摘要：遗传学是生命科学领域的重要基础课程，而遗传学实验作为检验理论知识的实践活动，是培养学生专业探索能力和好奇心的实验课程。将成熟的科研方法引入实践教学中，是改进本科实践的重要途径。文章以基因SNP和疾病的相关性研究为基础，将遗传学基因多态性的检测和分析方法以项目组织开展的方式引入到遗传学实践教学中。学生通过检测和分析基因位点多态性与疾病的关系，可掌握DNA提取、引物设计、PCR扩增、基因测序，meta分析等遗传学基本理论和方法，研究基因位点的多态性对疾病易感性的影响，有助于培养学生探索、分析、解决问题的能力。
关键词：SNP,遗传学,实验教学,meta分析
遗传学实验不仅可以促进学生理解和掌握理论知识，也可以提高学生的学习能力和创新能力。遗传学实验教学中，传统验证实验已难以满足学生的创新思维需求，也难以有效调动学生的学习兴趣，更无法提高学生的学习主动性[1]。
创新思维和问题分析能力是当前我国创新型人才的培养方向，可推动传统被动式学习向主动探索式教学转变，打破学生的固有思维，提升学生的创新能力。本文试图将科研项目中较为成熟的研究方法融入实践教学中，对生物制药专业的遗传学本科实验教学进行项目教学改革，并将基于临床病例研究的SNP与疾病的遗传学相关性以项目的方式引入实验教学中，以期取得良好的教学效果[2]。
1知识点的开展和教学组织
单核苷酸多态性（single-nucleotide polymorphism，SNP）可以作为一个分子标记，用于预测个体的患病风险、药物疗效、环境因素的敏感性和家族成员的遗传性等。
以科研项目中成熟的研究思路为导向，以临床样本为实验材料，将基因提取、引物设计、PCR-RFLP、Sanger测序、遗传关联研究结合生物信息学分析技术开展研究性实践，与传统实验相比，把分割的部分链接起来，以健康问题为出发点，更能提高学生分析问题的兴趣和能力。具体的实验教学组织如下。
（1）引导学生设立实验项目目标，掌握科研背景和意义。分组自行查阅基因和基因功能，设立各组实验项目的目标及其具体参数；对实验方法进行评估和修正，设计详尽的实验流程和实验进程。（2）指导学生查阅文献，选定目标基因并制订详细的实验方案和计划。教师对方案和计划进行审核，并对不完善的部分加以调整，追踪学生对科学研究方法和原理的掌握程度。（3）分阶段完成实验内容。按照既定的实验方案准备实验材料和实验设备，并按照实验计划开展实验。该阶段为实践阶段，对选定的样本进行总DNA提取、目的基因引物设计、目的基因扩增、目的基因序列测定及基因多态性与遗传的关联研究。（4）分组汇报实验数据及结果并进行统计分析。通过汇报目的基因功能、位点多态性与遗传关联性，来训练学生的初步科研素养，培养学生实践和分析问题的能力，激发学生对科学研究领域的探索兴趣。
2实验材料与方法
2.1实验样本
本实验共纳入550名肺癌患者和800名正常对照。参与者均为居住在武汉的无亲缘关系的汉族人群，且所有确认的癌症患者样本均已经过临床病理学检验并确认无误。所有正常对照组或健康对照组均选自2014.09—2016.12到武汉市新洲区人民医院进行定期体检或同期自愿参加流行病学调查的无癌人群。武汉理工大学伦理委员会批准了本病例对照研究，并收到了所有参与者签署的知情同意书。
2.2总DNA的提取
DNA提取工作依照天根试剂盒说明书进行。对提取后的DNA溶液进行质量浓度检测，根据所测结果调配DNA标准质量浓度为1 mg/μL，置于-20℃保存。随机抽查DNA样本进行琼脂糖凝胶电泳，以检测DNA的质量。
2.3 Sanger测序
目的基因位点的多态性均通过Sanger测序的方法获得。
3实验结果与讨论
3.1基因位点的选择及基因的提取
全班分为3个小组，通过文献调研自主筛选3个基因位点：MALAT1基因rs3200401位点、VTCN1基因rs10754339位点和miR-143/145基因启动子区rs41291957位点。本文选用MALAT1基因rs3200401位点组的结果展开讨论。MALAT1基因位于细胞核染色体，是一种lncRNA[3]。MALAT1可通过多种信号通路影响肿瘤组织的上皮间质转化、转移、侵袭等过程[4]。rs3200401是位于MALAT1基因上的一个SNP位点，该位点可能会改变MALAT1这一lncRNA的表达过程或者影响其结构，从而影响MALAT1在癌症发生过程中的作用机制。从样本中提取DNA进行质量评估，结果如图1所示。
3.2 MALAT1基因rs3200401位点的基因分型结果
在研究中，使用PCR-RFLP分型方法和Sanger测序法进行基因分型，结果如图2所示。在PCR-RFLP测序图中，最左侧有2条条带（130 bp+178 bp）的是CC基因型；中间有3条条带（130 bp+178 bp+308 bp）的是CT基因型；最右侧只有1条条带（308 bp）的是TT基因型。在Sanger测序图中，荧光绿色代表A碱基；粉色代表T碱基；紫色代表C碱基；墨绿色代表G碱基。在rs3200401位点，粉色曲线与紫色曲线重叠，代表该位点C>T（C突变为T），个体的基因型为CT；紫色代表个体基因型为CC；粉色代表个体基因型为TT。
3.2 rs3200401位点与湖北人群结直肠癌风险的相关性
根据卡方检验结果，等位基因的多样性与罹患结直肠癌关联显著（P=0.021）；基因型的多样性与罹患结直肠癌关联显著（P=0.042）。显著水平定为0.05，在C vs T、CC vs TT、CC+CT vs TT的遗传模型下，rs3200401名义上与结直肠癌风险相关。实际上，rs3200401位点多态性与结直肠癌风险不显著相关，其逻辑回归分析的P值均大于0.0084。
3.3荟萃分析
纳入研究的文献共11篇，包括在网络数据库中搜集到的10篇，本论文也计入在内。总计11个病例对照研究，涉及7 099病例组和7 976对照组。对每项研究的对照组基因型分布进行HWE检验，P值均大于0.05，表明每项研究都符合遗传平衡规律。
纳入研究数量为11在C vs T模型中，11篇文献异质性显著，且异质性无法接受（P<0.1，I2>50%）。在CC vs CT、CC vs TT、CT vs TT、CC vs CT+TT、CC+CT vs TT 5种模型中，研究间异质性不显著（P>0.1）。在卡方检验中，以上六种模型的P值均大于0.008 4，表明rs3200401位点C>T与癌症发生风险之间的关联不显著。
4课程设计和教学反思
根据科研理念和科研成果更新教学内容也是一种教学改革方式。本课题改革从理论知识、学科内不同课程融合，思维培训，统计方法等方面激发学生解决实际问题的动力，提升学生对专业知识的认同感，从而激发其学习动力。作者致力从事SNP与疾病间统计学相关性的科研探索，将SNP突变诊断技术引入生物制药专业的本科遗传学实验教学中，有助于更新本科遗传学教学内容，同时把meta统计学方法及文献收集分析方法融入遗传学本科实验教学中，也可引导学生在实践课程中验证理论知识，培养初步的科研思维。在实验过程中融合不同实验方法，形成新知识，可培养学生查阅与总结文献的能力，同时通过实际问题，也可提升实践过程中分析和解决问题的能力，引导其将理论知识运用于实际生活中，用结论指导疾病诊断判断。
该改革以学生为主导，以临床问题为支撑，融合对实验目的性的探索，设计项目进展计划，完成项目答辩和总结等流程，达到了提升学生的创新思维、学习自主性和问题解决能力的教学目的。
参考文献
［1］张珺倩.新时代背景下高校教学模式比较研究—以植物遗传育种专业为例［J］.植物遗传资源学报,2023,24(5):1515-1516.
［2］范付华.IRAP分子标记技术在林学类专业遗传学实验教学中的应用与探讨［J］.高校生物学教学研究(电子版),2021,11(2):62-67.
［3］KEXIN Z,SI J,BO W,et al.Association study of genetic variation of lncRNA MALAT1 with carcinogenesis of colorectal cancer［J］.Cancer Management and Research,2018,10:6257-6261.
［4］YUAN L,CHANG J,LEE H,et al.Genetic variants of lncRNA MALAT1 exert diverse impacts on the risk and clinicopathologic characteristics of patients with hepatocellular carcinoma［J］.Journal of Clinical Medicine,2019,8(9):1406.
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