“细胞-细胞间交互”是国自然项目中大家经常涉及的思路,当然现在细胞器之间的通讯也是新的方向(国自然思路|“细胞间交互”创新性不好?那看看“细胞器间交互”吧!),虽然“细胞-细胞间交互”这个问题理解起来很容易,实际上在国自然申请和研究执行过程中的问题非常多,而这些问题只是通过看文章是看不出来的。
说明:之前我们也发过另外一期“研究细胞死亡的坑”的推文:研究细胞死亡的注意了:如果这个问题考虑不到,基金很大概率被毙!其实绝大多数方向都有很多坑,大家粗看起来都是平坦大道,实际走起来问题都非常非常多,一不小心就会掉进坑里,本子被毙……
因此我们本期重点说“细胞-细胞间交互”这个主题下大家比较常用的一种思路——基于“配体-受体互作”的细胞间交互(当然还有很多其它方式)。基于“配体-受体互作”的细胞间交互是大家接触最多的一种方式,即“细胞1上的配体A通过与细胞2上的受体B结合,从而调控细胞2的信号通路以及下游的表型”。
比如巨噬细胞(细胞1)分泌TGFβ(配体A)后结合上皮细胞(细胞2)上的TGFβ的受体TGFβR,从而激活上皮细胞TGFβR下游通路(比如SMAD通路),然后导致上皮细胞转录谱变化、EMT等等表型。
当然反过来说,上皮细胞也可以用类似的方式影响巨噬细胞,从而形成“巨噬细胞-上皮细胞”通讯的反馈回路,最终“共同选择和进化”。
进行这种方式研究的细节问题非常多,我们大致说四点:
1.大部分申请人这么设计基于的是单细胞测序中CellChat等细胞通讯的分析方法,但关键在于“基于CellChat分析得到的配体和受体并不一定是有差异的”,所以很多人看到分析结果显示TGFβ-TGFβR的配体-受体对在疾病组与对照组差异很大,但没有留意到TGFβ和TGFβR在两个细胞的表达上根本就没有显著差异,那后续怎么能验证出来?
2. 由于这些算法的大部分是基于“经验总结”,即根据之前文献报道归纳的配体-受体互作关系对,因此通常鉴定到的配体与受体都是“老基因”,像TGFβ-受体TGFβR等报道了很多的基因,因此如果想发现新的配体-受体对关系实际上是不太可能的;
3)大部分的配体与受体关系对是多对多的,即配体有好几个,受体也有好几个,而由于配体与受体在功能上有冗余,即配体1和配体2的作用基本相似,而受体1与受体2的作用也相似,但是细胞2最后的表型是受到受体1和受体2激活/抑制后的综合体现。即受体2是被激活了,但是受体1被抑制了,那"加和效应"未必是申请人说的受体2激活所体现出来的结果;而且即使受体2的激活是由于配体1增加导致的,那同样为受体2配体的配体2表达如何呢?这就会导致研究设计的问题非常多。
所以很多项目里面假说里面是这样的:
但实际全貌是这样的:
所以问题在于“以偏概全”,如果你没有考虑到这些可能性并提供关键的预实验,研究设计是不是就不严谨?
4) 这也是很致命的问题:配体与受体的表达并不只是在一种细胞上,比如前面我们说的TGFβ只表达在巨噬细胞上,而不能由T细胞或者其它细胞表达吗?好,你说我只关注巨噬细胞上的TGFβ,那TGFβ的受体TGFβR就只在上皮细胞上么?所以这里又有一个很重要的“贡献量化”的问题:证明巨噬细胞来源的TGFβ是上皮细胞上受体TGFβR激活的必要和主要方式,所以也要提供关键的预实验证据。