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三十六策 Lesson 2 化型为模

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三十六策

  • 疾病和表型确定了,尤其是表型参数确定之后,就会有了具体的研究细分
  • 用疾和型的关键词去检索,可以获得一堆参考文献,去读几篇,不难发现它们会有着极其相似的实验设计,这就是我们学习套路的路径
    • 首先总揽全局,研究同一疾病有哪些相关表型,宏观掌握
    • 然后是精雕细琢,围绕具体的领域学习具体的研究套路
    • 研究套路不是凭空产生的,都来源于文献的总结和借鉴,要善于归纳前人的工作

模:模型,model

  • 明确了表型,模型就属于一种关联性的常识
  • 模型由疾病和表型共同选择
    • 疾病决定模型的种类
    • 表型决定模型的特征,应该有生理或病理的特征
  • 把模型理解成表型的注释是比较合适的,把原本抽象的表型具体化,变成养什么细胞,作什么动物,养什么标本

为什么需要模型:不能直接做人体实验

  • 伦理:什么是对,什么是错
  • 模型的根源:“己所不欲,勿施于人”,越是和人想象的模型,就是最好的模型
    • 越是简单的模型,就越没有伦理的顾虑,但是和人的实际状况差距越远,模型所能代表人的程度就越差;最低的就是细胞模型了
    • 但是,越是简单的模型就越稳定,实验的可重复性就越高,一个能够被广泛接受的科学观点一定要经得起检验,可重复
    • 可以说,在疾病和表型定下来了以后,确定模型的第一个环节就是用什么细胞做实验,拿到细胞知道怎么养,往往是做科研的第一件事
    • 另一个考虑的角度:细胞远比动物省钱
    • 比较没那么有经费的策略:先细胞,后发文章或者接着做动物
  • 不同种类的模型,以及如何正确表述
    • in vitro 字面翻译是在玻璃里,也就是体外养细胞
    • in vivo翻译过来是在活体内,也就是动物模型
    • ex vivo翻译为离体,特指直接活体取材,皮肤,闹组织;一部分动物实验结束后取器官或组织进行分析,也可以称作ex vivo;体外培养的细胞体内回输,也可以称作ex vivo
    • 如果生物材料不是直接取自生物体,而是经过商业购买的,转化而来的,筛选过的,永生化的细胞株,包括转基因操作过的细胞株,都是in vitro
  • 细胞模型可以分为2类
    • 商业化的细胞株,买来直接用,可以不断传代扩增
    • 基于人体或者动物模型分离得到的原代细胞
    • 能用细胞系/细胞株,就千万别碰原代细胞,有很多条件要自己摸,但是一些特殊的领域,缺血再灌注IRI的课题不一定避得开原代细胞
    • 研究得比较多的领域,踩的人多了自然就有了路,就算没有细胞株可以用,分离培养原代细胞的方法也会更成熟,可能还有商业化的试剂盒
    • 但是,如果有些疾病真的超级罕见,动物模型还可以做,细胞模型真的无,这种疾病就真的很容易做着做着整个人发现没信息而裂开,建议不要选
    • 对初学者来说,模型用现成的可以说是“铁的纪律”

大多数文章在编排的时候都会把细胞放在一起,动物放在一起

  • 养一批细胞做不同的细胞实验,然后养一批动物做不同的动物实验
  • 只有少数文章会提出一个问题,然后一堆结果(细胞+动物+组织标本)的方式去呈现
  • 不管数据是怎么呈现的,我们都能看到一个figure里面的实验数据可以区分为细胞实验,动物实验和人组织标本实验这三大来源
    • 人不能直接用于实验,但是医学实验里可以用人的组织,或者原代培养的细胞来替代
    • 组织标本可以用另一个专门的词去替代,这就是所谓的in situ,即在原位的意思,分离出来的原代细胞再研究,会被归入ex vivo的范畴内
  • 除了细胞实验,动物实验和人组织标本实验这三大数据来源,还有一个数据来源是电脑模拟分析,生物信息学分析就是其中的一类,专业名词是in silico ,主要用于高通量获取疾病相关的分子上,或者是去预测分子之间的调控网络
  • 细胞实验往往是基础研究中的大头,图比较多;还可以进一步区分
    • 细胞表型研究——功能
    • 分子调控关系,只是结合了分子生物学的方法,重点探讨分子关系(分子机制)
    • 机制研究的数据应该专门划分出一个分类,称为分子水平的研究,识别这部分数据很重要(文章逻辑的难点)

总结:五个维度的数据

  • 分子机制
  • 细胞表型
  • 动物实验
  • 组织标本
  • 生信分析

模型的分类

  • 自发:疾病本身的状态就在模型里面有,有典型和特征性的表型
  • 诱发:需要加药或某种干预条件(缺氧,高糖),来造成细胞的表现
  • 对于细胞模型,有细胞系和原代细胞两种来源,然后再搞清楚建模过程需不需要某些干预因素
  • 动物模型:最常见的是老鼠,分为大鼠和小鼠,最常用,研究的人多,基因组信息完善,对基因操纵比较容易
  • 动物模型也可以分为自发模型和诱发模型,其中诱发模型是动物实验中最常见的类型
  • 转基因动物模型:制作转基因动物的实验周期越来越短,价格也越来越亲民,可以说基础研究中的劳斯莱斯,可以提供更有说服力的数据(转基因动物模型>诱导建模的模型>细胞水平)
  • 肿瘤的移植瘤模型:人的肿瘤细胞不能直接接种给小鼠,但可以接种给先天性胸腺缺失突变的小鼠,我们称为裸鼠(因为没有毛),在肿瘤研究中可以看到
  • 另外一种肿瘤研究领域的模型是PDX模型:直接接种来自患者的肿瘤组织去形成移植瘤模型,这种会带有患者组织的特性,适合进行个体化治疗的模型

怎样获取模型套路和积累

  • 一旦选定了表型,怎么获取模型套路:精度高分文献,读那些研究性的论著article,不用多,几篇就够了,用什么模型,怎么诱导,检测了哪些指标,做了哪些实验
  • 一开始会很困难,但会慢慢好起来的,自己的课题也就几个细胞,一两种动物模型
  • 提取模型的关键信息,硕博论文(中文)是不错的来源(适合0基础),对实验方法有详细的描述
  • 从读review和看国自然中标的标书确定疾型的细分领域,再到读高分article找经典的实验设计,再到硕博论文里找实验细节的东西,1-2个月的实验很容易就过去了,至于操作窍门只能在实验中慢慢摸索了
  • 在电脑里新建一个文件夹,把看到的常规的实验方法的描述全部记录下来,按照实验名称在文件夹里全部归类放好,这些就是写methods部分的材料
  • 在做实验期间,就可以开始写methods部分的材料了,实验做完就可以整理数据,开始写results和figure

关于模型的更多认识

  • 模型也可以看作是表型的评价体系
  • 模型+检测方法+分子标记=表型这个抽象概念转化成具体的数据和图表,最后形成文章
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  1. 1. 模:模型,model
  2. 2. 为什么需要模型:不能直接做人体实验
  3. 3. 大多数文章在编排的时候都会把细胞放在一起,动物放在一起
  4. 4. 总结:五个维度的数据
  5. 5. 模型的分类
  6. 6. 怎样获取模型套路和积累
  7. 7. 关于模型的更多认识
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