一、顯微切割技術出現的背景
在分子病理學研究中,常常遇到兩個比較棘手的問題:
一yi是shi選xuan取qu的de研yan究jiu材cai料liao需xu要yao在zai某mou一yi方fang麵mian具ju有you相xiang同tong的de特te征zheng,即ji具ju有you一yi定ding程cheng度du的de同tong質zhi性xing。我wo們men人ren體ti的de各ge種zhong組zu織zhi絕jue大da多duo數shu是shi由you多duo種zhong不bu同tong細xi胞bao組zu成cheng的de異yi質zhi性xing的de細xi胞bao群qun,這zhe種zhong選xuan取qu同tong質zhi性xing的de研yan究jiu材cai料liao問wen題ti在zai對dui人ren體ti組zu織zhi的de深shen入ru研yan究jiu中zhong常chang常chang遇yu到dao卻que又you不bu易yi解jie決jue;
二是隨著研究的不斷深入需要在組織細胞中分離的研究材料日趨微小,常規手段往往不易做到。
顯微切割技術(microdissection technique)可以很好地解決以上問題,因而受到高度重視並得以廣泛應用。
二、什麼是顯微切割技術
1. 定義
顯微切割技術是在顯微狀態或顯微鏡直視下通過顯微操作係統對欲選取的材料(組織,細胞群,細胞,細胞內組分或染色體區帶等)jinxingqiegefenlibingshoujiyongyuhouxuyanjiudejishu。xianweiqiegejishushijishangshuyuzaiweiguanlingyuduiyanjiucailiaodefenlishoujijishu,yinciyingyongcijishuwangwangshixuduoyaoshenrudeyanjiugongzuozhongqishidezhongyaoyibu。
2. 顯微切割的四個特點:
一是“細微”,youyushizaixianweizhuangtaibingcaiyongteshudefenlishoujishouduan,xianweiqiegededuixiangkeyidadaoweimiji,xianweiqiegedejingdukeyidadaohaoweimiji,yinciliyongxianweiqiegejishukeyifenlishoujidaoxiangherenhebaohantijiransetiteyiqudaizheyangxiweideduixiang;
二是“原位”,利用顯微切割技術是在組織細胞或染色體的原位取材,因此所取材料的定位清楚,所研究對象的曆史背景明確。
三是“同質”,顯微切割技術可以保證所取材料一定層次上的同質性。
四是“結合”,顯微切割技術可以與多種分子生物學、免疫學及病理學技術結合使用。
正是由於顯微切割技術具有上述特點或者稱為優勢,其在分子病理學研究中的應用十分廣泛。
3. 顯微切割的方式
依其發展的過程可以分為以下四種:手動直接顯微切割、機械輔助顯微切割、液壓控製顯微切割和激光捕獲顯微切割(Laser Capture Microdissection)。
A、手(shou)動(dong)直(zhi)接(jie)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)是(shi)早(zao)期(qi)的(de)切(qie)割(ge)方(fang)式(shi),它(ta)是(shi)直(zhi)接(jie)在(zai)顯(xian)微(wei)鏡(jing)下(xia)手(shou)持(chi)切(qie)割(ge)用(yong)針(zhen)分(fen)離(li)組(zu)織(zhi)或(huo)細(xi)胞(bao)群(qun),此(ci)種(zhong)方(fang)式(shi)切(qie)割(ge)精(jing)度(du)低(di),隻(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)對(dui)較(jiao)大(da)塊(kuai)組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)局(ju)部(bu)區(qu)域(yu)或(huo)細(xi)胞(bao)群(qun)進(jin)行(xing)分(fen)離(li),切(qie)割(ge)單(dan)個(ge)細(xi)胞(bao)十(shi)分(fen)困(kun)難(nan);
B、機械輔助顯微切割是利用普通光學顯微鏡的微調旋鈕控製切割針切割細胞,可采用30G1/2zhusheyongzhentidaixuyaozhuanyonglasishebeizhizuodeboliqiegezhen,cifangshiqiegejingdujiaoshoudongzhijiexianweiqiegedejingduyouletigao,keyidadaoduijiaodadedangexibaodeqiege,erqiecifangshijiandanyixingdihao,youqishiheyujicenghewuzhuanyongshebeidedanwei,danyouyuxianweijingdeweitiaoxuanniuzhinengjinxingerweikongzhi,duiqiegehoudexibaojinxingshoujijiaoweikunnan,qieqiegejingdurengranjiaodi;
C、液壓控製顯微切割是采用液壓式顯微操縱係統配合倒置顯微鏡進行顯微切割,目前常用的操縱係統有日本的Narishige和德國的Eppendorf液壓顯微操縱係統,該係統同時可用在轉基因動物及顯微注射等實驗中,它通過液壓係統可提供X軸、Y軸和Z軸(zhou)三(san)個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)精(jing)確(que)的(de)三(san)微(wei)控(kong)製(zhi),其(qi)切(qie)割(ge)精(jing)度(du)是(shi)目(mu)前(qian)各(ge)種(zhong)方(fang)式(shi)中(zhong)最(zui)高(gao)的(de),也(ye)是(shi)很(hen)多(duo)實(shi)驗(yan)室(shi)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa),其(qi)不(bu)足(zu)是(shi)不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)的(de)自(zi)動(dong)化(hua),要(yao)收(shou)集(ji)較(jiao)大(da)量(liang)的(de)目(mu)的(de)組(zu)分(fen)時(shi)耗(hao)時(shi)長(chang),效(xiao)率(lv)低(di);
D、jiguangbuhuoxianweiqiegeshimuqianzuiweixianjindefangshi,takuaisufangbian,kecongdaliangdeyanjiucailiaozhongxunsubuhuojiaoduodemudezufen,zidonghuachengdugao,danzhexuyaoangguidezhuanyongshebei。
4. 顯微切割的材料
顯微切割的材料可以是以各種方式貼附於固相支持物上的各種組織細胞成分,其來源十分廣泛,石蠟組織切片、冰凍組織切片、細胞鋪片、細胞爬片、細胞甩片、培養細胞、常規製備的染色體等均可采用。具體選擇何種材料根據研究目的的不同進行,如果顯微切割後需要進行RNA分析則通常采用冰凍組織切片或新製備的細胞片;在回顧性研究中福爾馬林固定石蠟包埋的組織切片應用最為廣泛。
5. 顯微切割的結合技術
顯xian微wei切qie割ge時shi究jiu竟jing選xuan擇ze什shen麼me樣yang的de細xi胞bao完wan全quan取qu決jue於yu研yan究jiu的de目mu的de,但dan如ru何he識shi別bie欲yu切qie割ge的de細xi胞bao及ji如ru何he對dui已yi切qie割ge的de細xi胞bao進jin行xing分fen析xi,則ze需xu要yao和he其qi它ta方fang法fa相xiang結jie合he。正zheng是shi由you於yu能neng與yu多duo種zhong分fen子zi生sheng物wu學xue、免疫學、遺傳學及病理學技術結合應用使顯微切割技術顯示出蓬勃的生命力。根據研究的需要可在顯微切割前應用組織化學、免疫組織化學、原位雜交、原位末端標記、原位PCR、FISH、組織特染等方法對需要切割的組織內成分進行標記,顯微切割後獲得的材料可以用於提取蛋白質、DNA和RNA等用於Western Blot、Southern Blot、Northern Blot、PCR等蛋白質和核酸的相關分析。
三、顯微切割的影響因素
youyuxianweiqiegechangchangshiyuduozhongfangfajieheshiyong,yingxiangxianweiqiegeshiyanzuizhongjieguodeyinsuyejiuduozhongduoyang。zhejiuxuyaozaishiyanguochengzhongbawoyigeyuanze,jiyiqieyuxianweiqiegejiehedejishuzhongyingxiangyinsuyingtongshilieweixianweiqiegeshiyanzuizhongjieguodeyingxiangyinsu,zaishiyandeguochengzhongyuyikaolv。yubutongdefangfajiehejuedinglexuyaoduixianweiqiegedecailiaojinxingbutongdechuli,yunyongxianweiqiegejishushiyinggaifenliduoshaoxibaohuoyaxibaocainengmanzushiyanyanjiudexuyao,zheyaoshouduozhongyinsudeyingxiang.在不影響形態觀察的前提下,作為顯微切割的組織切片越厚越好。分析基因組DNA時,細胞越大,則需要切割更多的細胞,才能保證包含細胞的全部基因組。
四、顯微切割的最新進展
顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)展(zhan)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)激(ji)光(guang)捕(bu)獲(huo)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),此(ci)項(xiang)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)開(kai)創(chuang)了(le)細(xi)胞(bao)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)的(de)新(xin)紀(ji)元(yuan)。借(jie)助(zhu)於(yu)這(zhe)一(yi)革(ge)命(ming)性(xing)技(ji)術(shu),我(wo)們(men)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)地(di)精(jing)確(que)識(shi)別(bie)和(he)特(te)異(yi)分(fen)離(li)單(dan)個(ge)或(huo)群(qun)體(ti)細(xi)胞(bao)用(yong)於(yu)進(jin)行(xing)下(xia)一(yi)步(bu)的(de)細(xi)胞(bao)及(ji)分(fen)子(zi)生(sheng)物(wu)學(xue)研(yan)究(jiu),其(qi)精(jing)確(que)識(shi)別(bie)是(shi)在(zai)顯(xian)微(wei)鏡(jing)下(xia)通(tong)過(guo)細(xi)胞(bao)形(xing)態(tai)、免(mian)疫(yi)組(zu)織(zhi)化(hua)學(xue)染(ran)色(se)及(ji)組(zu)織(zhi)化(hua)學(xue)染(ran)色(se)等(deng)方(fang)法(fa)並(bing)有(you)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)實(shi)現(xian),而(er)特(te)異(yi)分(fen)離(li)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)低(di)能(neng)量(liang)紅(hong)外(wai)激(ji)光(guang)及(ji)專(zhuan)用(yong)的(de)細(xi)胞(bao)轉(zhuan)移(yi)膜(mo)實(shi)現(xian)。激(ji)光(guang)捕(bu)獲(huo)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)是(shi)通(tong)過(guo)激(ji)光(guang)顯(xian)微(wei)細(xi)胞(bao)分(fen)離(li)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)的(de),該(gai)係(xi)統(tong)由(you)倒(dao)置(zhi)顯(xian)微(wei)鏡(jing)、紅外激光發射器、真空泵、xibaozhuanyimojijisuanjizucheng。tongguoxianweijingzaiwutaizhongzhenkongbenggudingzaibopian,tongguofuzhezailixinguangaididechaoboxibaozhuanyimojiangyouhongwaijiguangfenlitiaoxuanchudexibaozhuanyidaolixinguanzhong,bingkeyizhijiebeilixinguanzhongdetiquyesuorongjiehetiqu,qitiquyedexingzhikeyigenjuninsuotiqudexibaozufenerzixingjueding,erqiesuoyoudexibaofenliguocheng,wulunshizhuanyicaozuohaishibaocunyangpin,douwuxurenheshougongcaozuo,keyishixianwuwurandexibaofenli。jinnianlai,jiguangbuhuoxianweiqiegejishuzaifenzibinglixueyanjiuzhongdeyingyongbuduanshenru,tebieshizaizhongliujiyintubianjiance、腫瘤特異基因表達分析、雜和性丟失檢測、微衛星序列不穩定性分析、新基因發現、核酸及蛋白質的定量研究、染色體畸變分析、細胞局部病變病因學研究等多種領域進行了廣泛應用,取得了許多本技術誕生前無法實現的新研究成果。
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