十万个为什么 » 科学问题

用基因测序来发现病因？

青方 — Sun, 08 Jan 2012 13:46:33 +0000

今天看到这个新闻，说约翰霍普金斯大学计划测序500名患哮喘的美国非裔的DNA，就是美国黑人，和500名正常对照，目的是发现黑人哮喘高发的原因。这个项目得到950万美元的联邦资助。对于哮喘是否是因为某个基因突变引起的，我一无所知，但从糖尿病和肥胖领域的类似研究看，我不看好这类高投入的基因相关性研究。记得前几个月听糖尿病领域基因多态性与糖尿病肥胖相关性研究的大牛讲座，总体感觉，这类研究发现的基因，对于大多数医生，生化和生理学家来说，第一感觉是从来没有听说过这些基因，之后很多针对老鼠的基因敲除研究，也不能明确这个基因到底是干什么的，为什么会高频率地出现在糖尿病和肥胖人群中？我从一个完全无知者的角度问了这个问题，就是为什么遗传学的研究与传统生化研究存在如此巨大的知识差距，为什么GWAS发现的基因，我们一无所知，问题出在哪里，是遗传学研究太超前还是生化研究太滞后？很多人有类似的感觉，没有人能给出令人满意的答案。这个说明一些有明显环境因素的多基因疾病是非常复杂的，不仅有可能存在基因多态性导致的遗传易感性问题，也存在表观遗传学的基因修饰，这个有明显环境因素的影子，这些改变都可能造成一些相应的生化生理改变，并进一步出现病理改变。革命远没有成功，科学家还需要努力！ Related posts: 大行其道的非传统医学基因与代谢—传统与现代的结合与冲突科普的最高境界科学思想的培养 “鸡叫”基因？ Related posts:

医药领域的技术剽窃？——事关中国

青方 — Sat, 17 Dec 2011 14:42:03 +0000

最近In the pipeline的文章Chinese Pharma Espionage?引起了广泛的争论，起因是因为商业周刊的文章，这篇文章说中国的黑客经常攻击商业公司的网站，窃取技术秘密，包括一些大药厂的技术秘密。争论的焦点是这样做是否是业界的普遍行为，有人说美国公司也经常这样做，这有什么好指责的呢？我自己的感觉是，窃取与自我创新之间的平衡是问题的关键。窃取竞争对手的商业机密是一个捷径，但这个是不能替代自我创新的，拷贝别人的东西总是要落在别人后面，这是一个常识。但很遗憾的是，中国的医药企业还意识不到这个问题，知道创新不容易，所以根本不去做，能从第三条途径得到一个药的结构，知道这个药FDA正在审批，这不知道省了多少研发的经费，中国医药审批机构肯定知道很多药厂根本没有创新研发的能力，很多申报的药是靠“第三条”途径得来的，但却采取一种暧昧的态度，实际上是鼓励这种盗窃行为。这样做的好处是短平快的赚钱，但从长远看，问题是很严重的，因为自我创新的过程也是一个知识，技术与经验的积累过程，没有这些痛苦的过程就永远没有金字塔的根基，金字塔就永远不会搭建起来。国内一些省经常来美国招商引资，也引进技术人才，我和一些已经有不错规模的药厂谈，这些药厂一致的态度就是，根本不会考虑去自我创新研发新药，但却很热衷引进新药，或已经过了生产专利保护期的老药，或者可以自主开发中药，因为中药新药的研发成本低，审批也相对简单。但这些的中药因为采取了和国际不接轨的疗效观察程序，所以效果如何很难为中国之外的世界所接受，也很难形成将来与国际竞争的技术与知识的积累。中国医药产业要想能立足于世界，自我创新搞新药研发是不可避免的一条必须走的路，没有捷径可走。 No related posts. No related posts.

我们能尝到脂肪的味道吗？

青方 — Fri, 02 Dec 2011 02:18:52 +0000

最近一期The Scientist关注了味觉的问题，其中关于脂肪的味道很有意思，因为这个领域还有很多争论，很多人认为作为人类，我们品尝不到脂肪的味道，但现在越来越多的证据证明，人是能品尝到脂肪的味道的。我们知道，人能品尝到几种基本味道，包括咸，酸，甜，苦和肉香（味精的味道），是否能品尝到油的味道，则有很多争论，因为人们一直没有在味蕾上发现脂肪酸的受体。但一些研究在屏蔽了人的视觉，嗅觉和对食物的感觉后，在舌头上滴几滴脂肪酸，人的味蕾里的一些细胞会发生反应，说明人对脂肪酸是有感觉的，但却很难描述这是一种什么样的感觉。但有人争论说食物里的脂肪绝大多数是以甘油三酯的形式存在的，极少有游离的脂肪酸，用脂肪酸做实验不能反应真实的味觉变化。而大鼠则不同，大鼠的唾液里有比较丰富的脂肪酶，脂肪在大鼠的口腔里就能裂解成脂肪酸，所以大鼠是能品尝到油的味道的。但人唾液里的脂肪酶很少，不足以裂解出足够的脂肪酸达到刺激味蕾的效果。最近的研究发现，CD36，一种脂肪酸转运酶，很可能就是脂肪酸的味觉受体。CD36敲除的小鼠不能品尝到长链脂肪酸（18：1），说明CD36在品尝脂肪酸中发挥了很重要的作用。人CD30基因的多态性则直接影响了这个人对油腻食物的喜好程度，例如这个基因的一个位点rs1761667，纯合子的人更喜欢含油多的食物，这些人也偏胖。这个基因的表达在进食过程中也发生着变化，饿的时候表达的高，吃饱了表达程度就降低了，说明和进食行为和饥饿程度有关。看来这个领域还是非常有意思的，但对脂肪的感觉显然没有象酸甜苦咸和肉味那样直接，可以轻易地描述出来。 Related posts: 微博杂记 “土拨鼠日(Groundhog day)”是个什么日子？马太效应及其他双胞胎的指纹一样吗？危险的水果—牙买加呕吐病 Related posts:

老鼠到人，彷徨中的实验动物

青方 — Wed, 23 Nov 2011 02:32:03 +0000

今天在动物房给小鼠测血糖，做口服葡萄糖耐量试验，这是我过去十几年的日常工作，从不同疾病模型的小鼠到正常的大鼠，从活体实验到胰岛功能测定，生化代谢等等，只有最近几年开始研究人的胰岛，发现人的胰岛和老鼠的胰岛很不同。想起很多人讲课时常开的玩笑，对于老鼠来说，人的确不是一个好的动物模型。晚上看到一篇非常好的文章，详细讨论了小鼠作为一个目前生命科学领域的主要疾病模型的历史与彷徨，我们都知道实验动物的最终目的是研究人类，研究人类生命的内在的动力，生长代谢，衰老死亡，健康与疾病，因为很多实验不能在人体上进行，所以只有选择其他的动物，最后小鼠成为生命科学家眼里的“西施”，成了这个领域的标杆，的确人们对小鼠的研究在很大程度上帮助人们了解生命很多内在的神秘之处，为很多种疾病的诊断治疗帮了很大的忙，但这篇长篇深入的报道，显示了老鼠毕竟不是人，也不一定是最好的动物模型，但科学家们选择了小鼠，我相信今后的很多年，小鼠还依旧是生命科学领域的主要研究工具，因为人们在小鼠身上已经投入了很多的时间精力与金钱，了解的也非常深入了，但了解的越深，越发现小鼠与人之间的距离，显然这个基石开始动摇了。从我个人的经验和实验数据来看，单从胰岛来看，人和小鼠的胰岛有很大的不同，结构不同，一些代谢通路不同，对营养刺激物的反应也不同，很多在小鼠上很完美的实验，到人胰岛上变得模糊起来，而一些人胰岛上发现的现象，小鼠胰岛上却不明显，这些都令我有的时候和这篇博客的题目一样的感觉，彷徨。我自己的感觉，当实验结果显示老鼠和人有差别的时候，要以人的结果为标准，不是老鼠的。 Related posts: 奶粉里加料能给三鹿带来多少收益？从李连杰患甲亢说开去 10月15日，为了环保，博客们行动起来！人为什么会长胖？胰岛与糖尿病药物研发 Related posts:

发表的文章有多少是虚的？

青方 — Tue, 01 Nov 2011 00:19:27 +0000

今天是美国的鬼节，早晨有电话会议，主要汇报与一家大公司合作项目的进度。我们得到的数据与发表的文章不符，属于阴性数据，药厂在另外一种动物模型上进行了相似的实验，得到的结论与我们的结果类似，也是阴性结果。研究所的所长总结说，前一段时间一篇文章说药厂基本不能重复大学发表的数据，我们与药厂相似的结果说明我们对科学的态度是认真的。会议结束之后，我的合作者发给我所长所说的文章，文章发表在“自然综述”上，拜耳医药公司的人总结了过去几年公司的经历，公司根据发表文章的数据开始药物研发，在研发过程中发现至少有50%的发表了的文章是不能重复的，如果算上对发表了的文章声明的新的药物标靶的验证，超过70%的发表了文章声明的结论不能成立，至少站在药厂的角度看，不能成立。如果药厂的经验是正确的，我个人相信基本是正确的，那么就是说，在已经发表了的文章的海洋里，50%到70%是垃圾，如何在这些“虚”的东西里寻找真实的东西，将是一件很费时费力费钱的事情，可怜的药厂，被这些“虚”的文章骗的不轻。造成这种局面的原因是很复杂的，首先，绝大多数杂志不愿意发表阴性的结果，这样就造成科学里的错误不能得到及时的纠正，很误导人。其次，人们过分相信自己的逻辑推理或假说，而忽视实验得到的和自己的想法相左的结果，科学变成假说引导的实验，而不是因事实而得出相应的结论，很多实验条件过分苛刻扭曲，显然是为验证预先的设想而强行设计的实验，这样“非自然”的过分人工化的实验，不能反映自然状态的真实过程，结论不能重复是不难想象的。当然，从药厂的角度看问题，过分强调了科学的”实用性“，很多很基础的研究和应用之间还有很大的差距，药厂的”大跃进“式的跨越，显然很容易走入歧途。不过，从这些经验里可以看出，药物研发往往是一个学科发展的顶峰，就是如何把理论应用到可以赚钱的实践中，如何更合理有效地使用天文数字般的药物研发经费，少被一些”虚”的文章误导，本身就是一门很大的学问。 Related posts: 世界肥胖史纲要－关于世界肥胖的简要经历危险的水果—牙买加呕吐病 “土拨鼠日(Groundhog day)”是个什么日子？微博杂记松鼠会的新书—“声音是甜的” Related posts:

“咖啡圈效应”解密

青方 — Fri, 19 Aug 2011 11:08:29 +0000

今天看到大学的新闻，说是解决了咖啡圈的问题。问题是这样的，洒在桌子上的咖啡，干了以后，形成一个圈，原因是咖啡的微粒在失去水分的过程中向边缘聚集。解决的办法很简单，只要加长粒子就不聚集了，会均匀地散布在变面上，咖啡圈就会消失，这个对印刷和涂料的开发很有用处，文章发在自然杂志上。 http://www.youtube.com/watch?v=ZaCGoSTMHyc Related posts: 尝试WordPress 2.9 粉手套舞感恩节快乐—肖邦的Polonaise Op. 53 in A flat major Don’t Cry For Me, “Argentina” 用皮肤干细胞治疗烧伤 Related posts:

生命起源的外星说

青方 — Thu, 11 Aug 2011 01:41:26 +0000

今天新闻里说，科学家在陨石里发现了构成DNA的基石，碱基，推测地球上最早的生命物质来自外太空。以前人们在陨石上发现过氨基酸，也发现过碱基，但很多人怀疑这些陨石是被地球上的东西污染了，正如90年代初期北大陈章良从恐龙蛋化石里提取出来的DNA片段一样，都被怀疑是污染的结果。不管结论如何，地球上最早是如何从无机物到有机物的，外星来源说是假说的一种，这类研究能极大地满足人们寻找外星生命的好奇心。突然想到一个极短篇科幻小说，一天人们收到从外星传来的一串密码，经过专家破译后是DNA的序列，于是人们满怀好奇地把DNA变成了生命，新生命最后完全掌控了地球，人类被征服。前两天看到一位科学家要验证NASA发表的砷基生命的文章，验证过程要直播，还是很有意思的。这里有生命起源的7种假说，不包括天才设计。 Related posts: 离开了你的身体的你的DNA，你还有决定权吗？人呼吸的空气量是多少？勤俭基因是什么？瑙鲁的故事又给人类警示了什么？什么是世界上最贵的骷髅？尊重生命 Related posts:

绿茶里的EGCG抑制GDH，并有潜在的治疗作用

青方 — Wed, 10 Aug 2011 00:47:51 +0000

很久没有更新，主要是太忙碌，最近我的一篇文章发表，说明EGCG能改善GDH获得功能突变引发的高胰岛素性低血糖，作用是EGCG结合在GDH的ADP位点，由于劫持了这个刺激位点，导致酶功能被抑制。绿茶里的茶多酚EGCG对氨基酸分解代谢的关键酶，谷氨酸脱氢酶（GDH）有明显的抑制作用，最近的文章发现了其抑制作用的机理和应用价值。 GDH的活性受到很多小分子的调节，包括抑制剂GTP和刺激剂ADP。EGCG能抑制这个酶的活性，主要原因是EGCG结合到了ADP的位点，占据了刺激位点导致酶的功能被抑制。 GDH的获得功能突变能导致先天性高胰岛素高血氨综合征，胰岛beta细胞特异性表达GDH获得功能突变的小鼠，有低血糖的表现，EGCG能通过抑制GDH转基因鼠的胰岛素分泌达到升高血糖的目的。另外癌细胞的代谢在很大程度上依赖氨基酸，GDH在癌细胞代谢中发挥很重要的作用，EGCG能否通过抑制氨基酸的分解代谢达到抑制某些种类癌细胞增长的目的，则需要更多的实验观察验证。这么看人喝茶的结果，喝茶可以抑制氨基酸的分解代谢，这样可以保证在进食蛋白质非常有限的情况下，保持氨基酸用于合成蛋白，而不是被代谢掉，是否如此，还需要很多研究。题目：GREEN TEA POLYPHENOLS CONTROL DYSREGULATED GLUTAMATE DEHYDROGENASE IN TRANSGENIC MICE BY HIJACKING THE ADP ACTIVATION SITE 摘要：Glutamate dehydrogenase (GDH) catalyzes the oxidative deamination of L-glutamate and, in animals, is extensively regulated by a number …

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中药现代化问题的思考

青方 — Sun, 26 Dec 2010 14:25:42 +0000

关于中药走向世界的问题，想了几点： 1）例如疗效确认标准的问题，症状体征的改善要符合国际标准，不能用中医的标准，另外还要有检验指标的改善等。 2）是否能从确认有效的中药里提取有效化学成分的问题，理论上讲是可以的，因为现在分析化学技术的巨大进步为分析复杂的化学成分提供了可能，但中医生产厂家是否愿意做？是否有能力做，还有就是比起西药的开发程序，这样做是否值得，花费与产出比是否太高，这些都是问题。话说回来，即使中药不走向世界，自己用，是否也应该采取国际标准来判断疗效，多用可以量化具体化的指标，少用主观判断的指标，药监局是否有明确的规则？这实际上是中药如何现代化的大课题。从目前的药物研发的趋势看，中药实际上已经失去了寻找有效成分的时机，或者说现在还不是时候，因为目前的药物研发有几个路子，一是明确机理与药物标靶，用高通量筛选的方式寻找有效的化学成分，然后做相应的改造，做成可以使用，效果明显副作用小的药物，二是知道一个大的方向，但具体机理不清楚，研发是从从动物实验的有效性反过来确认机理，三是跟踪基础理论的发展，再从使用性的角度看是否可以作为药物的标靶，潜在的副作用是否可以控制，总之药物研发不是盲人骑瞎马，是有明确或者比较明确目的性的商业与科研行为，从中药里寻找化学成分，首先不知道是否有，二是不知道机理，是投入巨大但产出不明确的危险商业行为，是否可行，是否值得，需要深入探讨。例如云南白药可以止血，止血的机理是很明确清楚的，白药是促进或抑制了什么，是怎么影响血液凝固的，研究起来应该不难。知道了什么因素产生了变化，再从白药里寻找有效成分就比较有的放矢了。 Related posts: 被盗的胰岛素新京报文章“真假地震糖尿病” 人为什么会长胖？政治的娱乐性食盐加碘的争论与解决办法 Related posts:

胰岛研究的问与答

青方 — Wed, 08 Dec 2010 21:33:29 +0000

今天收到一位网友的邮件，问有关胰岛分离培养的问题，问题如下： 1. 根据您博客中的描述，您所用的方法应该是外消化，根据丁香园的讨论帖，这种消化很难得到胰岛啊?是因为事先用hanks液将胰腺充盈了就好消化么？ 2. 根据丁香园的描述，胶原酶消化，ficoll密度梯度离心后应该达到了分离和纯化的目的，因此不需要镜下手工挑取。但是我实验中发现做不到。在目的层面除了胰岛还有不少外分泌腺细胞。这是因为我消化过度还是消化不足呢？如果做GSIS，是不是一定要手工挑一下呢？ 3. 我分离胰岛后培养过夜就进行实验，您博客中描述培养3天，这差别大么？ 4. 分离胰岛能否长期培养？我分离的胰岛在1640培养基3天就有死亡的，我曾经试过培养一周，多数分离胰岛都萎缩死亡，少数贴壁的胰岛感觉包膜的成纤维细胞生长起来了，胰岛内部细胞却不能生长。是不是培养条件有问题？要不要20%血清呢。另外您说1640培养基，10mM葡萄糖，是再加入浓度10mM葡萄糖么（1640 本身葡萄糖浓度好像200mg/dl）？ 5. 不知现在胰岛分离有无更好的方法或试剂？早晨匆匆回答了一下，现在润色后回答如下：试着回答你的问题： 1）在胆总管里灌注胶原酶还是Hanks液，本质上讲并没有太大的差别，获得胰岛数量的多少很大程度上决定于胶原酶的来源与品质，以前我们用一家德国小公司的酶，一直很好，首先用Hanks液灌注到胆总管里，在阻断流到十二指肠的情况下，胰腺被吹起来，然后剪碎用胶原酶消化，但后来这家德国公司倒闭了，现在我用Sigma的胶原酶，用这个价格只有原来德国公司五分之一的酶，再用以前的方法就得不到很多胰岛了，现在采用大多数人用的方法，就是直接向胰腺里灌注胶原酶，这样才能获得更多的胰岛，得到的数量和以前的方法类似。 2）用Ficoll离心之后，还需要手工分离，这个需要解剖显微镜的帮助。但有很特殊的情况，例如新生老鼠的胰岛分离，就省了这一步，直接在显微镜下挑取。 3）胰岛的培养，3天是比较标准的办法，胰岛的功能也最稳定，因为胶原酶的消化，胰岛上的一些蛋白（细胞表面蛋白）被胶原酶破坏，需要一定时间恢复，培养3天的胰岛，功能已经很接近胰腺直接灌流得到的实验结果，所以我们一直用培养3天的胰岛，3天培养就要克服污染的问题。 4）一般的培养条件，胰岛培养最多5天，之后胰岛的结构就很难维持了，RPMI 1640有没有加糖的，你可以根据自己的需要加不同浓度的葡萄糖，例如我们有的时候需要1或5 mM 葡萄糖的培养条件，另外还需要血清10%（FBS），谷氨酰胺 2mM，抗生素等。 5）大鼠小鼠的胰岛分离，就是这些方法，对于大动物的胰岛分离，例如猪和人的胰岛分离，就不用这个方法，但原理类似，此外没有更好的办法。另外，胰岛是没有包膜的，人们一直有这个错误观点，认为胰岛有包膜，主要原因是不读很老的文献的缘故，小鼠和大鼠的胰岛外周主要是alpha细胞。胰岛分离很大程度上需要经验，很多人和我学习胰岛分离，但之后这些人做的还是和我还是有些不同，说明人们在根据自己的条件找最适合自己的方法，我没有写好的Protocol，不过以后有时间为会总结一下。从我个人的经验看，一天分离20只小鼠的胰岛是可行的（就是比较累），每只正常成年小鼠你应该可以得到200到300个胰岛，每只小鼠拿到100个胰岛也基本能满足大多数功能和分子生物学研究的需要，最多的时候，我一天能得到1万个胰岛，因为代谢研究需要很多胰岛。想来我做胰岛研究10年，从大鼠和小鼠分离到的胰岛总数已经近100万个了。现在胰岛研究是糖尿病研究领域的一个难点，因为技术和经费上的限制，很多人面临很多困难，克服这些困难的唯一方法，就是大量实践，没有捷径。 Related posts: 胰岛分离技术磺脲类药物治疗糖尿病，好还是坏？从李连杰患甲亢说开去胰岛与糖尿病药物研发遗传病研究的一些进展和问题 Related posts: