实验系统和实验技术解释

　　这篇博文专门解释与实验系统和实验方法相关的技术细节问题, 尤其是为何作者Y FISH方法漏检率高就一定是作者有意伪造由该方法所得的实验数据?为何其Y FISH方法的高漏检率的秘密对我老板团队如此重要, 一旦暴光就会象多米诺骨牌较 应等等问题?这里有一个事实: 在成年干细胞可塑性研究领域中使用Y FISH方法和 荧光免疫多重标记来鉴定由供体干细胞在受体鼠体内变成的组织特化细胞的实验 室并不多(其实是一个纯技术的原因, 请见我以下的技术解释), 我老板的实验室是 这方面的大老级实验室。

　　其实整个成年干细胞发育可塑性研究的大命题就是一个: 体内是否还存在此类干细 胞?如有此类干细胞, 则此类干细胞能否在体内分化成某些组织特化细胞, 如有的话, 这个生物学事件也是一个很低概率事件。所以此领域研究的核心就是如何用实 验的方法来证明这个生物学过程: 成年干细胞在体内分化为某种组织 特化细胞。 我在博文-事件回放中所说, 老板团队一直所用的实验系统就是: 供, 受体鼠性别相 反的模型(sex mismatched model) 即以公鼠作为骨髓干细胞的来源, 受体鼠则为致死剂量照射的母鼠。即在宿主(母鼠) 组织中以Y染色体作为供体 (公鼠)干细胞来源的 识别标志。实验方法或手段就是: Y FISH 以标记Y作为来源于供体干细胞的证据, 和荧光免疫标记组织细胞特化蛋白, 如胞浆中的角质蛋白-CK就代表上皮细胞, 包膜上的CD45代表白细胞。逻辑上和理论上这种实验系统非常简单明了, 是典型的 反推证明模式: 以Y/荧光免疫多重标记方式证明受体 (母鼠) 组织中“此阳性细胞-Y阳性和细胞标志蛋白阳性但CD45阴性”只能由供体 (公鼠) 细胞变成, 即中间过程无需也无法证明。但这就要求在技术上多重标记的每个标志的真实性得以确证-在阳性和阴性甚至空白对照上。理论上Y FISH外加荧光免疫的多重标记是最直接和确实的鉴定方法。但当时世界上大多数本领域有名的实验室并不用此种Y /荧光免疫多重标记方法以鉴定受体鼠组织中来源于供体鼠干细胞变成的组织特化细胞, 而最多使用的是绿荧光蛋白(GFP)作为供体干细胞来源的标志。其实原因非常简 单, 纯技术上的原因。Y FISH其实就是DNA原位杂交, 而荧光 免疫标记就是抗原-抗体的反应, 这里是蛋白质-蛋白质的相互作用, 如CK和其相应抗体的结合- 这种结合力并不强 (与DNA分子杂交相比), 一旦遇上剧烈的实验条件如 Y FISH 实验中的 DNA变性条件(DNA denature, Y DNA is 97.5Mbp, it requires very harsh conditions to open its double strands, which is precondition for the Y probes to bind to its complementary sequences on the target- Y DNA) 既使已结合在目标蛋白上的抗体也会解离 (dissociate), 即达不到双标记的目地。如果按传统的Y FSIH方法 (用于石蜡 切片的方法-硫氰酸 钠 80度处理, 再用盐酸室温下处理) 先作Y标记, Y FISH后则造成了组织和细胞结构 的很大破坏而使胞浆, 胞膜目标蛋白甚至不存在于片子上。即还是达不到双标记目地。也就是这是两类实验条件不兼容的实验方法, 即技术上的两难 (dilemma)。 况且Y FISH的检测敏感度也不见得很高, 一般而论, 在公小鼠 组织石蜡切片上传统 的Y FISH方法标记后可达40%的细胞漏检而被标记成Y阴性。 如用更温和的条件下来作Y FISH以换取对组织和细胞结构的较轻破坏, 则Y FISH的检测敏感度会进一步 降低。所以即使有人应用Y FISH方法在母鼠组织中鉴定出了 Y 阳性细胞, 也只说该细胞来源于公鼠的供体细胞。没人会作如此反推理: 在公鼠样本中或公鼠细胞中未检测到Y就等于Y染色体丢式, 因为所有应用Y FISH方法的人均知道该方法有百分之几十的漏检率而将公鼠细胞标记成Y阴性 (除非他的Y FISH方法具有100% 的检测敏感度或检出率, 他才能作以上反推理。这在技术上是不可能的-技术瓶颈)。 所以老板的团队在其文章FASEB 2007 中得有意伪造一组Y FISH阳性对照组的完美的实验结果或数据以向审稿人证明作者在该文章中所用的逻辑推理前提是真实的: 即她们用于标记小鼠骨髓细胞片子 (bone marrow cytospins ) 的Y FISH方法 (protocol) 具有100%的检测敏感度-也就是漏检率为零, 所以在该文章中对于她们在实验样本中 (含公, 母鼠细胞-sex mismatched model) 的Y FISH结果作者可以做以上所讲的反推理。该文章中作者所用的Y FISH阳性对照组就是正常的野生型公鼠骨髓细胞的Y FISH结果: 0.8 +/- 0.8 %的细胞缺乏Y染色体。这里作者还对这个假数据进行了偷梁 换柱的解读 (这 0.8 +/- 0.8% 的正常公鼠骨髓细胞是缺乏Y染色体-即作者所言的 Y 染色体丢失而不是其Y FISH方法的漏检) 以给审稿人送去信息: 即作者的Y FISH方法的检出率本身仍为100%, 而那 0.8 +/- 0.8 % 的正常公鼠骨髓细胞是由于Y染色体丢失导致作者未能测到。这可是实验方法学上一场彻头彻尾的骗局, 因为作者完全知道她们用了多年的Y FISH方法(protocol) 在公鼠细胞片子 (肺细胞, 骨髓细胞)上具有很低的检出率也就是很高的漏检率, 即Y FSIH标记完后, 片子上仍会有很大比例的公鼠细胞因漏检而被标记成Y 阴性。这就是为何作者从来不在其文章中显示 Y FISH实验阳性对照组全景图像 (包含有几十个公鼠 细胞在Y FISH以后的图像) 的根本原因。

　　作者Y FISH方法的实验原理如下:

　　这种方法的全称是间期细胞Y FISH(间期细胞中所谓染色体是成染色质状态-chromatin), Y探针是去与Y DNA上的互补序列杂交。探针的制备是以正常公鼠的Y DNA 为模板用 DOR-PCR先制备此探针的材料: 为500bp到几个Kb大小的DNA片段 , 涵盖几乎整个Y DNA序列 (极高重复序列除外-有可能出现在其他染色体DNA序列中), 尔后用商品试剂合 Dig-Nick(其实就是 nick-translation) 反应将 Dig (digoxigenin) 标记到 DOR-PCR 所制备的 DNA 片段上, Dig 标记完后其产物就为100-500bp(Dig 标记的Y探针) 大小的混合物, 即Y探针混合物分段杂交到Y DNA 上的相应互补序列, 信号则来自于罗丹明标记的抗-Dig(Roche公司)。所以其实验原理已决定: 任何一个公鼠细胞在Y FISH标记以后, 或为Y阴性 (漏检, 因为无人的Y FISH 能达 100%的检出率且相差甚远)或含一个Y信号 (核中芝麻大小的粉红点) 或含多个 Y 信号, 即根本就不存在胞核中一个Y信号就代表一条Y染色体的对应关系-这是其实验原理已决定了!这也正是任何做Y FISH实验的人会在荧光显微镜下看到的现象。 那怕就是用同样的Y探针和同样的抗-Dig, 不同的Y FISH方法 (protocol) 当然会在同样的阳性对照样本上 (正常公鼠组织细胞片或切片) 产生不同的检出率。因为不同 的方法(protocol) 对实验步骤规定了不同的实验条件(温度, 时间, pH 等等), 也就是说每一个不同的Y FISH方法 (protocol) 所具有的检出率已被其本身所决定, 例如我的Y FISH方法的检出率就远高于作者的Y FISH方法(因为我的 protocol 所规定的实验条件不同于作者的 protocol), 这就是科学技术。作者用于小鼠细胞片子 (cytospins) Y FISH 方法的硬伤是: 其 Y DNA 变性条件太差, 73度 5分钟, 此条件不足以打开所有细胞核中的 Y DNA 双链, 而这正是 Y 探针杂交的先决条件!而按照任何一个已建立的Y FISH方法 (protocol) 去做Y FISH实验则很简单, 即操作过程 并不复杂。

　　作者Y FISH方法(protocol)的高漏检率与由这方法所得出的实验结果的关系:

　　仍以作者文章 FASEB 2007 该方法的阳性对照组为例: 正常野生型公鼠骨髓细胞片子(bone marrow cytospins)Y FISH 结果; 平均值正负标准差或标准误为: “0.8 +/- 0.8 % 的骨髓细胞缺乏 Y染色体”。这里只要知道两个任何人也无法改变和否认的 事实, 则这组阳性对照组的Y FISH实验数据的命运就已被决定了。1.作者Y FISH 方法本身所决定的高漏检率, 而得到这个证据或事实的最确切和唯一的办法就是实验验证其方法本身, 即严格按照作者的方法在正常公鼠骨髓细胞片子上作Y FISH 实验, 标记完片子后, 在荧光显微镜下则真相一目了然: 所看到的只能是大百分几十 的细胞因漏检而被标记成Y阴性细胞-即所称的假阴性, 因为在片子上每一个细胞均含有一条 Y 染色体, 而只是作者的 Y FISH 方法检测不出而已。这正是由其方法 (protocol) 本身所具有的高漏检率所决定的, 不管何人包括作者本人, 何时用这方法 (protocol) 在阳性对照上都会得到同样的结果: 即大百分之几十的公鼠骨髓细胞因漏检而被标记成Y阴性细胞, 即作者的Y FISH方法只能产生高比例的假阴性而决非 小于1%的公鼠细胞为Y阴性。此仍实践是检验真理的唯一标准, 而不是作者说或某 人说其Y FISH方法 (protocol) 能达100%的检出率, 这方法就能真达 100% 检出 率! 这 里所遵循的是实验科学的一个基本原则：可重复性, 即任何实验方法必须在同 样的对照上产生同一趋式的结果。这里还有一个特点: 被检测目标为 Y 染色体 DNA, 这是所有正常公鼠细胞中的常态恒定成分 (这也是遗传学的基本原则, 所以 作者不能说其Y FISH方法在2007年以前能在公鼠细胞上测出100%检出率, 现在不行了, 因被测目标- Y DNA 与以前不同了)。2. 获得这种 Y FISH实验结果数据的唯一方式(data acquisition)就是作者必须用自已的双眼在荧光显微镜下去看由她们自已的 Y FISH方法所标记的正常公鼠骨髓细胞片子, 根据一个非常简单和明显的依据- 在被DAPI染成兰色的胞核中有或无Y信号(粉红色点)而对每一个细胞判别为 Y+ 或 Y- 并分类计数, 一个视野接着一个视野(一张骨髓细胞片子包含几十个视野),而获得那组阳性对照的Y FISH实验数据(0.8 +/- 0.8 % 细胞缺乏Y染色体)作者必须看,判别,计数几百个这样的视野。整个过程无高科技,而只需要正确的科研精神-即诚实或事实求是: 将自已所看到的真实记录下来以采集到真正的 Y FISH实验结果的数据。作者Y FISH方法的高漏检率就决定了在此Y FISH实验结果的数据采集过程中,每个视野她们只能看到大百分之几十的公鼠骨髓细胞因漏检而被标记为Y阴性细胞而决非小于1%的细胞为Y阴性,而任何一双诚实的眼睛是无法将每个视野下大百分之几十的 Y 阴性细胞判别,计数成小于1%的Y阴性细胞的。证明完毕: 作者的这组Y FISH实验数据只能是有意伪造的一组数字。因为文章需要此完美的数据, 否则无法通过审稿(文章中的逻辑推理前提),即作者以欺诈的方式而获得这组完美的Y FISH实验数据: 一则可能根本就没做此实验, 因为她们知道其Y FISH方法的高漏检率是无法真正得到那种她们所需的完美数据的,有谁会有意去做无用功呢?其二作者有意将每个视野下所看到的大百分之几十的Y阴性细胞写成为小于1% 的Y阴性细胞。不管是那种情况,作者都是有意伪造实验数据,在本案中连“诚实的错误”(honest error)也失较!

　　就象我再次举报此案时反复对官方强调的那样, 此案可算史无前例。这是由作者的造假方式所决定的, 作者胆大妄为, 其有意伪造的Y　FISH实验数据不但远远 超出其方法的检测敏感度, 而且远超出该种实验技术的技术瓶颈。这种实验方法学上的 造假就决定了, 这种造假极易用逻辑上的反证法将其一步证死。作为举报人我可以 用对照样本证明在逻辑上和科学技术上用作者的实验方法是不可能得出其文章中相应的实验数据的并相差几十倍: 这里是公鼠骨髓细胞Y　FISH方法的漏检率只能是大百分之几十, 但文章中作者白纸黑字写下了 0.8 +/- 0.8 % 细胞缺乏Y染色体! 所以此案的关键点就只有一个且非常简单: 到底作者Y　FISH方法的漏检率是零还 是大百分之几十? 此真相一出则此案大白。所以我于2009年2月再次举报此案时, 只打击一个实验方法和一组阳性对照组的Y　FISH实验结果数据“0.8 +/- 0.8 % 公 鼠骨髓细胞缺乏 Y染色体”。并将自已实验验证的片子本身 (物证), 所照的全景图像, 技术解释等等给了耶鲁和ORI让官方眼见为实。而官方对我提供的铁证只能刻意回避, 因为对方无法面对这两难处境。官方可以说我作为举报人所提供的物证没公信力 (credential)，但你可以对我所提供的最直接的物证进行交互验证吧(cross-examination), 你耶鲁, ORI,作者自己去验证总可以吧。这正是我一直所要求的, 但 ORI告诉我: “他们看了也没用, 因为他们没裁决权!" 对方拿着我的物证是两难: 如说他们已看了我所做的片子, 则必须承认大多数 (majority) 公鼠骨髓细胞漏检而被 标记成Y阴性, 即假阴性, 这就必须承认作者有意伪造Y　FISH实验数据。如对方想挑战我的实验验证, 则他们须实验证明作者的方法可以产生漏检率为零或小于 1%的公鼠骨髓片子。我也明确无误地告诉官方, 尽管我只打击一个实验方法和一组数据, 但只要其Y　FISH方法的高漏检率暴光则为多米诺骨牌较应。

　　作者Y　FISH方法的高漏检率和多米诺较应:

　　一旦其方法的高漏检率暴光, 例如漏检率为50%,只须用同理可得的道理则作者 FASEB 2007 文章中的下列结果的命运会如何: SPCKO公鼠组骨髓细胞片子Y　FISH的结果数据: 0.92 +/- 1.03 % 细胞缺乏Y染色体, 即Y阴性 p.2594;接受了野生型公鼠骨髓移植的SPCKO母鼠组骨髓细胞片子Y　FISH的结果数据: 94.18 +/- 2.48 % 细胞含有Y染色体, 即Y阳性; 接受了SPCKO公鼠骨髓移植的SPCKO母鼠组骨髓细胞片子的Y　FISH的结果数据: 93.28 +/- 1.78 % 细胞含有 Y染色体,即Y 阳性 p.2595; 图4A,图4B的结果和作者所用的逻辑推理前提; 再验证作者用于石蜡切片的Y　FISH方法的漏检率和Y/SPC双标记方法, 则文中8只野生型公鼠肺切片的 Y/SPC双标记的结果数据: 1000分之1000的双阳性(请见第一作者2008年3月6日给我 的电子邮件: 她从来没有将Y/SPC双标记搞工作过, 她的实验室看来连FISH也不工作了!) 和其他Y/SPC双标记的实验结果的命运会如何呢? 作者的其他Y/荧光免疫多重标记方法和其相应结果的命运会如何呢?目前我得先推倒第一张骨牌, 所以在 此对后续反应不作太多祥细分析。

　　老板团队在期刊Science上反击 Standford 团队对其文章 Cell 2001的挑战时所用的最大实验依据就是其Y　FISH方法的超高检测敏感度(请见我的博文-事件回放), 在接受了公鼠骨髓移植的母鼠的脾中她的团队检测到大于90%的脾细胞为Y阳性-所谓的 engraftment (意即她的Y　FISH方法的检测敏感度本身仍为100%)。 这是一个双重谎言, 其一她的Y　FISH方法的检测敏感度离90%还差的远, 漏检率为大百分之几十, 所以她无法在以上所说的脾中测出大于90%的脾细胞为Y阳性, 其二在这种小鼠模型中受体鼠的脾不可能发生大于90%的 engraftment (即大于90%的宿主脾细胞被来自于由供体干细胞变成的脾细胞所替代)。以下是我的实验证据: 因我的专业是免疫学, 出于好奇心我想看看在这种致死照射后接受骨髓移植, 会有多少脾细胞 (T, B淋巴细 胞)被替代, 所以在我做的模型收获时我也同时将脾收获并用我自己的Y　FISH方法检测脾。在接受母鼠骨髓移植的公鼠脾中Y阳性 (宿主) 与Y阴性脾细胞成分隔区域 分布, 并且Y阳性细胞并不少, 应该有大百分之几十, 这与我在同一个体的骨髓细胞Y　FISH所看的 engraftment不一致, 骨髓片子上只有很小比例的细胞为Y阳性-即绝大部分骨髓细胞已被来自于供体干细胞生成的骨髓细胞所替代。而且所有的模型鼠均是这种现象, 即受体鼠脾细胞被替带的比例并不是很大(我的Y　FISH方法也有一定的漏 检率, 但我在受体鼠脾中仍能看到大比例的Y阳性细胞-宿主细胞)。仔细思考后我得出了自认为合理的解释: 致死照射杀死了绝大部分的骨髓细胞, 但并没有杀死大部分相对处于静态的脾细胞, 所以宿主骨髓细胞必须大量快速被供体来源的骨髓细胞所替代, 而其脾中被替代区域应该为生发中心(germinal center) 那里有活跃的淋 巴细胞的死亡和增殖, 但脾中其他相对静态的区域则没理由被替代。

　　以上的例子也说明其Y　FISH方法的高漏检率秘密对老板团队的重要性。她在期刊细胞 (Cell 2001)上发表那篇大作后, 因无人能重复其结果, 所以该领域的主流实验室均质疑其结果。Stanford团队则是在期刊科学 (Science 2002) 上发表文章直接挑战。 老板团队反击 (Science 2003) 的档箭牌就是其Y　FISH方法的超高检测敏感度, 即用你们的方法测不到, 但我的方法能测到。Stanford团队在老板团队的反击后, 又在期刊科学 (Science 2003)上对老板的反击进行了回击, 但还是没捉到要点, 因为外人并不知道其Y　FISH方法的高漏检率。谁也没有想到其实老板团队一直在她的Y　FISH 方法学上唱的是空城计!我作为继任她们研究项目的人当然会知此秘密, 2007年6月我用自己的Y/CK多重标记方法检测正常公鼠肺细胞片子上(“Y丢失研究”)CK阳性和Y阳性，CK阳性但Y阴性的肺上皮细胞(参见我博文 -事件回放)。我有意让老板看我的片子本身, 让她明白在Y　FISH方法的漏检率上与我玩把戏没意思并且也没用, 还是留着去骗外人吧 (我的方法检出率本就高于她的方法) 别逼我会将Y　FISH 的漏检而结论为Y丢失!她看了我的片子后又与 Erica 一起演双簧给我看, 好象她们从未见过Y　FISH在公鼠细胞上的漏检似的 (请见两人2007年6月18, 19日的电子邮件 )。

　　成像系统和组织样本细胞上的自发荧光:

　　在福尔马林或PFA固定过的样本上自发荧光非常普遍而且可以很强。不同的组织可以不同, 肺自发荧光很强, 同一组织中不同的细胞或同一种细胞的不同个体均可以表现不同。自发荧光可以是广谱的, 从短光谱的兰光到长光谱的红光, 红外光, 红, 绿荧光极为常见而且可以很强(主要在细胞浆部分，胞膜上也可有)。老板实验室的成像系统为: 荧光显微镜上配有多个滤光片。滤片1: 允许兰光通过, 用于DAPI所染 的胞核, 滤片2: 允许绿光通过, 用于FITC标记, Alexafluor488等, 滤片3: 允许红光通过, 用于罗丹明-Y的信号, 滤片4: 允许红外光如Cy5通过-肉眼不可见, 滤片5: 允许红, 绿荧光通过, 看片子时一般先用此滤片看红, 绿荧光的标记。照像则为: 从滤片1开 始, 设定暴光时间后OK, 依次重复操作到滤片4, 最后OK后, 则一张彩色电子图像形成, 和各个滤片下所摄的一张黑白图像形成并自动贮存于所联的机算机。也就是说在各个滤片下可以设定不同的暴光时间以改变不同颜色光在最后所形成的图像中的强度。所以这种实验手段和获取图像的方式为制作假电子图像留下了巨大的空 间。例如在小鼠肺石蜡切片或细胞片(cytospins)一个具有红, 绿自发荧光的细胞 (在 滤片5下, 肉眼可见为黄色), 只需调整滤片2和滤片3下的不同暴光比例 , 则这个细胞在最后形成的彩色图像中即可以是红色荧光标记, 也可以是绿色荧光标记。也就是说将胞浆中的自发荧光做假成特异性抗体标记的“信号”在这种电子图像中并不难。辩别这种假图像的最好方法就是与真正的阳性对照细胞图像作比较并且用全景图像-含有“内参照”系统。因为真正由抗体所产生的荧光信号来自于一种纯的荧光分子所发射, 如Alexafluor488, 这种荧光的光谱很窄, 所以颜色看起来很纯而与广谱的自发绿荧光不同。请见我上传的Y/荧光免疫多重标记的全景图像和图解, 尤其是英 文的图解 (Fig.legend)。作假的图像往往只能显“点”而不能显“面”, 即有意“裁 切掉”内参照系统-片子上其他细胞的信息。