不会找科研思路?从一篇Nature文献说起来教你

来源:生物学霸 发布时间:2017年01月16日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章
 
今天我们就和大家来分析一篇文献,帮大家梳理一下如何从文献中寻找科研思路。
 
推荐理由
 
经典药物在 Nature 上华丽丽登场,幕后推手是谁呢?看过以后,你会发现你所熟悉的分生实验都太 low 了。该研究适合领域:免疫学、药理学、内科学、细胞生物学、分子生物学、化学生物学、药学。
 
思路赏析
 
Th17 细胞分化可能是很多自身免疫性疾病的基础。作者的研究工作围绕 Th17 免疫细胞的分化展开。他们选的研究靶点是孤儿核受体 RORγt。选择靶点的思路可能有:
 
RORγt 是一个三年前刚被证实和 Th17 免疫细胞分化密切相关的新靶点,够新颖;
 
作为一种转录因子,其药物筛选有现成的自动化程度高的实验技术:荧光素酶报告基因技术;
 
RORγt 的内源性配体(胆固醇的代谢产物)在一年前刚被发现,这使得通过激活荧光素酶报告基因系统来反映 RORγt 的转录活性变得非常容易,只需改变培养基中胆固醇含量即可。
 
随后作者用基因工程技术在 S2 细胞株中建立了针对 RORγt 核受体完整的报告基因筛选系统。通过定点突变和改变培养基中胆固醇水平,都能验证该细胞株的荧光素酶信号可直接反映 RORγt 受体的核转录活性。
 
而后,作者用这个系统开始筛选药物,从 4 000 多个化合物中筛选出地高辛及其衍生物是很强的 RORγt 受体抑制剂。作者通过一系列高大上的工作,证实地高辛对 RORγt 的作用又靠谱又纯洁。
 
比如:通过荧光素酶报告基因系统,证实地高辛对其他多种核转录因子都没啥作用;通过化学生物学技术,使 RORγt 受体的内源性配体羟基胆固醇带上荧光基团,直接观察到地高辛能抑制它和 RORγt 的结合;更细致的是,作者通过对 RORγt 受体的配体结合区域进行随机突变后,筛选出单克隆的细胞株,在 200 个单克隆细胞集落里,挑出了 3 个加了地高辛后荧光素酶信号没有减弱的细胞,再进行基因测序,分析找到了地高辛和 RORγt 受体直接结合的准确氨基酸位点。
 
随后作者在原代培养的 Th17 免疫细胞上证实了地高辛对其分化的抑制作用。作者做了一个全转录组基因分析,经过对测序结果的专业分析比对,发现地高辛处理的 Th17 细胞和敲除 RORγt 受体的 Th17 细胞,其转录组有 94% 的相同。
 
除此之外,作者还研究了一堆正常研究可能不会去碰的问题来证实结论的完整性。比如,如何证实地高辛是通过直接抑制 RORγt 受体、而非抑制 RORγt 受体的上下游信号通路来调节基因表达的。作者采取的方法是在一种不表达 ROR 受体的免疫细胞里分别异位表达了 RORγt 受体和另一类与 RORγt 共用相同下游信号通路的同类转录因子:RORα。
 
结果,地高辛只抑制了 RORγt 受体介导的 IL-17 表达变化,对 RORα介导的 IL-17 表达变化无影响,这样就巧妙的排除了 RORγt 受体的上下游信号通路是地高辛靶点的可能性。
 
最后,作者关注了地高辛在临床治疗自身免疫疾病的可行性。包括整体动物模型评价、中毒剂量和治疗剂量的比较、改构后衍生物毒性和药理作用的变化等。不过,有意思的是,作者在讨论中并没有特别看重地高辛临床用于治疗自身免疫疾病的价值。他们更感兴趣的是,人体内居然会有一种以植物成分洋地黄苷作为配体的受体存在,在生物学上到底意味着什么呢?
 
其实近年来已经发现,人体内自身天然存在有洋地黄苷类的化合物,只是生理作用尚不明确,作者认为他们的研究说明,这些内源性地高辛可能是人体内重要的天然免疫化学武器。结论相当有型。
 
亮点 Idea
 
>>>>思维 1
 
如何选择好的研究靶点?CNS 三大杂志报道该蛋白的重要生物功能不超过 5 年(本文是 3 年)、该生物功能和你的专业领域高度相关、但该蛋白却未在你的专业领域研究过,可能就是很好的靶点。
 
>>>>思维 2
 
你以为做个药物对靶点作用的体外实验、再做个体内靶点的基因敲除对药物效果的影响实验,就能妥妥地证明你的药通过你的靶起作用?不说多的,下这个结论至少还要考虑两个方面:
 
一是体外对靶点的作用浓度,和体内产生效应的浓度是否一致?体内有没有 Biomarker 证实你的药引起了你的靶的直接变化;
 
二是你的药有没有可能通过影响你的靶上下游信号起作用?
 
>>>>思维 3
 
文章说洋地黄苷在体内都天然存在,什么酒精、甲醛、二甲基亚砜这些工业原料体内也都存在,看来我们的身体真是个小宇宙。这些东西到底在干神马呢?快去想吧……
 
>>>>思维 4
 
原来地高辛能抑制自身免疫疾病,心内科和风湿内科想报课题的医生朋友们,是不是有种如获至宝的感觉呢?
 
怎么样,是不是从文献中找到了很多有料的东西?只要你找对文献,用对方法,并且坚持,你也可以做到这样。
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