激光捕获显微切割技术与生物芯片的联合应用-提高检验组织样品的特异性

人体组织由细胞和细胞间基质组成，肿瘤也不例外。除了肿瘤细胞之外，肿瘤还含有血管、结缔组织等基质。目前，常规对肿瘤样品基因表达量的研究实际上是对肿瘤细胞和基质混合物的研究。基质细胞往往没有癌变，因此对肿瘤细胞和基质混合物进行研究往往会掩盖掉肿瘤细胞中并不是很明显的基因表达异常。

最近复旦大学吴莹教授等利用激光捕获显微切割技术（Laser capture microdissection，LCM）很好的解决了这一难题。相关成果发表在2010年第11期的BMC Genomics上。激光捕获显微切割技术是在显微镜下从组织切片中高选择性地分离、纯化单一类型细胞群或单个细胞的新技术。LCM技术与microRNA芯片技术相互结合能有效地检测在肿瘤细胞中特异表达的microRNA。为了保障实验结果的可靠性，研究人员选用了灵敏度与重复性俱佳的Agilent microRNA芯片（相关技术服务工作由上海伯豪生物技术有限公司承担）。

研究人员首先用LCM技术分离出61例不同个体结肠组织中的上皮细胞（24例正常组织，13例腺瘤，24例癌组织），提取total RNA，用Agilent microRNA芯片分析microRNA的表达情况。然后分析相同组织microRNA表达情况的相关系数，结果显示正常组织的相关系数为0.942，腺瘤组织的相关系数为0.963，癌组织的相关系数为0.937。随后针对同一肿瘤样品，做了3次重复实验（LCM分离上皮细胞，提取total RNA，Agilent microRNA芯片实验），分析3次重复实验的相关系数为0.999。上述实验从生物学重复和技术重复两个方面验证了LCM+Agilent microRNA芯片实验的稳定性(图1)。
 

（图1.  LCM + Agilent microRNA数据相关性分析。A：24例正常结肠组织上皮细胞；B：13例腺瘤组织上皮细胞；C：24例癌组织上皮细胞。D：同一肿瘤样品的3次技术重复。）

随后，研究人员开始研究同一肿瘤组织中肿瘤细胞与基质细胞之间的基因表达差异。用LCM技术分别分离3种组织（正常组织、腺瘤、癌）的上皮细胞和基质细胞，用Agilent microRNA芯片分别检测这3种组织不同细胞中的microRNA表达情况。
结果显示在同一肿瘤组织中，上皮细胞与基质细胞之间，仍有51个差异表达的microRNA。

正常组织（6个）	LCM分离的上皮细胞VS基质细胞 （找到51个差异表达microRNA）
腺瘤（6个）
癌（6个）

 另外，单独就上皮细胞而言，腺瘤、癌与正常组织在microRNA表达方面存在差异，而对于基质和整个肿瘤组织而言，腺瘤与正常组织之间并没有显著差异。这一结果表明腺瘤与正常组织上皮细胞之间的差异被掩盖掉了（见下图）。而用LCM技术分离组织切片中的特定细胞群进行研究则能很好的解决这一问题，提高特异性与灵敏度。

   

                                              

最后研究人员用定量RT-PCR对LCM+Agilent microRNA芯片实验的结果进行验证，结果表明两者的相关系数为0.996。这表明LCM+Agilent microRNA芯片实验不仅能提高对肿瘤组织检验的灵敏性，而且也有很好的稳定性。在科研、临床检验方面有巨大的应用前景。

文章信息：
Wang et al.Improvement of tissue preparation for laser capture microdissection: application for cell type-specific miRNA expression profiling in colorectal tumors. BMC Genomics 2010 11:163.