《芯片原理與技術(shù)》課件組織芯片 and 細(xì)胞芯片

1、張彥婷鄭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院組 織 芯 片組織芯片技術(shù)的應(yīng)用在新藥研發(fā)過程中, 檢測組織中新藥靶基因的表達(dá)有助于新藥發(fā)現(xiàn)在新藥臨床前安全評價研究中, 實驗所用的動物數(shù)量多, 并要求采集多種動物臟器一、在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用二、組織芯片在腫瘤研究的應(yīng)用組織芯片在腫瘤診斷中的應(yīng)用腫瘤的早期診斷是醫(yī)學(xué)研究的重點例：應(yīng)用組織芯片技術(shù)研究人類胰腺癌中鈣結(jié)合蛋白表達(dá)的生物學(xué)意義組織芯片技術(shù)的應(yīng)用目的探討鈣結(jié)合蛋白在胰腺癌中的表達(dá)及生物學(xué)意義方法用組織微陣列技術(shù)構(gòu)建包含51例胰腺癌, 6例慢性胰腺炎患者, 3例正常胰腺組織的60點陣的石蠟組織芯片。用免疫組化SP法檢測該芯片中鈣結(jié)合蛋白的表達(dá), 分析其與胰腺癌臨床

2、病理因素的關(guān)系。組織芯片技術(shù)的應(yīng)用鈣周期蛋白與胰腺癌發(fā)生、 發(fā)展有密切關(guān)系, 胰腺癌早期即發(fā)現(xiàn)有鈣周期蛋白表達(dá), 對胰腺癌的早期診斷有益組織芯片技術(shù)的應(yīng)用陰性對照胰腺癌胰島胰腺炎2.組織芯片在腫瘤分類中的應(yīng)用不同分類的腫瘤由于其組織學(xué)類型和腫瘤細(xì)胞功能狀態(tài)及其特異性受體的不同, 治療方案、療效及預(yù)后均不同。例：組織芯片用于乳腺癌分類組織芯片技術(shù)的應(yīng)用方法將97例病人的乳腺癌組織制成組織芯片對腫瘤進(jìn)行分型（ER-negative and ER-positive）利用組織芯片技術(shù)分析乳腺癌雌激素受體 (ER) 、血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF) 、環(huán)氧化酶2、p53、血小板源性生長因子、c-erbB

3、2及PR等7種腫瘤標(biāo)志物免疫組織化學(xué)表達(dá)譜目的指導(dǎo)不同類型乳腺癌的個體化治療及判斷預(yù)后等方面組織芯片技術(shù)的應(yīng)用Tissue microarray (TMA) for immunohistochemical analysisDifferential expression of seven biomarkers in ER-negative (A) and ER-positive groups (B)3.組織芯片在腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移研究中的應(yīng)用例：KAI1/CD82蛋白表達(dá)與肝細(xì)胞癌侵襲轉(zhuǎn)移組織芯片技術(shù)的應(yīng)用方法收集肝細(xì)胞癌及癌旁肝組織155例，癌栓22例，肝內(nèi)轉(zhuǎn)移癌4例，肝外轉(zhuǎn)移癌16例構(gòu)建肝癌組織

4、芯片應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測肝癌組織芯片中樣本KAI1/CD82蛋白的表達(dá)組織芯片技術(shù)的應(yīng)用肝癌組織芯片組織芯片技術(shù)的應(yīng)用組織芯片技術(shù)的應(yīng)用肝細(xì)胞癌，KAI1/CD82蛋白弱陽性表達(dá)，腫瘤細(xì)胞胞質(zhì)出現(xiàn)淡黃色顆粒癌旁肝組織，KAI1/CD82蛋白強(qiáng)陽性表達(dá)，肝細(xì)胞胞質(zhì)出現(xiàn)棕黃色顆粒 結(jié)果：不伴有肝外轉(zhuǎn)移、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移肝細(xì)胞癌中KAI1/CD82蛋白表達(dá)率分別高于伴有肝外轉(zhuǎn)移、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移者4.組織芯片在腫瘤臨床治療研究中的指導(dǎo)作用目的：運用免疫組化方法檢測60份淋巴瘤標(biāo)本制成的組織芯片中穿孔素、顆粒酶B的表達(dá)和分布情況結(jié)果：42份B細(xì)胞淋巴瘤的瘤細(xì)胞均不表達(dá)穿孔素和顆粒酶B。10份外周T細(xì)胞淋巴瘤中8份

5、表達(dá)穿孔素,9份表達(dá)顆粒酶B。結(jié)論：穿孔素和顆粒酶B是鑒定活化的細(xì)胞毒性細(xì)胞的免疫標(biāo)志物, 可作為 NK/T細(xì)胞淋巴瘤的診斷性標(biāo)志物組織芯片技術(shù)的應(yīng)用5.在臨床腫瘤預(yù)后判斷中的研究在判斷腫瘤預(yù)后研究中, 組織芯片在尋找篩選預(yù)后判斷標(biāo)志物的過程中起重要作用。組織芯片技術(shù)的應(yīng)用三、組織芯片在形態(tài)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用組織胚胎學(xué)及病理學(xué)等形態(tài)教學(xué)是醫(yī)學(xué)生教學(xué)中的基礎(chǔ)教學(xué)傳統(tǒng)制片方法耗時、 費力、 費資源，制出來的切片, 并不是每張切片上都有典型病變, 這對學(xué)生的學(xué)習(xí)非常不利。組織芯片技術(shù)的應(yīng)用四、組織芯片在檢測質(zhì)量控制中的應(yīng)用質(zhì)量控制是免疫組織化學(xué)（IHC）面臨的主要難題之一差異原因：實驗室間抗原提取、染色

6、程序、使用的抗體和對染色結(jié)果的解釋等方面外部質(zhì)量保證內(nèi)部質(zhì)量保證組織芯片技術(shù)的應(yīng)用用作免疫組織化學(xué)內(nèi)對照的組織芯片的組成組織芯片技術(shù)的應(yīng)用細(xì) 胞 芯 片 細(xì)胞芯片細(xì)胞芯片是一種高通量的技術(shù),它能在芯片上實現(xiàn)對細(xì)胞的原位檢測,以多參數(shù)高通量的形式直接獲得與細(xì)胞相關(guān)的大量功能信息.同時,利用顯微技術(shù)和納米技術(shù)能精確地控制細(xì)胞內(nèi)的生化環(huán)境,便于詳細(xì)研究以揭示細(xì)胞內(nèi)一系列過程和原理的本質(zhì).Ziauddin等2001年開發(fā)了一種細(xì)胞微陣列技術(shù)，可對哺乳動物細(xì)胞的基因功能進(jìn)行高通量分析，能快速檢測影響細(xì)胞表型和細(xì)胞內(nèi)大量編碼蛋白質(zhì)的基因的功能。方法：將DNA或cDNA固定在玻片上，隨后將玻片置于哺乳動物細(xì)

7、胞的培養(yǎng)液中。細(xì)胞附著在玻片上生長，經(jīng)過2到3次分裂后，產(chǎn)生被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞組成的微陣列。因此也稱為轉(zhuǎn)染細(xì)胞微陣列。 細(xì)胞芯片芯片制備：將人胚腎HEK293細(xì)胞的cDNA克隆進(jìn)入已帶綠色熒光蛋白（GFP）報告基因的還原病毒質(zhì)粒載體中，然后把納升的病毒質(zhì)粒DNA與凝膠水溶液混勻，用自動點樣儀在玻片上點樣陣列。干燥后，用類脂轉(zhuǎn)染劑處理DNA斑點樣品：培養(yǎng)在平皿中的人胚腎HEK293細(xì)胞轉(zhuǎn)染：將玻片放在培養(yǎng)液中，細(xì)胞在質(zhì)粒DNA和凝膠斑點上生長，經(jīng)分裂2或3次后，產(chǎn)生了被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞檢測：經(jīng)激光照射，報告基因在被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞中表達(dá)后，可檢測到綠色熒光 預(yù)實驗 細(xì)胞芯片 預(yù)實驗 細(xì)胞芯片具體應(yīng)用：識別參與某些

8、細(xì)胞表型的基因產(chǎn)物 細(xì)胞芯片篩選能夠增加酪氨酸激酶信號通路活性的蛋白為了便于用RNAi技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模高能量功能基因組學(xué)研究，Mousses等開發(fā)了高度平行的基于微陣列的分析技術(shù)。將溶于轉(zhuǎn)染基質(zhì)的siRNA點樣于載玻片上覆蓋單層貼壁細(xì)胞孵育以使之反向轉(zhuǎn)染通過數(shù)字化圖像分析工具在單細(xì)胞水平上評價基因沉默的效果 細(xì)胞芯片The RNAi microarray platform 細(xì)胞芯片e-GFP siRNA (2.5 ng) tagged with fluorescent rhodamine 細(xì)胞芯片細(xì)胞免疫芯片細(xì)胞免疫芯片是一新型的細(xì)胞芯片技術(shù) , 是在蛋白質(zhì)芯片的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的它是以細(xì)胞為研究

9、對象, 利用免疫學(xué)原理和微型化操作方法,實現(xiàn)對細(xì)胞樣品的快速檢測和分析。 細(xì)胞免疫芯片的原理將不同的抗原或抗體以較高密度固定在經(jīng)過修飾的玻片等載體上并保持其活性不變, 形成抗原或抗體微陣列通過抗原或抗體微陣列和細(xì)胞懸液樣品的反應(yīng)捕獲待測目的細(xì)胞靶向細(xì)胞將結(jié)合在微陣列的不同抗體或抗原點上完成對細(xì)胞分離、分類及檢測目的, 或者繼續(xù)對細(xì)胞樣品進(jìn)行標(biāo)記和其他方面的后續(xù)研究細(xì)胞免疫芯片 細(xì)胞免疫芯片的特點具有較高的特異性;由于芯片的密度較高, 獲得的信息量較大; 適用范圍廣; 操作簡便靈活, 經(jīng)濟(jì)實用。細(xì)胞免疫芯片例：細(xì)胞免疫芯片在白血病免疫分型中的應(yīng)用細(xì)胞免疫芯片方法：選用CD2，CD3，CD5，CD10，CD22，CD30，CD33，CD45，CDI17等抗體作為白血