卜文超，陈世新，曹明国，边 维

(丽水学院医学院，浙江 丽水 323000)

《组织学》主要讲述显微镜下微观组织结构的特点，微观结构决定了其学习的抽象性，导致许多学生对这门学科的学习兴趣下降，造成学习效果欠佳，甚至达不到教学培养要求。传统的组织学教学模式不利于激发学生的学习动机，甚至产生厌学情绪[1]。解决上述问题的基本方法包括扎实的专业知识，新颖的教学内容以及多样教学方法。

近年来，关于提高《组织学》学习方法的研究很多，主要集中以下模式。“互联网”+线下的混合式教学模式，即网络线上教育如慕课(MOOC)、微课、微视频、手机APP等与线下课堂教学有机融合[2]。数字切片系统在教学中的应用，利用全自动数字切片扫描系统进行图像采集,无缝拼接，生成高精度的数字图像，被越来越多高校所采用[3-4]。数码显微互动软件系统实现教师与学生同步的视野，有利于师生间同步的交流，及时动态地去解决学生提出的问题[5-6]。以上教学改革主要集中在传授知识方法的创新。使抽象的教学内容变得更加具体化、形象化、易理解也尤为重要，如采用多媒体动画演示骨骼肌的动态状态下收缩原理、播放精子与卵细胞融合的过程[7]。人类蛋白图谱(human protein altas,HPA)数据库可以实现某一种具体类型的细胞在组织中定位的可视化，使传统HE切片中不太容易观察的特定细胞形象化，有望使抽象的细胞在教学中变得更加形象化。

查阅中外文献，尚未将HPA数据库应用到《组织学》教学中。本研究首次以睾丸间质细胞中胰岛素因子3(INSL3)阳性表达为例，应用HPA数据库在线查找睾丸间质细胞表达部位，以期通过在线查找方式，简洁、明了地向学生演示睾丸间质细胞存在位置。

1.1HPA数据库简介 HPA是瑞典的一项计划，始于2003年，旨在通过整合各种组学技术，包括基于抗体的成像。HPA知识资源中的所有数据都是开放访问的，使学术界科学家可以自由访问这些数据，以探索人类蛋白质组学。2019年9月HPA数据库第19版本推出，第19版HPA数据库由6个独立的部分组成，每个部分侧重于人类蛋白质全基因组分析的一个特定方面。HPA数据库包含组织图集(The Tissue Protein Atlas)、细胞图集(The Cell Atlas)、病理学图集(The Pathology Atlas)、血液图集(The BloodAtlas)、大脑图集(The Brain Atlas)、代谢图集(The Metabollc Atlas)。其中组织学图集包含有关人类基因在mRNA和蛋白质水平上的表达特征的信息，在蛋白质水平包含44种正常人体组织免疫组织化学蛋白质表达图谱及蛋白质表达定位注释，蛋白质表达图谱数据涵盖人类15 313个蛋白编码基因，占蛋白编码基因78 %。病理学图集包含来自17种不同形式的人类癌症的mRNA和蛋白质表达数据，对大多数蛋白质编码基因采用组织微阵列(TMA)为基础的分析，对大多数蛋白质编码基因进行免疫组织化学(IHC)分析，总共构成超过500万张国际中心癌症组织图像。早在第17版HPA数据库中，数据库中已包含超过25 000 抗体，这些抗体已通过严格的抗原特异性和验证质量测试，从而收集了超过1 000万张IHC图像和82 000个高分辨率IF图像[8]。

1.2从HPA数据库中提取免疫组织化学图片 HPA数据库网址为(http://www.proteinatlas.org/)，可根据自己需求设定筛选条件，对检索的图片进行分析。在本研究中检索INSL3蛋白定位睾丸间质细胞，得到睾丸间质细胞定位图片。我们设定的检索条件为：(1)search：INSL3；
(2)Gene:INSL3；
(3)INSL3:Tissue atlas-Enhanced;(4)Protein expression(score)1:Testis;(5)Testis:TESTIS-Expression summary。

1.3HPA数据库得到睾丸正常组织HE染色光镜图 同样应用HPA数据库查找，我们的检索条件为：(1)～(4)检索步骤同上述1.2；
(5)Testis:TESTIS-HPA RNA-seq summary。

2.1HPA数据库中检索INSL3标记的睾丸间质细胞 可得到3例患者正常睾丸组织INSL3阳性表达图片，分别见于INSL3特制抗体HPA028615(patient id 2435)、patient id 3355、patient id 2062。获取INSL3标记的睾丸间质细胞免疫组织化学图片，可见INSL3在睾丸间质细胞中高表达，呈强阳性着色，睾丸间质细胞呈棕黄色而在睾丸组织中其他类型的细胞未见明显表达，睾丸间质细胞定位更加明显，箭头所指的区域即为睾丸间质细胞。见图1。

图1 HPA数据库中睾丸组织INSL3阳性表达

2.2HPA数据库中检索正常睾丸组织HE切片图 可得到10例正常睾丸组织HE光镜图片，Tsstis sample 分别为244、278、279、280 、281、282、283、249、254、271。检索正常睾丸组织切片，即可获得正常睾丸组织光镜图片,可见睾丸间质细胞成群分布于生精小管之间的结缔组织内，胞质呈嗜酸性，箭头所指的细胞即为睾丸间质细胞。见图2。

图2 HPA数据库中睾丸组织HE染色图

2.3HPA数据库中经过标记的睾丸间质细胞和普通光镜观察对比 比较2.1与2.2所检索的图片，相较于2.2,2.1所获得的图片更能直观地显示睾丸间质细胞所在的区域(图1、2)。HPA数据库可以同时检索到HE染色图片以及睾丸间质细胞免疫组织化学图片，两者联合应用，辅助应用于教学，或能达到更好的教学效果。

针对《组织学》教学抽象的特点，我们可以采用传统技术方法，如免疫组织化学标记特定类型细胞。正常组织中的某一种特定细胞可通过特异性的细胞标记物标记出来，使目的细胞对比度更明确，目的细胞更容易与周围的细胞相区分，学生能够准确理解某种细胞在组织中的具体位置。细胞标记物已部分应用于《组织学》教学中，其中人民卫生出版社出版的第9版本科教材《组织学与胚胎学》中已有少部分IHC标记细胞插图，如胰岛中胰岛B细胞的标记、树突状细胞中MHC-II类分子的标记、nestin蛋白标记神经干细胞、免疫组织化学图片腺垂体黄体生成素阳性细胞等分子标记物标记，然而书本上的插图数量极为有限。

《组织学》教学中组织切片中细胞经过特异性标记也不是很多，教师自己准备各种组织细胞标志物也是不太现实。主要限制为：(1)各系统正常组织标本难于采集；
(2)每一支抗体的价格昂贵，况且蛋白标记物抗体种类过多；
(3)通过文献查阅的细胞标志物，一般是中、高倍图片，往往显示典型组织，图片视野较为局限，周围毗邻组织显示不够完善。

HPA数据恰好可以解决上述存在的问题。HPA具有共享开放且大数据的特点，HPA数据中正常人体组织和病理组织IHC切片图是千万级的，为解决教学中遇到的切片标本不足、图片不足的问题提供了新思路、新的获取途径。尽管HPA数据库中很多种类型蛋白在特定组织中多个细胞广泛表达，但部分蛋白标记物在切片中仅表达于特定种类的细胞，基于以上观点通过查阅文献找出组织中细胞特异性表达蛋白，在数据库中检测组织类型和输入标记蛋白，即可找到目标图片。INSL3为睾丸间质细胞生物标记物，INSL3是睾丸间质细胞分泌的一种多肽类激素[9]。在本研究中以睾丸间质细胞特异性生物标志物INSL3为例，应用HPA数据库检索可以快速得到睾丸间质细胞定位图片和睾丸组织镜下HE图片。

HPA数据库中有上万种蛋白标记44种正常组织图片，检索HPA数据库即可获得正常人体组织中经过标记的目的细胞图片。HPA数据库不仅有望弥补在教学中可能遇到特殊图片不足的问题，而且大量组织中细胞标记物有望使学生更加容易理解组织的基本结构是细胞，以及细胞所分泌的细胞外基质构成。相较于前几版组织学、病理学等教材，人民卫生出版社出版的第9版医学教材中涉及的分子蛋白的分子机制更多，然而细胞、蛋白标志物的抽象性，使得教材抽象与晦涩难懂。HPA数据库中庞大的组织细胞标记物图片可以更好地解决细胞的抽象性和蛋白所执行的分子功能，使抽象的事物形象化。在HPA病理学图集中，显示了蛋白的表达水平与多种肿瘤预后的关系，可以实现由正常结构过渡到病理结构中分子水平的改变，从而实现知识向临床思维的转化并实现思维的迁移。检索中外文献尚未有将HPA数据库应用到医学教学中，但其应用前景可能异常明了，可初步应用到基础医学学科和临床学科教学和科研中。我们将进一步应用HPA数据库具体到《组织学》各个章节教学中，并评价教学效果，以期达到推广HPA数据库辅助用于医学专业教学的目的。

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