIP)模體的bZIP超家族成員，具有相似的蛋白質單體結構，均可與CREB靶基因啟動子中的CRE位點結合。CREB蛋白單體由341個氨基酸組成，主要含有N端堿性區域、C端激酶誘導區域( kinase induced domain，KID)和亮氨酸拉鏈模體。N端堿性區域富含正電荷氨基酸，負責CREB與下游作用元件CRE的結合;KID含有多個蛋白激酶的磷酸化識別位點，例如蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)和鈣調節蛋白激酶(calmodulin kinase，CaMK)磷酸化識別位點為Ser133。KID磷酸化是CREB活化的關鍵條件，活化后的CREB通過一系列機制啟動靶基因發生轉錄。
1.2 CREB活化調節機制 磷酸化的CREB激活相關基因的轉錄，調節某些蛋白質的表達，發揮抑制細胞凋亡和細胞分化再生、細胞損傷后的修復作用。CREB活化的中心環節是Ser133位點的磷酸化，其活化受多種蛋白激酶的磷酸化調節。CREB的經典活化調節通路是G蛋白偶聯受體的活化導致細胞內cAMP升高，依賴cAMP的PKA激活，PKA 催化亞基轉位入細胞核使CREB磷酸化，CREB磷酸化后暴露出兩側富集谷氨酰胺的Q1、Q2區，促使與其輔助激活因子CREB結合蛋白(CREB binding protein，CBP)上的KIX結構域結合，C端激酶誘導區域與KIX 之間的作用決定了CREB促進其靶基因轉錄水平。CREB以二聚體的形式結合于基因啟動子上游CRE的DNA序列，通過共激活蛋白和P300介導調節多種基因的轉錄。CREB的轉錄活性除因脫磷酸作用而失活外，亦可被其家族成員的抑制性異構體阻斷，CREM異構體可與活化的CREB競爭CRE位點，但這些抑制性異構體缺乏富含谷氨酸鹽的Q域，不能與轉錄機構相互作用，故只能使CRE啟動子保持靜止狀態。
2 CREB磷酸化參與學習記憶過程的機制
CREB活化后與真核生物靶基因CRE序列結合并調節其轉錄，發揮多種生物學效應。CREB磷酸化調控的基因轉錄涉及包括在代謝、轉錄、學習記憶、細胞周期調控、細胞信號、生長繁殖發育等多種生物功能中相關的蛋白、因子、受體的大量的功能性基因，其中包括多種重要的神經肽、神經遞質及受體或生長因子、信號分子，如:腦啡肽、神經遞質受體亞基GluR1、誘導型一氧化氮合酶(iNOS)、腦源性神經生長因子(BDNF)、促腎上腺皮質激素釋放激素(CRF)、N乙酞轉移酶、囊泡單胺轉運體等。CREB磷酸化正是通過改變靶基因的表達影響學習記憶功能。在中樞神經系統，CREB調節神經元生長發育，參與神經元突觸可塑性、長時程記憶(longterm memory，LTM)的形成過程〔1〕。
2.1 CREB磷酸化與LTP、雙向突觸可塑性 突觸傳遞的長時程增強(longterm potentiation，LTP)是哺乳動物中樞神經系統貯存信息的主要機制，是學習記憶的細胞基礎，已成為神經元可塑性的一種有效模型。晚期LTP(late phase LTP，LLTP)可持續數小時到數天，需要基因轉錄及新的蛋白合成，是LTM的重要機制。越來越多動物實驗證明CREB在介導LLTP及記憶過程中的不可替代作用。
重組表達活性形式的CREB(constitutively active form of CREB，CREBCA)可降低誘導持續性的LLTP的閾值〔2〕。在成年大鼠的培養腦片中，CREB在LTP誘導后的維持期內呈持續的活化狀態達4 h，提示CREB磷酸化對LLTP維持也起非常重要作用，特異性地阻斷核內活化CREB的重要激酶PKA后CREB磷酸化水平下降，而且出現海馬CAI區LLTP障礙〔3〕。另外，新近的證據也支持CREB依賴的轉錄除增加NMDA受體介導的突觸傳導外，CREBCA表達還顯著增加LTP的幅度與維持時間〔4〕。不同的蛋白激酶，包括胞外信號調節激酶2(extracellular signalregulated kinase 2，ERK2)、PKA、鈣/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶IV (calcium/calmodulindependent protein kinaselV，CaMKIV)等，均可通過磷酸化CREB誘導或促進LLTP，并改善動物的學習記憶功能〔5～7〕。在表達持續活化的CREB轉基因小鼠(VP16CREB小鼠)中還發現，活化的CREB可能是通過增加BDNF的表達促進或利于海馬LLTP的誘導〔8〕。
紋狀體已被廣泛證實在程序性學習記憶中發揮重要作用。應用CREB缺陷的轉基因小鼠，在背側紋狀體中可逆地表達無活性的CREB變異體，發現在皮質紋狀體相應部位的LTP及長時程抑制(longterm depression，LTD)均被抑制，并出現多種形式的紋狀體相關的學習記憶功能障礙，提示CREB對皮質紋狀體的突觸雙向可塑性也是必不可少的〔9〕。
2.2 增加沉默突觸數量、新的突觸連接生成 有一類突觸由于突觸后膜只表達NMDA受體而缺乏(或未檢測到)AMPA受體，即只有突觸結構而沒有信息傳遞功能的突觸，即為沉默突觸。沉默突觸是提供實踐依賴型神經元聯絡的良好物質基礎，更多的沉默突觸可增加NMDA受體介導的突觸反應并增強LTP幅度，對長時程突觸可塑性與記憶的鞏固可能異常重要。這種沉默突觸在靜息膜電位下處于功能性靜止，在LTP期間突觸胞漿膜中插入AMPA受體而轉化為有功能的突觸，這種轉化可能是突觸成熟及學習和記憶的基礎。
在體內重組表達活性形式的CaMKIV與CREB，使NMDA受體介導的突觸反應及LTP(幅度與持續時間)增強，應用激光共聚焦對神經元二級樹突尖部進行三維重建，還發現每單位樹突長度上樹突棘數量顯著增加;電生理、形態學技術均一致地顯示新的沉默突觸的產生，因此CREB活化的重要結果之一可能就是突觸結構的可塑性〔4〕。
應用培養的單一的雙向海兔感覺神經元與2個空間上獨立或分離的運動神經元形成突觸，在突觸上預灌注5羥色胺使其到達運動神經元上，發現單一軸突分支可形成長時間分支特異性的易化，后者依賴于CREB磷酸化介導的轉錄，促使新的突觸鏈接的生成〔10〕。
2.3 CREB磷酸化與神經元競爭、選擇 競爭是許多生物系統的基本屬性，在個體間產生選擇性壓力。在發育過程中，神經元之間的競爭是必不可少的，CREB參與發育中的腦組織神經元之間的競爭〔11〕;在某種記憶過程中，只有部分合適的神經元參與其中〔12〕，提示神經元之間的競爭可能也是成年腦組織可塑性的機制，即對成年腦組織，選擇神經元參與編碼記憶也是學習記憶的重要機制。
外側杏仁核(lateral amygdala，LA)神經元可塑性是聽覺相關性恐懼記憶的必要條件。雖然約70%LA神經元得到傳入信息，但只有1/4 神經元存在聽覺條件誘導的可塑性，同時，相同比例的LA神經元出現CREB活化，即CREB促使那些神經元被選擇參與學習記憶過程。CREB功能缺陷的轉基因小鼠表現為發育中及成年腦組織的神經元可塑性障礙，出現包括聽覺相關的恐懼記憶功能明顯減退，給予內源性CREB(功能正常的CREB)微注射于LA后，相應的記憶障礙得到恢復，證明CREB可以增加神經元的興奮性，使神經元被選擇進入記憶過程〔13〕。
2.4 CREB磷酸化與神經元發育、分化、存活 在海馬前體細胞瘤株H197細胞的體外實驗中證實，CREB磷酸化后，促使CREB介導的下游基因轉錄而介導了中樞神經系統海馬前體細胞的神經元分化〔14〕。動物實驗表明CREB磷酸化與神經元分化平行，表現為在小鼠神經元切線方向遷移的晚期階段增高并在樹突伸長及棘突形成后下降;在體外抑制CREB功能可引起神經元形態學分化障礙;而缺乏CREB的轉基因小鼠出現新生神經元存活下降〔15〕。即使在成年動物，CREB磷酸化對哺乳動物腦組織神經元的存活也是必不可少的〔16〕。其他多個重要實驗也證實CREB對神經元存活的異常重要的作用:腦內CREB功能減退將導致成熟神經元出現顯著凋亡，海馬及背外側紋狀體神經元退行性變、軸突生長與投射障礙〔17，18〕。
3 CREB在VD病理生理變化過程中的作用
VD是腦血管病引起的獲得性智能損害綜合征，學習和記憶障礙是其主要表現。腦的學習記憶功能是一個相當復雜的生理過程，目前認為其中樞主要在海馬。學習和記憶的神經生物學基礎是突觸可塑性，研究顯示，VD所表現的學習記憶損傷與突觸功能的改變密切相關〔19〕，但目前對本病的病因、病理機制研究尚無完整而統一的認識。在中樞神經系統，CREB調節著神經細胞生長發育，參與神經細胞突觸可塑性、LTM過程的形成。CREB的異常表達及活性變化參與了VD的病理生理過程。
海馬內尤其是CA1區神經元喪失是VD的顯著病理特征之一。海馬部位神經元包含突觸和非突觸的NMDA受體，兩者對神經元作用相反。突觸NMDA受體引起CREB的磷酸化，為神經元提供保護作用;相反，非突觸的NMDA受體與CREB磷酸化的關閉通路相耦聯，其受體激活后啟動CREB的關閉機制，使細胞線粒體膜電位缺失和細胞壞死。谷氨酸NMDA受體興奮毒性和氧化應激是神經變性的主要機制，這與CREBDNA結合減少、核因子κB (NFκB)DNA結合增加有關〔20〕。CREB對成熟和未成熟神經元的存活不可缺少，具有重要的神經元保護作用〔21〕。通過同源重組敲除CREB基因證實了CREB及其相關因子在哺乳動物神經發育中的作用，CREB和CREM基因敲除小鼠多死于圍生期，與CNS神經元大量缺失有關，這種神經元的缺失由妊娠中期多種神經元發生凋亡引起，缺乏CREB和CREM的小鼠在出生后前腦中出現隨年齡相關性的神經變性病變〔17〕。Ao等〔16〕研究發現，在成年小鼠前腦中過度表達的CREB突變體能誘導神經元變性，表明CREB磷酸化活性對哺乳動物腦神經元存活有重要作用。研究還發現，VD患者海馬組織cAMP水平下降，CREB、磷酸化的CREB 表達量也相應下降;伴隨凋亡蛋白誘導因子表達升高，從而誘導神經元的凋亡過程。Nagakura、Takeo等〔22，23〕在注射微球造成大鼠多發性腦梗死性癡呆研究中發現，海馬區磷酸化的CREB水平降低及CREDNA結合能力的下降是導致大鼠空間學習記憶能力損害的主要機制。由于CREBCBP信號在記憶形成和神經元成活中的重要性以及CBP在神經變性疾病中的作用，推測CREBCBP活性下降可能構成VD的發病機制。
腦缺血和反復缺血再灌注損傷是導致VD的主要病理基礎。近年來發現，CREB不僅參與了腦缺血損傷過程，而且CREB介導的轉錄調節也是參與腦缺血后學習記憶功能改變的主要機制之一。在大鼠腦缺血及再灌注損傷模型，PCREB的表達在很大程度上減少了海馬CA1區神經元的丟失，且與CREB的磷酸化水平呈正相關〔24〕。Jin等〔25〕研究發現，腦組織缺血損傷后，海馬CA1區磷酸化的CREB及CBP的表達顯著增加依賴于CREB的轉錄調節，介導了腦缺血損傷過程中神經元的保護機制。
腦缺血后再灌注產生缺血耐受，能減輕隨后較長時間的腦缺血損傷，缺血預適應可誘導腦缺血耐受形成而發揮神經保護作用，但保護機制至今尚不明確。Hara等〔26〕在研究沙土鼠急性全腦缺血預適應模型及體外培養的NG10815缺氧預適應模型中發現，依賴于CREB的轉錄調節過程介導了腦缺血預適應保護機制的產生;加入CRE誘餌寡核苷酸(decoy oligonucleotide)后CRE與其靶基因的結合活性降低了38%;海馬CA1區神經元的生長率降低了21%。在大腦中動脈栓塞致急性局灶性腦缺血損傷過程(MCAO)，30 min預適應處理后，bcl2蛋白的表達增加抑制了神經元凋亡，利于神經元生長存活，發揮神經保護作用。該機制中bcl2基因的轉錄依賴于CREB磷酸化水平，應用CRE誘餌寡核苷酸后bcl2的表達被阻斷，無法發揮缺血預適應保護作用〔27〕。
4 CREBCBP信號可能成為治療VD的靶目標
增加CREBCBP通路活性可能成為治療VD的有效方法。目前以CREBCBP通路為靶目標的藥物主要有磷酸二酯酶Ⅳ抑制劑(phosphodiesterase inhibitors Ⅳ，PDE4)和組蛋白脫乙酰基酶抑制劑。
4.1 PDE4 PDE4水解cAMP轉化為AMP，因此抑制PDE4是增加cAMP 依賴性CREBCBP信號的一種途徑。近年來許多研究認為PDE4抑制劑可通過抑制磷酸二酯酶的活性，降低cAMP的水解，從而參與調控哺乳類動物的記憶與學習等生理過程。PDE4抑制劑咯利普蘭(rolipram)能減弱由局灶性腦缺血所致的學習記憶功能障礙，藥物效應部分與激活cAMP/PKA/CREB信號轉導系統有關〔28〕。洛利普蘭能增加CREBDNA結合能力，降低谷氨酸興奮毒性〔20〕。研究顯示洛利普蘭能改善淀粉樣前體蛋白( amyloid precusor protein，APP)和早老素1(presenilin1，PS1)轉基因小鼠CREB磷酸化、LTP及多種形式記憶的損害〔29〕，PDE4抑制劑能逆轉CBP+/-或CBP-/-小鼠LTM或LTP 缺損〔30〕。上述研究結果提示PDE4抑制劑可能成為治療包括VD在內的與記憶喪失有關的神經病變的藥物。
4.2 組蛋白脫乙酰基酶抑制劑 這類藥物能增強CBP的組蛋白乙酰轉移酶活性效應，而CBP的組蛋白乙酰轉移酶對LTM形成有重要作用。組蛋白脫乙酰基酶抑制劑能增加野生型小鼠LTP，改善CBP/小鼠L TP 和記憶障礙〔30〕。在AD轉基因小鼠模型中，給予組蛋白脫乙酰基酶抑制劑能改善腦形態學特征，提高生存率，增加體重和改善運動功能〔31〕。
綜上，分子遺傳學和分子生物學實驗證實了CREB在神經元生長發育、神經突觸形成及學習記憶功能方面的作用。近年來，其活性調控機制得到進一步的研究，許多因素刺激了CREB的活化，多種信號通路參與了CREB的活性調控，而且各調節因子之間、通路之間存在著交叉聯系和相互作用，共同維持著CREB活性的平衡。在中樞神經系統，CREB調節著神經細胞生長發育，參與神經細胞突觸可塑性、長時程記憶過程的形成過程。CREB的異常表達及活性變化參與了VD的病理生理過程。盡管目前尚缺乏治療VD的有效方法，但通過對動物模型構建研究分析，在其治療方法研究中已取得重要進展，針對CREBCBP通路為靶目標的藥理學方法在動物模型中的結果顯示CREB可能用于VD治療。對記憶形成機制、突觸可塑性和神經元分子機制水平以及CREB通路作用機制進一步深入研究可找到更好的治療VD的方法。
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1基礎醫學研究生課程改革的思路
寧夏醫科大學基礎醫學院現有6個碩士學位點,涵蓋10個基礎醫學學科,這些學科也是學校研究生教育的公共平臺。為提高研究生教學質量,經過與廣大導師論證,學院大膽地進行了研究生課程的改革,實施模塊式教學。可供研究生選擇的模塊有:①平臺課程模塊,包括公共醫學基礎課程和學科課程;②進展課程模塊,主要進行學科前沿進展介紹;③實踐課程模塊,主要進行技術方法操作訓練;④學術活動模塊,開展名師講壇、博士論壇和研究生創新論壇活動。與先前的研究生課程相比,新課改中增加了基礎醫學研究進展、學術活動類課程模塊。根據醫學科學研究技術的進步,完善了技術方法類課程模塊的內容,通過打破成規、精選教學內容和豐富課程內涵,達到加強課程的基礎化和綜合化建設,構建科學合理的課程體系,完善研究生知識結構的目的。
2課程改革的實施措施
完善課程改革組織機構。成立了基礎醫學研究生課程改革領導小組,組長由基礎醫學院院長擔任,主管研究生教育的副院長擔任副組長,成員則由各學位點負責人擔任。主要職責是對新課程的實施提供各方面的保障,并及時解決實施過程的問題。課程改革實施方法。組織各學科專家進行平臺課程和模塊課程內容的整合,確定該專業該水平導師開展新進展講座。課程結束時,要求結合課程內容及自身專業研究方向進行文獻綜述。課程教師和參與課程學習的體系共同參與內容的討論。學術活動類課程模塊。2007年開設組織實施博士論壇和院士教授講壇,以營造青年教師、研究生與博士、教授面對面交流的學術環境,解決目前普遍存在的研究生很少接觸其他專業導師的問題[3]。校內共有20名博士和10名教授,校外邀請到4位院士和40位著名學者通過專題講座和報告的形式參與到研究生模塊式教學改革中。此外,以研究專題的方式,實施多學科聯合的學術沙龍,如神經生物學研究沙龍、血管發生和生成研究學術沙龍、群體遺傳學研究沙龍、寧夏地道中草藥有效成分研究學術沙龍等。通過不同學科就同一問題的研究思路的展示和討論,師生的視角得到了延伸、方法獲得啟示、思路更加明確。為了提高研究生科技創新的熱情,舉辦了神經科學基礎與臨床研究進展研究生創新論壇,組織基礎醫學院和臨床學院從事神經科學研究的研究生站在講臺上,展示研究思路和結果。技術方法類課程模塊。技術方法的選擇直接關系到醫學研究目標的實現和結果的可行度。為此,開設了細胞培養技術、分子生物學實驗、電子顯微鏡技術、形態學技術與方法、高級生物化學技術、免疫學實驗技術、病理學技術與診斷病理學、分子病理學、生理學實驗技術。由具有豐富研究經驗的教師和技術室的技術人員擔任指導教師,提供學生自己動手操作的機會。考試除了相關的理論測試外,主要是以學生的實驗結果作為評分標準。為了上好實驗技術課程,組織多學科導師及實驗室技術人員,編寫了兩部針對研究生的技術教材,即《女性生育力保存技術》和《形態學實用技術》。這兩套教材對課程的有效實施及研究生理論和實踐的有效結合發揮了重要的作用。建立和完善各課程的質量監督和管理。實施年終學位點考核,聽取學位點對研究生課程實施的效果評價,并收集教師和學生的反饋意義,對授課內容和方法進行及時必要的調整。
3結果
使用問卷調查的方式評估研究生課程改革的效果。問卷調查針對2007級、2008級研究生,調查人數為100人,回收有效問卷80份。問卷涉及課程設置,課程教學,課程選擇和意見反饋四方面內容。同時,對20名調查人進行了此項目的定性訪談,主要內容包括上課的主動性,總體感受和需要進一步改進之處。課程設置。對課程設置的調查包括課程門數,必修課與選修課比例,知識量和課程質量四個方面,調查結果顯示,研究生對模塊式教學改革的課程設置總體認可程度為76.96%。課程教學。對課程教學的調查包括課程授課的知識量,授課內容的深度,與本科課程的區別,授課效率,專題講座的次數和跨學科課程講授六個方面,調查結果表明,研究生對模塊式教學改革的課程教學總體認可程度為72.15%。課程選擇。在所設置的兩個課程平臺和三個課程模塊共35門課程中,研究生對各課程均有選擇,其中選擇生命科學研究進展的人數最多,占被調查人數的89.78%。實踐類課程中分子生物學實驗位居第二,為61.76%。細胞培養技術(60.23%),醫學研究方法學(52.87%)和博士論壇(43.57%)分列第三、四和五位。定性訪談。分析定性訪談資料發現,課程改革后吸引力增強,多數研究生自述其上課的積極性有所提高,總體感覺良好。同時,部分研究生認為,改革后的課程安排需進一步完善,如課時偏長,時間不固定,小組人數太多,增加互動時間等。
4討論
本課程的改革是本著建立富有先進性、有利于交叉學科研究生培養的寬口徑課程體系的原則,妥善處理好經典內容和最新進展的關系,優化學科資源,構建具有創新性的交叉學科培養平臺,去掉低層次課程,整合內容相近的課程;鼓勵開設跨學科、實踐性強的課程和多樣性、高容量、短周期的科技前沿專題講座。從培養研究型的優秀人才角度出發,制定各學科的學位課[4]。其特點在于:①在公共課模塊基礎上加上了學科研究進展,強調了在學科發展的大背景下全面地介紹課程的基本概念后,引導學生盡快進入學科的前沿。②學術沙龍的開展力求使各門課程在加深和拓寬研究生基礎理論、學科知識面和專業能力的培養等方面既有所分工,又相互補充,共享有限的研究生培養資源。③學術活動模塊通過引入院士講座提供給學生相關領域的國際前沿信息,院士的風采和對科學問題的引出和解決思路深深影響了學生的科學生涯。④研究生創新論壇和讀書報告會鍛煉學生在課堂教學之外,提出問題以及分析和解決問題的能力,積極提升研究生課程的教學目標。⑤技術課程模塊不但使學生了解了各種技術解決科學問題的正確方法,且對學生技術操作進行了規范,最主要的是,學生通過技術課程的學習,與教師和實驗技術人員建立了良好的關系,熟知了不同科研平臺擁有的技術優勢和大型共享設備,為以后課題研究過程中技術問題的及時解決奠定了良好的基礎。研究生課程改革實施3年后,對參與課程改革的2007級研究生問卷調查顯示,對改革后課程設置和教學的總體認可度均達到了70%以上,有效地解決了以往研究生課程分科過細,知識結構狹窄,教學手段方法單一等問題。在問卷的意見反饋中,研究生對課程改革持支持態度,并認為應進一步深化改革,加強進展類和實踐類模塊課程的建設,合理制定課時,增加互動性,增加研究生動手的機會和時間,使研究生課程更具吸引力。
總之,通過學科平臺課程的搭建和技術方法類課程模塊的建設及學科進展和學術活動的展開,使學生具備盡可能寬厚的知識面,進一步提高了學生解決問題和分析問題的能力,從而使其科研能力得到有效的提升,并為今后進一步改善研究生課程的設置提供了參考。
中圖分類號：R741文獻標志碼：A文章編號：1007-2349（2014）10-0088-03
阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一種中樞神經系統的退行性疾病，以進行性的記憶和行為障礙為主要臨床表現，其與衰老顯著相關，患病率隨年齡的增長而攀升，病情呈進行性加重。AD 的臨床癥狀主要為認知功能障礙。認知功能障礙根據疾病的發生和發展，可分為輕度、中度和重度。輕度以近記憶障礙和人格改變常為首發最明顯癥狀，其情緒不穩，思維緩慢，對周圍人較冷淡。到達重度時，記憶力、思維及其他認知功能皆嚴重受損，常伴有高級皮層功能受損，如失語、失認和失用及非認知性精神癥狀。
據流行病學研究表明，該病的發病階段與年齡有著一定的聯系，在65歲及以上的AD患者占人群中的54%，值得注意的是，在85歲及以上老年人群中，AD患病率超過了50%[1]。而隨著人類壽命的延長，人類社會進入老齡化社會，老年性癡呆已經成為一種對人民健康危害嚴重的疾病[2]。有調查顯示，目前AD已經成為導致老年人死亡的三大原因之一，2010年全球由AD造成的經濟支出為6040億美元，遠高于人們治療癌癥和心臟病的經濟支出[3]。
1阿爾茨海默病的發病機制
11阿爾茨海默病的現代醫學發病機制普遍認為AD為多因素影響的綜合征，已有研究提示[4-8]，AD 可能由以下病因引起：①年齡增長；②家族史；③不良的生活方式，如吸煙酗酒、不合理飲食、缺乏鍛煉、與社會交流少；④低教育水平；⑤腦血管疾病史、頭部創傷史、糖尿病、冠心病、憤怒情志。AD 通常起病隱匿，為進行性病程，逐漸加重，起病到死亡病程約 6～10 年，但也有些患者認知功能障礙癥狀發展緩慢，病程可持續約 15 年以上。患者的年齡和家族史為最大致病危險因素。
AD的發病機制非常復雜，迄今尚未完全明確。目前研究認為可能在AD的發生和進程中起一定作用發病機制主要集中在：神經元活動/代謝低下、神經元應激和損傷、炎癥以及遺傳等幾方面的因素。其中大部分研究都著圍繞著Aβ展開，Aβ是構成老年斑的重要組成成分，目前已有大量證據顯示該蛋白可能是AD重要的發病因子。1992年Hardy提出“淀粉蛋白級聯假說（amyloid β-protein，Aβ）”，將Aβ正式定位在AD發病過程的中心和關鍵位置上。湘雅醫學院人體解剖學系與神經生物學系蔡艷研究認為：（1）AD時過量產生的Aβ最初可能來源于失營養神經突起中的軸突成分；（2）β-位點APP剪切酶-1（β-siteAPP cleavage enzyme-1，BACE-1）可能參與調節失營養性軸突產生過量Aβ；（3）神經元的代謝功能降低可能是引起BACE-1上調進而形成老年斑的上游機制之一[9]。此外，轉基因技術已證實腦內Aβ的沉積能夠誘導以磷酸化的tau蛋白為主要成分的NFT的形成[10]。基于以上研究成果，目前較多學者認為Aβ沉積是AD發病的中心環節。
12阿爾茨海默病的中醫病因病機
121古代醫家對AD病因病機的認識本病最早記載見于《內經》，如《素問?王常政大論》云“太陽司天，寒氣下臨，心氣上從……善忘。”《靈樞?大惑論》闡述了健忘的病因病機：“上氣不足，下氣有余，腸胃實而心肺虛，虛則營衛留于下，久之不以時上，故善忘也。”蓋心肺虛而胃腸實，營衛留于下，則腎中之精氣，不能時時上交于心，故健忘。隋代以巢元方《諸病源候論》為代表，認為健忘屬虛勞范疇，五勞六極均可出現健忘，在臟為心腎虛衰，在氣血精津液為精血虧虛。唐?孫思邀認為虛勞可致健忘，“六極”之血極和精極，以及七傷為健忘發病之因，后者為其首倡。兩宋時期對健忘病因病機的認識體現在兩個方面：以《太平圣惠方》、《太平惠民和劑局方》、《圣濟總錄》為代表，認為心虛、腎虛、心勞、精極、血極、脈極皆令人健忘，而心虛（心陽虛及心氣血虧虛）為最主要因素，且詳細闡明健忘歸因于心的機理。金元時期對健忘論述較少，承隋唐之說，多認為健忘常由精血虧耗所致。然該時期創痰濁致忘新說，對健忘病因病機進行了補充。危亦林認為痰迷心包，清竅被蒙，可致健忘，加味豬苓湯專為“痰迷心包，健忘失事，言語如凝”設，開健忘從痰論治之先河。朱丹溪亦云：“健忘，精神短少者多，亦有痰者”。明清時期對健忘病因病機的認識出現了2種不同的趨勢：一為對歷代認識的闡發、豐富和總結，如認為健忘與遺傳因素有關，智慧生于心腎之交，對心腎之交的進一步分析等。一為接受西方醫學腦主記憶的觀點，結合中醫對腎精和腦髓、心和神明、心和腎之間關系的認識，逐漸發展成一種新的發病學說―腎精髓腦學說。此學說再經后世發展，成為現代醫家論述老年性癡呆發病機理的主要學說之一。
122現代中醫對AD病因病機的認識現代醫家參照古人對健忘等病證的認識，結合自身經驗，發展了老年性癡呆病因理論。主要包括以下幾個方面：①因虛致呆；②因痰致呆；③七情致呆；④其它：如稟賦不足、中毒、外傷、酗酒等。本病病機錯綜復雜，許多學者對此各抒己見，以顏德馨等為代表的一些學者結合現代醫學研究成果，認為痰癖阻竅是發病的關鍵，西醫之“淀粉樣蛋白沉積”“老年斑”“神經纖維纏結”是痰癖的微觀體現；周超凡、陳桂銘等學者則從中醫理論出發，發展對健忘的認識，認為腎精虧虛是健忘發生的根本原因。更多學者將二者結合起來，形成虛實夾雜的病機認識。
2阿爾茨海默病的治療
21西醫治療由于 AD 目前確切的發病機制尚未得到充分闡明，治療方法主要是通過藥物作用于不同的神經遞質系統，增強中樞神經系統的高級活動，減輕疾病過程中出現的各種癥狀，延緩癡呆的進一步發展。臨床上常用的治療方法有：①增加腦內乙酰膽堿（Ach）濃度的藥物，如他克林，安理申，艾斯能，加蘭他敏等；②改善腦血液循環和腦細胞代謝的藥物（腦復康、都可喜、喜得鎮）；③抗氧化劑，如司來吉蘭、維生素 E、褪黑素、銀杏提取物；④免疫治療[11]，分為主動免疫治療和被動免疫治療，通過延緩和清除腦組織中的 Aβ沉積，改善 AD 的臨床癥狀；⑤雌激素替代治療[12～13]，研究顯示其對絕經期女性治療更為有效；⑥防止微管相關蛋白（tau蛋白）過度磷酸化的藥物；⑦其他治療，包括針灸治療[14]、心理治療、社會干預等。但這些方法對 AD 的治療非常有限，均不能阻止和逆轉疾病的發展。因此，找出新的治療方法成為目前研究的重點和難點。
22中醫治療
221單味中藥研究山東中醫藥大學周霞從中醫經典古籍入手，對歷代重要醫籍有關健忘文獻進行整理研究，經統計學處理，共得方劑296首，涉及藥物217味，其中隋唐前32首，兩宋時期121首，金元時期25首，明清時期118首。藥物出現總頻次為3767味次。分析高頻藥類分布規律及高頻藥物選用規律得：總3767味次中，補益藥為2595味次，為6889%，非補益藥1172味次，為3111%。補益藥中補陰藥為1298味次，為5008%，超過半數，益氣藥緊隨其后。提示補益是其重中之重，兼以益氣溫陽補血。非補益藥中安神、清熱、開竅藥位居前三，且累積頻率為5444%，其中清熱藥主要為清虛熱之品。故補益之外，安神、清虛熱、開竅為主要治療手段。活血藥和理氣藥居第四第五。按出現頻次由高到低總排列，高頻藥物為遠志、人參、茯苓、石菖蒲、山藥、茯神、熟地、肉桂、炙甘草、麥門冬、五味子、牛膝、白術、生地、柏子仁、肉從蓉、天門冬。
222中藥復方研究日本對古代名方如黃連解毒湯、當歸芍藥散、鉤藤散、抑肝散、八味地黃丸、濟生腎氣丸等古方均有研究，其中當歸芍藥散、鉤藤散研究最多。國內對開心散進行研究者較多，主要集中在開心散的作用機制和有效成目前臨床上分上。黑龍江張博、黃樹明總結了開心散的主要作用機制：①改善行為學表現，提高記憶力；②影響 Aβ產生和分解；③增強神經突觸可塑性；④保護神經元；⑤抗氧化；⑥抑制乙酰膽堿酯酶活性；⑦調節腦內 NO 含量。中國醫學科學院尚偉芬等用藥理研究指導植化分離，尋找中藥復方開心散有效部位（KXS），并說明KXS是開心散方劑中主要的有效成分之一，其益智作用可能是通過直接作用于中樞學習記憶的生理過程。
223針灸治療研究針灸治療AD具有肯定的療效[15～16]，上海中醫藥大學基礎醫學院解剖教研室朱晶，國海東，邵水金對針灸治療AD的作用機制進行總結，主要為以下方面：①調節神經遞質的釋放；②保護神經元；③提高神經營養因子含量；④調節海馬蛋白激酶活性，改善細胞內信號通路；⑤抑制腦組織炎性反應；⑥調節異常蛋白質的水平；⑦上調自噬活性水平。但是針灸治療AD中取穴不一，治療方法多樣，在臨床治療中針灸雖然可以改善癥狀，但一些生化指標差異并不能與動物實驗療效一樣顯著，需通過進一步的驗證和探索，選取更為特異的生化指標。
3阿爾茨海默病的中醫藥治療的研究展望
隨著老年化社會的到來，阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease AD）的發病率逐年升高，AD已是繼心血管疾病和腫瘤之后的老年人死亡的第三大病因。由于AD的病理機制尚不清楚，所以目前仍缺乏理想的藥物。目前，臨床治療藥物大多是針對AD某一特定病理環節進行干預，只能盡量減輕疾病過程中所出現的各種癥狀，延緩癡呆的進一步發展，對AD的治療很難取得滿意效果，且有不良反應大、費用昂貴、社會經濟負擔大等不足。
中醫藥治療AD已經積累了豐富的經驗，具有整體調理、綜合施治的優點，且毒副作用少，適宜長期服用，同時在保健預防及調暢情志等方面有許多獨到之處，形成了較為系統的理論。中醫藥通過提高記憶力、影響 Aβ產生和分解、增強神經突觸可塑性、保護神經元、抗氧化等多途徑達到治療AD的作用，相信隨著對中醫藥治療AD機制的深入研究，中醫藥通過多種途徑改善AD臨床癥狀和病理變的機制將會更加清晰，并能為臨床治療AD等神經退行性變疾病提供新的思路。
但目前中醫藥治療還存在許多不足，如辨證分型還不夠全面，不能客觀地反映本病的證治規律，并且劑型種類較單一，阻礙了臨床廣泛應用等。在這些方面，尚有待于今后進一步研究。另外由于AD病理機制復雜，目前AD模型的設計尚不能完全模擬其癥狀和病理改變，且在臨床治療中中醫藥雖然可以改善癥狀，但一些生化指標差異并不顯著，需通過進一步的驗證和探索，選取更為特異的生化指標。參考文獻：
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