組織與細胞檢核單

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2001年,美國醫學研究所(Institute of Medicine)宣告,「每個細胞都具有生理性別」(Pardue et al, 2001)。過去十年間,學界已經較為了解如何分析組織與細胞的生理性別以及社會性別(程度較少)(Shah et al., 2014; Ritz et al.,2014)。

本檢核單目的為幫助研究人員、經費申請撰稿人員、專案主管、評估人員,以及贊助機構,說明與評估在採用組織與細胞(來源為動物,包含人類)的生物科學研究中,納入生理/社會性別的分析。因此,本單應同時與健康和生物醫學研究設計以及健康與醫療檢核單中所述的方法學一同閱讀(適用於人體以及動物模型)。

一般性要點

  1. 並非所有實驗都需要設計成得以評估生理性別差異。然而,在每個實驗中都需要考量並報告組織與細胞的生理性別,以確保實驗可重現,且結果(單一性別的)未被過份概括(套用至另一性別)(Wizemann, 2012)。
  2. 必須先針對生理性別差異進行研究,才能決定是否予以排除(請參見:未考量生理性別差異的問題)。並非所有觀察到的生理性別差異,其起因皆為生物性(請參見:過度強調生理性別差異的問題)。考量要闡述的基本問題,以及組織與細胞的社會性別和生理性別如何影響研究設計和研究結果。
  3. 務必考量研究中的性染色體或是細胞或組織的體染色體,其基因表現是否受到性激素的影響。基因表現可能會受到細胞培養介質中的性類固醇激素的影響,或受到供給動物的激素環境影響(Veilleux et al., 2012)。從體外實驗取出的細胞,其表現可能與體內細胞不同。

步驟1:建立研究問題和假設:

  • 了解生理性別(生物性)和社會性別(社會文化性)之間的分析性區別
  • 生理性別:有性生殖生物每個細胞的生理性別為其遺傳固有的性質。即使將細胞取出正常的體內環境,而不再受到性激素的影響,「於培養中研究的細胞,其性染色體組成仍有可能影響蛋白質表現以及『機械』訊息傳導途徑」(Taylor et al., 2011; Yoon et al., 2014)。

    社會性別:了解社會性別具有解釋力(請參見分析:社會性別假設)。社會性別可以多種方式影響組織與細胞實驗,即使組織與細胞本身並無社會性別。例如社會性別可影響研究優先次序研究設計以及從供給者取出細胞與組織之前的發育情形。例如,在骨骼組織的研究中,骨骼發育會受到生物性別的影響(部分是經由性類固醇激素的作用),但也會受到飲食和身體活動模式的影響,而這兩者都會受到社會性別角色影響。女性和男性骨骼的差異不能單獨歸因於生物性原因(Fausto-Sterling, 2005)。同樣地,研究人員觀察到源自女性和男性的肺腫瘤,其基因表現有所差異。這些差異可能是由「組成遺傳差異」(生物性別差異)和/或社會性別所調節的因子(包含吸菸行為)而造成(Planchard et al., 2009)。

步驟2:文獻搜尋

  • 以「生理性別」和「社會性別」的適當名詞,進行文獻和資料庫的搜尋。醫學圖書館標題表(MeSH,Medical Subject Headings)—美國國家醫學圖書館用於檢索生物醫學資料庫(PubMed)內文章的控制詞彙詞庫,並未一致性區分生理性別和社會性別(主要是因為原作者並未如此區分)。因此,研究人員需要發展搜尋策略,找出過去關於生理/社會性別差異的完整文獻。在基礎生命科學研究中,可能需要使用和雌性/雄性區分相關的搜尋名詞,例如性類固醇激素、性腺激素、性染色體、雌激素以及雄激素或類固醇受體。
  • 數項研究建議,可將病症名稱或生物醫學研究主題與MeSH的標準名詞(例如「生理性別因子」和「生理性別特徵」)或是正文字(text word,例如「社會性別差異」和「生理性別差異」)做結合。研究人員已發展出搜尋策略,其搜尋的結果比單獨使用「生理性別」或「社會性別」來得好(Oertelt-Prigione et al., 2010; Moerman et al., 2008)。好用的醫學圖書館標題表名詞舉例如下:
    MeSH名詞

    定義(範圍註記)


    生理性別因子(Sex factors)
    將雌性或雄性視為造成結果形成的組成元素或影響原因,可套用在某情況的成因或結果中。這些因子可用於人類或動物的概念中,但是應與「SEX H」名詞做區隔,這些名詞包含「CHARACTERISTICS」(生理性別特徵,構造或生理上的性別表現)和「SEX DISTRIBUTION」(生理性別分布,特定情況下的雄性與雌性數量)等。


    生理性別特徵(Sex characteristics)

    用以區分各個生理性別的特徵。主要的生理性別特徵為「OVARIES」(卵巢)和「TESTES」(睪丸)及其相關激素。次要生理性別特徵為非生殖直接相關的雌性或雄性特徵。


    生理性別分布(Sex distribution)

    特定族群中的雄性與雌性數量。分布所指的可以是群體中男性或女性個別的數量或比例。族群通常是指患有特定疾病的病患,但此概念並不限使用於人類或醫學中。


    生理性別(Sex)

    生殖構造、功能、表現型(PHENOTYPE)和基因型(GENOTYPE)特徵的總稱,可區分雄性(MALE)和雌性(FEMALE)的生物


    生理性別比率(Sex ratio)

    每100名雌性中的雄性數量。

    社會性別身分(Gender identity)

    社會性建構的雄性或雌性。 備註:屬心理層面,勿與生理性別特徵(SEX CHARACTERISTICS,生理層面)混淆;勿與性向(SEXUAL ORIENTATION)混淆(請參見生理性別行為[SEX BEHAVIOR]:社會性別身分是了解個人為男性或女性,而性向是指偏向異性戀或同性戀;無資格限定)。



  • 此外,目前已建立資料庫,內容包含在主要臨床醫學和生物醫學基礎研究中,生理性別和社會性別相關參考文獻的調查結果(請參見:http://bioinformatics.charite.de/gender/)。此網站共有兩則登入提示訊息。請於第一則提示訊息輸入使用者:「gender」以及密碼:「ppgm」。請於第二則提示訊息輸入使用者:「guest」以及密碼:「guest」)。在基礎生命科學研究中,使用和雌性/雄性區分相關的搜尋名詞(例如性激素或生殖生物學)可能也會有幫助。

步驟3:建立研究問題和假設(請參見:形成研究問題

  • 判斷特定實驗是否會使用生理性別做為變數。可以依據先前的基礎科學研究做出此項決定,研究人員可依此評估實驗介入行為以及測量結果出現重要生理性別差異的可能性。流行病學研究也可提供相關資訊,在女性和男性之間的盛行率、預後等部份顯著不同的疾病,可能代表在細胞層級存有生理性別差異。
  • 依照所詢問的問題類型,可用不同的方式為研究選擇細胞和細胞株:

步驟4:建立研究方法以及計畫資料分析方式(請參見:健康和生物醫學研究設計

  • 樣本配對:如果生理性別是變數之一,則組織和細胞應該依照生理性別以外且可能影響研究結果的特徵(例如年齡、激素狀態或生殖史)互相配對。如果這種配對方式不可行,則可依照由雌性與雄性取出的組織或細胞間的非生理性別特性之顯著統計差異,進行結果修正。前提是這些差異是可以測量的,且其對研究結果之影響為已知的。
  • 細胞介質:雌雄動物的混合培養細胞(例如用於研究新生兒組織的細胞),務必進行驗證,以確保其生存力、細胞週期速率、增殖速率和細胞凋亡刺激以及加入細胞介質的生長因子對於兩種性別的細胞之影響相同。例如,雌性與雄性細胞對於某些細胞凋亡物質的敏感度不同,而這些差異是經由細胞類型和年齡所調節(Penaloza et al., 2009)。

步驟5:藉由概念與理論模型解讀資料

  • 分析無根據的假設中之所有概念與理論模型(請參見:重新思考概念與理論)。
  • 研究應注意避免
    1. 假定單一生理性別的結果可適用於另一生理性別。
    2. 在未考量干擾變數的情況下,便推定生理性別差異的存在(請參見:與生理/社會性別交織的因子)。
    3. 用未考量生理性別或社會性別的方式解讀資料。

步驟6:結果報告(請參見:分析生理性別)。

  • 報告研究中使用之組織和細胞的生理性別,即使是單一生理性別的實驗亦同。(Wizemann, 2012)。
  • 報告無效的結果。若分析中未發現生理性別差異(主要效應或交互作用效應),則研究人員應予以報告,以減少出版偏誤(publication bias)並提供綜合分析的可能,同時幫助辨識干擾變數。
  • 檢查生理性別或社會性別的差異是否於表中、圖中和結論中適當呈現(請參見:重新思考語言和視覺表徵)。
  • 檢查生理性別和社會性別的相關結果是否正確表示於標題、摘要和關鍵字中。

步驟7:推定結論並提出建議

  • 當出現重要的生理性別差異時,需要進行那些後續研究?
  • 如果發現生理性別差異,如何將研究結果轉換為預防、診斷和治療的實務,改善病患的治療結果?

建議:要求研究人員報告組織和細胞的生理性別

補助機構和期刊編輯可以要求研究人員必須報告和分析所使用的組織和細胞的生理性別,才能獲得研究贊助或是得以發表研究結果。

參考資料

Fausto-Sterling, A. (2005). The Bare Bones of Sex, Part 1: Sex and Gender. Signs: Journal of Women in Culture and Society, 30 (2), 1491-1527.

Moerman, C., Deurenberg, R., Haafkens, J. (2009). Locating Sex-Specific Evidence on Clinical Questions in MEDLINE: A Search Filter for Use on OvidSP. BioMed Central Medicine Medical Research Methodology, 9 (25).

Oertelt-Prigione, S., Parol, R., Krohn, S., Preissner, R., & Regitz-Zagrosek, V. (2010). Analysis of Sex and Gender-Specific Research Reveals a Common Increase in Publications and Marked Differences between Disciplines. BioMed Central Medicine, 8, 70-80.

Pardue, M., & Wizemann, T. (Eds.) (2001). Exploring the Biological Contributions to Human Health: Does Sex Matter? Washington D.C.: National Academy Press.

Penaloza, C., Estevez, B., Orlanski, S., Sikorska, M., Walker, R., Smith, C., Smith, B., Lockshin, R., & Zakeri, Z. (2009). Sex of the Cell Dictates its Response: Differential Gene Expression and Sensitivity to Cell-Death-Inducing Stress in Male and Female Cells. Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology, 23 (6), 1869-1879.

Planchard, D., Loriot, Y., Aoubar, A., Commo, F., & Soria, J. (2009). Lung Cancer in Women: Differential Expression of Biomarkers in Men and Women. Seminars in Oncology, 36 (6), 553-565.

Ritz, S. Antle, D., Côté, J., Deroy, K., Fraleigh, N., Messing, K., Parent, L., St-Pierre, J., Vaillancourt, C., and Mergler, D. (2014). First Steps for Integrating Sex and Gender Considerations into Basic Experimental Biomedical Research. Journal of the Federation of American Societies for Experimental Biology 28, 4-13.

Shah, K., McCormack, C., & Bradbury, Neil, (2014). Do you Know the Sex of Your Cells? American Journal of Physiology - Cell Physiology, 306, C3-C18.

Taylor, K., Vallejo-Giraldo, C., Schaible, N., Zakeri, R., & Miller, V. (2011). Reporting of Sex as a Variable in Cardiovascular Studies using Cultured Cells. Biology of Sex Differences, 2 (11), 1-7.

Veilleux, A., & Tchernof, A. (2012). Sex Differences in Body Fat Distribution. In Symonds, M. (Ed.), Adipose Tissue Biology, pp. 123-166. New York: Springer Science and Business Media.

Wizemann, T. (Ed.) (2012). Sex-Specific Reporting of Scientific Research: A Workshop Summary. Washington, D.C.: National Academies Press.

Yoon, D., Mansukhani, N., Stubbs, V., Helenowski, I, Woodruff, T., & Kibbe, M. (2014). Sex Bias Exists in Basic Science and Translational Surgical Research. Surgery, 156 (3), 508-516.

 

 

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