国自然申请案例 | 南开大学博士12.4分文章看如何研究 “细胞间通讯”？

今天我们介绍了通过 “ 配 - 受体互作 ” 研究 “ 细胞间交互 ” 的坑（ 很多人喜欢用“细胞-细胞间交互”报国自然，但是太多坑了…… ），下面我们通过一篇南开大学、中国医学科学院等在 2024 年发表在 Theranostics 期刊上的具体看一下如何开展作用和机制研究。

1. 《 Theranostics 》杂志发表反映 体外诊断和预后、体内分子成像、分子治疗、图像引导治疗、生物传感器、系统生物学和转化医学、个性化医疗 以及可应用于未来治疗诊断应用的广泛生物医学研究领域的创新性研究文章。

出版社为 Ivyspring International Publisher ， 中科院一区， IF 12.4 ，年文章量 430+ ，也是 10+ 期刊里面发文量比较多的（ 不过好像之前有个学校把这个期刊预警了…… ）。

从期刊收稿范围来看，像 体内分子成像、图像引导治疗、生物传感器 等这些方向是正常的收稿范围，因此不一定纯分子或者临床研究， 比较适合检验科、影像、生物医学工程等专业方向（有人说这些方向在国自然中不是特别卷……）。

2. 之所以介绍这篇文章主要有三个原因：

1 ）文章确定配体 - 受体互作并 不是直接从比较常见的单细胞测序经过 CellChat 等分析找到的 ， 而是通过 CRISPR 筛选确定的 ， 所以是“非经典”的分子筛选方法 ，大家也可以考虑在国自然项目中通过这种方式引出；

2 ）研究关注的科研热点包括了 “肿瘤免疫治疗”、“巨噬细胞的吞噬作用”、“细胞间交互” 这些主题， 并且研究思路非常清晰，且对临床转化有参考价值；

3 ）在研究配体 - 受体互作参与细胞间交互这个主题时， 研究方法非常成体系，因此在设计研究内容和研究方案时，大家可以参考。

下面我们看一下这项研究：

研究通过 CRISPR 筛选技术鉴定了 阻碍巨噬细胞吞噬作用 的基因，发现并验证了 肿瘤细胞分泌的 Vitronectin （ Vtn ）与肿瘤相关巨噬细胞（ TAMs ）表面的补体 C1q 结合蛋白（ C1qbp ）之间的相互作用 ，然后通过一系列体外和体内实验来探索 Vtn 和 C1qbp 在巨噬细胞吞噬和极化中的功能，以及其在肿瘤生长和免疫微环境中的作用。 研究逻辑从基因筛选到分子机制的解析，再到临床前模型的验证，层层深入，系统性地揭示了 Vtn-C1qbp 信号轴在肿瘤免疫逃逸中的作用。

Vtn-C1qbp 信号轴如何调节巨噬细胞的吞噬作用和表型。

下面我们通过问题来梳理研究工作：

1. 研究的主要疾病和研究角度是什么？

本研究主要针对的疾病是 三阴性乳腺癌（ TNBC ） 。研究的角度集中在通过 靶向肿瘤细胞与巨噬细胞之间的通讯 ，特别是阻断 Vitronectin （ Vtn ）和补体 C1q 结合蛋白（ C1qbp ）之间的相互作用，来 增强巨噬细胞的吞噬作用 从而抑制肿瘤进展。

2. 研究的关键分子 Vtn 和 C1qbp 是如何筛选得到的？

研究团队使用 CRISPR 筛选技术来鉴定阻碍巨噬细胞吞噬作用的基因 。通过全基因组 CRISPR 筛选， 他们分析了细胞间相互作用数据库，并鉴定了 Vitronectin （ Vtn ）和补体 C1Q 结合蛋白（ C1qbp ）这一配体 - 受体对在肿瘤细胞或巨噬细胞中的作用 。

3. 详细说明研究中如何确认 Vtn 和 C1qbp 的相互作用？具体的方法是什么？

为了确认 Vtn 和 C1qbp 之间的相互作用， 研究团队首先通过 CRISPR 筛选和细胞间相互作用数据库（ 方法 1 ）分析鉴定了这一配体 - 受体对。 接着，他们利用 免疫共沉淀（ Co-IP ）实验和 Western Blot 来验证 Vtn 和 C1qbp 在 细胞裂解液和膜分数 中的结合 （ 方法 2 ） 。此外，他们还构建了 缺失 Vtn 结合域的 C1qbp 突变体 ，并在 HEK293T 细胞中进行共转染实验，以确定 Vtn 主要与 C1qbp 的α A 结构域相互作用 （ 方法 3 ） 。通过 分子对接技术 （ 方法 4 ） ， 研究者们进一步分析了 C1qbp 的α A 结构域与全长 Vtn 蛋白之间的相互作用。

4. 研究如何确认 Vtn 和 C1qbp 对巨噬细胞吞噬作用和与肿瘤细胞互作的影响？具体的方法是什么？

研究团队通过敲低 Vtn 和 C1qbp 的表达，并进行后续的功能实验来探索它们在吞噬作用中的功能。他们使用 流式细胞术来评估小鼠肿瘤的吞噬率、巨噬细胞的极化和免疫微环境 。 此外通过体内实验在小鼠模型中探讨了 Vtn 敲低与抗 CD47 治疗联合在乳腺癌治疗中的可能性 ，发现 Vtn 敲低和抗 CD47 抗体的组合有效增强了巨噬细胞的吞噬作用和浸润，导致体内肿瘤生长的减少。

5. 巨噬细胞中 C1qbp 下游通路是什么 ? Vtn 和 C1qbp 结合后是如何影响巨噬细胞的吞噬作用的？

Vtn-C1qbp 信号轴通过促进 Fc γ RIIIA/CD16 诱导的 Shp1 募集，从而减少 Syk 的磷酸化，导致 1）巨噬 细胞吞噬肿瘤细胞的能力受到抑制 。此外， Vtn-C1qbp 信号轴还影响了巨噬细胞的极化， 2）促使它们向 M2 样亚型转变 ， 这是与肿瘤促进和免疫抑制相关的巨噬细胞表型。

6. 巨噬细胞的吞噬作用对三阴性乳腺癌治疗有什么启发？

通过阻断 Vtn-C1qbp 相互作用可以增强巨噬细胞的吞噬作用，即通过靶向 Vtn 和 C1qbp 之间的相互作用进而抑制肿瘤进展。需要注意是： Vtn 敲低与抗 CD47 抗体的联合治疗（这里不是 PD1 单抗） 在抑制肿瘤生长和增强巨噬细胞吞噬作用方面表现出协同效应。

7. 研究中 Vtn 来源于肿瘤细胞，那肿瘤细胞中 Vtn 的表达是否升高或降低，原因和机制是什么？

文献中没有明确指出 Vtn 在肿瘤细胞中的表达是升高还是降低， Vtn 在肿瘤细胞中的表达可能受到多种因素的调控，包括肿瘤细胞自身的信号网络以及肿瘤微环境中的其他细胞和分子， 具体的调控机制需要进一步的研究来阐明。