科教融合新形勢下分子藥理學(xué)課程調(diào)研分析與思考

摘" 要" 分子藥理學(xué)是利用生命科學(xué)領(lǐng)域新理論與新方法從分子層面闡釋藥理學(xué)機(jī)制，與傳統(tǒng)藥理學(xué)相比，更注重藥理學(xué)前沿進(jìn)展，是開展科研與教學(xué)有機(jī)融合的代表性課程。分析調(diào)研分子藥理學(xué)課程特點，探討分子藥理學(xué)的應(yīng)用及科教融合新形勢下對開設(shè)該課程的思考。

關(guān)鍵詞" 科教融合；分子藥理學(xué)；課程調(diào)研；生命科學(xué)；藥學(xué)；傳統(tǒng)藥理學(xué)

中圖分類號：G642.3" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）10-0122-03

0" 引言

黨的十八屆五中全會提出：創(chuàng)新是引領(lǐng)國家發(fā)展的第一動力。在黨中央國務(wù)院的重大戰(zhàn)略部署下，高校創(chuàng)新能力增強(qiáng)，科教融合效果顯著?！陡叩葘W(xué)?！笆濉笨茖W(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》將科教融合確立為現(xiàn)代高等教育的核心理念，促進(jìn)高水平大學(xué)和一流學(xué)科的建設(shè)。隨著“科教融合、協(xié)同育人”教育理念的深入，多所高校開始探索并堅持獨具特色的科教融合辦學(xué)模式[1-2]。在此背景下，現(xiàn)代藥理學(xué)以及分子生物學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，分子藥理學(xué)（Molecular pharmacology）在傳統(tǒng)藥理學(xué)的基礎(chǔ)上應(yīng)運而生，受到越來越廣泛的關(guān)注[3]。分子藥理學(xué)作為藥理學(xué)的分支，緊隨現(xiàn)代生物醫(yī)藥的發(fā)展趨勢，重點關(guān)注與生命科學(xué)進(jìn)展相關(guān)的藥理學(xué)新理論、新靶點、新方法和新進(jìn)展，契合科教融合的教學(xué)理念[4]。本文分析科教融合教學(xué)形勢下的分子藥理學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，旨在探索優(yōu)質(zhì)科研和人才培養(yǎng)資源的相互融合和協(xié)同共享。

1" 分子藥理學(xué)簡介

分子藥理學(xué)屬于交叉學(xué)科，是現(xiàn)代藥理學(xué)發(fā)展的前沿學(xué)科，在過去的30年中取得顯著進(jìn)展，其中的里程碑事件包括：1986年，克隆出G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族蛋白之一β-腎上腺素受體；在20世紀(jì)80年代這一分子生物學(xué)發(fā)展的大爆炸時期，克隆編碼離子通道亞基和核受體的基因；2001年，人類基因組計劃完成，2002年小鼠、2004年大鼠基因組計劃的完成為藥物開發(fā)提供了極大的便利[5]。這些里程碑式的科學(xué)進(jìn)展促進(jìn)了藥物學(xué)科的快速發(fā)展。

與傳統(tǒng)藥理學(xué)相比，分子藥理學(xué)主要從分子及基因水平，采用新理念、新技術(shù)研究藥物與機(jī)體的相互作用，從分子或化學(xué)水平關(guān)注藥物及其作用靶點。分子藥理學(xué)的發(fā)展得益于基礎(chǔ)科學(xué)的各種前沿進(jìn)展，如生物信息學(xué)、組合化學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等知識，以及質(zhì)譜、基因操作、流式細(xì)胞術(shù)等各種實驗技術(shù)，其研究對象主要包括各種藥物作用靶點信息，如受體、離子通道、酶及核酸等分子，此外還研究藥物在細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

2" 課程調(diào)研分析

作為藥學(xué)領(lǐng)域的新興課程，目前開設(shè)分子藥理學(xué)的院校并不普遍，該課程屬于前沿交叉學(xué)科，盡管科研走在前面，但教學(xué)仍處于與科研相分離的狀態(tài)。目前開設(shè)此課程的院校主要針對研究生群體，部分藥學(xué)及生物學(xué)等專業(yè)本科亦開設(shè)此課程，該課程亦無權(quán)威教材。綜述分子藥理學(xué)相關(guān)書籍的基本信息（見表1），可以看出：針對分子藥理學(xué)的書籍?dāng)?shù)量較少，且多為近期編寫，內(nèi)容相對較新，跟蹤最新藥理學(xué)進(jìn)展及相關(guān)實驗技術(shù)，主要適用具有藥學(xué)或醫(yī)學(xué)背景的研究生及科研人員參考使用。

3" 分子藥理學(xué)的應(yīng)用和藥物發(fā)現(xiàn)

3.1" 分子藥理學(xué)的應(yīng)用

相對于傳統(tǒng)藥理學(xué)，分子藥理學(xué)的主要目的是從分子及基因水平去闡釋藥物在機(jī)體內(nèi)的生物活性，為藥物研發(fā)、探究藥物新用途以及臨床合理用藥提供依據(jù)。其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾點：

1）利用新的實驗技術(shù)研究藥物代謝規(guī)律，設(shè)計更合理的給藥方式并指導(dǎo)臨床用藥；

2）借助于計算機(jī)技術(shù)，發(fā)展量子藥理學(xué)和藥物分子的定量構(gòu)效關(guān)系，為新藥設(shè)計、先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)改造提供指導(dǎo)；

3）在免疫治療中引入分子藥理學(xué)，改進(jìn)抗體藥物的缺陷，如通過抗體偶聯(lián)物提高其通透性和靶向性；

4）通過多組學(xué)研究及前沿實驗技術(shù)，闡明中藥的作用機(jī)理或毒理，明確中藥復(fù)方的藥效群，為中藥的科學(xué)應(yīng)用提供依據(jù)。

3.2" 分子藥理學(xué)與藥物發(fā)現(xiàn)

藥物研發(fā)是漫長而昂貴的過程，多數(shù)新藥需要長達(dá)十年的時間才能到達(dá)臨床試驗。許多基于分子藥理學(xué)的新型技術(shù)在藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程中發(fā)揮著重要作用。例如：通過基因克隆和分析基因表達(dá)，可獲得大量藥物靶點的功能信息，而這些信息是通過傳統(tǒng)藥理學(xué)分離動物組織無法獲得的。針對藥物靶點的研究，可以通過一系列分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的表達(dá)特點分析，如原位雜交、RT-qPCR、Western"blot，還可以通過基因過表達(dá)，對在某些細(xì)胞中不表達(dá)特定亞型受體進(jìn)行詳細(xì)的藥理學(xué)和功能分析。利用定點突變技術(shù)，藥理學(xué)家能夠研究哪些氨基酸殘基對于配體與受體的結(jié)合至關(guān)重要。

許多制藥公司面臨的挑戰(zhàn)是針對越來越多的可能藥物靶點篩選其龐大的化學(xué)庫。高通量篩選（HTS）技術(shù)的發(fā)展使藥物篩選過程自動化，可以大大縮短藥物研發(fā)的時間[6]。為更高效地進(jìn)行先導(dǎo)化合物的篩選，基于結(jié)構(gòu)的虛擬篩選正如火如荼地快速發(fā)展，而虛擬篩選的順利開展則需要準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)。為了更好地模擬人體生理學(xué)，基于細(xì)胞或基于動物模型的3D器官型細(xì)胞微陣列被應(yīng)用于藥物篩選。因此，分子藥理學(xué)的發(fā)展正在見證藥物研發(fā)的新階段。

4" 開設(shè)分子藥理學(xué)的思考

在科教融合教育理念下，科研與教育如同左右手，兩手都要抓，科研連接創(chuàng)新，教育滋養(yǎng)人才，為社會發(fā)展提供強(qiáng)勁的前進(jìn)動力[7]。目前，生物醫(yī)藥領(lǐng)域面臨的主要問題之一是人類基因組中有多少潛在的藥物靶點，尋找藥物靶點是未來開發(fā)新型療法的任務(wù)。2001年，人類基因組的草圖序列完成時，估計包含31 000個蛋白質(zhì)編碼基因。但是，自完成以來，人類蛋白質(zhì)編碼基因的數(shù)量在不斷修訂，目前估計在20 000～25 000之間。在這些蛋白質(zhì)中，預(yù)計約有3 000種是可行的蛋白質(zhì)藥物靶點。據(jù)2005年的統(tǒng)計，所有處方藥中約有100種藥物靶點，至2016年，藥物已經(jīng)上市或者在注冊或建議批準(zhǔn)階段的藥物靶點約為285個。在此基礎(chǔ)上，顯然有相當(dāng)大的空間開發(fā)和發(fā)現(xiàn)治療疾病的新型藥物靶點。而傳統(tǒng)藥理學(xué)已不能滿足科教融合新形勢下的生物醫(yī)藥人才培養(yǎng)，分子藥理學(xué)可以通過近年來與生命科學(xué)進(jìn)展相關(guān)的藥理學(xué)新理論、新靶點、新方法和新進(jìn)展的講授，培養(yǎng)具有高水平理論知識和前沿實驗技術(shù)的新型藥理學(xué)人才。因此，面向生命科學(xué)及藥學(xué)專業(yè)的研究生及本科生均有必要開設(shè)此課程。

另外，科教融合是要解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中的科研與教學(xué)的對立矛盾，思考如何利用現(xiàn)有的科研進(jìn)展將學(xué)生引領(lǐng)到科學(xué)發(fā)展的最前沿。在分子藥理學(xué)的授課過程中，授課教師可打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，利用科研優(yōu)勢做到學(xué)術(shù)育人。比如：授課教師可結(jié)合自身科研經(jīng)歷開展專題報告，介紹某一領(lǐng)域分子藥理學(xué)的最新技術(shù)和前沿進(jìn)展，不僅拓寬學(xué)生視野，還可與基礎(chǔ)知識融會貫通。隨著國家對基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的持續(xù)投入，我國在分子藥理學(xué)領(lǐng)域取得一系列成果，授課教師可針對這些進(jìn)展同實踐教學(xué)相聯(lián)系，通過開展設(shè)計性實驗和前沿實驗技術(shù)，全面培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

總之，分子藥理學(xué)屬于前沿交叉學(xué)科，應(yīng)當(dāng)在生命科學(xué)及藥學(xué)相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生群體中開設(shè)此課程，不僅體現(xiàn)“科教融合、協(xié)同育人”的教育理念，同時可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和精神，滿足國家對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉真，李清勇，張平，等.科教協(xié)同創(chuàng)新的拔尖人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].計算機(jī)教育，2021（2）：126-130.

[2] 呂子燕.對推動高校協(xié)同創(chuàng)新的思考[J].教育探索，2015（11）：52-55.

[3] 錢新宇，肖云峰，王娜，等.分子藥理學(xué)研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2019，33（10）：838.

[4] Brown JH， Catterall WA， Conn PJ， et al. The First50 Years of Molecular Pharmacology[J].MolecularPharmacology，2015，88（1）：139-40.

[5] Gewirtz D A. Emerging Concepts. New Article"Category in Molecular Pharmacology [J].MolecularPharmacology，2020，98（4）：350.

[6] 楊建花，蘇曉嵐，朱蕾蕾.高通量篩選系統(tǒng)在定向改造中的新進(jìn)展[J].生物工程學(xué)報，2021，37（7）：2197-2210.

[7] 單立楠，徐麗萍，夏文莉，等.浙江大學(xué)科教協(xié)同育人關(guān)鍵作用探討[J].中國高?？萍?，2019（8）：46-49.

作者：葛魯娜、張宇昂，山東第一醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院，助理研究員，研究方向為骨分子生物學(xué)；宋冠華，山東第一醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，副研究員，研究方向為炎癥與免疫；王林，山東第一醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)院，研究員，研究方向為骨分子生物學(xué)（250117）。