王 軍，劉震坤

(1.長春中醫(yī)藥大學(xué) 傷寒教研室，吉林 長春 130117;2.吉林省中醫(yī)藥科學(xué)院 婦科，吉林 長春 130021)

基因芯片(gene chip)又稱DNA微陣列(DNA microarray)，1991年美國加州舊金山Affymetrix公司的Fodors等創(chuàng)造了世界上第一塊DNA芯片。1995年Stanford大學(xué)醫(yī)學(xué)中心生化系Brown教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組發(fā)表了第一篇基因表達芯片文章[1]。由于其高通量、并行性、微量化和自動化等特點，成為近些年來發(fā)展非常迅速、應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的生物技術(shù)之一[2]。

1 基因芯片技術(shù)的原理

基因芯片技術(shù)是建立在基因探針和雜交測序技術(shù)上的一種高效快速的核酸序列分析手段。它將大量的基因探針以點陣的方式有序地、高密度地排列在面積較小的載體表面，在一定的條件下與樣品中待測的靶基因片段雜交，反應(yīng)結(jié)果用同位素法、化學(xué)發(fā)光法或酶標(biāo)法等顯示，通過檢測雜交后信號的強度及分布實現(xiàn)對靶基因信息的存在、含量及變異等信息的快速檢測。它就好象是眾多Northern blot的集成，可以根據(jù)實驗需要，對一大群相關(guān)基因的表達進行綜合研究，同時也能反映出基因和基因之間表達變化的聯(lián)動性[3]。目前,基因芯片技術(shù)在中醫(yī)藥研究中得到廣泛應(yīng)用。

2 基因芯片技術(shù)在中醫(yī)實驗研究中的應(yīng)用

楊裕華等[4]用鼠腦芯片檢測腎陽虛鼠腦基因。結(jié)果篩選出186條差異表達基因，其中上調(diào)基因主要為炎癥/免疫、促細胞凋亡相關(guān)基因等150條，下調(diào)基因主要為泌乳素、生長激素等36條。沈自尹等[5]利用基因芯片技術(shù)檢測自然衰老的大鼠，得到了基因表達譜數(shù)據(jù),并建立量化腎虛證程度的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果篩選到199條基因表達具有年齡依賴特征,其中相當(dāng)一部分為神經(jīng)內(nèi)分泌免疫相關(guān)基因。管冬元等[6]應(yīng)用基因芯片檢測了健脾益氣、清熱解毒、活血化瘀等常用中醫(yī)治法對金屬硫蛋白1E(MT1E)基因在肝癌細胞中表達的影響。結(jié)果不同中醫(yī)治法對MT1E在肝癌細胞中的表達均具有不同程度的調(diào)控作用，其中健脾益氣法的下調(diào)作用最明顯。梁超等[7]應(yīng)用了同樣的方法檢測了UBE2D2基因在肝癌細胞中的表達,結(jié)果與MT1E相似。張輝等[8]應(yīng)用了同樣的方法觀察了細胞周期相關(guān)蛋白(Cyclins)及周期蛋白依賴激酶4(CDK4)在二乙基亞硝胺(DEN)誘發(fā)大鼠肝癌組織中的表達及不同中醫(yī)治法對其表達的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果與正常肝組織比較，有6個Cyclins及CDK4在肝癌組織中過表達，不同中醫(yī)治法對其有一定的下調(diào)作用。趙寧寧等[9]利用基因芯片觀察理氣活血法對萎縮性胃炎癌前病變大鼠胃黏膜組織基因表達譜的影響。結(jié)果共篩選出差異表達基因14條, 其中上調(diào)基因8條，下調(diào)基因6條。其中蛋白酪氨酸激酶2(ptk2)在自然恢復(fù)組中明顯下調(diào),經(jīng)理氣活血法干預(yù)后明顯上調(diào)。說明ptk2可能是理氣活血法治療萎縮性胃炎癌前病變的靶標(biāo)之一。張宏方等[10]利用基因芯片研究小鼠胸膜間皮細胞免疫相關(guān)基因表達譜的狀況。結(jié)果共篩選出小鼠胸膜間皮細胞免疫相關(guān)表達基因204條,其中主要有免疫應(yīng)答及調(diào)節(jié)基因56條；炎性反應(yīng)基因32條；非特異性免疫基因14條;T細胞增殖、活化、調(diào)節(jié)等相關(guān)基因23條等。說明胸膜間皮細胞既表達免疫相關(guān)的正向調(diào)節(jié)基因，亦表達負向免疫相關(guān)的調(diào)節(jié)基因，這提示胸膜可能為免疫協(xié)調(diào)器官。

魏蓓蓓等[11]利用基因芯片技術(shù)篩選出寒體與熱體的特征性基因。結(jié)果與熱體組比較，寒體組中基因H+-ATPsgtu(A tp6n 1)、胰島素2(Ins2)、乙酰膽堿酯酶(AchE)表達上調(diào)，硫氧還蛋白還原酶1(Txnrd1)基因表達下調(diào)，推斷A tp6n 1、Ins2以及AChE可能是寒體與熱體的特征性基因，與寒體與熱體的形成機制存在密切的關(guān)系。

3 結(jié)語

基因芯片技術(shù)發(fā)展到今天僅十幾年時間，但已在諸多領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的完善，基因芯片將是中醫(yī)藥研究領(lǐng)域重要技術(shù)之一，也必將推動中醫(yī)藥研究的現(xiàn)代化進程。

[1]Schena M,Shalon D,Dais RW,et al.Quantitative Monitoring of Gene Expression Patters with a complementary DNA Microarray[J].Science,1995,270(20):467-470.

[2]Rogler CE,Tchaikovskaya T,Norel R,et al.RNA expression microarrays (REMs),a high-throughput method to measure differences in gene expression in diverse biological samples[J].Nucleic Acids Res,2004,32(15):120.

[3]Mockler TC,Chan S,Sundaresan A,et al.Applications of DNA tiling arrays for whole-genome analysis[J].Genomics,2005,85(1):1-15.

[4]楊裕華,李震.“勞倦過度、房室不節(jié)”腎陽虛小鼠模型腦基因芯片研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2008,23(5):396-401.

[5]沈自尹,張新民,林偉,等.基于基因表達譜數(shù)據(jù)建立腎虛證量化數(shù)學(xué)模型[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志,2008,28(2):131-134.

[6]管冬元,方肇勤,代小平,等.金屬硫蛋白1E(MT1E)在肝癌細胞中的作用及不同中醫(yī)治法對其表達調(diào)控的差異研究[J].中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志,2009,15(11):828-831.

[7]梁超,方肇勤,管冬元,等.UBE2D2基因在肝癌細胞中的作用及不同中醫(yī)治法對其調(diào)控作用的影響[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2011,25(2):47-50.

[8]張輝,方肇勤,管冬元,等.中醫(yī)不同治法對相關(guān)Cyclins及CDK4在大鼠肝癌中表達的影響[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2009,23(3):60-63.

[9]趙寧寧,李軍樣,張玉祿,等.理氣活血法對萎縮性胃炎癌前病變大鼠基因表達譜的影響[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2009,32(12):830-833.

[10]張宏方,金志甲,李軍,等.小鼠胸膜間皮細胞免疫相關(guān)基因表達譜與中醫(yī)藏象理論相關(guān)性研究[J].遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2009,11(3):183-185.

[11]魏蓓蓓,張偉妃,張瑞義,等.中醫(yī)寒體與熱體基因差異性表達的RT-PCR分析[J].上海中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2011,25(3):68-70.