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:
yishixuanqudeyanjiucailiaoxuyaozaimouyifangmianjuyouxiangtongdetezheng,jijuyouyidingchengdudetongzhixing。womenrentidegezhongzuzhijuedaduoshushiyouduozhongbutongxibaozuchengdeyizhixingdexibaoqun,zhezhongxuanqutongzhixingdeyanjiucailiaowentizaiduirentizuzhideshenruyanjiuzhongchangchangyudaoqueyoubuyijiejue;
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)進jin行xing切qie割ge分fen離li並bing收shou集ji用yong於yu後hou續xu研yan究jiu的de技ji術shu。顯xian微wei切qie割ge技ji術shu實shi際ji上shang屬shu於yu在zai微wei觀guan領ling域yu對dui研yan究jiu材cai料liao的de分fen離li收shou集ji技ji術shu,因yin此ci應ying用yong此ci技ji術shu往wang往wang是shi許xu多duo要yao深shen入ru的de研yan究jiu工gong作zuo中zhong起qi始shi的de重zhong要yao一yi步bu。
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、shoudongzhijiexianweiqiegeshizaoqideqiegefangshi,tashizhijiezaixianweijingxiashouchiqiegeyongzhenfenlizuzhihuoxibaoqun,cizhongfangshiqiegejingdudi,zhishiyongyuduijiaodakuaizuzhizhongdejubuquyuhuoxibaoqunjinxingfenli,qiegedangexibaoshifenkunnan;
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30G1/2注(zhu)射(she)用(yong)針(zhen)替(ti)代(dai)需(xu)要(yao)專(zhuan)用(yong)拉(la)絲(si)設(she)備(bei)製(zhi)作(zuo)的(de)玻(bo)璃(li)切(qie)割(ge)針(zhen),此(ci)方(fang)式(shi)切(qie)割(ge)精(jing)度(du)較(jiao)手(shou)動(dong)直(zhi)接(jie)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)的(de)精(jing)度(du)有(you)了(le)提(ti)高(gao),可(ke)以(yi)達(da)到(dao)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)單(dan)個(ge)細(xi)胞(bao)的(de)切(qie)割(ge),而(er)且(qie)此(ci)方(fang)式(shi)簡(jian)單(dan)易(yi)行(xing)低(di)耗(hao),尤(you)其(qi)適(shi)合(he)於(yu)基(ji)層(ceng)和(he)無(wu)專(zhuan)用(yong)設(she)備(bei)的(de)單(dan)位(wei),但(dan)由(you)於(yu)顯(xian)微(wei)鏡(jing)的(de)微(wei)調(tiao)旋(xuan)鈕(niu)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)二(er)微(wei)控(kong)製(zhi),對(dui)切(qie)割(ge)後(hou)的(de)細(xi)胞(bao)進(jin)行(xing)收(shou)集(ji)較(jiao)為(wei)困(kun)難(nan),且(qie)切(qie)割(ge)精(jing)度(du)仍(reng)然(ran)較(jiao)低(di);
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、激ji光guang捕bu獲huo顯xian微wei切qie割ge是shi目mu前qian最zui為wei先xian進jin的de方fang式shi,它ta快kuai速su方fang便bian,可ke從cong大da量liang的de研yan究jiu材cai料liao中zhong迅xun速su捕bu獲huo較jiao多duo的de目mu的de組zu分fen,自zi動dong化hua程cheng度du高gao,但dan這zhe需xu要yao昂ang貴gui的de專zhuan用yong設she備bei。
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)、mianyizuzhihuaxueransejizuzhihuaxueransedengfangfabingyoujisuanjifuzhushixian,erteyifenlizeshitongguodinenglianghongwaijiguangjizhuanyongdexibaozhuanyimoshixian。jiguangbuhuoxianweiqiegeshitongguojiguangxianweixibaofenlixitongshixiande,gaixitongyoudaozhixianweijing、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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