科教融合新形勢下分子藥理學課程調研分析與思考

摘" 要" 分子藥理學是利用生命科學領域新理論與新方法從分子層面闡釋藥理學機制，與傳統藥理學相比，更注重藥理學前沿進展，是開展科研與教學有機融合的代表性課程。分析調研分子藥理學課程特點，探討分子藥理學的應用及科教融合新形勢下對開設該課程的思考。

關鍵詞" 科教融合；分子藥理學；課程調研；生命科學；藥學；傳統藥理學

中圖分類號：G642.3" " 文獻標識碼：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：創新是引領國家發展的第一動力。在黨中央國務院的重大戰略部署下，高校創新能力增強，科教融合效果顯著。《高等學校“十三五”科學和技術發展規劃》將科教融合確立為現代高等教育的核心理念，促進高水平大學和一流學科的建設。隨著“科教融合、協同育人”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模式[1-2]。在此背景下，現代藥理學以及分子生物學技術快速發展，分子藥理學（Molecular pharmacology）在傳統藥理學的基礎上應運而生，受到越來越廣泛的關注[3]。分子藥理學作為藥理學的分支，緊隨現代生物醫藥的發展趨勢，重點關注與生命科學進展相關的藥理學新理論、新靶點、新方法和新進展，契合科教融合的教學理念[4]。本文分析科教融合教學形勢下的分子藥理學教學現狀，旨在探索優質科研和人才培養資源的相互融合和協同共享。

1" 分子藥理學簡介

分子藥理學屬于交叉學科，是現代藥理學發展的前沿學科，在過去的30年中取得顯著進展，其中的里程碑事件包括：1986年，克隆出G蛋白偶聯受體（GPCR）家族蛋白之一β-腎上腺素受體；在20世紀80年代這一分子生物學發展的大爆炸時期，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提供了極大的便利[5]。這些里程碑式的科學進展促進了藥物學科的快速發展。

與傳統藥理學相比，分子藥理學主要從分子及基因水平，采用新理念、新技術研究藥物與機體的相互作用，從分子或化學水平關注藥物及其作用靶點。分子藥理學的發展得益于基礎科學的各種前沿進展，如生物信息學、組合化學、代謝組學、蛋白質組學等知識，以及質譜、基因操作、流式細胞術等各種實驗技術，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胞內的信號轉導。

2" 課程調研分析

作為藥學領域的新興課程，目前開設分子藥理學的院校并不普遍，該課程屬于前沿交叉學科，盡管科研走在前面，但教學仍處于與科研相分離的狀態。目前開設此課程的院校主要針對研究生群體，部分藥學及生物學等專業本科亦開設此課程，該課程亦無權威教材。綜述分子藥理學相關書籍的基本信息（見表1），可以看出：針對分子藥理學的書籍數量較少，且多為近期編寫，內容相對較新，跟蹤最新藥理學進展及相關實驗技術，主要適用具有藥學或醫學背景的研究生及科研人員參考使用。

3" 分子藥理學的應用和藥物發現

3.1" 分子藥理學的應用

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

1）利用新的實驗技術研究藥物代謝規律，設計更合理的給藥方式并指導臨床用藥；

2）借助于計算機技術，發展量子藥理學和藥物分子的定量構效關系，為新藥設計、先導化合物結構改造提供指導；

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

4）通過多組學研究及前沿實驗技術，闡明中藥的作用機理或毒理，明確中藥復方的藥效群，為中藥的科學應用提供依據。

3.2" 分子藥理學與藥物發現

藥物研發是漫長而昂貴的過程，多數新藥需要長達十年的時間才能到達臨床試驗。許多基于分子藥理學的新型技術在藥物發現和開發過程中發揮著重要作用。例如：通過基因克隆和分析基因表達，可獲得大量藥物靶點的功能信息，而這些信息是通過傳統藥理學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技術進行系統的表達特點分析，如原位雜交、RT-qPCR、Western"blot，還可以通過基因過表達，對在某些細胞中不表達特定亞型受體進行詳細的藥理學和功能分析。利用定點突變技術，藥理學家能夠研究哪些氨基酸殘基對于配體與受體的結合至關重要。

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

4" 開設分子藥理學的思考

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，科研連接創新，教育滋養人才，為社會發展提供強勁的前進動力[7]。目前，生物醫藥領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新型療法的任務。2001年，人類基因組的草圖序列完成時，估計包含31 000個蛋白質編碼基因。但是，自完成以來，人類蛋白質編碼基因的數量在不斷修訂，目前估計在20 000～25 000之間。在這些蛋白質中，預計約有3 000種是可行的蛋白質藥物靶點。據2005年的統計，所有處方藥中約有100種藥物靶點，至2016年，藥物已經上市或者在注冊或建議批準階段的藥物靶點約為285個。在此基礎上，顯然有相當大的空間開發和發現治療疾病的新型藥物靶點。而傳統藥理學已不能滿足科教融合新形勢下的生物醫藥人才培養，分子藥理學可以通過近年來與生命科學進展相關的藥理學新理論、新靶點、新方法和新進展的講授，培養具有高水平理論知識和前沿實驗技術的新型藥理學人才。因此，面向生命科學及藥學專業的研究生及本科生均有必要開設此課程。

另外，科教融合是要解決傳統教學過程中的科研與教學的對立矛盾，思考如何利用現有的科研進展將學生引領到科學發展的最前沿。在分子藥理學的授課過程中，授課教師可打破傳統教學模式，利用科研優勢做到學術育人。比如：授課教師可結合自身科研經歷開展專題報告，介紹某一領域分子藥理學的最新技術和前沿進展，不僅拓寬學生視野，還可與基礎知識融會貫通。隨著國家對基礎研究和應用基礎研究的持續投入，我國在分子藥理學領域取得一系列成果，授課教師可針對這些進展同實踐教學相聯系，通過開展設計性實驗和前沿實驗技術，全面培養學生的實踐能力和創新精神。

總之，分子藥理學屬于前沿交叉學科，應當在生命科學及藥學相關專業的本科生和研究生群體中開設此課程，不僅體現“科教融合、協同育人”的教育理念，同時可培養學生的創新能力和精神，滿足國家對創新人才培養的需求。

參考文獻

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

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

[3] 錢新宇，肖云峰，王娜，等.分子藥理學研究進展[J].中國藥理學與毒理學雜志，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.

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

[7] 單立楠，徐麗萍，夏文莉，等.浙江大學科教協同育人關鍵作用探討[J].中國高校科技，2019（8）：46-49.

作者：葛魯娜、張宇昂，山東第一醫科大學生物醫學科學學院，助理研究員，研究方向為骨分子生物學；宋冠華，山東第一醫科大學基礎醫學院，副研究員，研究方向為炎癥與免疫；王林，山東第一醫科大學生物醫學科學學院，研究員，研究方向為骨分子生物學（250117）。