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(策略篇)S5E56: 大名鼎鼎的Rescue挽救实验,是个什么鬼?

2016-09-06 小张 小张聊科研


前两天在看朋友发过来的专家反馈意见的时候看到了一条建议:需设计严谨的“挽救(rescue)”实验,看来大家对挽救实验的理解还是有些模糊的,今天小张就说一说对挽救实验的一点理解。

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根据挽救的现象,我们把Rescue实验分为表型挽救机制挽救

表型挽救是说A技术回复了B技术所造成的表型,比如X基因的过表达回复了X基因的干扰所造成的表型,这里说的表型比如细胞增殖表型、周期、自噬等等;

机制挽救是说A技术回复了B技术所造成的下游分子表达、活性或者定位,比如X基因的过表达回复了X基因的干扰所造成Y基因的上调,P通路的激活,或者Z分子的定位。




关于机制研究的三种模式,大家可看文章(策略篇)三分天下:分子机制研究的三种模式

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根据要解决的问题,我们把Rescue实验分为分为单因素挽救多因素挽救

单因素挽救是指围绕单一因素展开的A技术和B技术的回复,X基因的过表达回复了X基因的干扰所造成的表型和表达调控,就是围绕X基因所展开的表达层次的回复。广义来说,这里的单因素除了基因外,还可以是信号通路(比如通过对TGF-β通路进行激活和抑制挽救细胞纤维化的表型)、表型(比如通过促进和抑制细胞自噬研究自噬对肿瘤的影响)、菌群(比如通过菌群移植挽救菌群缺失造成的IBD) ,甚至是药物。

多因素挽救就复杂一些了,我们以两因素为例,比如为了证明M分子通过调控N分子的表达影响细胞增殖,就可以通过干预M分子挽救N分子干预所造成的细胞增殖能力变化来证明。多因素挽救实验是研究分子间调控关系常做的实验之一。



黑箱中的“自挽救”和“旁挽救”


我们粗略总结下就是:利用对某个(些)因素的已知干预手段(加法和减法)来研究某个(些)因素对下游结果的影响。我们在包括单因素和多因素的黑箱中研究因素之间的“因果报应”,有点像犯罪后判刑,表现好减刑的意思。


上面是理论,下面我们举例看Rescue实验在课题设计中的应用。

案例1

Effects of SOX2 on Proliferation, Migration and Adhesion of Human Dental Pulp Stem Cells.

SOX2过表达导致DPSC细胞增殖、侵袭和粘附能力上调,而SOX2 siRNA挽救了上述表型。单因素表型挽救。


案例2

miR-92b regulates glioma cells proliferation, migration, invasion, and apoptosis via PTEN/Akt signaling pathway.

miR-92b抑制物(inhibitor)可以抑制胶质瘤细胞的增殖、迁移、侵袭,并促进细胞凋亡;而miR-92b和靶基因PTEN的双敲实验(double knockdown)挽救了miR-92b抑制物造成的上述细胞表型。双因素表型挽救。


案例3

MicroRNA-663 suppresses cell invasion and migration by targeting transforming growth factor beta 1 in papillary thyroid carcinoma.

在荧光素酶报告基因实验中,miR-663类似物(mimics)下调了靶基因 TGFβ1野生型3′-UTR的荧光素酶活性,而TGFβ1的3-UTR中miR-663结合位点的突变挽救(上调)了荧光素酶活性双因素机制(活性)挽救。


案例4

MiR-221 Promotes Capan-2 Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Cells Proliferation by Targeting PTEN-Akt.

miR-221通过激活PTEN-Akt信号通路促进胰腺癌细胞增殖,而PTEN-Akt信号通路抑制剂LY294002挽救了miR-221过表达导致的细胞增殖。双因素表型挽救。


案例5

Targeting the Nuclear Import Receptor Kpnβ1 as an Anticancer Therapeutic.

小分子INI-43是癌基因Kpnβ1的抑制剂,Kpnβ1作为核转运受体通过转运P65等发挥功能。INI-43抑制Kpnβ1功能导致P65核转运受阻,而Kpnβ1的过表达挽救了P65的核转运双因素机制(定位)挽救。


好了,挽救实验在文章中的案例就到这里了,我们看基金。在(基金篇)S5E50:基金评审意见“人话翻译机”一文中,我们说到在基金申请中在方案设计上常遇到问题是研究太浅,不够深入:


而挽救实验就是一个增加机制研究深度的一个解决方案,比如为了说明分子A通过激活P通路促进肿瘤增殖的时候就可以分为三部分:

  1. A对P通路分子和P通路状态调控;(最浅)

  2. A通过与P通路中的P1分子直接作用调控激活P通路;

  3. 挽救实验:

    A过表达+沉默对P通路分子表达、通路激活和增殖表型的影响;

    P1分子干预(激活、抑制、干扰、过表达)对A促进肿瘤增殖的影响;

    P通路干预(抑制剂、激活剂)对A促进肿瘤增殖的影响;



That’s all. Thank you!



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