基因芯片又稱DNA芯片或DNA微陣列，是基于核酸互補(bǔ)雜交原理將大量的探針?lè)肿影炊S結(jié)構(gòu)固定于固相支持物上，與標(biāo)記的樣品分子進(jìn)行雜交反應(yīng)，通過(guò)對(duì)雜交信號(hào)的監(jiān)測(cè)分析獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。

　　目前已有多種方法用于構(gòu)建DNA微陣列，主要有兩種方法，一種在同相支持物表面進(jìn)行原位合成，另一種是點(diǎn)樣法，直接將大量合成好的探針通過(guò)機(jī)器人有序地點(diǎn)印在芯片表面?；蛐酒譃槎喾N類(lèi)型：根據(jù)芯片的功能不同可將基因芯片分為表達(dá)譜芯片和DNA測(cè)序芯片；根據(jù)芯片所用的基因探針類(lèi)型不同，可以分為cDNA微陣列和寡核苷酸微陣列兩大類(lèi)；根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同可將基因芯片分為各種專用型芯片，如病毒檢測(cè)芯片、表達(dá)譜芯片、指紋圖譜芯片、診斷芯片、測(cè)序芯片和毒理學(xué)芯片等。癌癥目前是對(duì)人類(lèi)健康威脅最大的疾病之一，而且尚無(wú)有效的治療方法，基因芯片是一種廣泛用于檢測(cè)癌癥的強(qiáng)大工具，能夠?qū)Π┌Y進(jìn)行快速鑒定分類(lèi)，為早期診斷和治療創(chuàng)造條件下面著重介紹一下基因芯片在癌癥研究中的應(yīng)用。

　　一、基因芯片在鼻咽癌研究中的應(yīng)用

　　Lin等報(bào)道，LMP21上調(diào)CDC2激酶的活性，引起Op18/stathmin磷酸化，CDC2與Op18/stathmin的相互作用，進(jìn)而引起有絲分裂過(guò)程中的微管極化，促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞有絲分裂過(guò)程。CDC2上調(diào)說(shuō)明患者細(xì)胞周期信號(hào)活躍，這可能是腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)失調(diào)控的原因。Gerster等研究發(fā)現(xiàn)，在裸鼠身上種植小分子干擾siPLK1基因的FuDa的頭頸腫瘤細(xì)胞可以延遲腫瘤的生長(zhǎng)，體內(nèi)注射小分子干擾siPLK1，可以增強(qiáng)放療效應(yīng)，抑制腫瘤生長(zhǎng)。上述結(jié)果也表明，鼻咽癌患者與健康對(duì)照者外周血的差異基因與腫瘤組織發(fā)現(xiàn)的差異基因存在一致性。

　　二、基因芯片在乳腺癌研究中的應(yīng)用

　　MA等利用含7650個(gè)基因的芯片對(duì)99例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽(yáng)性和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性的乳腺癌患者進(jìn)行分析，篩選出差異基因28個(gè)，隨后用這組基因預(yù)測(cè)78例早期和58例晚期乳腺癌患者的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，結(jié)果證實(shí)這28個(gè)基因標(biāo)志物可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同分期和分級(jí)乳腺癌患者的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。該研究還根據(jù)基因標(biāo)志物將患者分為高危、中危和低危3組，其無(wú)瘤生存率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并與腫瘤的大小、受體狀態(tài)、組織學(xué)分級(jí)、HER－2陽(yáng)性表達(dá)相關(guān)，與此同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了能預(yù)測(cè)淋巴結(jié)狀態(tài)的14個(gè)基因標(biāo)記物，預(yù)測(cè)腫瘤分級(jí)的9個(gè)基因標(biāo)記物。

　　FRANCOIS等使用含1045個(gè)基因的cDNA芯片對(duì)55例表阿霉素化療后患者的乳腺癌細(xì)胞系和11個(gè)體外培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞系進(jìn)行表達(dá)譜分析，根據(jù)表達(dá)譜的相似性將其分為A類(lèi)、B+C類(lèi)和D類(lèi)。其中A類(lèi)對(duì)以表阿霉素為基礎(chǔ)的化療敏感，而其他兩類(lèi)則不敏感?；熀驛類(lèi)患者的5年生存率及無(wú)轉(zhuǎn)移生存率分別為100%和75%，B+C類(lèi)65%和56%，D類(lèi)40%和20%，這項(xiàng)研究表明利用基因芯片技術(shù)檢測(cè)化療前后基因表達(dá)譜的改變可以預(yù)測(cè)乳腺癌患者的預(yù)后。

　　Gabrovska等為了研究出不同分級(jí)的乳腺癌相關(guān)的基因表達(dá)譜，提取包括良性腫瘤在內(nèi)的石蠟包埋的乳腺I(mǎi)DC的組織樣本(等級(jí)Ⅰ～Ⅲ)，利用Affymetrix基因芯片來(lái)確定基因的表達(dá)譜，并以Q－PCR驗(yàn)證。結(jié)果表明，178基因相比較良性組織和三個(gè)等級(jí)的惡性乳腺腫瘤之間有顯著差異(P＜0.01)。從基因表達(dá)譜分析中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)重要的候選基因CLD10和ESPTI1，進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行了Q－PCR分析。

三、基因芯片在腸癌研究中的應(yīng)用

　　方永明等應(yīng)用8條信號(hào)通路基因芯片篩選結(jié)直腸癌組織與正常黏膜組織表達(dá)差異基因，提取35例結(jié)直腸癌患者配對(duì)的癌組織及正常黏膜組織(陰性切緣組織，距腫瘤10cm以上)總RNA，以RT－PCR的方法對(duì)有差異的基因進(jìn)行表達(dá)差異比較。結(jié)果顯示結(jié)直腸癌組織中hsf1、hsp27及inos的表達(dá)明顯高于正常組織。經(jīng)35例結(jié)直腸癌病人癌組織與正常大腸黏膜組織對(duì)比，癌組織中hsf1、hsp27及inos表達(dá)增高，其中hsf1 86%(30/35)；inos 63%(22/35)。說(shuō)明在結(jié)直腸癌組織中hsf1、hsp27及inos基因被激活，其中可能存在熱刺激應(yīng)激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活的通道。

　　曾偉等利用含有8064個(gè)人類(lèi)靶基因的基因表達(dá)譜芯片篩選大腸癌組織同正常大腸黏膜的差異表達(dá)基因，并用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT－PCR)技術(shù)對(duì)其中4條差異表達(dá)基因加以驗(yàn)證。結(jié)果顯示大腸癌差異表達(dá)基因1807條，上調(diào)表達(dá)的基因936條，下調(diào)表達(dá)的基因871條，其中癌基因及抑癌基因57條。這57條基因中，36條基因表達(dá)上調(diào)，21條基因表達(dá)下調(diào)。結(jié)果表明大腸癌的發(fā)生發(fā)展與多個(gè)原癌基因及抑癌基因的差異表達(dá)有關(guān)。

　　四、基因芯片在肺癌研究中的應(yīng)用

　　Diederichs等利用基因芯片分析82例Ⅰ～Ⅱ期非小細(xì)胞肺癌病人癌組織的基因表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)發(fā)生和未發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者間有幾個(gè)基因家族存在差異性表達(dá)，S100鈣結(jié)介蛋白P和A2，胰蛋白酶原C(TRY6)、胰蛋白酶原Ivb(PRSS3)在發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者組織中表達(dá)上調(diào)，然后研究者在另一亞組的42例患者中，采用實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄PCR法證實(shí)了S100蛋白和胰蛋白酶原在腫瘤轉(zhuǎn)移中的誘導(dǎo)作用并且和患者生存之間的顯著相關(guān)性，因此他們認(rèn)為包括S100蛋白和胰蛋白酶原在內(nèi)的幾個(gè)基因家族參與了肺癌轉(zhuǎn)移，可預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移和預(yù)后。

　　常艷等應(yīng)用基因芯片技術(shù)，分別提取人高轉(zhuǎn)移肺巨細(xì)胞株95D和人低轉(zhuǎn)移肺巨細(xì)胞株95C的mRNA，通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄，與芯片雜交等等，篩選出95C和95D細(xì)胞表達(dá)差異的基因譜，并對(duì)其中部分基因進(jìn)行RT－PCR分析、驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)95C和95D細(xì)胞中，466條基因有表達(dá)差異，其中具有同一Genebank量108對(duì)，上調(diào)基因47對(duì)，下調(diào)基因61對(duì)。對(duì)其中KI-AA1108、PGR1、JWA、S182、Jab1部分差異表達(dá)基因，經(jīng)RT2PCR技術(shù)驗(yàn)證，結(jié)果與基因芯片基本符合。

　　五、基因芯片在肝癌研究中的應(yīng)用

　　陳蘭羽等采用基因芯片分型方法，檢測(cè)56例慢性乙型肝炎患者、61例乙型肝炎肝硬化患者及33例乙型肝炎并發(fā)肝細(xì)胞癌患者的HLA－DRB1基因分型，并與146例正常人的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)HLA－DRB1*17位點(diǎn)的頻率在乙型肝炎并發(fā)肝細(xì)胞癌組明顯升高，與正常組、慢性乙型肝炎組及乙型肝炎肝硬化組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，說(shuō)明HLA－DRB1*17基因與乙型肝炎并發(fā)肝細(xì)胞癌的發(fā)生有一定相關(guān)性。

　　基因芯片技術(shù)應(yīng)用于癌癥研究的時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但在諸多領(lǐng)域已呈現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。目前的研究趨勢(shì)是對(duì)腫瘤表型進(jìn)行分類(lèi)、提高早期診斷率、預(yù)測(cè)預(yù)后、指導(dǎo)臨床治療。相信在不久的將來(lái)，基因芯片技術(shù)能更好、更廣泛的應(yīng)用于癌癥的研究中。