- 从这里开始的若干节内容，我们会关注于细胞间cross-talk的内容；在前面的24节课里，我们讨论了表型的cross-talk、通路的cross-talk和分子间的cross-talk。在这里，我们先尝试给细胞的cross-talk下一个定义：
在细胞交互的文章中，我们可以发现：一项研究里面包含了两种细胞之间的相互作用，也就是这项研究建立在一个二元的细胞体系上。
- 之前课程的所有内容都在一种类型的细胞中作文章，去开展who（主变量）、where（疾病）、what（表型）和how（机制）的一系列论证，也就是文章题目的四个要素。
- 事实上，机体内不仅仅存在细胞内水平的调节，还存在细胞间水平的相互调节。这个问题放在医学科研里面， 就是全新的科学问题。掌握了细胞交互的观察角度，之前的所有科研基础知识将获得新生。变量带入恒量，多元变量组合，间接或直接作用的内容，等等都可以放在两种细胞发生的交互作用的体系里，产生跨越细胞的信号传递，让科学故事的深度再次提升。
科研故事的四个层次与这些层次上的变化
- 表型的数量：恒量变量每篇文章都有，有些文章有表型嵌套而大部分没有，这是变化之一。
- 变量（药物/分子/通路）的数量：有些低IF的文章只有单变量研究，而大部分文章会关注多元变量组合，有没有通过揭示因变量去解释机制，这是变化之二。
- 机制的层次：有些文章做机制只触及了间接调控的层次，知其然不知其所以然；而更高影响因子的文章普遍都是直接机制；或者是直接和间接的多元组合，有知其然知其所以然的细节，这是变化之三。
- 细胞的种类：大部分文章只有单细胞体系的研究，而少部分文章会出现二元细胞体系，这就是变化之四。
细胞交互与分子交互的辩证关系
- 虽然从难度来看，直接作用机制的模式是更深也更难的那个，细胞交互的内容相对来说还简单一些，毕竟细胞比分子更宏观。直接作用机制需要按照分子归类，蛋白结合蛋白、蛋白结合RNA、蛋白结合DNA、还有三元的直接结合，而细胞交互就只是一种细胞对另外一种细胞的交互，不涉及到不同细胞种类的差异化研究方法，研究的基础方法论是一样的，所以理解起来难度小得多。
- 但是，需要注意，细胞交互不能脱离于分子相互作用来孤立地理解，也就是说文章中加上了一个新的二元细胞体系，并没有颠覆原来的分子机制演化规律，而只是在场景上进行了变换升级。
我们可以这样去理解：
在细胞交互的文章中，我们通过增加“录制故事”的镜头数量，把机制展开的细节这个已经足够复杂的故事，又增添了空间上的复杂度，讲出了那些原本在一个屋子里发生的故事之外的，发生在两个，甚至可能是多个屋子内的，更大也更复杂的故事。故事的复杂度进一步升高，体现出更加丰富的层次感。
层次感是基础科研故事的重中之重
- 层次感决定了文章的档次。
- 对一般读者来说，层次感就是文章很绕，不容易看懂。高分文章里表型多，变量多，变量交互的细节多，现在再来一个细胞体系多，层次感自然而然就上去了。
- 提升层次感的关键其实在于文章中模块化的要素数量。疾病、表型和主变量，这三个要素是不变的，每一篇医学SCI论著中都能找到；再加上分子机制，分子机制中要素的数量可以有很多，就像前面说的按照分子交互的类型去分类。还有我们今天开始讨论的细胞交互，基础科研逻辑到了最高深的境界是多层次嵌套的复杂课题设计，但是再复杂，也无非是前五张套路的叠加而已。
- 恭喜各位🎉，看到这里，我们至少已经掌握了拆解医学基础科研所必要的所有要素，或者说理解一篇医学基础科研文章所需要去着手的所有层次。
- 我们已经跨过了分子交互这一基础科研逻辑难度的巅峰，接下来细胞交互的学习应该有一种翻过雪山看到草原的感觉，可以相对轻松地把拼图的最后一块给补上，不必担忧学习难度。
如何理解细胞交互与分子交互的关系
- 这节课的标题是绵里藏针，棉的软和针的硬是事物的两面，我们在看待一样事物时，这两面都要看到。类比到细胞交互，就是要用一分为二，甚至为多的逻辑去看待我们前面讨论的分子交互；在一个故事，一篇文章中出现两种或多种细胞（注意不是细胞系），是两种或多种机制的嵌套，组合到一起，才是一个更加完整的story。
细胞交互的出现对文章深度有贡献
- 某种意义上，文章的深度可以用玩乐高去理解，我们首先介绍类比的对象：
- 表达差异、正反回复、细胞动物、分子机制等论证要素/内容-各种最基础的乐高
- 一种细胞（注意不是细胞系）-一整包乐高
- 一套发生在这个细胞中的，我们要探究的机制-把零散的乐高组装成某个具有观赏价值的物品
- 一篇论文-最终的乐高展示品
- 我们先前介绍的文章，这里暂且用“传统文章”替代，通过研究一种细胞（一包乐高），我们会仅使用来自这种细胞的数据（只用这一包乐高组装出某个物品）来发出一篇文章（这个物品就是最终的乐高展示品）。这些数据中最先出现的常常是表达差异（最先要找到的乐高），然后是分子功能与表型的关系（接着要找到的乐高），这种关系在细胞和/或动物水平被验证，然后可能还有间接或直接的机制研究（可能最后才需要的乐高）。
- 我们在这节课以及接下来的几节课中要介绍的，包含了细胞交互的文章，暂且用“现代文章”来替代，是通过在复数种类的细胞上（买了很多包乐高）做课题，使用来自多种细胞的数据（把每一包乐高都分别打开，各自组装出物品）来发出一篇更复杂的文章（然后把每包乐高组装出的物品再进行一次有机组合，产生一个更复杂的乐高展示品），表达差异-正反回复-细胞动物-分子机制这些研究也是一样的（每包乐高拼装的顺序）
- 这样，哪怕每个线程能提供的数据量是基本一致的（每隔包装里的乐高是一致的），我们通过增加包装乐高数量（增加细胞的数量），实现了拼装多个物品（成倍增加表达差异-正反回复-细胞动物-分子机制的数据量），并且使他们有机地关联起来，在一篇文章里发出来（把拼出来的多个物品组合在一起），我们不仅实现了工作量的增加，而且获得了数据量和文章深度的增加，进而提高了文章的深度（和影响因子）。
- 事实上也确实是这样的，这样的数据量对应的文章至少应该是IF=5起步。一项论证严密的细胞交互+分子直接作用的研究，能够让你一举跨入医学科研高端选手的俱乐部。
如果一定要回答细胞交互和分子交互哪个更重要
- 大家可以把分子变量看成是没有装备的主角，而把细胞交互看成是超级装备。一旦穿上了二元细胞的外衣，分子变量讲述的机制模式就能够大幅提升战斗力。注意，装备和人物还是有主次之分的，要先有分子变量作为科研的主角，细胞交互这件装备才能在增加IF的道路上辅助主角建功立业，不要把这俩文章层次当成平行的关系来理解，细胞交互式讲好分子交互的这个故事的充分非必要条件，反过来没有分子交互细节的细胞交互是毫无故事性可言的。有了细胞交互加持的分子交互就演变成了直接作用机制加上细胞嵌套结构，这可以说是当今科研界最最华丽的套路了。
- 一个课题先提出科学问题，然后依据科学问题做高通量筛选，找到了有创新价值的主变量分子；
- 接下来表型做完，细胞动物的流程结束之后，还发现了一套新机制
- 这套新机制既有下游效应，又有上游调控，是多元变量组合而成的，里面还有直接作用机制的分子交互的细节
- 如果还能建立在两种细胞交互作用的空间体系内，哇这样的课题绝对是基础科研逻辑思维的巅峰之作了
细胞交互的基础概念
- 在刚开始接触表型概念的时候，我们可能会产生这样的疑问，比如说一项研究里面关注的是辅助性T细胞亚群Thelper，也就是Th细胞，它可以算作表型吗？类似的问题还有很多，在研究巨噬细胞极化的课题中，巨噬细胞算表型吗？这一类问题在研究免疫细胞、干细胞的领域的文章中可以说比比皆是。
- 在我们还没有介绍细胞交互之前，我们建议各位把细胞亚群理解为表型的范畴，因表型这个要素具备模型-实验方法-分子标记的套路特征，而细胞亚群与它是一致的。免疫方向的研究里面具体到细胞亚群非常常见，其他领域里面还没有到细胞种类分的这么细致的阶段，不过研究发展的趋势肯定是细胞越分越细。
- 以前我们把各种各样的细胞都看成了表型，在单细胞的研究项目里某种细胞多了或者是少了代表着一种生理或病理的过程，当成表型去处理是完全OK的。现在我们开始学习二元细胞体系，当你学完了这节课，入门了细胞嵌套的逻辑之后，再遇到类似的问题，就应该小心一点了。
- 如果一项研究中，只出现分子对一种细胞亚群的功能进行调节和机制研究，那么这种细胞的特性可以归入表型的范畴，按照恒量来套用。总结了模型-实验方法-分子标记之后，我们就可以尝试着往里面装入不同的变量，实现循环产生新的课题。
- 如果这项研究关注的是细胞间的交互作用，也就是一种细胞亚群和其他细胞的调控关系，比如干细胞可以分泌细胞因子修复损伤的组织细胞，在这样的故事中，干细胞只能看作是我们要探究的分子的外加装备，干细胞作为装备跟变量构成了一个整体，这样的研究中具体的表型是在受到调控的损伤的组织细胞，这项研究中确实出现了两种细胞，但只有被调节的细胞是表型的关联方，主动调节的细胞属于机制的衍生范畴，主动调节的细胞是用来解释调控信号从什么地方释放出来的问题，是分子变量的“附加装备”。
总结一下，细胞交互的概念不属于表型，也不是分子机制，而是介于表型和机制之间的，独立的逻辑维度。
非要说的话，我们可以把细胞交互理解为一半属于表型，一半属于机制，但一个更简单的处理可以把细胞交互理解为分子变量的一个“壳”，一个分子套上了“壳”，看上去就会产生诸多的变化，但单靠“壳”没法产生独立的价值的。
含有细胞交互的文章的本质问题仍然是多元变量的组合问题。回答这个问题的口诀仍然是“先辩主次，再分上下，两两调控，三三回复”的十六字口诀+直接机制。
拨开迷雾，把细胞嵌套和变量组合、以及表型疾病的概念区别开，这是我们理解细胞交互的关键点，请大家务必要弄懂这里面的逻辑。
免疫微环境-细胞间交互入门
- 酸菜老师在领悟科研的阶段，最初是在肿瘤转移微环境的问题中遇到了细胞交互的案例。肿瘤相关成纤维细胞Cancer Associated Fibroblast，英文缩写为CAF，它是肿瘤间质中主要的细胞类型，与肿瘤细胞生存在一起，通过细胞接触、分泌因子或者改造基质的成分等机制，CAF对肿瘤的转移耐药等表型产生丰富的影响。
- 这种细胞之所以被称为肿瘤相关的成纤维细胞，而不是单纯的成纤维细胞，是因为它从成纤维细胞分化而来，已经跟原来不一样了。这种“分化”源于肿瘤细胞对周围微环境有调控的作用。我们既可以研究肿瘤细胞怎么把成纤维细胞改造成CAF，也可以研究CAF反过来怎样帮助肿瘤细胞获得更多的生存和转移机会。这里面细分的科学问题很多，微环境的概念很大，而且考虑细胞交互是研究微环境的基本模式。而且，微环境里不仅有CAF，还有很多的免疫细胞，比如另外一个研究热点就是肿瘤相关的巨噬细胞，英文缩写为TM；还有参与肿瘤免疫逃逸的调节性T细胞Treg等等。
- 这些研究的角度确实会比单细胞研究要更加贴近于机体的实际情况，虽然要研究的模式更复杂了，但是解决问题的潜在价值也更高了。这就是细胞交互设计能够帮助文章story提升IF的一个重要因素。
补充一些常识
- 要做细胞交互的课题，我们首先需要有一组细胞交互的模型，我们要首先能关注到一种细胞能够影响另外一种细胞的现象，然后才能对这种现象进行分子层面的进一步解析。
- 观察这种现象可选的一种非常常见的交互验证模式是条件培养：用一种细胞的培养上清，去刺激另外一种细胞，观察刺激后的生物学效应。
- 我们既可以分开培养，把一种细胞的分泌物加到另一种里面
- 也可以用做肿瘤细胞转移模型的transwell小室，分成上下两层共同培养，但是这两种细胞是不接触的。
- 一般我们不能直接把两种细胞混在一起，因为混在一起以后就分不开了，这个操作是不可逆的啊。混起来之后，待检测的很多指标就没法直接检测了，必须进行细胞示踪，甚至有些表型干脆就测不到了。
- 研究细胞交互作用经典的模式是一个细胞分泌+另外一个细胞吸收，通过条件培养基的刺激，就能验证这种交互作用是否存在。比如说A细胞的分泌物促进了B细胞的增殖，在这个现象的基础上，我们再去分析分泌物里面有什么分子可能可以介导这种效应，这时候可以选用筛选加验证的常规思路。反正有效成分就在培养的上清，而且我们知道也不可能只有一个分子起作用。有效的成分肯定是一组，我们找出来一个+自圆其说，文章就可以发了，不需要也没可能把所有的分子都做完。
- 设计细胞交互需要有交互作用的前置验证，这是特别需要关注的策略。在没有确定交互结果之前，盲目的去考虑分子和变量的交互，直接作用机制都是徒劳无功的，我们要按部就班的来。
- 细胞交互中具体是哪两种细胞搭在一起，大家不要自己费脑筋想，每个固定的领域都会有前人开辟的细胞交互研究模式，这相当于恒量当中的模型，哪一种细胞A调节哪一种细胞B适合于你的疾病来开展，这个问题我们从文献里面找答案，并且可以从文献里面去借鉴用什么样的实验方法和分子标志来评价，以及选择什么样的表型来研究比较好操作。
- 我们要做的仅仅是套新的分子变量进去，不必自己建模型；模型的开发耗时费力，一定不是上策。比如说骨科的基础研究主要涉及到成骨细胞和破骨细胞，成骨怎么调节破骨，破骨又怎么调节成骨，这些交互作用的模式文章不难查到；把这些文章里面的模型-实验方法-分子标志的恒量套过来用就没问题了。
细胞交互三问
- 细胞交互的文章逻辑是比较复杂的，我们要有坚实的思维框架。为了避免在阅读文章时被绕晕，建议大家默默牢记三个问题
第一问：哪种细胞调节了另一种细胞
- 举例：肿瘤细胞调节成纤维细胞叫改造微环境；成纤维细胞影响肿瘤细胞这叫微环境对肿瘤细胞的反馈调控；主动和被动的关系请注意不要混淆
- 在二元细胞结构里，总有一个细胞是输出信号的，有一个是接受信号并且发挥效应的。前者我们称为donor捐献者，或者叫供体细胞；后者我们称为recipient接受者，或者叫受体细胞。
- 在一项研究里，受体细胞是更重要的那个，就像在机制研究中讲究“先下后上”一样，总是要先解释为什么会有表型的why，然后才会关心被谁驱动的问题。受体细胞连接了效应环节，直接对表型作出贡献，自然是受体细胞里面的分子机制研究优先级要更高一些。
- 虽然一般来说，考虑到基础科研和人体实际情况的复杂性，一个细胞既可以做供体，可能同时也有报道表型为某些细胞的受体，介导了一些功能。但大家可以确定的是，在一项研究里面供体和受体的角色是固定的，不会出现来回切换的情况，否则文章的逻辑就乱了。
- 另外一方面跟分子有三元，四元，甚至更多元的情况不同；细胞交互常规来说只有二元模式，因为更多元的细胞交互在一篇文章里面说不清楚，工作量太大了；即使出现了三元细胞交互，其中也会有大量的省略论证的环节，我们当前研究的通量还只能胜任两种细胞交互的细节探讨，而且是聚焦于一个主变量的机制细节探讨。即使学到了细胞交互，我们依然是一个主变量，前面总结好的规律与新产生的原则不矛盾。
第二问：细胞交互的途径是什么
- 细胞交互的发生依赖于三种可能的途径
- 第一种是细胞之间发生接触：细胞之间相互接触，借助细胞膜上的蛋白来感受信号，跟信号通路的作用模式很相似。
- 第二种是信号分子“裸奔”：分子直接从供体细胞里面分泌出来，主要是蛋白，当然也可以是其他的一些化学小分子，包括代谢产物，主流当然是蛋白。
- 补充：分泌性蛋白，分泌性的蛋白是蛋白中的一类，其执行的功能本来就跟细胞交互相关，只是近几年的研究不算很热，早些年就有很多报道了。
- 第三种是信号分子做交通工具：算是目前的一大研究热点。通过交通工具的信号传递交通工具叫囊泡vesicle，囊泡运输机制在2013年获得过诺贝尔生理或医学奖，相关的论文其实在80年代和90年代就已经发表了，并不是什么新鲜的东西。但非编码RNA分子经由囊泡运输，产生细胞交互调控作用，这样的叙事模式是令囊泡推陈出新的新亮点。囊泡根据直径大小分为微泡和外泌体两类，微泡稍微大一点。外泌体加上非编码RNA，这是现阶段（课程录制于2018年）医学基础科研当中的顶尖流行套路，也是国自然申请中的热点科学问题，当然了这么难的架构要想驾驭好并不容易，而且国自然又特别强调前期文章基础，所以更多人是垂涎三尺但不知道如何下嘴。那就需要我们先把逻辑关系理理清楚，才能从容应对课题设计的诸多细节课题设计。
第三问：信号从哪里来&到哪里去
- 我们在三十六策 Lesson 15中，提出过三元分子变量的课题本质上回答的问题是从哪里来和到哪里去。从哪里来就是上游的驱动因素到，哪里去就是下游的效应环节。分子之间构成信号传递链条的时候，围绕主变量会有从哪来到哪去的关键逻辑问题；搞清楚了主变量上下游的关键分子，再复杂的分子机制也能迎刃而解。
- 现在当课题或者文章涉及到细胞交互的时候，从哪来到哪去的问题需要问两遍。
- 第一遍要知道分子的从哪来和到哪去
- 第二遍要搞清楚从哪个细胞来到和哪个细胞去的传递关系。
- 一般来说上游机制的因变量会在供体细胞与主变量发生调控关系，而下游机制的因变量会在受体细胞与主变量发生调控关系。这样就比单个细胞里面研究上下游要复杂多了，大家需要注意。我们可以把供体细胞中上游因变量对主变量的调节，以及受体细胞中主变量对下游因变量的调节，看成是两组二元变量关系，相当于两篇文章的数据放在一起。
- 单有上面的数据还是不够的，还要增加细胞交互的部分，证明确实是A细胞里面来的分子影响了B细胞的功能，而不是B细胞本身的分子变化。这里面还有一套验证的实验，所以这种高端的细胞交互套路复杂程度是胜过三元变量的，但逻辑难度上还是三元的底子，无非加了个外壳而已。
- 抓住了本质，不要被细胞嵌套的玩法所迷惑，依然保持主线思路不乱，那么细胞交互就没什么难以逾越的学习障碍，反而你会因为多了一种手段，而更加进退自如。
近端和远端的细胞交互
- 很多时候我们知道机制研究可以做上下游，但是文章里面经常看到只有下游机制，并不会每篇文章都完美论证从哪来和到哪去的问题。细胞交互也是一样的，细胞交互可能发生在近端，就是两种细胞本身物理上比较接近，但是也可能发生在远端，比如分泌出来以后通过血液循环传递到全身，或者效应在特定的靶器官和靶细胞。经由循环系统的细胞间信号交互是非常普遍的作用形式，那么如果研究远端的作用，就会遇到有不少的文章只有到哪里去，没有从哪里来的解释，就像是机制研究省掉了上游论证一样，直接从血液当中发现了某个信号分子的高表达，就开始讲故事了。研究这种分子信号对某个细胞的某个表型的作用，然后研究信号传递和发挥功能的下游分子机制。
- 这种类型的研究比直接研究某个细胞模型的表型有两大优势
- 血液是临床检验当中比较容易获得的材料
- 从血液当中去干预，从治疗来说也相对容易，也就是说这样的研究从转化的意义上看更有潜力
- 既然信号是来源于胞外的，那至少机制上要搞清楚这么几件事
- 细胞接受信号是什么方式，是通过膜上的受体蛋白，还是像外泌体通过膜融合进入细胞
- 进入细胞后，这个分子发挥功能的机制是什么，要么是走通路，要么是有靶分子，这也需要明确。
- 也就是说，这样的文章肯定是一个多元的分子串联结构，不是标准的三元，因为没有上游，但是分子变量多。这样的文章机制比较复杂，有层次感；高手可能会这么做：比如说有个分子已经报道在某种细胞里面介导了一种功能，我们可以去检测一下循环外泌体，也就是说血液中的外泌体里面这个分子的表达情况怎么样，如果发现它也高，那么这个有表型的细胞就可以作为受体细胞，围绕受体细胞去做一套新的分子机制，就是一篇不错的文章。虽然这个课题idea的来源有移植的痕迹，但是外泌体这个壳往上一套，故事的外貌看上去就是焕然一新的，而且你还做了一套新的机制，创新也没有问题，一般人很难参透这种套路和框架不动，把变量分子从细胞内换到细胞外的构思奥妙。
总结
- 当你遇到了细胞交互的课题和文章，在数据把自己搞晕之前，问接下来的三个问题，是什么细胞调节了什么细胞，这是模型的套路；然后通过什么途径调节的，是细胞接触，分泌因子，还是囊泡运输；最后是信号从哪里来和到哪里去
- 可以考虑把分子机制的链条分成几段，放在两个细胞的空间里，变量还是这些变量，哪些关系放在供体细胞里面研究，哪些机制是放在受体细胞里面研究的，预设的框架搭好，思路就不会受到干扰。
