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中山大學腫瘤防治中心華南腫瘤學國家重點實驗室王輝云 生物芯片在腫瘤研究中的應(yīng)用 2009年級碩士研究生課程 腫瘤學研究進展 生物芯片的概念 什么叫生物芯片 Ananalyticaldevicesthatpossessfourdistinctcharacteristics a microscopictargetelementsorspots b planarsubstrates c rowsandcolumnsofelements andd specificbindingbetweenmicroarraytargetelementsonthesubstrateandprobemoleculesinsolution ProteinMicroarray SchenaM Edited 微陣列是一種平面的基質(zhì)載體 它上面規(guī)則地 特異地吸附著基因或基因的產(chǎn)物 摘自 生物芯片分析 SchenaM著 張亮譯 生物芯片是指通過微加工和微電子技術(shù)在固相基質(zhì)表面構(gòu)建微型生物化學分析系統(tǒng) 以實現(xiàn)對細胞 蛋白質(zhì) 核酸以及其他生物分子等進行準確 快速 高通量檢測 摘自 生物芯片技術(shù) 陳忠斌主編 生物芯片是指包被在硅片 尼龍膜等固相支持物上的高密度的組織 細胞 蛋白質(zhì) 核酸 糖類以及其它生物組分的微點陣 生物芯片技術(shù)研究新進展 中科院網(wǎng)頁 生物芯片是一類能夠同時特異性檢測多個生物靶目標或樣品的集成平面載臺 生物芯片的英文名字 ArrayMicroarrayChipBiochip Array Chip Biochip Microarray GillespieD SpiegelmanS JMolBiol 1965 12 3 829 AquantitativeassayforDNA RNAhybridswithDNAimmobilizedonamembrane GrunsteinM HognessD ProcNatlAcadSciUSA 1975 72 10 3961 Colonyhybridization amethodfortheisolationofclonedDNAsthatcontainaspecificgene 3 KafatosFC JonesCW EfstratiadisA NucleicAcidsRes 1979 7 6 1541 52 Determinationofnucleicacidsequencehomologiesandrelativeconcentrationsbyadothybridizationprocedure 生物芯片的起源 生物芯片的起源 KuleshDA etal PNAS 1987vol 84no 238453 8457Identificationofinterferon modulatedproliferation relatedcDNAsequences BarinagaM Science 1991 253 1489 Will DNAchip speedgenomeinitiative 65000 1 28cmPeaseAC etal ProcNatlAcadSciUSA 1994 24 91 11 5022 Light generatedoligonucleotidearraysforrapidDNAsequenceanalysis Array DNAchip 生物芯片的起源 SchenaMetal Science 1995 270 5235 467 QuantitativemonitoringofgeneexpressionpatternswithacomplementaryDNAmicroarray Science 1988 242 4876 229 DNAdiagnostics moleculartechniquesandautomationSchenaM ProcNatlAcadSciUSA 1996Oct1 93 20 1061 Parallelhumangenomeanalysis microarray basedexpressionmonitoringof1000genes WoolleyAT MathiesRA ProcNatlAcadSciUSA 1994 91 24 11348 52 Ultra high speedDNAfragmentseparationsusingmicrofabricatedcapillaryarrayelectrophoresischips ChengJ etal NucleicAcidsRes 1996 24 2 380ChipPCR II InvestigationofdifferentPCRamplificationsystemsinmicrobabricatedsilicon glasschips 生物芯片的種類 DNA芯片 包括cDNA芯片 寡核苷酸芯片 大片段基因組DNA克隆 PCR產(chǎn)物等 應(yīng)用最多 最廣 蛋白芯片 包括多肽芯片 蛋白芯片 抗體芯片等 用于檢測抗體 抗原 蛋白 蛋白相互作用 例如 Cytokine芯片 結(jié)核病菌蛋白組芯片 HCV蛋白芯片 細胞芯片 將不同的細胞和 或經(jīng)不同的處理后的細胞點在芯片上 可做細胞免疫組化或原位熒光雜交等檢測 組織芯片 將不同病人的石蠟包埋樣本集成在一張玻片上 可做細胞免疫組化或原位熒光雜交 根據(jù)芯片上集成物的不同 可分成以下幾大類 生物芯片的種類 DNA芯片根據(jù)檢查檢測靶目標的不同 可分為 基因表達芯片 探針可以是cDNA 也可以是寡核苷酸 用于檢測細胞或組織的基因表達譜 相關(guān)的文獻最多 測序芯片 寡核苷酸探針 利用長度相等 位移一個堿基的疊瓦式的探針雜交來進行序列測定 主要有Affymetrix的產(chǎn)品 SNP芯片 探針為寡核苷酸 用于SNP基因分型 在原理上有雜交分型 堿基摻入連接分型 末端一個堿基配對延伸分型 microRNA芯片 寡核苷酸探針 檢測microRNA表達譜 CGH芯片 英文叫Array CGH 探針可以是大片段DNA克隆 cDNA或寡核苷酸 主要用于研究腫瘤染色體片段拷貝數(shù)的變化 基因分型芯片 主要是指同一類的微生物可根據(jù)其基因組的差異來進行同種分型或不同種類微生物的鑒定 轉(zhuǎn)錄子芯片 先將各種轉(zhuǎn)錄子DNA序列與樣本核蛋白結(jié)合并分離結(jié)合物 回收結(jié)合物中DNA序列 擴增并標記后用芯片檢測 生物芯片的種類 蛋白芯片 抗體芯片 蛋白芯片 多肽芯片 結(jié)核桿菌全蛋白組芯片質(zhì)控掃描圖 結(jié)核病人血清雜交掃描圖 生物芯片的種類 細胞芯片 PLoSOne 2009 4 10 e7088 生物芯片的種類 組織芯片 ClinCancerRes 1999 5 8 1966 JNatlCancerInst 1999 91 20 1758 DNA芯片的制作 探針制備 玻片包被 芯片點樣 點樣后處理 DNA芯片實驗一般過程 參照核酸樣本 實驗核酸樣本 標記熒光1 標記熒光2 混合已標記樣本 固液相雜交 掃描 分析 腫瘤研究中生物芯片的應(yīng)用 信號通路 BarisO etal Oncogene 2005Jun9 24 25 4155 61 Geneprofilingrevealsspecificoncogenicmechanismsandsignalingpathwaysinoncocyticandpapillarythyroidcarcinoma 腫瘤發(fā)病機理 UraS etal Hepatology 2009 49 4 1098 112 DifferentialmicroRNAexpressionbetweenhepatitisBandhepatitisCleadingdiseaseprogressiontohepatocellularcarcinoma 腫瘤診斷 ClinCancerRes 2009May1 15 9 3135 42 Prostatecancer associatedgeneexpressionalterationsdeterminedfromneedlebiopsies 腫瘤分期 deReyni sA etal JClinOncol 2009Mar1 27 7 1108 15 Epub2009Jan12 Geneexpressionprofilingrevealsanewclassificationofadrenocorticaltumorsandidentifiesmolecularpredictorsofmalignancyandsurvival 腫瘤研究中生物芯片的應(yīng)用 腫瘤治療機理 SanovicR etal IntJOncol 2009Oct 35 4 921 39 Time resolvedgeneexpressionprofilingofhumansquamouscellcarcinomacellsduringtheapoptosisprocessinducedbyphotodynamictreatmentwithhypericin 術(shù)前化療預(yù)測 GhadimiBM GradeM MethodsMolBiol 2010 576 327 39 Cancergeneprofilingforresponseprediction 腫瘤轉(zhuǎn)移的研究GanepolaGA etal ClinExpMetastasis 2009Nov1 Epubaheadofprint Geneexpressionprofilingofprimaryandmetastaticcoloncancersidentifiesareducedproliferativerateinmetastatictumors LukesL etal CancerRes 2009Jan1 69 1 310 8 Theoriginsofbreastcancerprognosticgeneexpressionprofiles animalmodel 預(yù)后預(yù)測 JochumsenKM etal IntJGynecolCancer 2009Oct 19 7 1205 13 Geneexpressionprofilesasprognosticmarkersinwomenwithovariancancer 腫瘤研究中生物芯片的應(yīng)用 自創(chuàng)SNP芯片 IF 10 176 華南腫瘤學國家重點實驗室生物芯片室 華南腫瘤學國家重點實驗室生物芯片室 基因表達芯片 microRNA表達芯片 SNPs芯片 Questions