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基因芯片技術 在生命科學史上具有開拓性的意義，曾躋身年度自然科學領域10大進展之一，組織芯片是基因芯片的延伸，自誕生以來就獲得了生命科學從業人員的熱切關注。本文從組織芯片的制備方法、應用領域、以及目前的發展概況做簡要的介紹。

組織芯片的制備技術：

制備組織芯片的兩個關鍵步驟是制備受體蠟塊和從供體石蠟塊中精確采集微量樣品。雖然至今仍然有很多研究機構采用純粹手工方法進行操作，但是各種商業化機械制備儀的制作效率和精度更高。

Beecherlnstruments公司的組織陣列排布儀是目前使用較多的制備儀。制備儀包括操作平臺、特殊的打孔采樣裝置和一個定位系統。打孔采樣裝置對供體組織蠟塊進行采樣，也可對受體蠟塊進行打孔。定位裝置可使穿刺針或受體蠟塊線性移動，從而制備出孔徑、孔距、孔深完全相同的組織芯片蠟塊。

受體石蠟塊的一般尺寸為45mmX25mm，高度以5—10mm為宜。石蠟的邊緣常留下2.5～3mm的空白，以防止因石蠟質量不好而造成石蠟塊的撕裂。陣列中兩個相鄰的樣本之間的距離為o.65～1mm。純粹手工操作和機械化排布儀所用的打孔采樣針的直徑為0.6～2.0mm。根據針直徑的不同，在一張載玻片上可以排列40～1 000個組織標本。一般按照樣本數目的多少，將組織芯片分為低密度芯片(~200點)、中密度芯片(200～600點)和高密度芯片(~600點)。常用的組織芯片含有組織標本的數目在50～800個。

按常規切片方法進行連續切片，平均每個微陣列蠟塊可以切片100～200張(厚度4—8/im)。每切40張應取1張進行HE染色，以鑒別組織學類型是否仍具代表性。

可選用“輔助切片膠帶轉移”系統(包括膠膜、光膠玻片和紫外線燈等)進行制片。其使用過程是，將配套膠膜平整地黏附于組織芯片蠟塊表面，切片刀在膠帶下方切片。切下的纖薄組織片即可黏附在膠膜上，再將有組織的膠膜面平放在光膠玻片上，并于紫外線燈下照射約30s，待纖薄組織片與光膠玻片牢固粘連后，去掉膠膜，即制成了組織芯片。但是，也有研究者不建議使用該系統，因為使用不當時會產生假陰性結果，尤其是進行熒光原位雜交 分析時。

典型組織病變部位對于研究疾病的發生、發展和演變十分重要，因而從每一個組織標本塊上進行正確的抽樣對于構建組織芯片十分重要。可以通過常規制作HE染色切片和顯微鏡檢查與分析來實現對典型病變部位所在石蠟塊的選擇和定位。在初步評估并選定洪體石蠟塊以及制作完組織芯片后，建議將這些供體石蠟塊妥善保存，這將有助于以后重新評估實驗和利用相同供體重建組織芯片。另外，還應該將這些供體石蠟塊的基本信息，如組織芯片的坐標軸、供體組織編號以及相應的臨床信息等收集在一個專用的電腦文檔里。

對于微流體芯片及芯片實驗室，由于目前還不成熟，并沒有普遍用于醫學研究和臨床檢測之中。

組織芯片簡介：

組織芯片技術是近年來基因芯片(DNA芯片)技術的發展和延伸，與細胞芯片、蛋白芯片、抗體芯片一樣，屬于一種特殊生物芯片技術。組織芯片技術可以將數十個甚至上千個不同個體的臨床組織標本按預先設計的順序排列在一張玻片進行分析研究，是一種高通量、多樣本的分析工具。它使科研人員第一次有可能同時對幾百甚至上千種正常或疾病以及疾病發展不同階段的自然病理生理狀態下的組織樣本，進行某一個或多個特定的基因，或與其相關的表達產物的研究。組織芯片技術可以與DNA、RNA、蛋白質、抗體等技術相結合，與傳統的病理學技術、組織化學及免疫組化 技術相結合，在基因、基因轉錄和相關表達產物生物學功能三個水平上進行研究。這對人類基因組學的研究與發展，尤其對基因和蛋白質與疾病關系的研究，疾病相關基因的驗證、新藥物的開發與篩選、疾病的分子診斷，治療過程的追蹤和預后等方面具有實際意義和廣闊的市場前景。

組織芯片的制備目前主要依靠機械化芯片制備儀來完成。制備儀包括操作平臺、特殊的打孔采樣裝置和一個定位系統。打孔采樣裝置對供體組織蠟塊進行采樣，同時也可對受體蠟塊進行打孔，其孔徑與采樣直徑相同，兩者均可精確定位。制備儀的定位裝置可使穿刺針或受體蠟塊線性移動，從而制備出孔徑、孔距、孔深完全相同的組織微陣列蠟塊。通過切片輔助系統將其轉移并固定到硅化和膠化玻片上即成為組織芯片。根據樣本直徑(0.2～2.0 mm)不同，在一張45 mm×25 mm的玻片上可以排列40～2000個以上的組織標本。一般按照樣本數目的多少，將組織芯片分為低密度芯片(< 200點)、中密度芯片(200～600點)和高密度芯片(> 600點)。常用組織芯片含有組織標本的數目在50～800個之間。根據研究目的不同，芯片種類可以分成腫瘤組織芯片、正常組織芯片、單一或復合、特定病理類型等數10種組織芯片。

組織芯片技術問世后，很快得到了生命科學基礎研究和臨床醫學領域以及醫藥工業界的關注。現在，國外發表的組織芯片技術相關論文已有30余篇。如Kononen等使用標準免疫組化 方法利用組織芯片技術研究了645例各種乳腺癌組織標本，試驗數據與傳統病理切片相應研究結果完全一致;同時他們還發現有關p53等6種基因的檢測結果表明，新鮮與石蠟包埋的組織標本的檢測結果沒有差異。Hedenfalk等結合組織芯片技術和基因芯片技術檢測了原發性乳腺癌及組織標本。Hoos等用組織芯片技術對59例成纖維細胞瘤進行免疫表型分析。Mucci等用組織芯片證實了神經內分泌因素與前列腺癌進展的關系。Perrone等則對不同人群前列腺癌細胞增殖進行了評價。Chaib等也應用組織芯片技術證實了AIPC蛋白的表達與前列腺癌發生的相互關系。此外，德國一家公司已根據組織芯片技術的原理，制備出一種檢測自身免疫性疾病的診斷盒。由于組織芯片技術可以與其他很多常規技術，如免疫組化(1HC)、核酸原位雜交(1SH)、熒光核酸原位雜交(FISH)、原位PCR等結合應用，它的應用領域仍在不斷地拓展。

目前，美國Clontech和Stratagene等少數生物技術公司已開展了人及動物的組織芯片產品開發和銷售，但數量少、價格高、品種單一，滿足不了醫學科研和醫藥工業研發的需要。2001年4月，美國LifeSpan生物科學公司建立了正常和疾病組織基因表達數據庫。美國Tissuelnformactics公司用動物組織芯片技術 進行藥物毒理篩選和尋找新藥物作用位點。此外，日本、英國等國正積極籌建國家臨床組織病理數據庫。

中國在組織芯片技術方面的研究剛剛起步，但進展迅速。2001年10月，中國國家科技部將組織芯片技術列為“十五”國家科技攻關西部開發重大項目，并已在西安正式立項。該立項分成7個子項目，包括組織芯片技術、組織芯片生物信息數據庫、自動化組織芯片儀、自動分析裝置、組織芯片相關技術與試劑、組織芯片實際應用技術，為中國與世界相關技術同步發展奠定了基礎。

據了解，目前的組織芯片市場競爭激烈，不少研究所和公司都通過各種途徑生產組織芯片，以備用或用于銷售。國外有二十多家公司是做組織芯片的研發制作工作的，國內的陜西超英等也主營組織芯片的研發。