Medical Research

来自哥伦比亚大学的两位科学家在7月20日Cell杂志上发表了点评文章：The Dawn of Virtual Cell Biology，指出了本期杂志上发表的一项成果为虚拟细胞生物学提出了新的希望，这项研究首次提出了一种细菌的系统动态计算机模式，其中包含了细菌的所有组成元件以及其中的相互作用。

生物通报道：来自哥伦比亚大学的两位科学家在7月20日Cell杂志上发表了点评文章：The Dawn of Virtual Cell Biology，指出了本期杂志上发表的一项成果为虚拟细胞生物学提出了新的希望，这项研究首次提出了一种细菌的系统动态计算机模式，其中包含了细菌的所有组成元件以及其中的相互作用。

虚拟生物学的概念其实由来已久，早在好几年前，科学家们就希望能在电脑中重建一个分子级别的生命体，这样就能了解生物体各部分如何协同工作，将可以把生物学提升到一个新的水平。到时，生物学深入了解生命就如同工程师对他们所修建的桥梁和飞机一样了如指掌了。

2002年阿尔伯塔大学的研究人员与其他研究人员合作，组成了大肠杆菌研究联盟，这一联盟的一项研究任务就是建立大肠杆菌的代谢模型，制造出3900多种不同品系，而每一品系都少了一个基因，这样他们就能重建出1000多个具有交互作用的代谢基因，在计算机上模拟这个生物体的代谢活动。

这就是初步的虚拟生物学研究了，而近期来自斯坦福大学的一群研究人员发表了题为“A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype”的文章，首次模拟了来自人类病原菌支原体（Mycoplasma genitalium）整个生命周期，提出了一个全细胞计算机模型，这一模型囊括了这个病原菌的所有分子组，以及相互作用，这将有助于促进细胞生物学的发展。

哥伦比亚大学Saeed Tavazoie教授评价道，这项研究提出了首个整合动态计算机模式，这将为系统生物学研究提供了全细胞的定量预测模型。

想要单个分子及其相互作用产生复杂表型的机制，是生物学研究领域的一大挑战，计算机方法是面对这一挑战的一个重要工具，这项研究报道了一个支原体生命周期的全细胞计算机模型，这个模型将多种运算方法结合起来，提出了一个系统整合方法，能够从根本上同时考虑不同的细胞进程和实验测量。

这个全细胞模型包含有所有的基因功能注释，并且在多种数据中进行验证，这位许多之前未能观察到的细胞行为提出新的观点和线索，比如体内蛋白-DNA协同作用率，DNA复制起始和复制持续时间之间比例关系等等。

而且这一模型预测的实验分析还能用于之前未能识别的动力学参数，和生物功能，由此研究人员指出，这个系统全细胞模型能用于生物学研究的多个方面。

根据一项于2012年7月18日发表在Science Translational Medicine期刊上的研究，一类被称作强心苷(cardiac glycosides)的心脏病药物能够诱导免疫原性细胞死亡(immunogenic cell death, ICD)，并以此将死亡的癌细胞转化为一种刺激抗肿瘤反应的疫苗。

来自法国国家健康与医学研究院的Laurie Menger和同事们开发出并利用一种基于自动化表面荧光显微技术(epifluorescence microscopy)的平台来鉴定免疫原性细胞死亡(ICD)的诱导剂。

研究人员发现强心苷是一类强效的ICD诱导剂，而且这种效果与抑制细胞膜中的钠钾依赖性三磷酸腺苷酶相关联。在具有免疫能力的小鼠体内，它们的抗癌效果只有与DNA损伤性试剂一起使用时才能够看得到。经过化疗药物和强心苷处理过的癌细胞能有效地作为经过活的同类型癌细胞激发的小鼠的疫苗。此外，对145名接受强心苷治疗的癌症患者和290名没有接受强心苷治疗的癌症患者进行的一项回顾性分析表明接受强心苷治疗的患者5年存活率得到改善(风险比为0.62)。

Menger和同事们写道，“确定一大类细胞毒性试剂拥有诱导ICD的能力将是令人感兴趣的，因此这有助于人们鉴定出引发一种免疫学上旁观者效应(bystander effect)的新药物。再者，在药物开发生产线中，基于它们促进ICD的能力，人们也可能明智地决定在临床上开发出拥有相同靶标和作物机制的化合物。”(生物谷：Bioon.com)