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    一、实验原理

    组织芯片技术又称组织微阵列(tissue microarray,TMA),是近年来发展起来的以形态学为基础的分子生物学新技术,是一种高通量、多样本的分析工具。它是将数十个甚至上千个微小组织片整齐排列在一张载玻片上而制成的高通量组织切片,形成微阵列,将标记特定基因的核酸探针或抗体探针与之杂交,以检测该基因在不同组织中的表达情况。因此组织芯片是传统核酸原位杂交或免疫组织化学实验的集成,核酸原位杂交或免疫组织化学一次检测一个基因在一种组织中的表达,而组织芯片一次检测一个基因在多种组织中的表达。

    通过微细穿刺针从众多的组织供体蜡块中采集数十到上千的圆柱形小组织,并将其整齐排放到一个空白受体蜡块中而制成TMA蜡块,然后对TMA蜡块进行切片,再将切片转移到载玻片上而制成组织微阵列。常用的检测方法为HE染色和特殊染色、免疫组织化学检测、DNA和RNA原位杂交、荧光原位杂交等。

    组织芯片与基因芯片或蛋白质芯片也有所不同,基因芯片或蛋白质芯片一次能检测一个或两个样本中的多个基因或蛋白质,而组织芯片正好相反,一次检测多个样本中的一个或两个基因或蛋白质。因此,这些技术之间是不能相互代替的。


    二、应用简介

    1. 细胞表型分析 

    用组织芯片技术可以对细胞进行高通量免疫表型分析。用标准的免疫组化法对组织芯片上的数百甚至上千例各种不同的肿瘤组织标本进行各种指标的检测,不但可用于发现这些指标与肿瘤的诊断、鉴别诊断和预后密切相关,而且与完整的大组织切片相比,不同部位点样构建的组织芯片便可以提供一个可靠的高通量免疫组化表型分析系统。

    2. 与基因芯片联合应用 

    用组织芯片技术也可以同时进行数种或数十种基因扩增、表达的检测,可用于发现各种组织样本中各种基因的调控,再根据这些不同的调控情况得出有价值的实验结果。

    3. 用于新基因靶点筛选 

    组织芯片技术亦可用于寻找治疗肿瘤的新靶点。用组织芯片对每个候选基因进行分析可以发现最有潜力成为新药或抑制剂的靶基因,或发现原癌基因或编码信号转导分子的新基因。如果某种特殊基因过度表达或在许多肿瘤中表达增强,则此基因即可作为一种重要的靶基因,那么干扰这种基因的表达或其表达产物功能的物质可能就是极有潜力的新药。所以,肿瘤组织芯片特别适合于研制抗肿瘤药物时先对靶基因进行选择。

    4. 缩微组织学和病理学图谱 

    根据需要可制备各种缩微组织学和病理学图谱。如制备各种正常组织芯片、各种病理类型的肿瘤组织芯片、同一系统中的各种肿瘤组织芯片、少见肿瘤组织芯片、疑难病例组织芯片、各种炎症组织芯片、各种寄生虫组织芯片以及胚胎发育组织芯片。可用于进修、学习、存储和进行对比研究等。

    5. 基因扩增分析 

    用组织芯片技术也可以同时进行数种或数十种基因扩增、表达的检测,可用于发现各种组织样本中各种基因的调控,再根据这些不同的调控情况得出有价值的实验结果。

    6. 抗体筛选 

    在各种疾病研究中,疾病相关抗体和探针是必不可少的研究工具,其特异性敏感性对研究结果影响巨大。对抗体和探针测试的基本方法就是用大量不同来源的阳性和阴性组织进行检查。对此,传统病理学方法需做大量单一切片。如果采用组织芯片技术,一次实验即可完成。现在组织芯片技术已经成为生物制品公司、病理医生和研究者筛选抗体和探针的必备工具。

    7. 用于个体化肿瘤治疗 

    组织芯片可用于筛选大量的肿瘤组织标本来确定哪些肿瘤应采取何种治疗方式。如对乳腺癌进行HER-2基因的筛选,高表达或者扩增的患者Herceptin治疗将有良好的效果。


    三、 实验方法

    1.选取待研究的组织。现在人们利用组织芯片技术对人体各组织均有研究,包括肝脏,前列腺,心脏,乳房等等,据相关数据显示,在大脑组织中的应用最多。医学上常选取一些病变器官进行研究。根据制作方法来分,微阵列主要有石蜡包埋的组织微阵列和冰冻微阵列两种。

    2.经检测后标记出待研究的区域。组织微阵列的检测仪主要是高性能显微镜、荧光显微镜或共聚焦荧光显微镜。适用的检测技术有苏木精—HE染色,免疫组织化学(IHC)染色,原位杂交(ISH),荧光原位杂交(FISH),原位PCR,寡核苷酸启动的原位DNA合成(PRINS)等。

    3.使用组织芯片点样仪将标记好的组织按设计排列在空白蜡块模上。首先要利用打孔机在已经标记好的靶位点上进行打孔,将组织芯转入蜡块模孔中,重复操作可转入上千个样品组织芯。

    4.使用切片机对阵列蜡块进行连续切片即获得组织芯片。根据制作方法来分,微阵列主要有石蜡包埋的组织微阵列和冰冻微阵列两种。后者可以克服上述前者的多种缺陷(含醛基的化合物(可能损伤RNA或使目标抗原结构断裂或破坏抗原——抗体结合位点,另外,石蜡包埋乙醇固定过的组织也无法避免RNA降解)。


    四、样本送检要求


    五、案例展示


    六、常见问题

    1、组织芯片的切片不要连续切片,每一张都需用冰块将组织冷冻一次;

    2、若有的组织过于干脆,需用雾化器或温水的湿毛巾擦拭后切片;

    3、捞片的水温按石蜡的熔点减去15℃左右,一般水温控制在42-45℃之间,水温太热会造成组织散开,水温太低,蜡片会有褶皱;

    4、使用平推式切片机切组织芯片效果更佳;

    5、最好使用一次性刀片;

    6、切片一般为4um为佳。


    七、服务流程

    
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