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应用组织芯片和ISH技术检测人体多种
肿瘤中hTER mRNA和hTERT mRNA的表达
杨 军,王康敏,苏宝山,黄 莺,赵世平
(西安交通大学第二医院病理科,西安 710004)
摘 要:目的 探讨组织芯片技术在原位杂交中的应用及h TER和h TER T在人体多种常见肿
瘤中的表达.方法 利用自行研制的专用器具制作组织芯片,采用原位杂交技术(ISH)检测230
例人体肿瘤和正常组织中h TER和h TER T基因的表达.结果 ①组织芯片中组织样本的组织
学结构完整,满足病理学实验要求;采用组织芯片技术消耗的实验材料,试剂为普通方法的
1/ 23.②在人体正常组织和良性肿瘤,恶性肿瘤组织中,h TER和h TER T的表达与肿瘤的性质
明显相关(P<0. 005).结论 组织芯片技术提供了一种快速,有效的组织学方法,可广泛应用
于原位杂交实验,并有可能在肿瘤生物学研究中发挥重要的作用.同时,h TER和h TER T表达
上调有可能作为人体肿瘤诊断与鉴别诊断的重要组织学指标.
关键词:组织芯片;肿瘤;端粒酶;原位杂交(ISH)
中图分类号: R433 ; R73 文献标识码:A 文章编号:025820659(2002)0320236203
Tissue chip and ISH analysis of hTER mRNA and hTERT mRNA expressions in
different human tumor types‖Y angJ un,W angKangm i n,S uB aoshan,etal‖
Department of Pathology , Second Hospital of Xi'an Jiaotong University ,Xi'an
710004 ,China
ABSTRACT :Objective To explore t he application and values of tissue chip in ISH , and to analyse
h TER and h TER T mRNA expressions in different human t umor types.Methods Patent
embedding inst rument was used toprepare tissue chips. Then , ISH was used to determine t he
expressions of h TER mRNA and h TER T mRNA in 230 specimens of human tissues(10 cases of
normal tissues ; 13 cases of benign t umors ; 207 cases of malignant t umors).Results ①The
histological st ruct ure of t he specimens was complete in tissue chips. It met t he requirement s of
pat hological experiment s. Thequantities of t he experimental regent s and materials of t he
experiment s were only 1/ 23 times of making t he same experiment by common met hods.②The
expressions of h TER mRNA and h TER T mRNA in normal tissues , benign and malignant t umors
were significantly related to characterization of t umor(P< 0. 005).Conclusion Up2regulation of
h TER and h TER T expression can be used as an important histological sign for t he diagnosis and
identification of human t umor. And tissue chipprovides a rapid andpowerf ul histological mehtod
t hat may be used in ISH andplays an important role in t umor biology.
KEY WORDS :tissue chip ; t umor ; human telomerase ; in sit u hybridization(ISH)
生物芯片技术一般包括基因芯片和蛋白芯片.
1988年Kononen 1 报道了一种组织微阵列(Tissue
收稿日期:2001210210 修回日期:2001211209
基金项目:陕西省科技攻关项目(No . 2001 K102G2);西安市科技研
究发展计划项目(No . YG200120);西安交通大学第二医
院基金(No . KG2001201)
作者简介:杨军(19722),男(汉族),病理学在读博士,主治医师,研
究方向:肿瘤生物学.
microarry)技术,也叫组织芯片(Tissue chip)技术,
是生物芯片(Biochip)的一个新类型.本研究应用
这一技术和原位杂交技术(in sit u hybridization
technology , ISH)检测230例人体多种肿瘤和正常
组织中端粒酶h TER mRNA和h TER T mRNA的
表达.
第2 3卷第3期
2 0 0 2年6月
西 安 医 科 大 学 学 报
J OU RNAL OF XIpAN M ED ICAL UN IV ERSIT Y
Vol . 2 3 No . 3
J un. 2 0 0 2
1 材料和方法
1.1 标本来源 230例标本均取自1999年西安
交通大学第二医院病理科外检标本,其中包括恶性
肿瘤207例:胃腺癌22例,食管鳞癌21例,十二指
肠腺癌3例,结肠腺癌12例,直肠腺癌5例,肝细
胞癌7例,肝胆管细胞癌1例,胆囊腺癌4例,胰腺
腺癌2例,喉鳞癌8例,上颌窦鳞癌1例,扁桃体鳞
癌1例,肺鳞癌4例,肺腺癌2例,膀胱移行细胞癌
12例,输尿管移行细胞癌2例,肾盂移行细胞癌1
例,肾脏透明细胞癌17例,乳腺癌26例,甲状腺乳
头状癌14例,甲状腺滤泡状癌3例,甲状腺髓样癌
3例,子宫内膜腺癌2例,宫颈鳞癌5例,外阴鳞癌
1例,卵巢囊腺癌3例,平滑肌肉瘤2例,B细胞淋
巴瘤5例,髓母细胞瘤5例,神经母细胞瘤2例,视
网膜母细胞瘤1例,肾母细胞瘤2例,精原细胞瘤
1例,恶性黑色素瘤2例,神经纤维肉瘤1例,软骨
肉瘤1例,恶性纤维组织细胞瘤3例;良性肿瘤13
例;乳腺纤维腺瘤2例,胃平滑肌瘤1例,小肠平滑
肌瘤1例,神经纤维瘤2例,胃息肉1例,结肠息肉
1例,甲状腺腺瘤4例,肾上腺腺瘤1例;正常对照
组织10例:胃粘膜1例,食管粘膜1例,小肠粘膜
1例,肝脏组织1例,乳腺组织1例,宫颈组织1
例,支气管粘膜1例,肾脏组织1例,脾脏组织1
例,甲状腺组织1例.
1.2 包含23例样本的组织芯片制备 按照本研
究室建立的制备方法制备4×6规格(行×列)的组
织芯片(容量为23份组织样本/张).其制备方法
如下:先在光学显微镜下对230例入选标本石蜡蜡
块的HE切片进行观察,选择合适区域,利用自行
研制的专用器具挖取蜡块内组织,挖取出的组织呈
圆柱形,直径1. 5 mm ,长3 mm ,将其每23例样本
为一组依次包埋于同一石蜡蜡块中并编号.然后,
常规石蜡切片,厚5μm ,附于涂有1g L- 1多聚赖
氨酸的载玻片上,烤干,制备组织芯片共20张.
1.3 原位杂交 10人份h TER和h TER T原位杂
交试剂盒均购自北京医科大学病理学系.按说明
书操作.
1.4 结果判断
1.4.1 组织芯片质量判定 从切片有无皱折,缺
损,脱片和实验消耗时间,试剂,材料等方面与常规
切片比较.
1.4.2 原位杂交结果判定 细胞质或细胞核内出
现紫棕色颗粒为阳性.染色强度分级为:阴性
(-):肿瘤细胞不显色;阳性(+):阳性细胞数 50 %.
1.5 结果统计 秩和检验.
2 结 果
2.1 组织芯片观察结果 制作的20张组织芯片上,
直径1. 5 mm的圆形组织样本均以规则的点阵方式排
列,组织学结构完整;18份组织样本脱片,可分析样本
221例(共442份组织样本),平均脱片率为(3. 9±
2. 4)%;原组织样本石蜡蜡块完整,仍可继续切片;原
位杂交切片染色背景清晰,对比良好(见图1~3).
图1 制备的4×6规格组织芯片
ISH检测h TER的表达
图2 组织芯片上组织样本显微结构
ISH检测h TER的表达
图3 h TER mRNA在食道鳞状细胞癌中的表达
ISH法NB T/ BCIP显色,阳性信号位于细胞
浆中(7) ×200
2.2 原位杂交检测结果
2.2.1 h TER mRNA和h TER T mRNA的表达
见表1.
7323期杨军,王康敏,苏宝山,等1应用组织芯片和ISH技术检测人体多种肿瘤中hTER mRNA和hTERT mRNA的表达
表1 h TER mRNA和h TER T mRNA在230例人体肿瘤和正常组织中的表达率
标本
例数
(例)
可分析例数
(例)
-
h T ERh T ER T
+
h T ERh T ER T
6
h T ERh T ER T
7
h T ERh T ER T
恶性肿瘤2072012336336266537950
%97. 111. 417. 916. 430. 832. 826. 439. 324. 9
良性肿瘤131157541000
%84. 645. 563. 645. 536. 49000
正常对照10947520000
%9044. 477. 855. 622. 20000
注: HC h TER= 110 . 048 , HC h TER T= 100 . 245 ,P< 0 . 005
2.2.2 h TER mRNA和h TER T mRNA阳性细胞
的组织学分布 h TER阳性信号分布于肿瘤细胞
的细胞质和部分细胞核中,在正常组织中h TER的
表达仅限于基底层,只有少数基底细胞出现弱阳性
表达,在良性肿瘤中阳性细胞呈散在性分布,且多
为弱阳性表达,在恶性肿瘤中阳性细胞呈团状,巢
状,片状弥漫性分布.h TER T阳性信号分布于肿
瘤细胞的细胞质中,而阳性细胞的分布与h TER的
分布规律相似,即在正常组织中仅限于基底层,只
有少数散在的基底细胞出现弱阳性表达,在良性肿
瘤中呈散在性分布,且多为弱阳性表达,在恶性肿
瘤中阳性细胞呈团状,巢状,片状弥漫性分布.
3 讨 论
3.1 人体肿瘤与端粒酶 本研究利用组织芯片和
原位杂交技术对207例人体常见恶性肿瘤,13例
良性肿瘤和10例正常组织进行了h TER和
h TER T mRNA的检测,结果提示:随着病程的进
展, h TER和h TER T的表达明显上调(P<
0. 005),表明h TER和h TER T的活化与肿瘤的发
生和进展显著相关.
但是在本实验中还发现,11. 4 %(23/ 207)恶性
肿瘤中h TER阴性, 17. 9 %(36/ 207)恶性肿瘤中
h TER T阴性,而在55. 6 %(5/ 9)正常组织中h TER
呈弱阳性表达, 22. 2 %(2/ 9)正常组织中h TER T
呈弱阳性表达.推测前者可能是存在其他的端粒
酶外机制导致肿瘤的发生;对于后者,有研究发现
h TER和h TER T的表达与细胞的高增殖活性有
关 2 , Kenji 3 等学者发现细胞的增殖与h TER T的
表达关系更为密切,推测可能是这些正常对照组织
中包含有不典型增生,高增生性上皮,而不典型增
生的细胞,腺体细胞象肿瘤细胞一样拥有高的增殖
活性,因而正常对照组织中h TER和h TER T表达
上调.这一结果揭示可能h TER亚基和h TER T
亚基表达上调在肿瘤发生的过程中仅发挥着基础
性的作用,而各亚基间的表达水平及其之间的相互
平衡,各亚基的转录和转录后修饰及某些我们目前
还不知的因素可能在端粒酶活性调节和肿瘤的发
生发展中发挥重要作用.
从阳性信号和阳性细胞的分布来看,随病变程
度的增加h TER和h TER T的表达上调,且h TER
和h TER T阳性细胞向全层弥散.这与Kazuo Y
等研究宫颈癌的结果一致 4 .
因此认为,h TER和h TER T表达上调,分布紊
乱对于鉴别肿瘤的良恶性具有重要意义,并有可能
作为恶性肿瘤诊断的病理组织学指标.
3.2 组织芯片技术 组织芯片技术是针对在原位
检测不同样本的同一实验指标设计的.可同时对
数十个组织样本进行DNA,RNA或蛋白水平的原
位组织学研究.
本研究利用自行研制的已取得国家专利的制
作组织芯片的专用器具(专利号ZL 00207528. 8 ,
专利号ZL 00262393. 5),在制备的4×6规格的20
张组织芯片上,共有460份组织样本,其中18份组
织样本脱片,平均脱片率仅为(3. 9±2. 4)%.仅用
10人份h TER和h TER T原位杂交试剂便完成了
对230例标本中h TER和h TER T两个指标的原
位杂交检测,所消耗的实验材料,试剂和时间仅为
普通方法的1/ 23 ,因此可极大地节约实验材料,提
高了实验效率.运用组织芯片和F ISH技术,
Schraml 5 等学者在一周内检测了17种肿瘤397
例样本中CCND1,CM YC和ERBB2三种癌基因的
表达.Richter 6 在两周内检测1 842例膀胱癌患
者中2 317份样本中cyclin E基因CCN E的表达.
可见应用这一技术使得一次切片,染色便可完成普
通方法所需要的几十次实验操作,这对于大样本的
回顾性研究具有重大意义.同时,由于组织块的选
取是依据原组织蜡块的HE切片为依据的,可人为
控制组织实质和间质的比例,并避开了过多的间质
(下转第254页)
832 西 安 医 科 大 学 学 报3期
的适宜的应激能够升高血清中的甲状腺激素水
平 8 .我们在实验中发现,单纯缺水应激组大鼠
血清中的甲状腺素水平显著升高,而情绪应激组大
鼠血清中的甲状腺素水平无显著变化,这就意味
着,应激也能对甲状腺系统的活动进行调节,但这
种调节作用是复杂的,多方面的,而且还会因应激
原的不同而有所不同.与单纯缺水应激相比,情绪
应激引起的反应可能更为广泛,不但能够活化甲状
腺系统,而且同时激活抗甲状腺系统,以限制应激
引起的反应.
GH系统也与应激反应有关,急性应激可以降
低大鼠外周血中GH的分泌 9 ,这种作用是通过下
丘脑CRF的释放,导致生长抑素分泌增加引起
的 10 .本实验发现,慢性情绪应激与慢性生理性
应激对外周血中的GH均无显著影响.这也从另
一方面说明了,机体对应激的反应是一种复杂的生
理过程,随着应激的持续进行,多个过程被启动,促
进GH分泌的机制与抑制GH分泌的机制相互作
用,相互影响,从而使外周血中GH并未表现出明
显的变化.
由以上可知,应激刺激对机体的影响是复杂的,
多方面的,能够通过调节HPA轴,甲状腺系统等多
个系统的活动而对机体进行调节.不同类型应激的
作用也不尽相同,情绪应激较单纯缺水应激强度更
大,引起的反应也更为广泛,能够激活多个系统,共
同协调应激引起的生理,生化反应,以最大限度地降
低应激引起的损害,使动物能更好地适应环境.
参考文献:
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(编辑 韩维栋)
(上接第238页)
和出血及坏死区,减少其对实验结果的影响.此外,
由于将多个组织样本排列于同一切片,使原位杂交
尽可能地在同一条件下进行,减少了传统实验方法
中不同样本间的实验误差.组织芯片作为一种新的
生物芯片,可与原位杂交技术相结合,应用于组织学
的原位研究中,并将会在很大程度上提高病理组织
学的研究效率.
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(编辑 卓选鹏)
452 西 安 医 科 大 学 学 报3期
384880
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