3分到20分跨越,看常规研究套路如何升华

作者:荷叶

做基础研究的的基本思路之一就是发现某种现象、表型等,然后分析探讨其背后的原因。套路人人会耍,但为什么有的人就只能发个三五分的文章,有的人却能发个二三十分的文章呢?今天荷叶借一篇研究肿瘤耐药的文章一窥普通研究套路的升华过程。


文章梗概:肿瘤耐药是肿瘤治疗领域的的突出难点,纽约著名的纪念斯隆凯特琳癌症中心Piro Lito的课题组针对BRAFV600E突变的肺癌/黑色素瘤靶向药物治疗产生耐药现象展开研究,分析其耐药原因,给出了三联间断给药的解决方案,并且通过单细胞测序等技术验证了肿瘤内部亚克隆的适者生存理论。


该研究成果发表在2017年8月《NatureMedicine》上。(回复关键词20171105可下载该文献原文)

常规研究套路

第一步,建立肿瘤耐药模型。

作者研究BRAFV600E突变的肺癌/黑色素瘤,将患者肿瘤异种移植到小鼠皮下,建立PDX模型;同时给予ERK抑制剂处理接种肿瘤的小鼠,观察是否有肿瘤耐药。


如下图所示,肺癌或黑色素瘤在ERKi处理后不同时间出现耐药,肿瘤生长加快。


第二步,探讨ERK抑制剂产生肿瘤耐药的机制。

研究发现ERKi处理后肿瘤细胞BRAF的基因拷贝数明显增多,增多的BRAF很多位于染色体外,这些导致肿瘤细胞BRAF的蛋白质水平明显增加。是否是BRAF增多导致肿瘤耐药呢?作者进一步通过敲低BRAF和过表达BRAF实验,发现BRAF促进了肿瘤细胞的存活。


第三步,筛选能够抑制BRAF扩增的肿瘤细胞生长的抑制剂。

作者筛选RAF-MEK-ERK信号通路上的抑制剂,观察其对BRAF过表达的肿瘤细胞的作用。研究发现对于BRAF高表达的肿瘤细胞,RAF-MEK-ERK三者抑制剂联合能够抑制该信号途径的激活,抑制肿瘤细胞的生长和存活,并且停药后复发时间明显延长。

药物联合运用时的一个重要问题是毒性增加,为了解决这个问题并优化治疗方案,作者设计了多种三联抑制剂的给药方案。结果发现方案5,即用药4天,停3天,持续4周的间断联合给药方式疗效最优,在保证疗效的同时明显减少药物的毒性。

研究套路的升华

以上就是本文的常规研究套路,到这一步也就能发个10分左右的文章,但是本文不一样的地方就是在常规套路的基础上加上理论假说并加以验证,使文章的格调瞬间翻倍。

第四步,探讨BRAFV600E肿瘤对ERK抑制剂耐药产生的原理。

作者通过单细胞测序,比较了同一病人来源的肿瘤PDX和PDX+ERKi模型中肿瘤细胞,进行细胞聚类分析,发现有相同的亚克隆群,但是各亚克隆群肿瘤细胞的比例发生明显改变。


同时,亚克隆占明显优势的E克隆肿瘤细胞中BRAF的拷贝数明显增加。(要是一般研究者在探讨耐药机制时很可能着重研究“ERK抑制剂是如何使BRAF的基因拷贝数增多”,这样继续下去有可能就会陷进去出不来)


通过前面几部分实验和单细胞测序,作者类比于自然选择的进化理论,提出了肿瘤耐药的进化模型。作者认为在肿瘤内有多种亚克隆(突变),不同亚克隆适应环境的能力不一样。


单个药物(ERKi)适应阈值(fitness threshold)较低,仅能杀灭一部分低于阈值的肿瘤亚克隆,而在单一药物的“自然选择”下,适应能力更强的肿瘤亚群得以繁殖扩增。


但是当这个“自然选择”的压力足够大时(在BRAFV600E肿瘤中,RAF-MEK-ERK抑制剂三联疗法),那么整个肿瘤的族群就灭绝了。


可以说是这套自然选择的理论将本研究提升到“高大上”的境界,广大科研狗们可以借鉴借鉴其中的思路,将这些加入你的文章和基金申请书会使你的文章和基金申请书增色不少。套路+理论假说,可以试试哦!


参考文献:

Xue Y,Martelotto L, Baslan T, Vides A, Solomon M, Mai TT, Chaudhary N, Riely GJ, LiBT, Scott K, Cechhi F, Stierner U, Chadalavada K, de Stanchina E, Schwartz S,Hembrough T, Nanjangud G, Berger MF, Nilsson J, Lowe SW, Reis-Filho JS, RosenN, Lito P.An approach to suppress the evolution of resistance in BRAFV600E-mutantcancer.Nat Med. 2017 Aug;23(8):929-937. doi: 10.1038/nm.4369.