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”,由you於yu是shi在zai顯xian微wei狀zhuang態tai並bing采cai用yong特te殊shu的de分fen離li收shou集ji手shou段duan,顯xian微wei切qie割ge的de對dui象xiang可ke以yi達da到dao微wei米mi級ji,顯xian微wei切qie割ge的de精jing度du可ke以yi達da到dao毫hao微wei米mi級ji,因yin此ci利li用yong顯xian微wei切qie割ge技ji術shu可ke以yi分fen離li收shou集ji到dao象xiang核he仁ren和he包bao涵han體ti及ji染ran色se體ti特te異yi區qu帶dai這zhe樣yang細xi微wei的de對dui象xiang;
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Zzhousangefangxiangdejingquedesanweikongzhi,qiqiegejingdushimuqiangezhongfangshizhongzuigaode,yeshihenduoshiyanshichangyongdefangfa,qibuzushibunengshixianxianweiqiegedezidonghua,yaoshoujijiaodaliangdemudezufenshihaoshichang,xiaolvdi;
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
xianweiqiegeshijiujingxuanzeshenmeyangdexibaowanquanqujueyuyanjiudemude,danruheshibieyuqiegedexibaojiruheduiyiqiegedexibaojinxingfenxi,zexuyaoheqitafangfaxiangjiehe。zhengshiyouyunengyuduozhongfenzishengwuxue、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
由you於yu顯xian微wei切qie割ge常chang常chang是shi與yu多duo種zhong方fang法fa結jie合he使shi用yong,影ying響xiang顯xian微wei切qie割ge實shi驗yan最zui終zhong結jie果guo的de因yin素su也ye就jiu多duo種zhong多duo樣yang。這zhe就jiu需xu要yao在zai實shi驗yan過guo程cheng中zhong把ba握wo一yi個ge原yuan則ze,即ji一yi切qie與yu顯xian微wei切qie割ge結jie合he的de技ji術shu中zhong影ying響xiang因yin素su應ying同tong時shi列lie為wei顯xian微wei切qie割ge實shi驗yan最zui終zhong結jie果guo的de影ying響xiang因yin素su,在zai實shi驗yan的de過guo程cheng中zhong予yu以yi考kao慮lv。與yu不bu同tong的de方fang法fa結jie合he決jue定ding了le需xu要yao對dui顯xian微wei切qie割ge的de材cai料liao進jin行xing不bu同tong的de處chu理li,運yun用yong顯xian微wei切qie割ge技ji術shu時shi應ying該gai分fen離li多duo少shao細xi胞bao或huo亞ya細xi胞bao才cai能neng滿man足zu實shi驗yan研yan究jiu的de需xu要yao,這zhe要yao受shou多duo種zhong因yin素su的de影ying響xiang.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、細(xi)胞(bao)轉(zhuan)移(yi)膜(mo)及(ji)計(ji)算(suan)機(ji)組(zu)成(cheng)。通(tong)過(guo)顯(xian)微(wei)鏡(jing)載(zai)物(wu)台(tai)中(zhong)真(zhen)空(kong)泵(beng)固(gu)定(ding)載(zai)玻(bo)片(pian),通(tong)過(guo)附(fu)著(zhe)在(zai)離(li)心(xin)管(guan)蓋(gai)底(di)的(de)超(chao)薄(bo)細(xi)胞(bao)轉(zhuan)移(yi)膜(mo)將(jiang)由(you)紅(hong)外(wai)激(ji)光(guang)分(fen)離(li)挑(tiao)選(xuan)出(chu)的(de)細(xi)胞(bao)轉(zhuan)移(yi)到(dao)離(li)心(xin)管(guan)中(zhong),並(bing)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)被(bei)離(li)心(xin)管(guan)中(zhong)的(de)提(ti)取(qu)液(ye)所(suo)溶(rong)解(jie)和(he)提(ti)取(qu),其(qi)提(ti)取(qu)液(ye)的(de)性(xing)質(zhi)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)您(nin)所(suo)提(ti)取(qu)的(de)細(xi)胞(bao)組(zu)分(fen)而(er)自(zi)行(xing)決(jue)定(ding),而(er)且(qie)所(suo)有(you)的(de)細(xi)胞(bao)分(fen)離(li)過(guo)程(cheng),無(wu)論(lun)是(shi)轉(zhuan)移(yi)操(cao)作(zuo)還(hai)是(shi)保(bao)存(cun)樣(yang)品(pin),都(dou)無(wu)需(xu)任(ren)何(he)手(shou)工(gong)操(cao)作(zuo),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)無(wu)汙(wu)染(ran)的(de)細(xi)胞(bao)分(fen)離(li)。近(jin)年(nian)來(lai),激(ji)光(guang)捕(bu)獲(huo)顯(xian)微(wei)切(qie)割(ge)技(ji)術(shu)在(zai)分(fen)子(zi)病(bing)理(li)學(xue)研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)不(bu)斷(duan)深(shen)入(ru),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)腫(zhong)瘤(liu)基(ji)因(yin)突(tu)變(bian)檢(jian)測(ce)、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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