УТВЕРЖДАЮ
Декан биологического факультета
________________ В.В. Лысак
«____» ____________ 2010 г.
Регистрационный № УД-______/уч.
Патология клетки
Учебная программа для специальности:
1 - 31 01 01 Биология
специализации 1 - 31 01 01 07 Генетика
2010 г.
СоставителЬ:
Сергей Витальевич Глушен, доцент кафедры генетики Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук
РецензентЫ:
Михаил Сергеевич Морозик, декан факультета экологической медицины Учреждения образования “Международный государственный экологический университет имени А.Д.Сахарова”, кандидат биологических наук, доцент;
Александр Викторович Сидоров, доцент кафедры физиологии человека и животных Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОЙ:
кафедрой генетики Белорусского государственного университета (протокол №6 от 6 января 2010 г.);
учебно-методической комиссией биологического факультета Белорусского государственного университета (протокол №6 от 4 февраля 2010 г.).
Ответственный за редакцию: Сергей Витальевич Глушен
Ответственный за выпуск: Сергей Витальевич Глушен
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Патология клетки, или цитопатология – это научная дисциплина, изучающая морфологические проявления патологических процессов на клеточном уровне. В отличие от классической патоморфологии, для которой основным уровнем описания является тканевой, в патологии клетки рассматриваются изменения на уровне отдельных клеток и их популяций. Цель курса – дать студентам современные представления и начальные практические навыки по основным проблемам патологии клетки. Задачи курса заключаются в рассмотрении фундаментальных знаний и методов их получения в таких областях патологии клетки как вирусная цитопатология, проблема клеточной гибели и опухолевая трансформация клеток. Теоретическая часть курса дополняется изучением цитологических препаратов, демонстрирующих типичные виды патологии клетки: поражение вирусом гриппа легочного эпителия, апоптоз и некроз в культуре клеток, цитодиагностика опухолей щитовидной и молочной желез.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
- основные понятия и термины, используемые в цитопатологии;
- особенности размножения основных семейств ДНК- и РНК-содержащих вирусов в клетке;
- молекулярно-клеточные механизмы некроза и апоптоза;
- теории канцерогенеза и морфофизиологические проявления опухолевой трансформации клеток.
уметь:
- использовать современные методы микроскопии для характеристики вирусиндуцированных изменений клеток;
- применять флуоресцентную микроскопию для детекции некроза и апоптоза;
- проводить цитометрическое исследование опухолевых клеток для их дифференциальной диагностики.
Преподавание курса проводится по блочно-модульному принципу с выделением 3 основных блоков (модулей): общая цитопатология, вирусная цитопатология, некроз и апоптоз, цитологическое исследование опухолей.
При чтении лекционного курса применяют наглядные материалы в виде таблиц, меловых рисунков, слайдов и презентаций.
Для организации самостоятельной работы студентов по курсу следует использовать современные информационные технологии: разместить в сетевом доступе комплекс учебных и учебно-методических материалов (программа, методические указания к лабораторным занятиям, статьи, цифровые фотографии и компьютерные программы для их обработки).
Лабораторные занятия предусматривают наблюдение готовых цитологических препаратов, получение цифровых микрофотографий клеток и их анализ с помощью специальных компьютерных программ.
Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно проверять в ходе текущего и итогового контроля знаний в форме устного опроса и тестового контроля по темам и разделам курса (модулям). Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала рекомендуется использование рейтинговой системы.
Учебный курс рассчитан на 78 часов, в том числе 34 аудиторных: 24 часа лекционных, 8 часов лабораторных занятий, 2 часа контролируемой самостоятельной работы.
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
| № разделов и тем | Наименование разделов и тем | Аудиторные часы | |||
| Всего | Лекции | Лабора- торные занятия | КСР | ||
| 1. | ОБЩАЯ ЦИТОПАТОЛОГИЯ | 6 | 6 | - | |
| 2. | ВИРУСНАЯ ЦИТОПАТОЛОГИЯ | 8 | 6 | 2 | |
| 3. | НЕКРОЗ И АПОПТОЗ | 8 | 6 | 2 | |
| 4. | ОПУХОЛЕВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ КЛЕТОК | 10 | 6 | 4 | |
| ИТОГО: | 34 | 24 | 8 | 2 |
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
ОБЩАЯ ЦИТОПАТОЛОГИЯ
Предмет и задачи патологии клетки. Взаимоотношения патологии клетки с анатомией, гистологией, биохимией, генетикой, физиологией, молекулярной биологией, вирусологией, иммунологией и другими науками медико-биологического профиля.
Рудольф Вирхов – основатель цитопатологии. Развитие исследований по патологии клетки в конце XIX − начале XX века (Флемминг, Вейгарт, Глуксман и др.). Становление концепции некроза клетки во второй половине XX века (Де Дюв, Поликар, Бесси и др.). Исследования проблемы гибели клеток в России и Беларуси (Авцын, Шахламов, Алов, Хесин, Кармышева, Быковский, Блюмкин). Решение задач цитопатологии в рамках других биологических наук. Современное состояние патологии клетки и перспективы ее развития. Научные общества и периодические издания, посвященные фундаментальным и прикладным проблемам патологии клетки.
Исследование патологии клеток in vivo и in vitro. Первичные и перевиваемые культуры клеток как модельные системы для изучения механизмов патологических процессов на клеточном уровне. Физические, химические и биологические факторы, вызывающие развитие патологии клеток и их гибель. Методы индикации гибели клеток. Изучение зависимости “доза-эффект” в цитопатологии. Современные методы микроскопии, используемые в цитопатологии: дифференциальный интерференциронный контраст, иммуноцитохимия, проточная и статическая цитометрия, конфокальная микроскопия.
ВИРУСНАЯ ЦИТОПАТОЛОГИЯ
Вирусы как облигатные внутриклеточные паразиты. Типы взаимодействия вируса с клеткой. Стадии взаимодействия вируса и клетки при продуктивной вирусной инфекции. Понятие о цитопатическом эффекте вирусов (ЦПЭ). Закономерности ЦПЭ основных семейств ДНК- и РНК-содержащих вирусов.
Взаимосвязь онтогенеза вируса и патологии инфицированной им клетки. Основные типы морфогенеза вирусов. Внутриклеточные структуры, формирующиеся в ходе онтогенеза вируса. Вирусрепликативный комплекс. Морфология структур, сопутствующих вирусной инфекции.
Природа вирусных включений и их роль в индикации вирусов и диагностике вирусных инфекций.
Значение современных методов микроскопии для изучения вирусиндуцированной патологии клетки.
НЕКРОЗ И АПОПТОЗ
Возникновение и развитие концепции генетически контролируемой клеточной гибели (Керр, Вилли, Горвитц и др.). Принципиальные различия некроза и апоптоза. Экспериментальные модели для изучения апоптоза.
Молекулярные механизмы апоптоза. Природа факторов, специфически
инициирующих апоптоз. Лиганд-рецепторные комплексы запуска апоптоза. Передача сигнала от плазмалеммы к ядру. Каспазы. Конденсация хроматина и фрагментация ДНК при апоптозе. Клеточный цикл и апоптоз.
Морфологические и биохимические изменения в клетке при апоптозе.
Генетический контроль апоптоза у животных и человека. Связь митоза и апоптоза с ростом и развитием многоклеточного организма.
Методы детекции апоптоза и некроза.
ОПУХОЛЕВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ КЛЕТОК
Биологические свойства опухолей. Доброкачественные и злокачественные опухоли. Канцерогенез и опухолевая прогрессия. Теории канцерогенеза.
Закономерности канцерогенеза. Молекулярные механизмы иммортализации и трансформации клеток под действием вирусов, ионизирующей радиации и химических веществ. Стволовые клетки опухолей.
Клонально-селекционные механизмы опухолевой прогрессии. Нестабильность генома опухоли и его перестройки при помощи репарационных систем.
Цитологическая диагностика и прогноз развития опухолей. Применение современных методов микроскопии для решения фундаментальных и прикладных задач онкопатологии клетки.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Поликар А., Бесси М. Элементы патологии клетки /А. Поликар, М. Беси. М.: Мир, 1970.
2. Соловьев В.Д., Хесин Я.Е., Быковский А.Ф. Очерки по вирусной цитопатологии. / В.Д.Соловьев, Я.Е. Хесин, А.Ф. Быковский. М.: Медицина, 1979.
3. Программированная клеточная гибель /под ред. В.С.Новикова.- СПб.: Наука, 1996.
4. Георгиев Г.П. Как нормальная клетка превращается в раковую / Георгиев Г.П. Соросовский образовательный журнал, 1999, №4.
5. Глушен С.В., Романовская Т.В., Гринев В.В. Комплексный подход при оценке программируемой гибели (апоптоза) клеток человека: метод. пособие к лабораторным занятиям по специальному курсу “Патология клетки” для студентов биол. фак./ авт.-сост. С.В.Глушен, Романовская Т.В., Гринев В.В. − Минск: БГУ, 2009. – 43 с.
Дополнительная
1. Атлас вирусной цитопатологии /под ред. В.М.Жданова.- М.: Медицина,1975.
2. Франкфурт О.С. Клеточный цикл в опухолях / О.С.Франкфурт. М.: Медицина, 1975.
3. Juan G., Darzynkiewicz Cell cycle analysis by flow and laser scanning cytometry / G. Juan, Darzynkiewicz. Cell Biology: A Laboratory Handbook, AP, 1998.
4. Jutting U., Gais P., Rodenacker K., Bohm J., Hofler H. MIB-1, AgNOR and DNA distribution parameters and their prognostic value in neuroendocrine tumours of the lung / U. Jutting, P. Gais, K. Rodenacker, J. Bohm, H. Hofler. Image Anal. Stereol., 2000, 19.
5. Abraham R.T. Cell cycle checkpoint signaling through the ATM and ATR kinases / R.T.Abraham Genes and Development, 2001, 15.
6. Marx J. Chromosome End Game Draws a Crowd / J. Marx. Science, 2002, 295.
7. Jackson S.P. Sensing and repairing DNA double-strand breakes / S.P. Jackson. Carcinogenesis, 2002, 23/5.
8. Rothkamm K., Krueger I., Thompson L.H., Loebrich M. Pathways of DNA double-strand break repair during the mamallian cell cycle / K. Rothkamm, I. Krueger, L.H.Thompson, M.Loebrich. Mol Cell. Biol., 2003, 23/16.
9. Chen B.P.C., Chan D.W., Kobayashi J. et al. Cell cycle dependence of DNA-dependent protein kinase phosphorylation in response to DNA double strand breaks / B.P.C.Chen, D.W.Chan, J.Kobayashi et al. JBC, 2005, 280/15.