前两天小编看到一篇关于浙大31岁教授成为杰青的消息,小小心灵颇受震惊。后来一看履历,这位大哥本科就读于南京大学,博士毕业于北京大学,而且在2019年获得首届达摩院青橙奖,那小编也就不觉得奇怪了。要想成才,除了自身天赋和后天努力,良好的平台也是极为重要的,我们很少看到一些不知名的院校毕业生很快成为大佬的例子。而生物医学这块,平台的作用是更突出的,因为各种动物实验以及现在的高端测序技术都需要烧钱的。
鉴于拥有高平台的小伙伴的人数毕竟是很少的,很多人还是像小编这样只是在一个相对一般的平台上摸爬滚打,因此本期小编就来解读一下如何利用大佬的研究来发表自己的文章。前方高能,快去洗把脸保持清醒再来看这篇推文!!!!
在开始讲解主要内容之前小编先来普及一些基础知识,这样会方便后面理解。
在日常科研中我们经常会遇到以CD开头的基因,今天下面讲的俩个主角也是CD分子,那么CD分子究竟是什么呢?CD分子的正式命名起源于1982年在巴黎举办的第一届人类白细胞分化抗原专题讨论会(HLDA)。研究者应用以单克隆抗体鉴定为主的聚类分析法,将来自不同实验识别的同一种分化抗原的单克隆抗体归为一类分化群CD(cluster of differentiation)。
CD分子又称为白细胞分化抗原,它主要应用于免疫抗原辨识的细胞标记,利用它辨识及鉴定细胞类型。常见的CD分子可分为白细胞分化抗原和细胞黏附分子。白细胞分化抗原是白细胞分化成熟为不同谱系及不同分化状态下,出现或消失的细胞表面标记。细胞黏附分子是指由细胞产生、介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的分子;而且黏附分子多是糖蛋白,分布于细胞表面。
人类的CD分子已从CD1命名至CD371,大致可划分为T细胞、B细胞、髓样细胞、NK细胞、血小板、黏附分子、内皮细胞、细胞因子受体、非谱系、碳水化合物、DC、干细胞/祖细胞、基质细胞和红细胞等14组。
下面小编就先以近几年的一个明星分子(CD96)为主线进行展开介绍如何利用大佬的研究结果发表自己的文章:
1.家有小女初长成
CD96是一种细胞表面受体,最开始在病毒感染中发现其有重要作用,而在肿瘤中报道其具有免疫检查点的作用是2007年发表在PNAS(IF:11.2)的这篇文章:CD96 is a leukemic stem cell-specific marker in human acute myeloid leukemia,这篇研究发现其可以作为急性髓系白血病的标志,和白血病细胞干性特征密切相关。
图1:
最初的这篇报道并没有引起大家对CD96的重视,因为那时研究者对免疫检查点分子的功能了解的并不清楚,直到7年之后,一篇发表在nature immunology(IF:25.6)的文章:The receptors CD96 and CD226 oppose each other in the regulation of natural killer cell functions,使大家开始认识到这个分子的重要性。
图2:
这项研究发现CD96,CD226和TIGIT属于一个新兴的受体家族,可与nectin和nectin样蛋白相互作用。CD226可激活自然杀伤细胞(NK)介导的细胞毒性,而TIGIT则可平衡CD226。相比之下,CD96与CD226和TIGIT共享配体CD155,其作用尚需进一步研究。作者还发现CD96与CD226竞争CD155的结合,并通过直接抑制来限制NK细胞的功能。因此,CD96特异性敲除的小鼠对细菌产物脂多糖(LPS)表现出高炎症反应,并对癌变和实验性肺转移具有抗性。这项研究首次描述了CD96负调控NK细胞对细胞因子反应的能力并表明阻断CD96可能在NK细胞重要的病理中有应用。
2. 回眸一笑百媚生
在发现CD96在肿瘤免疫功能调节中发挥重要作用后,后续每年都有相关的研究报道去完善这个分子的功能,但都没有较大进展,直到2019年发表在hepatology(IF:17.4)的这篇文章:Human CD96 Correlates to Natural Killer Cell Exhaustion and Predicts the Prognosis of Human Hepatocellular Carcinoma,再次将这位明星分子送到大家眼前。
图3:
这项研究采用了55份新鲜人肝癌(HCC)样本、236份石蜡包埋的HCC样本和20份正常人肝脏样本,揭示其中CD96、TIGIT和CD226的表达。在HCC的瘤内组织中,CD96+NK细胞的累积百分率、绝对计数和平均荧光强度(MFI)均显著增加,打破了三种受体(CD96,CD226,TIGHT)之间的平衡。人CD96+NK细胞表现为功能衰竭,干扰素-γ(IFN-γ)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)产生受损,白介素10(IL-10)和转化生长因子-β1(TGF-β1)基因的高表达,T-bet、IL-15、穿孔素和颗粒酶b基因表达降低。并且阻断CD96-CD155相互作用特异性地增加了NK细胞对HepG2细胞的裂解。此外,HCC患者肿瘤内CD96或CD155高水平表达与病情恶化、无病生存(DFS)和总生存时间缩短密切相关,肿瘤内CD96+ NK细胞累积百分比较高的患者DFS也较短。最后通过阻断CD96-CD155相互作用或TGF-β1可通过逆转NK细胞衰竭,恢复NK细胞对肿瘤的免疫功能,提示CD96可能在抗肝癌中发挥治疗作用。
同年,又有一篇发表在Cancer Immunol Res(IF:11.15)的CD96文章:CD96 Is an Immune Checkpoint That Regulates CD8+ T-cell Antitumor Function,揭示CD96还可以影响CD8 T细胞的抗肿瘤能力。
图4:
这项研究表明CD96在肿瘤浸润CD8+细胞中高表达,而且在老鼠和人类肿瘤均可作为一种内在的抑制性受体,封闭CD96可作为单一疗法或结合其它免疫检查点抑制剂如TIGIT会增强机体抗肿瘤免疫反应。联合先前的研究报道CD96对NK细胞也有抑制作用,这项研究为CD96拮抗剂能同时靶向多种免疫细胞,并且可以作为临床新型癌症免疫治疗靶点的策略提供了理论基础。
3.贤淑美名众人随
好了,对CD96的研究进行到这,该铺垫的都铺垫好了,其主要功能机制也被揭示出来了。但是就像不同肿瘤之间具有很强的异质性,具体肿瘤的研究得具体考虑。而且以上报道也就仅限于白血病,肝癌,肺癌中,那CD96在其它肿瘤中的作用呢?于是,嗅觉好的生信玩家开始暗中追随这个热点了。
其中2020年发表在Sci Rep(IF:4.37)的一篇文章就用公共数据研究了CD96在胶质瘤中对肿瘤免疫细胞浸润能力的影响,有兴趣的小伙伴可以去看看原文,再一般不过的生信套路了,就能发表一篇SCI。鉴于这篇文章没有多大的解读意义,小编这里就不过多去说这篇文章了。
图5:
紧接着,2021年在Front Oncol(IF:6.24)上就发表了一篇对CD96的泛癌分析:CD96 Correlates With Immune Infiltration and Impacts Patient Prognosis: A Pan-Cancer Analysis。Front Oncol在今年已经官宣不接受纯生信文章了,然而还能接收这篇文章,正说明这篇文章深受编辑喜爱。更加令人难以置信的是这篇文章从投稿到接收,仅用了38天!
图6:
说到这里,有人会觉得那CD96的泛癌分析都有了,那还有继续挖掘这个基因的价值吗?小编的回答当然是有的,就好比你吃了海鲜自助餐,各式各样海鲜都品尝过了,那你就再不想小龙虾了吗?那小龙虾有各种做法,而且每个地方的小龙虾味道还不同,你还是会想吃各种不同风味的小龙虾。同样,做生信分析最重要的不是新颖性,而是你的分析能否发现一个新现象或者新的结果。
不过要是有小伙伴非要觉得CD96已经过时了,那问题也不大,小编下来就带大家认识一个全新的分子:CD96失散多年的的兄弟CD93。
4.小荷才露尖尖角
在中国做肿瘤免疫治疗研究,可以不知道本杰明,但是不能不知道陈列平。陈列平实验室率先克隆了PD-L1基因,并发现了其免疫抑制功能,证明了PD-1/PD-L1通路在肿瘤免疫逃逸中的作用,并首先提出通过单克隆抗体阻断PD-1和PD-L1相互作用可以提高免疫系统消除肿瘤的能力。相传2018年,陈列平也是被列为诺贝尔医学奖候选人,只是后来不知道什么原因就只给了其它三个人,有此成就已经是国人的骄傲了。就这样一位大佬在今年又发现了一个影响肿瘤免疫治疗的重要靶点:CD93。
图7:
血管内皮生长因子(VEGF)家族是肿瘤血管生成中最有效的信号通路之一,VEGF抑制剂被认为可以抑制肿瘤血管生成。为了确定可能与VEGF抑制剂诱导的血管正常化有关的新靶点,陈列平团队从最近发布的四个对血管因子通路研究的基因表达数据集中分析了体内VEGF抑制剂治疗下肿瘤的基因表达谱,选择了被VEGF抑制剂下调并在已知未处理的肿瘤内皮细胞中上调的候选基因CD93,并在血管形成实验证实了CD93在内皮细胞中的促血管生成作用。
图8:
VEGF信号和肿瘤PD-L1的表达密切相关,因此紧接着作者就研究了CD93和PD-L1的关系。在给小鼠注释CD93抗体后,结果显示小鼠的肿瘤细胞、上皮细胞和淋巴细胞的PD-L1的表达均会上调,这也奠定了CD93和PD-L1进行联合治疗的理论基础。
图9:
最后在动物试验中作者发现单纯使用CD93抗体就能延缓肿瘤的生长,在联合PD-L1抗体治疗可以更显著的抑制肿瘤的生长。而且相比于只使用ICB进行治疗的小鼠,联合治疗的小鼠肿瘤中浸润更高比例的免疫细胞,尤其是T细胞的比例显著增加。
图10:
文章讲到这就完了,小编觉得这只是CD93研究取得的阶段性成果,后期陈列平团队肯定还会研究CD93在肿瘤中的功能机制,以及进一步投入到临床运用中。
那么基于上面对CD96的研究轨迹分析,CD93的功能机制今年才被正式报道,已经是相当新了。小编不用多说,在接下来一段时间会迎来研究的热潮,那么大家就可以快人一步,先从生信上对这个CD93搞点事情。
5.小结
想必自己会挖掘数据的小伙伴读到这里就已经按捺不住自己想跃跃欲试了,但小编这里还要提醒大家,如今纯生信分析已经很难再发高分文章了,如果想比较有把握的做一篇不错的研究文章,需要从一开始就设计实验部分的内容。而且简单的IHC或者qPCR验证也不太能为如今的生信为主的文章增色多少,应该考虑做一些简单的动物实验。当然,如果只是想水一篇SCI,那CD93这类的分子可以很好的满足大家的需要,因为就像CD96那样,CD93的重要性一点也不比它差。此外,如果想快速做出比较理想的结果,最好是研究CD93对肿瘤细胞基本功能(增殖,凋亡,迁徙)的影响,这样的研究发现比较容易被证实。最后,希望有想法或有临床样本而不知道如何做的小伙伴请联系生信人,我们有最专业的生信服务团队,能为您提供最好的生信分析支持。