Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФМФ

В.К. Иванов

«_» _ _ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Молекулярная иммунология Кафедра-разработчик Биофизика Направление (специальность) подготовки 011200 Физика Наименование ООП Квалификация (степень) выпускника Магистр Образовательный стандарт Федеральный ГОС Форма обучения очная Соответствует ФГОС ВПО.

Утверждена протоколом заседания кафедры Биофизика № 2 от 17.05. Программу в соответствии с ФГОС ВПО разработали:

к.б.н М.В.Филатов 1. Цели и результаты изучения дисциплины 1.1. Цели изучения дисциплины Целью курса лекций «Молекулярная иммунология» является ознакомление студентов с основами организации и функционирования иммунной системы. В лекциях рассматриваются как общие принципы построения и работы иммунной системы, так и детальное описание ее компонентов на молекулярном, клеточном и организменном уровне. В ходе изложения иммунная система рассматривается с различных точек зрения, сопряженных с молекулярно биологическим, биохимическим, генетическим, биофизическим, цитологическим, эволюционным подходами. В лекциях затрагиваются некоторые медицинские приложения данной области знания. Дисциплина направлена на формирование у студентов научных взглядов и исследовательских подходов в области молекулярной иммунологии.

1.2. Результаты обучения (компетенции) выпускника, в формирование которых вносит вклад освоение дисциплины Код Результат обучения (компетенция) выпускника ООП ОК- способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук ОК- способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение ОК- способностью порождать новые идеи (креативность) ПК- способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта ПК- способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов, обзоров, докладов и статей (в соответствии с профилем магистерской программы) ПК- способностью использовать свободное владение профессиональнопрофилированными знаниями в области информационных технологий, современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки ПК- способностью проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов 1.3. Планируемые результаты освоения дисциплины -способность, самостоятельно выполнять биофизические исследования при решении научно-исследовательских задач по теме магистерской программы;

-умение использовать знания и методы молекулярной иммунологии для решения прикладных и инновационных задач в профессиональной области -способность планировать, организовывать и проводить научно-исследовательские работы по теме магистерской программы;

-способность к самостоятельному обучению новым методам и технологиям исследования;

-способность самостоятельно анализировать, обобщать и систематизировать результаты биофизических работ.

-способность использовать современные методы обработки и интерпретации биофизической информации при проведении научных исследований.

2. Место дисциплины в ООП Согласно ФГОС ВПО направления 011200 «Физика» (квалификация «магистр») дисциплина «Молекулярная иммунология» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла М.2.

Дисциплину «Молекулярная иммунология» студенты изучают в 10-м семестре (пятый год обучения).

Изучение дисциплины «Молекулярная иммунология» опирается на знания в области общей биологмм, молекулярной биологии клетки, метаболической биохимии, экспериментальных методов биофизики, освоенные студентами на предшествующих этапах обучения.

Результаты изучения дисциплины «Молекулярная иммунология» используются при изучении дисциплин профессионального цикла М.3, при выполнении НИРС и при подготовке магистерской диссертации.

Курс состоит из лекционного материала.

3. Распределение трудомкости освоения дисциплины по видам учебной работы 3.1. Виды учебной работы в том числе творческая проблемно-ориентированная самостоятельная – работа Общая трудоемкость освоения дисциплины в академических часах: 3.2. Формы контроля 4. Содержание и результаты обучения 4.1. Разделы дисциплины и виды учебной работы Общая организация иммунной системы Органы, ткани и клетки Главные молекулы иммунной системы Гуморальный и Т-клеточный иммунный ответ Иммуноглобулины и их структурные особенности Рецепторы Т-лимфоцитов Главные комплексы гистосовместимости Механизмы генерации молекулярного разнообразия узнающих молекул иммунной системы 3.6. Врожденные компоненты иммунного ответа и взаимодействие организма с 4 различными инфекционными агентами.

4.2. Содержание разделов и результаты изучения дисциплины 1. Введение 1.1. Введение Развитие представлений о функциональной роли и строении иммунной системы. Основные этапы развития иммунологии, исторический обзор.

2. Общая организация иммунной системы 2.1. Органы, ткани и клетки Основные органы и ткани иммунной системы:

красный костный мозг, тимус, селезенка, лимфатические узлы, Пейеровы бляшки, диффузные лимфоидные скопления, Фабрициева сумка.

Основные клеточные элементы иммунной системы:

В и Т-лимфоциты, естественные киллеры, моноциты, макрофаги, дендритные клетки, нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, эндотелиоциты.

2.2. Главные молекулы иммунной системы Иммуноглобулины, Т клеточные рецепторы, главный комплекс гистосовместимости 1-ого и 2-ого адаптивной иммунности.

типа, CD-классификация основных поверхностных молекул клеток иммунной системы, цитокины, хемокины, белки комплемента и неадаптивного иммунитета. Принципы врожденной и адаптивной иммунности. Принципы «Свой – чужой» и «Друг – враг» в работе иммунной системы.

3. Гуморальный и Т-клеточный иммунный ответ 3.1. Иммуноглобулины и их структурные особенности Антитела и их функции. Структура типичной молекулы антител. Тяжелые и легкие цепи, вариабильные и константные области, доменная организация иммуноглобулинов, субклассы иммуноглобулинов IgG1,2,3,4, IgM, IgA, IgD, IgE.

Расщепление иммуноглобулинов на фрагменты Fab, F(ab)2, Fc и Fv фрагменты. Принципы белковой укладки в типичном иммуноглобулиновом домене.

Изменчивость и иммуноглобулины: идиотипы и аллотипы. Трансмембранные и секретируемые формы иммуноглобулинов.

Рецепторы Т-лимфоцитов, их структура и функции.

Т-клеточные рецепторы напоминают связанные с мембраной Fab фрагменты иммуноглобулинов.

Разнообразие Т-клеточных рецепторов сфокусировано в CDR3 области. Т-клетки с альфа – бета и гамма – дельта рецепторами. Корецепторы CD4 и CD8 кооперируются с Т клеточными рецепторами при узнавании антигена. CD3 комплекс.

ITAM – иммунорецепторный тирозиновый активационный мотив.

3.3. Главные комплексы гистосовместимости Процесинг пептидов на протеасомах, LMP2, LMP7, полиморфизм комплекса генов MECL-1 и их роль. TAP-1, TAP-2 и транспорт пептидов в эндоплазматический ретикулум.

Калнексин, калретикулин, тапасин и сборка МНС комплексов. Инвариантная цепь, HLA-DM, HLA-DO и их роль в созревании МНС2 комплексов.

Организация и полиморфизм комплекса генов МНС.

3.4. Механизмы генерации молекулярного разнообразия узнающих молекул иммунной системы Сходство и различия в механизмах генерации разнообразия Т-клеточных рецепторов и генов иммуноглобулинов. Механизмы генерации и проведения сигналов от иммунных клеточных рецепторов в ядро. Внутриклеточные сигнальные компоненты: фосфолипаза С, инозитол трифосфат, диацилглицерол. Малые G белки и активация протеинкиназного каскада.

3.5. Регуляция гуморального иммунного ответа Гуморальный иммунный ответ и его регуляция.

Комплемент и его значение. Три пути активации комплемента. Активация фагоцитоза компонентами комплемента.

3.6. Врожденные компоненты иммунного ответа и Знание врожденных компонентов взаимодействие организма с различными инфекционными агентами.

Хемокины и их роль в рекрутировании клеток иммунной системы в места инфекции. Адаптивные компоненты иммунного ответа и взаимодействие организма с различными инфекционными агентами.

Иммунный ответ в отсутствии инфекции.

Онкологические заболевания и иммунный ответ.

Гуморальный ответ против злокачественных опухолей и его неэффективность. Специфические раковые антигены и моноклональные антитела против них. Пути повышения иммуногенности малигнизированных клеток.

3.7. Т-клеточный иммунный ответ Т-клеточный иммунный ответ и его значение. Общие принципы организации и регуляции иммунной системы. Иммунная система как молекулярный анализатор. Параллели между иммунной и нервной системой. Эволюция и иммунный ответ.

Иммунодефициты и патологические иммунные реакции.

5. Образовательные технологии В преподавании дисциплины «Молекулярная иммунология» используются преимущественно традиционные образовательные технологии - лекции.

Семинары по дисциплине «Молекулярная иммунология» осуществляются в рамках общей программы дисциплины «Иностранный язык в сфере профессиональной коммуникации» (10-й и 11-й семестры).

Объм лекционных занятий составляет 100% общего объма аудиторных занятий. Превышение предельного норматива, установленного ФГОС ВПО для ООП, компенсируется уменьшенной долей лекционных занятий по другим дисциплинам в рамках ООП и в целом по ООП норматив выполнен.

Занятия в активной и интерактивной формах 6. Лабораторный практикум Лабораторный практикум по дисциплине «Молекулярная иммунология»

осуществляется в рамках общей программы дисциплины «Научно-исследовательская работа» на 5-м курсе обучения.

7. Практические занятия Семинары по дисциплине «Молекулярная иммунология» осуществляются в рамках общей программы дисциплины «Иностранный язык в сфере профессиональной коммуникации» (9-й, 10-й и 11-й семестр).

8. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Самостоятельная работа студентов направлена на закрепление и углубление освоения учебного материала, развитие практических умений. Самостоятельная работа студентов в рамках дисциплины «Молекулярная иммунология» включает следующие виды самостоятельной работы:

- работу с лекционным материалом и с рекомендованной учебной литературой;

- работу по анализу литературы и написанию реферата;

- подготовку к проверочным работам и экзамену;

Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа в рамках дисциплины «Молекулярная иммунология» включает в себя:

- поиск, обработку и презентацию информации по печатным изданиям и электронным источникам информации по заданной проблеме в рамках общей программы дисциплины «Иностранный язык в сфере профессиональной коммуникации» (10-й семестр);

- выступление на указанном выше семинаре.

Методы контроля самостоятельной работы студентов включают написание проверочных работ и реферата. Учебные и методические пособия, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе, указаны ниже в разделе 9.2.

Примерное распределение времени самостоятельной работы студентов выполнение домашних заданий, домашних контрольных работ 9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 9.1. Адрес сайта курса РПД размещается по адресу http://biophysics.spbstu.ru/399_01w.html.

9.2. Рекомендуемая литература Основная литература Автор, название, место издания, издательство, год (годы) Год К-во Место 1. Защитные системы организма и экологические проблемы. 2007 50 Библиотека учеб. пособие для вузов по направлению подготовки "Техническая физика". / Н. А. Пестерева, М. Л. Пестерева — СПб. Изд-во Политехн. ун-та, 2. Введение в клеточную биологию. учеб. для ун-тов по 2005 23 Библиотека направл. 510600 "Биология" и биол. спец.. / Ю. С. Ченцов — М. Академкнига, Дополнительная литература 1. Практикум по иммунологии. учеб. пособие для вузов по направл. 510600 и спец.

011600 "Биология". / [И. А. Кондратьева [и др.]] — М. Academia, 2. Иммунологический словарь. учеб. пособие для вузов по спец. 012000 "Физиология" и др. биол. спец.. / В. Г. Галактионов — М. Academia, 9.3. Технические средства обеспечения дисциплины http://univertv.ru/, раздел Биология;

http://www.humbio.ru/, база знаний по биологии человека;

http://www.bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/ Интернет-портал «Легендарный Физтех».htm 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины Аудиторный класс, наличие проектора для демонстрации наглядных пособий и экрана.

Компьютерный класс, лицензионное программное обеспечение, Internet.

Наличие лабораторной базы для проведения научно-исследовательской работы, включая химические реактивы, приборы (спектрофотометр, оборудование для электрофореза, аналитические весы, центрифуги, рН-метр) и лабораторные принадлежности (химическую посуду, автоматические пипетки).

Для проведения НИР также используются ресурсы и оборудование институтов российской АН и РАМН – организована базовые кафедры и лаборатории в институте цитологии и институте гриппа, проводятся работы в рамках центра «Биофизика», организованного при участии ПИЯФ.

11. Критерии оценивания и оценочные средства 11.1. Критерии оценивания При выставлении итоговой отметки по дисциплине руководствуются прежде всего результатом проведения экзамена. Вопросы, выносимые на экзамен приведены в разделе "Оценочные средства". Кроме этого во внимание принимается посещаемость лекционных занятий, активность студента при проведении занятий в интерактивной и активной форме и качество написанного реферата.

11.2. Оценочные средства 1. Назовите основные характеристики адаптивного иммунного ответа, отличающие его от врожденного иммунитета.

2. Назовите характерные черты вторичного иммунного ответа, отличающие его от первичного.

3. Сравните 4 типа молекул, связывающих антиген: антитела, Т клеточные рецепторы, главный комплекс гистосовместимости 1ого типа (MHC1) и главный комплекс гистосовместимости 2ого типа (MHC2).

4. Опишите способы взаимозависимости и кооперации врожденного и адаптивногог иммунитета.

5. Перечислите первичные лимфоидные органы и охарактеризуйте их роль в иммунном ответе.

6. Перечислите вторичные лимфоидные органы и охарактеризуйте их роль в иммунном ответе.

7. Какова основная роль тимуса?

8. Перечислите и охарактеризуйте основные типы клеток иммунной системы.

9. Что такое идиотип, изотип и аллотип?

Охарактеризуйте все изотипы иммуноглобулинов.

10.

Опишите механизм переключения изотипов и факторы влияющие на его 11.

особенности.

Как организован вариабильный домен антител, связывающий антиген.

12.

Опишите структуру константной части иммуноглобулинов, укажите места 13.

связывания комплемента, Fc рецепторов.

Чем отличаются рецепторная и секретируемая формы иммуноглобулинов?

14.

Какие изотипы иммуноглобулинов используются в качестве рецепторов на 15.

наивных В лимфоцитах?

Что такое моноклональные антитела и как их получают?

16.

Опишите механизм перестройки генов иммуноглобулинов, приводящий к 17.

возникновению разнообразия антител.

Каков механизм формирования разнообразия в 3х гипервариабельных 18.

областях антител? Почему 3я гипервариабельная область более вариабельна чем Объясните разницу между аффинностью и авидностью антител.

19.

Каково преимущество использования ELISPOT в сравнении со стандартным 20.

ELISA подходом?

Что такое абзимы? Способы их получения.

21.

Опишите основные компоненты системы комплемента.

22.

Объясните, почему одиночная молекула IgM может активировать 23.

комплемент при связывании с антигеном, а IgG нет?

Охарактеризуйте отличие классического и альтернативного путей 24.

активации комплемента.

25.

CD4 или CD8 клетки узнают пептиды связанные с MHC2?

26.

Опишите структуру комплекса белков, составляющих CD3.

27.

Сопоставьте организацию вариабельных частей иммуноглобулинов и Т клеточных рецепторов.

Какова роль CD4 и CD8 молекул в узнавании Т лимфоцитами антигенов?

Сопоставьте роль alfa-beta T клеток и gamma-delta T клеток.

Сравните механизм генерации разнообразия Т клеточных рецепторов и иммуноглобулинов.

Опишите молекулярные механизмы загрузки пептидов в MHC1 и MHC Опишите процесс созревания Т лимфоцитов в тимусе.

Что такое позитивная и негативная селекция Т лимфоцитов?

Какие молекулы обеспечивают костимулирующее действие на Т Какие клетки выполняют роль профессиональных антиген-представляющих Сопоставьте роль и происхождение наивных Т клеток, эффекторных Т Опишите основные этапы созревания В лимфоцитов. Какими существенными молекулярными событиями сопровождается этот процесс?

12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины Дополнительные рекомендации отсутствуют.