生理学研究对象和任务.ppt

生理学研究对象和任务 生理学研究对象和任务 二、系统生物学（Systems Biology） 是研究一个生物系统中所有组成成分（基因、mRNA、蛋白质等）的构成，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。系统生物学不同于以往的实验生物学——仅关心个别的基因和蛋白质，它要研究所有的基因、所有的蛋白质、组分间的所有相互关系。显然，系统生物学是以整体性研究为特征的一种大科学。 作为人类基因组计划的发起人之一，美国科学家莱诺伊·胡德（Leroy Hood）也是系统生物学的创始人之一。在胡德看来，系统生物学和人类基因组计划有着密切的关系。正是在基因组学、蛋白质组学等新型大科学发展的基础上，孕育了系统生物学。反之，系统生物学的诞生进一步提升了后基因组时代的生命科学研究能力。正如胡德所说，“系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力” 。 生理学研究对象和任务 系统生物学的基本工作流程（分四个阶段）： 第一阶段：对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步的系统模型。 第二阶段：系统地改变被研究对象的内部组成成分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构所发生的相应变化，包括基因表达、蛋白质表达和相互作用、代谢途径等的变化，并把得到的有关信息进行整合。 第三阶段：把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型进行修订。 第四阶段：是根据修正后的模型的预测或假设，设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精练。系统生物学的目标就是要得到一个理想的模型，使其理论预测能够反映出生物系统的真实性。 生理学研究对象和任务 系统生物学的灵魂：整合 系统生物学与基因组学、蛋白质组学等各种“组学”的不同之处在于，它是一种整合型大科学。首先，它要把系统内不同性质的构成要素（基因、mRNA、蛋白质、生物小分子等）整合在一起进行研究。经典的分子生物学研究是一种垂直型的研究，即采用多种手段研究个别的基因和蛋白质。而系统生物学则是要把水平型研究和垂直型研究整合起来，成为一种“三维”的研究和多学科交叉研究。 系统生物学的基础：信息（生物信息学） 系统生物学的钥匙 ：干涉 人为地设定某种或某些条件去作用于被实验的对象，从而达到实验的目的。这种对实验对象的人为影响就是干涉（perturbation）。传统生物学采用非干涉方法如形态观察或分类研究生物体。20世纪形成的分子生物学等实验生物学的特点就是，可以在实验室内利用各种手段干涉生物学材料，如通过诱导基因突变或修饰蛋白质，由此研究其性质和功能。系统生物学同样也是一门实验性科学，也离不开干涉这一重要的工具。 生理学研究对象和任务 三、转化医学（转换医学）（Translational Medicine ） 是近两三年来国际医学健康领域出现的新概念，是医学研究的一个分支，试图在基础研究与临床医疗之间建立更直接的联系，将基础研究的成果转化成为实际患者提供的真正治疗手段，强调的是从实验室到病床旁的联接。 转换医学倡导以患者为中心，从临床工作中发现和提出问题，由基础研究人员进行深入研究，然后再将基础科研成果快速转向临床应用，基础与临床科技工作者密切合作，以提高医疗总体水平。因此转换医学研究主张打破以往研究课题组单一学科或有限合作的模式，强调多学科组成课题攻关小组，发挥各自优势，通力合作。例如，诊断及监测人类疾病的新参数——生物标志物的研究，是由基础医学、临床医学和生物信息学等专业研究人员共同组成。这种研究为开发新药及研究新的治疗方法开辟出一条具有革命性意义的新途径，而且有助于探索新的治疗方法，缩短新的治疗方法从实验到临床阶段的时间，进而快速提高医护和治疗工作的质量。 生理学研究对象和任务 北京协和医学院生理学系 1921年随着协和医学院的诞生而成立，是中国生理学的 摇篮。 在最鼎盛时曾享誉全球，主编的英文“中国生理学杂志” 是具有重要国际影响的学术刊物。 先后有两位院士（林可胜院士，张锡钧院士）担任系主 任，并有六位院士曾在该系学习和工作过。 生理学研究对象和任务 生理学研究对象和任务 王志均院士为《北京协和医学院生理学系》系史写的“序” 协和生理学系迥然不同于其他单位的生理学系，它有特殊的历史意义。它是我国近、现代生理学的发源地，是早期培养中国生理学工作者的重要基地。以林可胜先生为首的生理学家们，正是以筚路蓝缕的精神，使我国生理学从萌芽时期走向近代时期。首先，他们创建了中国生理学会，随即创刊了