應用于醫藥領域的現代分子生物學新技術

張冠雷　劉麗萍　王發善

摘要：文章簡述了應用于醫藥領域的現代分子生物學新技術的相關基本知識，并對其應用及發展前景進行了概述。

關鍵詞：mRNA差異顯示；LCM技術；生物芯片

中圖分類號：F426文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0174-01

近年來隨著分子生物學技術的成熟和發展，新技術不斷涌現，在醫藥領域的廣泛應用也為加快醫藥現代化改革提供了技術保障。本文對其中應用廣泛的新技術原理、特點、應用及發展前景進行介紹。

一、mRNA差異顯示技術

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

（一）在腫瘤研究中的應用

Meyer-Siegler和Hudson[2]將差異顯示用于前列腺癌淋巴結轉移灶與正常前列腺組織的對比研究，獲得166bp的cDN段在轉移灶高表達，與人類巨噬細胞移動抑制因子93%同源，并在臨床已轉移的前列腺癌手術標本中得到證實。高表達的MIF將有可能成為轉移性前列腺癌的診斷標志物。

（二）在內分泌代謝性疾病研究中的應用

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制研究等方面都取得了突破性進展。

（三）前景

DDRT-PCR從基因的轉錄水平著手研究基因的表達，已得到了令人欣慰的成果，這些成果又促進了該技術的發展，有關的專著及試劑盒亦已相繼問世，在DDRT-PCR的基礎上，又產生了一系列的衍生技術，最終都將通過基因學、細胞生物學和生物化學方法確定每個分離基因的功能，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

LCM技術的核心用低能量的近紅外激光融化一種特殊的膠膜來黏取細胞，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胞，發射激光束，特殊轉移膜吸收目的細胞從切片中分離出來。該技術具有自動化程度高，操作簡單，對組織切片無嚴格要求，獲取細胞準確率高，對細胞內DNA/RNA及蛋白質無損傷等優點。

（一）在蛋白質組學研究中應用

將LCM技術、電泳技術及質譜技術相結合，以發現生命過程中不同生理及病理狀況時的特異性蛋白質標志，為臨床惡性腫瘤的早期診斷，治療提供蛋白靶標，同時也為藥物毒理，代謝等重要研究提供更好的方法。

（二）cDNA文庫的建立

LCM技術與cDNA微陣列技術結合在人類腫瘤發生、診斷、治療等方面的研究已進入使用階段，同時利用LCM技術通過對不同時空組織標本中目的細胞的捕獲，與基因表達模式進行比較，可為各種疾病發展過程提供重要信息。

（三）前景

就LCM技術本身而言，更精確的切割獲取研究用目的細胞是一個要不斷完善和發展的核心問題。LCM作為一項技術從開發到應用歷經時間尚短，還需要不斷的改進設計和制造工藝，它將會像核酸合成儀、核酸序列測定儀、核酸體外擴增儀一樣在生命科學的研究工作中起到巨大的作用。

三、生物芯片技術

生物芯片包括基因芯片和蛋白質芯片，系借助計算機控制的機械手對已知的眾多探針按預定的位置點陣，固定在固相支持片基上，然后與標記的待測樣品進行分子雜交反應，通過激光共聚焦熒光檢測系統來分析每個位點雜交信號的有無及強度，進而獲得每個樣品攜帶的相關信息，經專用的程序軟件分析，得出最終結論。

（一）在腫瘤研究中的應用

Derisi等選用惡性腫瘤細胞系UACC903中的1161個cDNA克隆制成芯片，通過比較正常腫瘤細胞的表達差異，發現在惡性腫瘤細胞中P21基因處于失活或關閉狀態，而在逆轉細胞系中呈高表達狀態[3]。

（二）芯片技術中雜交測序技術的應用

芯片技術中雜交測序技術是一種新的高效快速測序方法，也是芯片技術的另一個重要應用[4]，即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進行序列測定，用熒光標記的待測序列與基因芯片上對應位置的核酸探針產生互補配對，確定熒光最強的探針位置，獲得互補的探針序列，據此重組出靶核酸的序列。

（三）前景

生物芯片技術發展迅猛，在生命科學的各個領域得到廣泛的應用，但由于芯片制作的工藝復雜，信號檢測也需專門的儀器設備，導致費用高昂，其次在探針合成方面，如何進一步提高合成效率及芯片的集成程度是研究的焦點還有多個環節尚待提高。雖然芯片技術還存在著一些問題，但其在基因表達譜分析、基因診斷、藥物篩選及序列分析等諸多領域已呈現出廣闊的應用前景，隨著研究的不斷深入和技術的更加完善基因芯片一定會在生命科學研究領域發揮越來越重要的作用。

參考文獻

[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．