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分子生物学前沿技术.doc
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- -
激光捕获显微切割 Laser capture microdissection (LCM)
technology 是在不破坏组织构造,保存要捕获的细胞和其周围组
织形态完整的前提下,直接从冰冻或石蜡包埋组织切片中获取目标
细胞 ,通常用于从组织中准确地别离一个单一的细胞。
背景:机体组织包含有上百种不同的细胞,这些细胞各自与周围的
细胞、基质、血管、腺体、炎症细胞或免疫细胞相互粘附。在正常
或发育中的组织器官内,细胞内信号、相邻细胞的信号以及体液刺
激作用于特定的细胞,使这些细胞表达不同的基因并且发生复杂的
分子变化。在病理状态下,如果同一类型的细胞发生了一样的分子
改变,那么这种分子改变对于疾病的发生可能起着关键性的作用。
然而,发生一样分子改变的细胞可能只占组织总体积的很小一局部;
同时,研究的目标细胞往往被其它组织成分所环绕。为了对疾病发
生过程中的组织损害进展分子水平分析,别离出纯洁的目标细胞就
显得非常必要。 年,美国国立卫生院〔〕国家肿瘤研究所
的 开 发 出 激 光 捕 获 显 微 切 割 技 术 〔
,〕,次年,美国
公司成功研制激光捕获显微切割系统,并实现商品化销售。应用该
技术可以在显微镜直视下快速、准确获取所需的单一细胞亚群,甚
至单个细胞,从而成功解决了组织中细胞异质性问题。这项技术现
已成为美国“肿瘤基因组解剖方案〞的一项支撑技术
。
原理: 的根本原理是通过一低能红外激光脉冲激活热塑膜——
—乙烯乙酸乙烯酯〔 !" !,#〕膜〔其最大
- word.zl-
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/28050730/bg2.jpg)
- -
吸收峰接近红外激光波长〕,在直视下选择性地将目标细胞或组织
碎片粘到该膜上
。系统包括倒置显微镜、固态红外激光二极
管、激光控制装置、控制显微镜载物台〔固定载玻片〕的操纵杆、
电耦合相机及彩色显示器。用于捕获目标细胞的热塑膜直径通常为
,覆在透 明 的 塑料帽上, 后 者恰与后继实 验 所用的标准
$%&! 离心管相匹配。
机械臂悬挂控制覆有热塑膜的塑料帽,放到脱水组织切片上的
目标部位。显微镜直视下选择目标细胞,发射激光脉冲,瞬间升温
使 # 膜局部熔化。熔化的 # 膜渗透到切片上极微小的组织间
隙中,并在几毫秒内迅速凝固。组织与膜的粘合力超过了其与载玻
片间的粘合力,从而可以选择性地转移目标细胞。激光脉冲通常持
续 $%&'&%$ 毫秒,并且可在整个塑料帽外表进展屡次重复,从而可
以迅速别离大量的目标细胞。将塑料帽盖在装有缓冲液的离心管上,
将所选择的细胞转移至离心管中,从而可以别离出感兴趣的分子进
展实验
(
。
# 膜约 $$'$$) 厚,能够吸收激光产生的绝大局部能量,
在瞬间将激光束照射区域的温度提高到 $*,保持数毫秒后又迅
速冷却,保证了生物大分子不受损害。采用低能量红外激光的同时
也可防止损伤性光化学反响的发生。
优缺点: 最显著的优点在于其迅速、准确和多用途的特性。结
合组织构造特点以及所需的切割准确度,通过选择激光束的直径大
小,可以迅速获取大量的目标细胞。 与以显微操作仪为根底的
- word.zl-
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/28050730/bg3.jpg)
- -
显微切割技术相比
+
,具有以下优点:,-别离细胞速度快,无需精
巧的操作技能;,-捕获细胞和剩余组织的形态学特征均保持完好,
可以较好地控制捕获细胞的特异性;,(-捕获细胞与塑料帽结合严密,
减少了组织损失的风险。相比而言,除了激光切割弹射微别离系统
&
以经染色的用于存档的切片也可被成功进展显微切割。
尽管 应用广泛,但对于常规染色、固定且不加盖玻片的组
织切片,其视觉分辨率受到很大限制。而对于那些本身缺乏一定构
造特点的复杂组织〔如淋巴组织,广泛浸润的腺癌等〕,要准确别
离出某一类细胞几乎是不可能的。. 等
通过采用特殊染色,尤
其是免疫组化方法,使目标细胞或想要去除的细胞变得更加醒目,
从而解决了上述难题。
应用 ,偶尔会出现无法将选择的细胞从切片上移走的情况,
出现这种结果有两种原因:,-细胞与热塑膜之间的粘合力缺乏,通
常是由于组织未完全脱水或激光的能量设置过低造成的;,-组织切
片与载玻片间的粘合力过强,通常发生在显微切割枯燥时间过长的
冰冻切片。针对不同样本组织〔包括免疫组化染色的组织切片〕,
一些研究小组分别详尽报道了采用适合的处理方法,以到达最正确
的显微切割条件
/
。
应用: 较以往的显微切割技术有了突破性的进展,现已广泛应
用于肿瘤研究,包括前列腺癌
0
、肾癌、肺癌、甲状腺癌
、食管癌、
胃癌、肝癌、胆管癌、结肠癌、乳腺癌、胶质瘤、恶性胸膜间皮瘤、
淋巴瘤、卵巢癌等。此外, 还成功应用于其它一些疾病的研究
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