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组织芯片在病理教学中的应用

人阅读 发布时间:2016-12-09 14:31

组织芯片(tissuechip)技术是将数十个、数百个乃至上千个小组织片,按实验设计的需求整齐地排列在一张载玻片上,制备成的微缩组织切片。它具有高信息量、体积小、高效、快速、低耗、易于标准化等优点。可以弥补传统病理教学很多不足,利用此项技术,手工制作病理学和组织学芯片,应用于病理学实训教学,取得显着效果。本文以肿瘤这一章节为例来探讨组织芯片在病理实训教学中的应用。

一、材料和芯片的制作
1、组织标本的收集和制作

① 正常(食管)鳞状上皮,(皮肤)鳞状上皮乳头状瘤,(食管)鳞状上皮不典型增生I,级,鳞状上皮不典型增生Ⅱ级,鳞状上皮不典型增生Ⅲ级,(食管)高分化鳞状细胞癌;
② 正常(胃)腺体,(胃)腺瘤,(胃)腺上皮不典型增生Ⅰ级,(胃)腺上皮不典型增生Ⅱ级,(胃)腺上皮不典型增生Ⅲ级,(胃)高分化腺癌;正常(子宫)平滑肌,(子宫)平滑肌瘤,(子宫)平滑肌肉瘤;
③ 正常纤维组织,纤维瘤,纤维肉瘤等18个组织学供体蜡块收集。
所有的标本均经过4%中性甲醛固定24h,常规浸蜡并包埋。

2、组织定位
制作5um组织切片,行常规苏木精一伊红染色,选择目标组织并分别在相应石蜡组织块(供体石蜡)上标记,进行组织定位。

3、受体蜡块的制备
将石蜡熔化,浇灌在大小约35X25X25mm的不锈钢模子中,石蜡冷却后移走模子。

4、芯片微阵列的设计
在上述18个组织的组织块中,每种组织取2个位点。在受体石蜡模块上构建6x6共36点阵列蜡块,两个相邻样本之间的距离设定为1mm。

5、构建蜡块微阵列
用自制的取样针(内径为1.8mm)在受体蜡块上均匀地打出直径约于1.8mm、间距为1.0mm的小孔,深约2-3mm。用自制的取样针在上述已标记的供体石蜡块上钻取组织,获得一小圆柱形组织条,再将其送人受体蜡块的预留孔内。最后放入37℃烤箱中烤1h,使石蜡和组织融为一体。

6、切片制备
将蜡块放入冰箱中冻10min后,拿出快速连续切片,厚度4um,常规HE染色并保存备用。

二、结果
所制作出的组织芯片点阵排列整齐,无缺失,相邻两样本距离基本一致,切片染色均匀,红兰对比性强,部分癌细胞苏木素染色过深,但不影响观察,所取位点成功率98%以上,可观察率和准确率达95%。

三、讨论
组织微阵列(TissueMicroarray)是由美国国家卫生院的科学家KononenJ等在1998年在《自然医学》杂志中首先提出来的,经过几年的发展,目前的组织芯片制作仪做出的芯片组织标本数目在50~800个之间,因此,组织芯片具有高通量,样本量大,节约组织标本等特点,采用这种高通量的微阵列技术可以快速准确的完成相关实验内容。

因此,在短时间内很快被应用到分子生物学、免疫组织化学甚至农业,疾病的诊断,运动医学等各个领域,近年来组织芯片被逐步应用到医学形态学教学领域,并体现出一定的优越性,从实践中看,组织芯片在病理实训课教学中有以下显着优点:

1、大通量在常规的病理实训教学中,每种典型病例都需要切一张切片,整个实训课下来,需要切片病例在80例左右,如果再对照正常的组织学切片的话,整个切片样本需要在120张以上,而每个实训室按40人统计,四个实验室需要的切片数量是120X40X4=19200张,这样切片的保存和发放以及切片的收交都比较繁琐,非常容易出错,实训室管理员的工作量就比较大,如果用组织芯片技术每个章节做一个芯片,那么12章节的内容只需要12X40X4=1920张切片,每次实验课每人只需要发一张切片,这样大大减少了实训老师的工作量,也节省了大量的时间,减少了出错率,利于实训老师的管理。

2、节省成本和时间如果19200张切片无论购买还是自己制作,都需要大量钱和花费大量的时间,而组织芯片技术可以节约10倍的工作量和耗材。

3、节省资源有些病理教学病材比较奇缺,如:风湿性心肌病,肠伤寒等,如果采用芯片技术则会最大程度的节约资源。

4、便于老师讲解和学生理解掌握组织芯片可以把全部的病理学切片放到一张切片上,也可以按照章节来设计,并且可以根据学生对组织胚胎学的熟练程度,可以将正常组织也放入芯片中,如本文就是把正常组织,良性肿瘤,恶性肿瘤放在一起做成芯片,这样老师讲解起来也很方便,经过对照学习后,学生对病变也容易理解和掌握。

5、组织芯片技术可以应用到学生病理切片的考试由于组织芯片上的标本都是经过挑选的典型病变,并且范围比较小,不需要大幅度的移动视野,因此在考试的时候,学生很容易找到病变并能够快速诊断出来。

然而,由于组织芯片仪比较昂贵,限制了组织芯片技术在教学中的使用,所幸的是,不少学者都在探索用手工制作芯片的研究,有些完全可以和组织芯片仪做出的芯片相媲美,这些技术都为推广组织芯片在病理实训教学中广泛应用提供了可能,在实际操作中,要尽可能把每张组织芯片做好,毕竟学生学习对切片质量的要求比较高,这就需要我们不要追求每张组织芯片上放过多的病例,以免影响切片的质量,比如本文每张切片只含有16例标本。

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