第七批--医保中心姚兰--美国范得堡大学进修学习 心得分享
2012年初我有幸获得了我院李桓英基金资助的出国进修名额,经过多方联系,最后确定至美国田纳西州,纳什维尔市,范得堡大学(Vanderbilt University)的病理、微生物及免疫学系(Pathology Microbiology & Immunology),在Agnes B. Fogo教授的肾脏病实验室进修。我于2012年12月10日顺利抵达美国并至范得堡大学国际留学生及访问学者中心报道,开始了我的赴美进修学习生活。
Agnes B. Fogo教授就职于范得堡大学的病理、微生物及免疫学系,是肾脏病理专科的负责人,担任Journal of the American Society of Nephrology的编委,同时她还拥有一个肾脏病实验室,现有来自中国、韩国、德国、日本等国的博士后及访问学者10余人。Fogo教授著有《肾脏病理诊断图谱》(Diagnostic Atlas of Renal Pathology),该实验室历年来已发表肾脏病方面论著及综述100余篇,建立了小鼠5/6肾切除动物模型以及多种基因敲除动物模型。Fogo教授主要致力于研究慢性肾脏病进展的发病机制,包括重塑以及逆转肾脏硬化的可能性,重点关注肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS)以及纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)在肾脏纤维化中的作用。既往的研究发现不论在体外还是体内RAAS均可以刺激PAI-1表达,而PAI-1的表达增高同肾脏纤维化密切相关,RAAS阻断剂除去降压作用外,还影响细胞外基质的积聚,血管紧张素I型受体拮抗剂(ARB)可以在早期逆转肾脏硬化。第二个关注重点是肾间质纤维化在慢性肾脏病中的作用,研究肾脏实质细胞与浸润细胞特别是巨嗜细胞之间的相互作用。
经过同Fogo教授探讨,结合实验室研究方向以及个人的意向,最终确定我的研究课题为特异性的敲除小鼠成纤维细胞的PAI-1表达,观察其单侧输尿管梗阻(UUO)后肾脏的病理改变,通过形态学、免疫组化、Realtime PCR、Western blot等方法从多种角度评价在成纤维细胞上特异性敲除PAI-1对UUO模型导致的肾间质纤维化的影响。试验动物分为2组,实验组是通过Cre-loxp技术特异性的敲除小鼠成纤维细胞上PAI-1表达的小鼠,对照组是未敲除PAI-1表达的小鼠,2组小鼠均行UUO手术,术后10天处死小鼠并收集肾脏组织用于研究分析。行Sirius Red染色评价肾间质纤维化程度,应用免疫组化方法行F4/80、FSP-1、PCNA及α-SMA染色,以Realtime PCR方法定量Collagen I, E-cadherin, PAI-1以及 TGF-β的mRNA表达,通过Western blot检测Collagen I, E-cadherin以及Psmad的蛋白含量。表达试验结果显示:1在特异性敲除小鼠成纤维细胞PAI-1表达的动物模型中,80%肾脏成纤维细胞的PAI-1表达为阴性,提示特异性PAI-1敲除动物模型建立成功;2 同野生型小鼠对照组比较,成纤维细胞PAI-1敲除组小鼠的肾脏胶原含量明显减少,提示敲除小鼠成纤维细胞上的PAI-1表达可以减轻UUO术后肾间质纤维化程度;3 成纤维细胞PAI-1敲除组小鼠肾皮质表达PAI-1mRNA减少,但是TGF-β表达及活性没有显著变化;4 FSP-1阳性细胞以及PCNA/α-SMA双重阳性细胞在实验组小鼠肾脏中表达减少,提示特异性的成纤维细胞PAI-1敲除可以减少成纤维细胞数量,至少部分是通过较少细胞增殖;5 实验组小鼠肾脏E-cadherin的mRNA及蛋白水平较对照组明显降低,提示成纤维细胞PAI-1敲除可以减轻肾小管细胞损伤;6 同对照组相比,实验组小鼠肾脏中F4/80阳性细胞明显增多,提示敲除成纤维细胞上的PAI-1促使F4/80阳性的浸润增多。根据现有实验结果得出结论:特异性敲除成纤维细胞上PAI-1表达可以减轻小鼠UUO术后的肾间质纤维化,部分是因为减少了成纤维细胞增殖以及保护肾小管细胞。我们猜测增多的F4/80阳性细胞可能是M2型巨嗜细胞或者其他具有抗纤维化功能的细胞。根据上述结果我撰写了摘要投稿参加2013年在亚特兰大召开的American Society of Nephrology Kidney week(ASN),获得了ASN壁报展示机会。在壁报展示期间我为浏览壁报的参会者讲解了我们的实验设计及结果分析,回答他们提出的问题,记录他们提出的意见及建议,而这些回馈信息对我们进一步完善课题有一定帮助。
经过在Fogo教授的实验室为期一年的进修学习,我感觉她的实验室的运作方式上比较有效率,可能在我们的工作中能有所借鉴。每个来到实验室的人首先都会和Fogo教授进行一次谈话,会告知我们实验室现有的科研项目,可以从中选择1个自己比较感兴趣的课题,这样每个人都有明确的分工,各自负责一个项目。每周会有一次lab meeting,在会上每个人汇报上周的工作进度,实验中是否遇到什么困难,有什么需要解决的问题,这样Fogo教授就可以实时掌握每个课题的工作进展,及时发现实验进程中的问题,提出改进方案或者调整下一步的研究方向,尽量减少工作中的弯路。此外每2周整个病理、免疫及微生物系会有一次科研工作汇报,由主讲人汇报自己的科研课题,从背景、实验设计、现有实验结果到下一步实验计划,而参会人员可以随时提出疑问以及建议,大家共同讨论。会议的目的是集思广益,发现实验中的不足之处以便及时完善实验设计,同时一些实验中遇到的困难也可以在此征求大家的帮助。实验室里人员流动性很高,为了让新人迅速进入工作状态,详细的protocol是非常重要的,不论是realtime-PCR、Western blot还是免疫组化染色,每一个实验方法都有protocol可遵循,包括操作流程、试剂名称来源以及操作中需注意的事项,减少了在实验技术环节上可能浪费的精力。
从Fogo教授身上我还看到了一种科研思维方式。对于实验结果采取非常严谨的态度,任何实验方法都要设立阳性对照以及阴性对照,甚至多次重复验证,以保证实验结果的真实性、客观性,一定要避免人为主观影响。在实验数据的分析上则需要灵活性、发散性的思维,尤其当实验结果与预期不同的情况下就要分析实验设计以外的可能性,寻找可能的解释。此外,不能忽视实验中的任何细节,实验用水、温度、时间,实验动物的背景,很多细节都可能影响最终实验结果。
总的来讲,这一年的进修对我来讲是非常珍贵的,除了学习并实践了很多实验技术,最重要的是学习了他们的科研思维方式,并且和Fogo教授的实验室建立了联系,为以后在科研上合作打下了基础。以前我的科研意识较为薄弱,这次进修后我会尽量将把在美国学习到的知识利用起来,在做好临床工作同时,加强科研意识,争取在这方面能有所突破。
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