現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，有兩類產(chǎn)品的使用，或者叫發(fā)明應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代人類有著劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。其一是微處理器使我們的生活方式發(fā)生了根本變化，它是計(jì)算機(jī)和許多家電等相關(guān)產(chǎn)品的心臟，它改變了我們的整個(gè)經(jīng)濟(jì)、文化生活，影響了整個(gè)人類的社會(huì)發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入每一個(gè)家庭，給人類帶來了巨大的財(cái)富；另外一類產(chǎn)品－生物芯片給人類帶來的影響可能更大。生物芯片是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的一項(xiàng)生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的高新技術(shù)，通過生物芯片上集成的成千上萬的密集排列的分子微陣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA以及其他生物組份的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)，能夠在短時(shí)間內(nèi)分析大量的生物分子，使人們快速準(zhǔn)確地獲取樣品中的生物多樣性信息，成百上千倍地提高檢測(cè)效率。生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、組織芯片等。它使生命科學(xué)及藥物的研究方式有了本質(zhì)的改變和突破，同時(shí)也改變了醫(yī)學(xué)診斷和治療的方式方法，也極大的地提高了人類生活質(zhì)量和健康水平，延長(zhǎng)人均壽命。在生物芯片家族中，組織芯片是新出現(xiàn)的一類產(chǎn)品。
1 組織芯片的定義
組織芯片（Tissue Chip,TC）也稱組織微陣列（TisseuMicroArray,TMA），是在單位面積的載體上，以微陣列的形式，按不同的設(shè)計(jì)要求，順序地放置數(shù)個(gè)到數(shù)百個(gè)乃數(shù)千個(gè)集群標(biāo)本，包括集群細(xì)胞、組織、器官的樣本。通常，這些載體以載玻片為常用材料、也可以是其他材料，如硅膠、硝酸纖維膜、尼龍膜、金屬片等，按照不同的用途，選擇載體。而樣本則可以是正常人體組織、人體腫瘤組織、人體非腫瘤類疾病組織、癌旁組織、動(dòng)物組織器官等；也可以是其需要大樣本研究的病變組織，甚是植物組織；在這些樣本的基礎(chǔ)上，不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢圆捎貌煌南嚓P(guān)技術(shù)，如：免疫組化(IHC )、原位雜交(ISH)、原位PCR、寡糖苷酸啟動(dòng)的原位DNA合成（PRINS）等等，獲得相應(yīng)蛋白或基因表達(dá)。
2 組織芯片的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
早在1986年Battifora等⑴將處理的組織標(biāo)本手工塑成蠟?zāi)c型，隨機(jī)組合，石蠟再包埋，常規(guī)切片，然后用免疫組織化學(xué)（IHC）方法檢測(cè)同一張玻片上多個(gè)組織標(biāo)本，這應(yīng)該是組織芯片的雛形。1987年，Wan等⑵將石蠟包埋的組織軟化，制成管狀，手工鋪展，隨機(jī)排列，常規(guī)切片后可同步檢測(cè)多個(gè)組織標(biāo)本，主要用于單抗的篩選。1991年Battifora等將組織標(biāo)本切成細(xì)條，分別置于帶有溝槽的模具之中，加入瓊脂糖凝膠，包埋組織標(biāo)本，重疊凝膠，石蠟重新包埋，制成多組織切片。還有一些科學(xué)家在探討有關(guān)組織芯片的制作、應(yīng)用。組織芯片這個(gè)階段的制備方法有諸多弊端，沒有形成規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)及制備方法。制成的芯片成品組織數(shù)目少，標(biāo)本的形態(tài)不規(guī)則，大小不一，相互間排列不規(guī)則。沒有突破傳統(tǒng)病理學(xué)的制作方法，也使組織芯片的應(yīng)用受到很大的限制。組織微陣列（Tissue Microarray）是由美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）的科學(xué)家Kononen J.等于1998年⑶在《自然醫(yī)學(xué)》雜志中先提出的。因此，也有人提出中Kononen組織微陣列⑷。他在做關(guān)于乳腺癌的雌激素受體表達(dá)及腫瘤亞型研究中，采用這種高通量(High-throughput)微陣列技術(shù)，快速、準(zhǔn)確的完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；充分體現(xiàn)這種技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。組織芯片是在基因芯片、蛋白質(zhì)芯片基礎(chǔ)上興起的又一種新型生物芯片；也可以說是借鑒其他生物芯片的概念及技術(shù)發(fā)展而來的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近幾年冰凍切片組織芯片的問世，使相應(yīng)組織標(biāo)本更為鮮活，具有良好的細(xì)胞形態(tài)，免疫組化和原位雜交也證明了冰凍組織芯片使蛋白質(zhì)、mRNAs在組織微陣列上保持了良好的組織活性⑸。相應(yīng)開發(fā)的系統(tǒng)軟件，把一些特定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化，可以廣泛應(yīng)用于不同實(shí)驗(yàn)室，很好的促進(jìn)信息的交換與共享⑹。
我國(guó)的組織芯片研制項(xiàng)目是于2001年由國(guó)家科技部部署實(shí)施的，目前在上已有了立足之地，部分內(nèi)容已處于地位，這也為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究提供了良好的條件。從2002年開始，國(guó)內(nèi)眾多實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu)開始探討把組織芯片應(yīng)用于各自的研究領(lǐng)域（7-8）；西安交通大學(xué)第二醫(yī)院楊軍等人探討組織芯片技術(shù)在原位雜交中的應(yīng)用及hTER 和hTERT 表達(dá)與腫瘤的性質(zhì)明顯相關(guān)（P<0.005）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，組織芯片技術(shù)提供了一種快速、有效的組織學(xué)檢測(cè)方法，可廣泛應(yīng)用于原位雜交實(shí)驗(yàn)，并有可能在腫瘤生物學(xué)研究中發(fā)揮重要的作用。同時(shí)，hTER 和hTERT表達(dá)上調(diào)有可能作為人體腫瘤診斷與鑒別診斷的 重要組織學(xué)指標(biāo)⑼；2004年魏小勇等人把組織芯片與基因芯片配合使用，使兩者在尋找腫瘤基因中起到了很好的互補(bǔ)作用。利用基因芯片檢測(cè)出利用基因芯片檢測(cè)出差異表達(dá)的候選腫瘤基因，再利用組織芯片迅速篩選鑒定腫瘤基因，從而大大簡(jiǎn)化和加快了腫瘤基因診斷從基礎(chǔ)研究到臨床應(yīng)用的進(jìn)程。（10）
3 組織芯片的研發(fā)制作
在傳統(tǒng)的病理學(xué)過程中，通常經(jīng)過組織標(biāo)本收集、取材、脫水、包埋、切片、HE染色等一系列程序，終完成組織切片的制作。組織芯片的研發(fā)制作與傳統(tǒng)方法基本類似。在傳統(tǒng)蠟塊制作完成之后，由的組織芯片制備儀完成后續(xù)工作，通常把兩組蠟塊分為供體蠟塊和受體蠟塊。組織芯片制備儀包括操作平臺(tái)、打孔采樣裝置和定位系統(tǒng)。打孔采樣裝置對(duì)受體蠟塊按芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行打孔定位，對(duì)供體蠟塊進(jìn)行采樣；制備儀的定位裝置可使取樣針按Ｘ軸Ｙ軸方向進(jìn)行線性移動(dòng)，從而制備出孔徑、孔距、孔深*相同的組織微陣列蠟塊；常規(guī)切片，將其固定到硅化或膠化玻片上即完成組織芯片的制備過程。常用組織芯片上的組織標(biāo)本數(shù)目在50－800個(gè)之間在組織芯片。在組織芯片的制備過程中，組織芯片設(shè)計(jì)占有更重要的位置。依據(jù)組織芯片本身特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)與所要研究的課題方向與實(shí)驗(yàn)基本是同步進(jìn)行的，通常，應(yīng)根據(jù)內(nèi)容選擇組織芯片的種類、病例數(shù)量，對(duì)照要求項(xiàng)目確定組織芯片的設(shè)計(jì)。
4 組織芯片的特點(diǎn)及應(yīng)用
組織芯片具有高通量、樣本數(shù)量大、節(jié)約組織標(biāo)本的特點(diǎn)。因此，組織芯片在使用過程中體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，克服了傳統(tǒng)組織分析研究的瓶頸⑿。對(duì)于實(shí)驗(yàn)者來講，可以節(jié)約檢測(cè)抗體試劑，同樣結(jié)果的情況下，組織芯片的標(biāo)本量更小，所需要的抗體、試劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)方法對(duì)抗體及試劑的需要及使用量；實(shí)驗(yàn)過程中可能保證實(shí)驗(yàn)條件的一致性，在同一載體上（通常為一張玻片），可以很好地控制實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果間基本*；實(shí)驗(yàn)結(jié)果可比性好，可提高結(jié)果準(zhǔn)確性，保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。
目前，越來越多的分子生物學(xué)領(lǐng)域如人類基因研究、蛋白研究，藥物研發(fā)等，都能夠涉及到組織芯片的應(yīng)用。同時(shí)，組織芯片也廣泛應(yīng)用于疾病的分子水平診斷、農(nóng)業(yè)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)⒀甚涉及到司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督以及航天科學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。Kononen J等⑶通過組織芯片技術(shù)可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行高通量表型分析，用標(biāo)準(zhǔn)的免疫組化法(IHC)對(duì)組織芯片上的645例各種乳腺癌組織標(biāo)本進(jìn)行P53、erbB22和ER檢測(cè)，結(jié)果表明這些指標(biāo)與乳腺癌的預(yù)后密切相關(guān)，而且與傳統(tǒng)組織切片的檢測(cè)結(jié)果*一致，這種對(duì)照性研究結(jié)果，標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)走向成熟。2001年韓國(guó)人Kim WH采用組織芯片技術(shù)，完成了1060例大樣本胃癌的研究，充分顯示了這項(xiàng)技術(shù)的*性⒁。組織芯片在后基因時(shí)代，可能通過免疫組化（IHC）、原位PCR、寡糖苷酸啟動(dòng)的原位DNA合成（PRINS）等，廣泛地與核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、微生物等相關(guān)研究技術(shù)相結(jié)合，分別在基因、RNA和蛋白這三個(gè)水平進(jìn)行形態(tài)功能的研究。組織芯片可用于驗(yàn)證新基因的特異表達(dá)、突變體與多態(tài)性的檢測(cè)、腫瘤基因的篩選、藥物篩選及疾病診斷等方面；可對(duì)腫瘤的易感因素判定、腫瘤的分子水平診斷、腫瘤治療靶點(diǎn)的篩選、預(yù)后推測(cè)起重要作用⒂。
毛靜濤
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