在高举压力打击学术作假的今天,国内科研界迎来了一场“血雨腥风”,但这是中国走向科技强国的必由之路。
很多人提到科研就头大,尤其是临床医生,以治病为主,鲜有时间进行科研,且科研不同于临床护理及治疗,对创新性及研究价值等方面有一定要求,其实科研并没有那么难,利用好临床现象、样本、数据等一样轻松做科研,对医学界做出重大贡献。
下面我们以一篇骨关节炎相关文章为例简述其科研思路。
照片来源于网络一、实验背景
骨关节炎是现代世界最常见的退行性疾病。然而,人们对该病的许多基本细胞特征和分子过程知之甚少。
二、研究目的
在目前的研究中,作者使用基于寡核苷酸的微阵列分析已知或假定与细胞表型相关的基因,以筛选正常软骨细胞和骨关节炎软骨细胞之间基因表达的相关差异。
三、实验路线
四、实验方法
1.骨关节炎样本取自骨关节病晚期进行全膝关节置换术患者;正常人样本在死亡48h内尸检获得。取出软骨后立即冰冻在液氮中,并保存在-80°C,直到需要提取RNA。
2.添加和不添加主要的合成代谢因子(BMP-7)和分解代谢因子(IL-1β)培养软骨细胞(检测是否具有调控作用)。
3.SensiChip微阵列技术筛选差异基因。
4.RT-PCR、免疫荧光检测差异表达筛选的准确性。
5.原位杂交检测差异基因在新生小鼠骺骨表达。
五、实验结果
1.得到大约个在正常和骨关节炎软骨之间差异表达的显著调控基因,P0.01。
2.Tob1在所有10个人类骨关节炎软骨样本中转录下调,平均下调比例为六分之一。所有人体骨关节炎样本的相应P值均小于0.05。
3.常规PCR及qPCR证实了Tob1在正常关节软骨中表达,并且骨关节炎样本中Tob1转录水平的显著降低(7.8x;P0.);免疫荧光在骨关节炎标本中观察到比正常标本稍弱的染色。
4.Tob1基因表达水平与关节软骨细胞增殖(Ki-67)、合成代谢(II型胶原)和分解代谢(MMP-13)活化的标志基因表达显著相关。
5.体外培养的成人关节软骨细胞中,两种主要的合成代谢因子(BMP-7)和分解代谢因子(IL-1β)对Tob1的表达无明显调节作用。
6.Tob1的表达集中在肥大区(终末分化和停止增殖区)。静止区和增殖区(即增殖区和基质合成区)的细胞没有或非常弱的染色。
图1(a)Tob1基因在正常和骨关节炎晚期软骨中的表达差异;(b)用于SensiChip杂交实验的晚期骨关节炎患者软骨中所有RNA样本中Tob1基因的转录下调趋势;(c)晚期骨关节炎软骨样本中,人类Tob1基因的转录下调;(d)利用来自正常软骨、晚期骨关节炎软骨和培养的原代人类软骨细胞的RNA样本,绘制独立SensiChip微阵列杂交的平均Tob1信号强度图。
图2晚期骨性关节炎患者外周血eRNA与正常软骨强度之间的关系图
图3(a)常规PCR显示了Tob1在正常和(降低水平)骨关节炎软骨样本中的表达(泳道1和9,标准品;泳道2-4,正常软骨;泳道5-7,骨关节炎软骨;泳道8,阴性对照);(b)实时荧光定量PCR检测正常、外周、中央型关节炎软骨细胞、正常成人关节软骨细胞和无血清培养软骨细胞中Tob1mRNA的表达水平,结果显示为与甘油醛-3-磷酸脱氢酶的比率;(c、d)正常关节软骨(C)和骨关节炎(D)关节软骨中Tob1的免疫定位;(e)用原位杂交法分析新生小鼠骺骨软骨中Tob1的mRNA表达:可检测到的表达水平仅限于肥大区(和成骨细胞)。
图4分析正常软骨细胞和骨关节炎软骨细胞中II型胶原(Col2)、Ki-67和MMP-13相对Tob1的mRNA表达水平。
六、实验结论
基于寡核苷酸的微阵列分析用于筛选正常软骨细胞和骨关节炎软骨细胞之间基因表达水平的差异。在其他基因中,Tob1被鉴定为在骨关节炎软骨细胞中显著下调。对细胞增殖、细胞活化、分化表型缺失等细胞特征的相关基因表达研究表明,Tob1表达下调可能是骨关节炎软骨退变过程中的一个重要环节。
七、经验与收获
1.看似复杂的文章用到的技术相对简单(出SensiChip微阵列技术)。
2.作者筛选后对得到的Tob1基因进行了进一步分析,故分值达到了4分以上。
3.出来临床样本也进行了简单的动物实验,看似高大上,实则增加对照,对数据的完善和补充,没有对工作量及成本造成巨大影响,却是加分项。
4.充分利用了临床样本,利用了自身优势。
5.科研设计精妙,实验完整。
八、格物医疗
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参考文献
MGebauer,JSaas,JHaag,UDietz,MTakigawa,etal.Repressionofanti-proliferativefactorTob1inosteoarthriticcartilage.ArthritisResTher.5;7(2):-84.