第二节、微阵列分析(microarray).PDF

式。但是，牽涉表皮分化的基因是非常多樣且複雜的，包括轉錄調節因子 (transcription factors)，生長因子 (growth factors)，細胞週期調節者 (cell cycle regulators) 以及細胞凋亡蛋白 (apoptosis proteins) 等，為了更完整的觀察與 分析這些基因群在此模式中的表現，我們使用了cDNA 微陣列分析 (cDNA microarray ) 的技術，以期能同時大量的觀察與表皮分化有關的基因之表 現，調節與功能。 第二節、微陣列分析 (microarray) 人類染色體定序完成之前，大部分從事分子生物及遺傳學研究的人， 往往需要花費數年時間，一次只能針對一個或少數基因進行研究，對於研 究人員而言，這是一項很辛苦的工作及挑戰。近年來由於微陣列分析方法 及基因晶片 (gene chip) 的發展，再加上人類染色體定序完成，無疑加快功 能基因的研究進度。 微陣列 (microarray) 分析方法是由Schena等人所發展出來 (Schena et al, 1995 ; DeRisi et al, 1996)，其主要原理，是利用聚合酶 連鎖反應 (PCR) 放 大的特定基因片段，再經純化，以微陣列方式配合化學方法，將DNA固定 於載體上，然後將兩種要偵測的核酸樣本分別標示上不同波長的螢光分 子，並與載體上的基因進行雜交反應，經過雷射光的激發及掃描後，放射 出來兩種波長的螢光可以同時被收集並量化，以用來評估基因的表現。一 4 般而言，基因晶片所使用承載基因的材料為耐龍薄膜或玻璃載玻片；而根 據使用的分析材料方法可以分成兩種，分別為互補DNA (cDNA) 微陣列及 寡核苷 酸 (oligonucletide) 微陣列。其中，cDNA微陣列分析是從cDNA基因 庫或者選自一個clone，利用PCR方法合成大量，然後固定於承載物上，之 後與樣品進行雜交反應而得到結果。而oligonucletide 微陣列是由Affymetrix 公司發展出來的，利用photolithography技術將約20~25-mers大小的寡核酸片 段合成固定到承載物上，不用事先處理cDNA來源，而且可以設計具有專一 性的序列片段 (Schulze et al, 2001)。 近年來基因晶片技術之所以受到大家的注意，主要是因為具有可以一 次同時進行分析大量的樣本，並且可以使用機器自動偵測及電腦分析數 據，另外，可以進行基因定量及差異基因搜尋，因此可以大量應用於生物 醫學方面，例如：(1) 基因表現差異的篩選：例如比較正常細胞與癌細胞之 差異，可以篩選出腫瘤標記 (tumor marker) (Ross et al, 2000)。(2) 細胞週期 基因表現的研究：分析不同細胞週期基因表現，以找出各種時期的關鍵基 因 (Iyer et al, 1999)。(3) 藥物開發及研究：利用這項技術可以研究藥物是否 可抑制某致病基因或引發特定抗病基因表現，而不會影響其他正常基因的 表現。可以預測新開發藥物的功能，因此縮短新的藥物開發時程，並且可 以提高臨床人體試驗的安全性 (Afshari et al, 1999)。(4) 驗證基因或部分序 列之效能：如轉殖基因到癌細胞中，觀察到有哪些基因受到影響，可以用 5 來研究出所送入基因是如何達到影響基因表現。以上只是一部分例子，有 許多應用陸續被開發中，相信不久將來基因晶片會是一項很普遍的技術， 可以快速快速找出改變的基因，並且找出治療方法。基因晶片的發現的確 是生物學研究一大利器，以前實驗一次只能針對一個基因來做研究，而微 陣列分析法可以一次觀察上千個基因，因為每一個基因都是已知，所以速 度是以前的千倍以上。基因晶片可以在幾天之內完成以往需要數年才能完 成的工作，這對於許多研究將大有助益，期望能更有效率的探討複雜的基 因調控作用。 本實驗藉由微陣列分析，大量比較了分化與未分化的角質細胞基因表 現模式(pattern)的差異後，將會有助於鑑別及描述在分化過程中具有重要意 義的基因，除了比對先前已知的標記基因，以證明此細胞株作為表皮分化 模式的可行性與合理性之外，更希望可以發現一些有潛在可能性的分化因 子，由於角質細胞在基底層或未分化的狀