應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的現(xiàn)代分子生物學(xué)新技術(shù)

張冠雷　劉麗萍　王發(fā)善

摘要：文章簡(jiǎn)述了應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域的現(xiàn)代分子生物學(xué)新技術(shù)的相關(guān)基本知識(shí)，并對(duì)其應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行了概述。

關(guān)鍵詞：mRNA差異顯示；LCM技術(shù)；生物芯片

中圖分類號(hào)：F426文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）12-0174-01

近年來(lái)隨著分子生物學(xué)技術(shù)的成熟和發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在醫(yī)藥領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用也為加快醫(yī)藥現(xiàn)代化改革提供了技術(shù)保障。本文對(duì)其中應(yīng)用廣泛的新技術(shù)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行介紹。

一、mRNA差異顯示技術(shù)

mRNA差異顯示技術(shù)（mRNA differential display DDRT-PCR）是在基因表達(dá)水平上研究生理或病理機(jī)制的一種分子生物學(xué)技術(shù)，是一種快速而有效的克隆差異性表達(dá)基因的方法。1992年Liang 和Pardee[1]首次應(yīng)用差異顯示技術(shù)對(duì)比人類乳腺癌細(xì)胞與正常乳腺上皮細(xì)胞所表達(dá)的mRNA，以此來(lái)克隆癌細(xì)胞所特有的基因。差異顯示技術(shù)為尋找新基因開(kāi)辟了捷徑，是該領(lǐng)域的重大突破,目前在眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

（一）在腫瘤研究中的應(yīng)用

Meyer-Siegler和Hudson[2]將差異顯示用于前列腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶與正常前列腺組織的對(duì)比研究，獲得166bp的cDN段在轉(zhuǎn)移灶高表達(dá)，與人類巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因子93%同源，并在臨床已轉(zhuǎn)移的前列腺癌手術(shù)標(biāo)本中得到證實(shí)。高表達(dá)的MIF將有可能成為轉(zhuǎn)移性前列腺癌的診斷標(biāo)志物。

（二）在內(nèi)分泌代謝性疾病研究中的應(yīng)用

主要在微量元素缺乏性疾病研究，2型糖尿病研究，在激素作用的分子機(jī)制研究等方面都取得了突破性進(jìn)展。

（三）前景

DDRT-PCR從基因的轉(zhuǎn)錄水平著手研究基因的表達(dá)，已得到了令人欣慰的成果，這些成果又促進(jìn)了該技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)的專著及試劑盒亦已相繼問(wèn)世，在DDRT-PCR的基礎(chǔ)上，又產(chǎn)生了一系列的衍生技術(shù)，最終都將通過(guò)基因?qū)W、細(xì)胞生物學(xué)和生物化學(xué)方法確定每個(gè)分離基因的功能，提供基因在生物體中作用的確定證明。

二、激光捕獲纖維切割LCM技術(shù)

LCM技術(shù)的核心用低能量的近紅外激光融化一種特殊的膠膜來(lái)黏取細(xì)胞，在高倍顯微鏡下，從厚約5～20納米的切片中選擇所希望獲得的細(xì)胞，發(fā)射激光束，特殊轉(zhuǎn)移膜吸收目的細(xì)胞從切片中分離出來(lái)。該技術(shù)具有自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，對(duì)組織切片無(wú)嚴(yán)格要求，獲取細(xì)胞準(zhǔn)確率高，對(duì)細(xì)胞內(nèi)DNA/RNA及蛋白質(zhì)無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)。

（一）在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中應(yīng)用

將LCM技術(shù)、電泳技術(shù)及質(zhì)譜技術(shù)相結(jié)合，以發(fā)現(xiàn)生命過(guò)程中不同生理及病理狀況時(shí)的特異性蛋白質(zhì)標(biāo)志，為臨床惡性腫瘤的早期診斷，治療提供蛋白靶標(biāo)，同時(shí)也為藥物毒理，代謝等重要研究提供更好的方法。

（二）cDNA文庫(kù)的建立

LCM技術(shù)與cDNA微陣列技術(shù)結(jié)合在人類腫瘤發(fā)生、診斷、治療等方面的研究已進(jìn)入使用階段，同時(shí)利用LCM技術(shù)通過(guò)對(duì)不同時(shí)空組織標(biāo)本中目的細(xì)胞的捕獲，與基因表達(dá)模式進(jìn)行比較，可為各種疾病發(fā)展過(guò)程提供重要信息。

（三）前景

就LCM技術(shù)本身而言，更精確的切割獲取研究用目的細(xì)胞是一個(gè)要不斷完善和發(fā)展的核心問(wèn)題。LCM作為一項(xiàng)技術(shù)從開(kāi)發(fā)到應(yīng)用歷經(jīng)時(shí)間尚短，還需要不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝，它將會(huì)像核酸合成儀、核酸序列測(cè)定儀、核酸體外擴(kuò)增儀一樣在生命科學(xué)的研究工作中起到巨大的作用。

三、生物芯片技術(shù)

生物芯片包括基因芯片和蛋白質(zhì)芯片，系借助計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械手對(duì)已知的眾多探針按預(yù)定的位置點(diǎn)陣，固定在固相支持片基上，然后與標(biāo)記的待測(cè)樣品進(jìn)行分子雜交反應(yīng)，通過(guò)激光共聚焦熒光檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)分析每個(gè)位點(diǎn)雜交信號(hào)的有無(wú)及強(qiáng)度，進(jìn)而獲得每個(gè)樣品攜帶的相關(guān)信息，經(jīng)專用的程序軟件分析，得出最終結(jié)論。

（一）在腫瘤研究中的應(yīng)用

Derisi等選用惡性腫瘤細(xì)胞系UACC903中的1161個(gè)cDNA克隆制成芯片，通過(guò)比較正常腫瘤細(xì)胞的表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)在惡性腫瘤細(xì)胞中P21基因處于失活或關(guān)閉狀態(tài)，而在逆轉(zhuǎn)細(xì)胞系中呈高表達(dá)狀態(tài)[3]。

（二）芯片技術(shù)中雜交測(cè)序技術(shù)的應(yīng)用

芯片技術(shù)中雜交測(cè)序技術(shù)是一種新的高效快速測(cè)序方法，也是芯片技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用[4]，即通過(guò)與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行序列測(cè)定，用熒光標(biāo)記的待測(cè)序列與基因芯片上對(duì)應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)配對(duì)，確定熒光最強(qiáng)的探針位置，獲得互補(bǔ)的探針序列，據(jù)此重組出靶核酸的序列。

（三）前景

生物芯片技術(shù)發(fā)展迅猛，在生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但由于芯片制作的工藝復(fù)雜，信號(hào)檢測(cè)也需專門(mén)的儀器設(shè)備，導(dǎo)致費(fèi)用高昂，其次在探針合成方面，如何進(jìn)一步提高合成效率及芯片的集成程度是研究的焦點(diǎn)還有多個(gè)環(huán)節(jié)尚待提高。雖然芯片技術(shù)還存在著一些問(wèn)題，但其在基因表達(dá)譜分析、基因診斷、藥物篩選及序列分析等諸多領(lǐng)域已呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，隨著研究的不斷深入和技術(shù)的更加完善基因芯片一定會(huì)在生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]swithprogressivephenotype．CancerRes，1997．

[2]Derisi J,et al．Use of a cDNA microarray to analysis gene expression patterns in human cancer[J]．Nat Genet,1996．

[3]Wallraff G,Labadie J,Brock P,etal．DNA Sequencing on a chip [J]．Chemtech,1997．