細胞實驗中的對照給藥介紹
對照實驗 (Control experiments) 是在實驗中設(shè)置比較對象 (對照組) 的一種科學(xué)方法，進行對照實驗可評估實驗條件改變對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響。設(shè)置對照實驗可以增強實驗的可信度。細胞實驗中的對照實驗一般可分為空白對照，陽性對照和陰性對照。
■ 空白對照
空白對照 (Blank control) 是指不給予任何處理的對照。在細胞實驗中，常用以評價及觀察細胞是否處于正常狀態(tài)。
如在 The role of ferroptosis in ionizing radiation-induced cell death and tumor suppression 一文中，觀察到 H460、A549 和 H1299 細胞系在沒有任何處理的情況下，脂質(zhì)過氧化水平?jīng)]有任何變化，而暴露于 6 Gy IR 24 小時后，脂質(zhì)過氧化相對水平升高。
圖 1. 電離輻射誘導(dǎo)癌細胞中的鐵死亡[1]
■ 陽性對照
陽性對照 (Positive control) 是指按照當(dāng)前實驗方案一定能得到陽性結(jié)果的對照實驗。因此，陽性對照具有質(zhì)控的意義。另一方面，陽性對照還可以證明試驗藥和對照藥之間的差別：優(yōu)效性或等效性。
例如，為了研究 H. richardsonii 提取物 PP-360A 對癌細胞的有絲分裂的影響，研究者選用諾考達唑，紫杉醇作為陽性對照，這兩種藥物可以誘導(dǎo)有絲分裂停滯。陽性對照組表明：PP-360A 可以有效地誘導(dǎo)由有絲分裂停滯引起的細胞形態(tài)改變。如圖 2A 所示，三種細胞系 (HT-29、M059K、WI-38) 用 PP-360A 處理后的細胞形態(tài)變圓，與諾考達唑處理組類似。免疫熒光染色結(jié)果 (圖 2B) 顯示細胞用 PP-360A 處理后，磷酸組蛋白 H3 (PH3) 和微管蛋白陽性細胞比率升高。
■ 陰性對照
陰性對照 (Negative control)，和陽性對照相反，是指按照當(dāng)前的實驗方案一定不會得到陽性結(jié)果的對照實驗。
溶劑對照 (Vehicle control) 是最常見的陰性對照，一些化合物水溶性不好的化合物，需要用有機溶劑 DMSO、乙醇等配制儲備液。如果溶劑在最終給藥體系中占比較高，可能會對細胞本身狀態(tài)有較大影響，這時，就會出現(xiàn)這樣一個疑問：是藥物的作用還是溶劑的毒性導(dǎo)致呢？
在鑒定具有抗黑色素瘤活性的檸檬苦素類天然產(chǎn)物的研究中，DMSO 溶劑對照組的設(shè)置很好地證明了 Haperforin G 在 MELHO 中誘導(dǎo) G1 細胞周期阻滯和增殖停滯。
圖 3. Haperforin G 對黑色素瘤細胞增殖和細胞周期的影響[4]
除此之外，在 siRNA 轉(zhuǎn)染，腺病毒轉(zhuǎn)染等實驗過程中，常會出現(xiàn) NC siRNA，NC shRNA 等陰性對照。如在 CYP27A1-dependent anti-melanoma activity of limonoid natural products targets mitochondrial metabolism 一文中，Harpernoid D 的抗黑色素瘤活性依賴于 CYP27A1 (圖 4A)。為了研究 CYP27A1 表達與化合物敏感性的相關(guān)性，利用 siRNA 瞬時下調(diào) CYP27A1 的表達，并且證明 CYP27A1 的瞬時下調(diào)可使細胞免受 Harpernoid D 介導(dǎo)的細胞增殖抑制 (圖 4B)。
圖 4. 細胞用 NC siRNA 或 CYP27A1 siRNA 轉(zhuǎn)染處理 24 小時[4]
在一些涉及免疫學(xué)的實驗時，往往需要用到同型抗體設(shè)置同型對照 (Isotype control)，同型抗體是指和實驗組具有同源性和相同抗體類別的非特異抗體，如圖 5 所示，同型對照可以很好的證實實驗組抗體的特異性。
圖 5. MITF 與黑素瘤細胞系中內(nèi)源性 CYP27A1 啟動子區(qū)域的結(jié)合[5]
小對照，大學(xué)問。一個科學(xué)系統(tǒng)的實驗設(shè)計中必然少不了對照的身影。對照不僅能幫我們佐證實驗結(jié)果的可靠性，也能在實驗失敗時幫助我們排查導(dǎo)致失敗的原因。怎么樣，現(xiàn)在你學(xué)廢了嗎？
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相關(guān)產(chǎn)品 |
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一種快速可逆的 microtubule 抑制劑，抑制有絲分裂并誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。 |
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抗腫瘤劑，可導(dǎo)致有絲分裂停滯和誘導(dǎo)細胞凋亡。 |
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脂質(zhì)氧化的熒光比值探針，常用于鐵死亡研究。 |
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共收錄了 4, 800+ 抗腫瘤化合物，主要靶向激酶、細胞周期調(diào)控的關(guān)鍵蛋白，腫瘤發(fā)生相關(guān)的信號通路等。 |
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參考文獻
1. Callaway E. DeepMind's AI for protein structure is coming to the masses[J]. Nature, 2021.2. Jumper J, Evans R, Pritzel A, et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold[J]. Nature, 2021:1-11.
3. Baek M, Dimaio F, Anishchenko I, et al. Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network [J]. Science.
4. Hyelim Cho, Qiong Shen, Lydia H Zhang, Mikiko Okumura, Akinori Kawakami, et al. CYP27A1-dependent anti-melanoma activity of limonoid natural products targets mitochondrial metabolism. Cell Chem Biol. 2021 Mar 30;S2451-9456(21)00143-4.
5. JIrwin J J, Tang K G, Young J, et al. ZINC20-A Free Ultralarge-Scale Chemical Database for Ligand Discovery [J]. Journal of Chemical Information and Modeling, 2020, 60, 12, 6065–6073.
