《医学免疫学》“补体依赖的细胞毒作用”实验课程设计与实施
蔡振明，刘英霞，孙可一，杨晓帆，邱会平，王慧娟
（南京医科大学 基础医学院免疫学系，江苏 南京）
摘 要： 补体是《医学免疫学》教学的重要内容，但该部分内容抽象，理论课教学中很多学生反映不易理解与掌握。我们设计了补体依赖的细胞毒作用实验：将绵羊红细胞、绵羊红细胞抗体血清、新鲜兔血清（补体）混合，观察补体依赖的细胞溶解作用，同时设置阴性对照（绵羊红细胞抗体缺乏组、补体缺乏组）；结果表明实验组出现溶血（红细胞裂解），而对照组不溶血。该实验结果易于观察，操作方法简便，实验材料成本较为低廉，在本科生《医学免疫学》实验教学中可大规模开展。
关键词： 补体；细胞毒；绵羊红细胞；抗体
一 “补体依赖的细胞毒作用”实验开设背景
《医学免疫学》课程是一门综合性和实践性强的专业基础课，已成为当今生命科学的前沿学科和现代医学的支撑学科之一。实验教学是免疫学教学中的重要内容，其主要目的是通过实验加深学生对理论知识的理解，提高其动手操作能力，增强科研思维、特别是分析问题和解决问题的能力[1]。但该课程部分理论极为抽象，学生学习比较吃力，因此通过实验教学进一步加深学生对理论知识的理解，并激发学生的学习兴趣势在必行。
进一步的简单效应检验发现，在低收入组，低近邻信任组的平均k值(M=0.28,SD=0.02)会显著高于高近邻信任组而在高收入组，不同信任水平群体间的时间折扣不存在显著差异，另外，分别以对陌生人、亲戚、朋友的信任水平替换近邻信任进行方差分析，均未发现显著交互作用。研究结果支持了研究假设。
补体是医学免疫学理论教学的重要内容，贯穿基础免疫学与临床免疫学，在阐明多种免疫相关性疾病的发病机制过程中具有重要作用[2]。但是，该部分内容较为抽象，理论课教学中很多学生反映不太容易理解与掌握。为改变该部分内容单一的理论教学模式，部分学校开设了补体相关实验。但是，以往开设的补体相关实验涉及多个抗原抗体系统，操作繁琐，应用性差，现在已经极少开展。为了加强学生对补体系统的认识，我们尝试设计了补体依赖的细胞毒作用实验，促进学生对理论课知识的理解，并已通过3个学期的实践与改进，得到较为完善、简便的实验材料准备方法、实验步骤与结果判读标准，可用于大规模开展，也可供兄弟院校借鉴。
二 “补体依赖的细胞毒作用”实验方案设计
（一） 实验原理
抗原与特异性抗体结合后形成抗原抗体复合物，可通过经典途径激活补体，补体系统被激活后，可在靶细胞表面形成攻膜复合物（membrane attack complex，MAC），插入细胞膜的MAC通过破坏局部磷脂双层而形成“渗漏斑”或形成穿膜的亲水性孔道，可允许水、离子及可溶性小分子等经此孔道自由流动，使大量水分内流，导致胞内渗透压降低、细胞逐渐肿胀并最终破裂[3]（图1 A）。
在补体激活的经典途径中，抗原、特异性抗体、补体缺一不可。因此在实验设计上我们分别设置了阳性组（同时存在抗原、特异性抗体、补体）、阴性对照组1（只存在抗原、特异性抗体，缺乏补体）和阴性对照组2（只存在抗原、补体，缺乏特异性抗体）。
（二） 实验设计方案特色
实验结果可以直接通过肉眼直接观察：同时加入绵羊红细胞、绵羊红细胞特异性抗体和补体的试管出现明显的溶血现象（即溶液变清亮，无明显颗粒感），而其他试管无显著变化（图1 B）。
图1 补体依赖的细胞毒作用
（三） 实验实际应用效果
本实验中选择的抗原是绵羊红细胞（sheep red blood cell, SRBC），主要原因是：（1）红细胞裂解出现的溶血现象与未溶血差异显著，便于实验结果观察；（2）绵羊红细胞可商品化购买，且价格低廉。通过绵羊红细胞免疫中国白兔获得特异性抗体；采用新鲜中国白兔血清作为补体的来源，相对于豚鼠，中国白兔价格更低廉，且中国白兔新鲜血清中补体含量足够满足实验需求。
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三 总结与思考
本次实验中同时加入绵羊红细胞、绵羊红细胞特异性抗体和补体的试管内，绵羊红细胞与特异性抗体结合形成抗原抗体复合物时，通过经典途径激活补体，形成攻膜复合物，引起靶细胞（绵羊红细胞）裂解，出现溶血现象。而对照组试管因为缺乏特异性抗体或补体，不能有效激活补体系统，不能形成攻膜复合物，也不能溶解绵羊红细胞。通过本次实验课可以进一步加深学生对补体经典激活通路的理解：只有抗原、特异性抗体及补体同时存在时才能通过经典途径激活补体，进而形成攻膜复合物，导致靶细胞破裂。
目前该实验已在我校实施3个学期，累计授课学生人数超过2600人，基本每个学生都能成功完成本次实验，观察到预期的结果。学生在完成本实验的同时实现对理论课教学内容的进一步理解与巩固，在学生中反映很好。
位于宜兴的木构农房绿色改良技术集成与示范项目，隶属于郑州大学主持的“十二五”国家科技支撑计划课题“传统农房建造技术改良与应用”（2015BAL03B03）。项目运用现代木结构技术，改善传统木构民居在结构安全、房屋节能、居住舒适度、建造方式等问题。笔者在郑州大学研究生在读期间有幸参与了项目设计建造的全过程。
与既往的补体相关实验相比，本实验设计具有很多优点：（1）溶血与未溶血区分明显，实验结果易于观察，且成功率高；（2）实验材料容易准备，每个学生需要样品较少，相对成本低，便于大规模推广应用于本科生实验教学；（3）使用新鲜兔血清替代传统的豚鼠血清作为补体来源，能够发挥溶解红细胞的作用，并进一步降低实验准备成本。
《医学免疫学》实验课可以通过实验教学环节，促进学生对理论知识的理解，在培养学生综合素质、实践能力等方面发挥重要的作用，也是理论教学不能取代的，是医学免疫学教学的重要组成部分[4]。实验教学质量直接影响学生对免疫学基本理论的理解与掌握，也间接影响学生将免疫学知识运用到临床实践的能力与水平[5]。本实验的实施使学生在完成实验的同时实现对理论课教学内容的进一步理解与巩固，进一步激发了学生对《医学免疫学》的学习兴趣，对提高该课程的教学效果具有积极促进作用。
参考文献
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本文引用格式： 蔡振明，等.《医学免疫学》“补体依赖的细胞毒作用”实验课程设计与实施[J].教育现代化,2019,6(78):152-153.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.78.064
基金项目： 南京医科大学医学教育研究课题（医学免疫学实验教学改革探索与实践，QN2017116）。
作者简介： 蔡振明，男,汉族，安徽涡阳人，博士，讲师， 研究方向：淋巴细胞发育。
通讯作者： 王慧娟，女，汉族，内蒙古包头人，博士，讲师，研究方向：细胞免疫与免疫调节。
标签：补体论文; 细胞毒论文; 绵羊红细胞论文; 抗体论文; 南京医科大学基础医学院免疫学系论文;