第313章 陳師弟牛逼
吃過飯,陳輝收拾好垃圾,放在一旁垃圾桶中,再次回到電腦前。
剛剛吃飯時,放空大腦的他已經找到了新的靈感,他意識到,這是生物,這是醫學,不能僅靠純數學驅動,必須給模型加入生物學約束!
登陸上專業的論文網站,陳輝開始搜尋蛋白質相互作用的資料庫和已知的訊號通路圖譜相關的論文,他之前就瞭解過這方面的內容,但並沒有深入研究。
時間一天天過去,陳輝如同一塊飢渴的海綿,瘋狂的吸收著一切知識。
一週後,萬事俱備,陳輝開始繼續改進自己的模型,他沒有直接套用,而是將這些知識轉化為弱先驗資訊,即哪些蛋白之間更可能存在相互作用,基於已知複合體、結構域相似性等,為模型提供一些模糊的、機率性的指導。
然後陳輝採用貝葉斯網路的機器學習方法,這種方法特別適合從資料中推斷因果關係網路,並且可以方便地融入他收集到的弱先驗資訊作為約束。
很快,新的模型完成。
新模型執行後,得到了一個初步的、機率性的網路圖。
圖中指向了一個之前被忽略的、名為PKCδ的蛋白激酶可能處於這個新通路的核心位置。
陳輝露出開心的笑容,忙碌了這麼多天,終於有了個還不錯的結果。
然而很快,陳輝就皺起了眉頭,在模型中,PKCδ與上游的連線仍然模糊,光是目前的資訊,根本沒辦法提供足夠的置信度。
進步了,但還不夠!
陳輝深吸一口氣,他早已經習慣了這樣的攻堅研究,非但沒有感覺氣餒,甚至鬥志昂揚。
這一次,他足足花了三天時間,也依舊沒有想到更好的思路。
研究似乎已經陷入了僵局。
期間宋朝明也來過幾次,畢竟陳輝來他們團隊也已經接近半個月了,卻一點動靜都沒有,他自然得來看看。
原本還有些忐忑的他,在見到陳輝第二版的模型後,差點興奮得在會議室中跳起舞來。
不過他還是贊成陳輝嚴謹的態度。
跟唐劍不同,他現在早已經功成名就,即便多一篇《自然》《科學》也並不能給他帶來太大的好處,所以他對發論文的執念沒有那麼深。
他們研究的是腫瘤,最終的研究成果是要用到病人身上的,可不能真的就用一個看似完美的成果去替代真實情況。
即便藥物會提前經過動物測試,但誰也說不準最後會不會出現甚麼可怕的後果,自然需要慎之又慎。
更何況,這才半個月,陳輝就能做出這樣令人驚喜的結果,他根本不介意再多等幾個月。
呼!
長出一口氣,陳輝目光從螢幕上移開,暫時放空一下大腦。
他的確遇到了難題。
幾秒鐘後,陳輝目光再次恢復堅定,再次看向電腦螢幕,然後移動滑鼠,再次開啟了宋朝明團隊的歷史研究資料。
既然前方一片黑暗,暫時找不到路,那不如回頭看看,從這些資料中去尋找可能的線索。
又是一週時間,這一次,陳輝以更加細緻的方式去審視這些資料,比之前耗費了更多的時間,但想要的靈感依舊沒有到來。
做科研就是這樣,即便你花費了大量的時間精力,費盡了心血,也不一定能出成果,說不定偶爾一個突然的想法,反而能有大發現。
凌晨兩點,陳輝在會議室中緩緩移動滑鼠,銳利的目光在紛繁的資料中不斷流轉。
時間一點一點流逝。
很快已經是兩點五十。
陳輝收回目光,他準備睡覺了。
從初中開始,他的睡眠都十分規律,如果沒有甚麼緊急的事情,他都是凌晨三點睡覺,早上六點起床。
正是規律的睡眠,讓他擁有一副好身體,讓他能夠保持旺盛的精力進行學習研究。
忽然,陳輝雙眼微眯。
他在實驗記錄中注意到了一個被所有人忽略的細節,那批質譜資料是不同時間點0h,1h,6h,24h的取樣!
而之前的分析,都下意識地把它們合併處理了,試圖找一個靜態網路。
但顯然,訊號通路的啟用是一個動態過程!
就像看一場傳球比賽,你必須看影片回放,而不是看一張合影,才能知道是誰傳給了誰。
靈光乍現,隨後便是無數靈光湧現。
就像是敲開了那層遮蔽泉水的紙片,隨後便是地湧金泉!
陳輝立刻轉向了動態貝葉斯網路和時間序列分析,他將不同時間點的資料按照其內在時間關係串聯起來。
他構建模型,追蹤每一個訊號蛋白的磷酸化水平隨時間變化的軌跡。
透過分析這些軌跡之間的時間先後順序和協變關係,因果關係的推斷變得前所未有的清晰,是A蛋白的啟用 發生在B蛋白之前,那麼A是B因的可能性就極大提高了。
迷霧瞬間散開!
動態模型清晰地顯示,特定的EGFR突變體首先快速招募並啟用了一個介面卡蛋白,然後這個介面卡蛋白在某個特定時間點意外地啟用了PKCδ,PKCδ進而繞過經典的RAS蛋白,直接磷酸化並啟用了下游的RAF同工酶,從而抄近路驅動了整個促增殖通路。
陳輝很快找到了一條經過動態時間序列資料驗證的、高置信度的非經典通路模型,突變EGFR->Gab1->PKCδ->CRAF->MEK->ERK。
他還利用這個模型預測了幾個關鍵節點,如果抑制PKCδ,就應該能特異性地阻斷這條非經典通路,逆轉耐藥性,他甚至還預測了抑制後下遊各蛋白磷酸化水平下降的先後順序和大致幅度。
……
早上八點,唐劍準時來到實驗室,提著新鮮的豆漿油條往小會議室走去。
吱呀,
還不等唐劍走進會議室,會議室的門就被推開,陳輝從裡面走了出來。
唐劍愣在原地,眼睛一點點睜大。
陳輝在會議室中待了一個多月了,從來沒有出來過,現在他出來,是不是意味著,模型構架成功了?
“通知宋教授,準備驗證吧!”
陳輝沒有賣關子,接過唐劍手中的豆漿油條,自顧自的大快朵頤起來。
八點半,
華夏醫學科學院,國家重點腫瘤研究實驗室,
二十三人的團隊齊聚一堂,大家齊聚大會議室。
“真的假的,他真的完成了模型的構建?”
直到現在,除了唐劍之外,其他師弟師妹們依舊持懷疑態度。
“這麼大陣仗,不能是假的吧。”
另一位師弟說到,他不敢想象若那個本科生真是撒謊,到底會闖下多大的禍。 “如果是真的……”
有師弟雙眼精光爆閃,“那我們豈不是趕上好時候了。”
他們進行這個研究已經三年了,自然知道它的價值,如果真能證實他們的猜想,這個成果必然是世界級的,以後他們將成為這個領域的絕對權威。
“先別做夢了,看看驗證結果再說吧……”
“好了,模型的模擬結果大家都已經看到了,接下來我們需要使用Western Blot技術進行靶點確認。”
宋朝明站在會議室最前方,拍了拍手,等到會議室安靜下來,才開口說道。
他們需要重複陳輝模型中最關鍵的起點,確認在他們的特定EGFR突變細胞系中,PKCδ的磷酸化水平確實在用藥後異常升高,且時間點與預測吻合。
這是一切的基礎,只有完成了靶點確認,他們才能進行下一步實驗。
很快,宋朝明安排好實驗分工,眾人一鬨而散,穿上實驗服進入實驗室,雖然心中依舊有些遲疑,但他們也迫不及待的想看到最後的驗證結果。
可惜生物實驗與其他實驗還有一些不同,它需要時間的沉澱,無法速成。
實驗緊張而有序地展開,培養箱日夜執行,實驗室的燈常常亮到深夜。
直到三天後,Western Blot結果才出來,
當那張暗房裡顯影的膠片被拿出來時,負責的實驗員幾乎是小跑著拿去給宋朝明。
結果清晰無比,在用藥後1小時和6小時,PKCδ的磷酸化條帶果然比對照組明顯更濃!模型的第一步預測被完美證實!
實驗室裡響起一陣小小的歡呼,所有人看向陳輝的眼神都變了,有因為之前懷疑的愧疚,也有因為陳輝驚人實力而產生的狂熱崇拜。
“陳師弟牛逼!”
不知道哪位師弟忽然激動的大喊了一聲。
“陳師弟牛逼!”
很快,這樣的歡呼就充滿了實驗室。
宋朝明臉上也露出了欣慰的笑容,他這所重點實驗室,已經很久沒有經歷過如此熱烈的歡呼了。
“好了,這只是第1步,最關鍵的還在後面呢。”
等了幾分鐘,等到大家將興奮的情緒宣洩以後,宋朝明才再次開口說道。
接下來他們需要進行功能獲得/喪失實驗,首先,他們需要設計併合成針對PKCδ基因的siRNA,轉染進癌細胞,特異性沉默PKCδ的表達。
使用一種已知的、較為特異的PKCδ抑制劑比如Rottlerin或其類似物,在不同濃度下處理細胞。
使用CCK-8或MTT等assays,分別檢測在僅用靶向藥、僅抑制PKCδ、以及兩者聯用的情況下,癌細胞的增殖活力變化。
根據陳輝的模型預測,聯用組應表現出顯著的協同抑制效應。
接下來就需要進行長期觀察,觀察在長期作用下,癌細胞形成集落的能力是否被聯用方案徹底摧毀。
在施加上述處理後,再次利用Western Blot或磷酸化抗體晶片,檢測陳輝預測的通路下游關鍵蛋白CRAF, MEK, ERK的磷酸化水平。
根據模型預測,抑制PKCδ後,下游這些蛋白的磷酸化水平應顯著降低,證明通路被成功阻斷。
很快,宋朝明就帶領團隊制定了後續的驗證計劃。
所有人都鬥志昂揚的投入到了接下來的驗證實驗中。
第二天,siRNA轉染完成,抑制劑也已加樣,細胞在各自的處理條件下繼續培養,所有人都小心翼翼的關注著那些培養板,彷彿裡面正在孕育著決定命運的答案。
第五天,細胞活力檢測的結果率先出爐,唐劍將資料處理成圖表,列印出來時,手都有些顫抖。
圖表顯示單獨使用奧希替尼靶向藥,細胞活力有所下降,但遠未死亡,證實了耐藥。
單獨使用PKCδ抑制劑,細胞活力僅有輕微影響。
但兩者聯用,細胞活力出現了斷崖式下跌!
抑制率遠超兩者單獨效果之和,出現了強烈的協同效應!
“成功了!老師!你看!”唐劍激動地指著圖表,宋朝明一把抓過圖紙,眼睛死死盯著那條代表聯用的曲線,臉上因激動而泛紅,喃喃道:“對上了…完全對上了!”
陳輝也鬆了口氣,事實證明,他是對的!
隨後幾天的結果接踵而至,每一步都嚴絲合縫地印證著陳輝的預測,對照組和單藥組還能形成大小不一的細胞集落,而聯用組的培養板上幾乎光潔如新,意味著癌細胞的增殖潛能被徹底根除。
最後進行機制回溯Western Blot,結果顯示,在抑制了PKCδ後,下游的p-CRAF、p-MEK、p-ERK的訊號強度果然如同被關掉了閘門一樣,顯著減弱甚至消失。
這條非經典通路的訊號流被清晰地視覺化了出來,從源頭到下游,被徹底切斷。
宋朝明拿著所有的實驗資料包告,那份完美無缺的驗證報告,站在實驗室中央,他的手因為激動而微微顫抖,他環視著同樣激動不已、如釋重負的團隊成員們。
“我們……我們成功了!”他的聲音一開始有些哽咽,隨即變得洪亮而充滿力量,“五個月!卡了我們五個月的難題,解決了!不僅解決了,我們還發現了一條全新的、重要的耐藥機制!”
他揮舞著手中的資料圖,“陳飛的模型,100%正確!從靶點、到時序、到功能、到機制,每一步都預測得精準無比!這不是運氣,這是……這是真正的實力!”
實驗室裡爆發出前所未有的歡呼和掌聲,夾雜著這幾年來積壓的壓力徹底釋放的感嘆聲,有人甚至激動地跳了起來,在實驗室手舞足蹈,激動得不能自已。
宋朝明立刻拿出手機,走到窗邊,第一個電話打給了劉教授,幾乎是喊著說:“老劉!你介紹來的那個陳輝……是個天才!絕對的!他解決了!完美解決!”
劉吉守也有些激動,他沒想到陳輝竟然這麼快就解決了宋朝明的問題,當然,這還是因為他並沒有完全明白宋朝明這個成果的重要性。
第二個電話,宋朝明毫不猶豫地打給了陳輝本人。
“陳飛!”他的語氣充滿了難以抑制的興奮和敬佩,“驗證結果出來了……完美!所有的預測,全部吻合!你幫我們開啟了一扇全新的大門!”
電話那頭,陳輝的聲音依然平靜,只是簡單地回道,“那就好,宋教授,資料發我一份,這對我的模型最佳化很有幫助。”
完整了解了宋朝明的思路之後,陳輝就知道這個成果只能算是腫瘤研究的一個進步,並不能完全解決癌症。
因為這樣的非經典通路,很難窮舉,每一個癌症患者的症狀都並不完全相同,很可能,一千個肺癌,有一千個經典通路。
這只是一小步而已,並不值得狂喜。
宋朝明放下電話,看著窗外,心中波瀾起伏。
他明白,他見證的不僅僅是一個技術難題的解決,更是一種全新的、強大的科研正規化的降臨,而這個帶來變革的人,竟然是一個如此年輕的外援。
陳輝的名字,從這一刻起,在他的心中擁有了沉甸甸的分量。
(本章完)