肿瘤功能基因研究套路

百果人生

肿瘤研究可以说是目前医学研究的重中之重，牛逼的课题组能够有条不紊的长续研究，如何从全局看清研究套路呢？今天这篇文章，Nothing（Thankyou_baby）把整个研究流程，使用的方法，以及这些方法的作用，详细拆解，希望大家点赞保存，做科研的可以重点关注。搞懂了这个流程，任何研究都可以从中梳理。
1.关于实验方法

有些道理很简单，却没有人说出来，生物实验的两大模块：建模，检测。
基于这两个模块，生物实验一般从几个层面进行。
组学实验：组学(Omics)主要以分子族群为研究对象，找出不同样本之间，分子族群的差异，以及分子族群之间的关系。其本质是一种检测手段。
比如基因组重测序，就是为了在DNA上找出SNP（单核苷酸突变），CNV（拷贝数变异）；转录组测序，就是为了找出不同样本间各种RNA拷贝数的变化。
分子实验：主要是以单分子为研究对象，分子实验的本质也是一种检测手段。比如qPCR，检测单个RNA的表达量如何，WB检测蛋白。
细胞实验和动物实验
如果说组学实验和分子实验的本质都是检测，那么细胞实验和动物实验，其本质就是构建模型，比如构建稳定的细胞株模型，构建小鼠成瘤模型。构建模型的目的就是要进行后续的检测。
生物实验就是在一系列的构建模型和对模型的检测中来回折腾。这四种实验分别是生物学实验的四个层面。


2.确定要研究的基因

要确定一个可研究的目标基因，就需要一个疾病模型，无论是细胞模型还是动物模型亦或者就是人体组织（临床样本），用检测手段找出差异基因，典型的方法就是利用高通量测序进行筛选，这种方法可以找出没有人报道过的基因。是不是一定要研究没人报道过的基因呢？也不是，很多基因被科研人员虐过千百遍，依然能够有新的发现，不同的影响因子，对同一基因的表达影响程度不一样。
所以确定目标基因的方法有以下几种：文献查找、数据库分析、高通量测序。
文献查找：可以了解对该基因研究的前世今生，但是都是别人的研究结果。
数据库分析：生物信息分析，用最低的成本找到目标基因，并且通过一系列的数据挖掘，可以得到新的发现，很多人就是通过这个方法一年发表几十篇SCI。不过生信分析的门槛还是挺高，大多数没经验的人干不了。
高通量测序：转录组测序、基因组测序、蛋白组测序、代谢组测序、甲基化测序。
基因作用的靶点，可能是以下几种：mRNA、microRNA、circRNA，关于这部分内容，可以参考另外一篇文章


通过改变目标基因在细胞内的表达，了解细胞表型是否发生改变。常见的方法是构建相应的载体进行过表达、干扰，或者基因编辑进行沉默。比如：如果是癌基因，通过构建shRNA干扰质粒或者慢病毒，转染到细胞内，细胞的相应的表型就会得到抑制。过表达、干扰、沉默，就是对基因功能大极致放大或者缩小，这也是构建模型的过程。
3.确认研究表型

所谓表型，就是某一基因型在特定的环境下表现出来的性状特征。基因对肿瘤细胞的影响，形成多种表型，包括：炎症反应、代谢异常、细胞增殖、免疫逃逸、逃避凋亡、侵袭迁移、血管形成、等等。肿瘤表现出来十大性状如下：


对基因进行过表达或者干扰，基因表达发生改变，表型就会随之发生改变，就能确定基因对肿瘤细胞表型产生的作用。如果实验结果比较理想，就可以进一步推进研究，如果实验结果不显著，就需要更换基因进行研究。


4.分子作用机制／信号通路研究

分子作用机制就是研究目标基因和经典信号通路之间的关系，从中筛选出1-2个关键的明星分子，检测其表达变化和信号通路之间的调节方式。在研究白热化的今天，有可能无法筛选到有变化的信号通路，这时可以采用基因芯片等方法来进行筛选。


5.动物实验验证

以上实验在细胞层面进行，但是医学实验不能仅仅停留在细胞层面，需要进一步在动物模型方面进行。肿瘤研究中最常用的是裸鼠模型，建立皮下移植瘤模型，将基因导入动物体内，观察对体内肿瘤生长的影响，并进一步分析X基因相关的分子机制或信号通路，为肿瘤基因治疗提供潜在的靶点。这个过程中基本上重复细胞层面的检测。


6.临床样本实验

再升级到临川样本，用临床样本验证目标分子的表达。检测临床样本中功能基因X或功能基因X调控的下游分子的表达变化，分析其与肿瘤进展程度如肿瘤病理分期、复发、转移、预后等的相关性，确定基因X对临床研究的价值。样本量越大，越有意义，差异越显著越有价值。若基因X的表达水平能和肿瘤的病理进程相关，其临床意义凸显。


这就是肿瘤功能基因的研究过程，将以上流程总结，形成以下导图，五个步骤，非常清晰。

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