消化系疾病基础与临床进展-科学技术文献.pdf

第 1 页 第 2 页 第 3 页 消化病学领域 内基 因芯片 技术的应用 与整个生命科学领域一样，基因结构、表达和表达后机制也是消化病学领域的研究热 点和难点。消化器官肿瘤、炎症等大多数疾病 的发生发展都与组织细胞的多基因表达异常 有关。然而，参与疾病发生基因数 目之多、调控关系之复杂使传统分子生物学方法显得力 不从心 。集微加工技术和微 电子技术于一体 的生物芯片是解决这一难题 的好方法 。生物 芯片的工作原理是在固相载体表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、 和 以及其他生物组分准确、快速、大信息量 的检测 ，使分子生物信息的研究实现 工程化、集约化、高效化、自动化和处理样品的微量化。基因芯片 （还包括蛋白质芯片和组 织芯片）是生物芯片技术 的三大支柱之一 。基因芯片技术 ，特别是基 因表达谱芯片发展到 今天不过短短几年时间，已经 以惊人的速度渗透到消化病学领域。 一 、 目前涉及 的研究领域 （一 ）消化系疾病发病机制 的研 究 大多数消化系疾病 ，特别是消化系肿瘤 的发病机制 ，都有多基因变化参与。用传统的 单基因研究方法，不仅会有浩繁的工作量 ，而且实验条件 的不稳定性会造成重复试验结果 间可参 比性降低 。基 因芯片技术可 以在一张芯片上、同一种试验条件下，同时筛检众多基 因的表达差异，准确、高效，且缩短了实验周期，节省了人力和物质资源。通过高效的初步 筛选 ，可 以获得基因表达谱的整体概况和发现参与疾病发生机制 的新基因。对细胞中某基 因进行导入、剔除或诱变处理后，重复进行基因表达谱芯片杂交，有望觅知发病机制中的关 键基因，为基因表达后机制研究和逐步弄清疾病的发生机制打下坚实的基础。 该技术还可 以用于基 因突变 的研究。将 已知易发生突变 的核酸序列区段 ，利用 芯片进行再侧序（ ）可 以成功地鉴别出完全错配和单个碱基错配 。 目前的技术 可 以通过一次杂交 ，检测 出成百上千个基 因的变异体 。可用于消化系基 因突变所致疾病 （如遗传性疾病 ）的发病机制研究和诊断，将对相关疾病的诊断发挥较大的推动作用。 一种病因导致不 同的疾病结局和多重病因引起相 同的病损，这种现象在消化病学领域 内也相 当多见 。基 因芯片技术对考察某种单因素改变影响组织细胞基 因表达 的研究提供 了高效率的工具。有助于揭示这一复杂疾病现象背后的遗传学本质。 目前，国内外 已有学者应用基 因芯片技术对食管癌、肝癌、结直肠癌和胰腺等组织或体 外细胞株进行 了基 因表达谱 的研究，成功地发现 了涉及细胞生长周期、细胞 内信号传递、炎 症反应和细胞因子等上百条表达上调或下调的基因，并结合基因导入的方法，开展了关键 基因的功能研究，初步展示了该技术在探讨疾病发生机制中的应用价值。 第 4 页 （二 ）消化系疾病 的早期诊断、疾病特征 了解和预后判断 早期诊断一直是制约消化系疾病，特别是恶性肿瘤治疗效果的最主要因素。主要依靠 细胞形态学的诊断方法，及其配套的传统监控措施 ，是限制消化系恶性肿瘤早期诊断的主 要 因素之一 。应用基 因芯片技术分析癌前状态 癌前病变一早癌一进展癌一转移癌灶等 不同梯度病变组织间基因表达谱的改变，再通过聚类分析，找出与恶性肿瘤发生发展、生物 学特征、治疗敏感性及不同预后有关的基因，重新组合，设计制作成用于恶性肿瘤早期诊 断、疾病特征分析和预后判断的工具芯片，理论上是完全可行的。随着技术的成熟和普及， 基因芯片技术对消化系疾病临床诊治工作的推动将是始料不及的。 （三 ）消化病学相关 的药理、毒理学机制 的研究，新药 的开发应用 ，临床干预措施 的疗效 评价 基因芯片这一高度集成化的分析手段可 以很好地胜任药物作用于细胞后基因表达 （尤 其是 ）变化检测和寻找药物作用靶标基因的工作。而这些工作正好是新药开发和药 物作用机制研究的关键步骤。 一方面，在药物或其他环境化合物的作用