生物芯片在藥物毒理學(xué)研究中的應(yīng)用 生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代初伴隨著人類基因組計(jì)劃的實(shí)施而產(chǎn)生的一門新技術(shù)，已成為高效、大規(guī)模獲取相關(guān)信息的重要手段。它主要通過(guò)微加工技術(shù)和微電子技術(shù)，將成千上萬(wàn)與生命相關(guān)的信息集成在一塊厘米見(jiàn)方的硅、玻璃、塑料等材料制成的芯片上，以達(dá)到對(duì)基因、配體、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、抗原以及其他生物組分準(zhǔn)確、快速地分析和檢測(cè)。目前，生物芯片技術(shù)被廣泛研究應(yīng)用于基因序列分析、疾病診斷、藥物研究、微生物檢測(cè)中。

　　生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代初伴隨著人類基因組計(jì)劃的實(shí)施而產(chǎn)生的一門新技術(shù)，已成為高效、大規(guī)模獲取相關(guān)信息的重要手段。它主要通過(guò)微加工技術(shù)和微電子技術(shù)，將成千上萬(wàn)與生命相關(guān)的信息集成在一塊厘米見(jiàn)方的硅、玻璃、塑料等材料制成的芯片上，以達(dá)到對(duì)基因、配體、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、抗原以及其他生物組分準(zhǔn)確、快速地分析和檢測(cè)。目前，生物芯片技術(shù)被廣泛研究應(yīng)用于基因序列分析、疾病診斷、藥物研究、微生物檢測(cè)、農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、食品、環(huán)境保護(hù)和檢測(cè)等領(lǐng)域，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹其在藥物毒理學(xué)研究中的應(yīng)用。 醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理

　　對(duì)藥物進(jìn)行毒性評(píng)價(jià)，是藥物篩選過(guò)程中十分重要的一環(huán)。目前毒理學(xué)家多采用小鼠作為模型，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)確定藥物的潛在毒性。這些方法需要使用大劑量藥物，動(dòng)物、人力、財(cái)力，耗時(shí)且花費(fèi)巨大。應(yīng)用生物芯片可以低耗、高效率地篩選出新藥，大大地縮短新藥的研發(fā)過(guò)程。生物芯片技術(shù)將藥物毒性與基因表達(dá)特征聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)基因表達(dá)分析便可確定藥物毒性，藥物毒性或不期望出現(xiàn)的效應(yīng)在臨床實(shí)驗(yàn)前就可確認(rèn)。應(yīng)用DNA芯片，可以在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中同時(shí)對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)基因的表達(dá)情況進(jìn)行分析，為研究化學(xué)或藥物分子對(duì)生物系統(tǒng)的作用提供全新的線索。該技術(shù)可對(duì)單個(gè)或多個(gè)有害物質(zhì)進(jìn)行分析，確定化學(xué)物質(zhì)在低劑量條件下的毒性，分析、推斷有毒物質(zhì)對(duì)不同生物的毒性，如果不同類型的有毒物質(zhì)所對(duì)應(yīng)的基因表達(dá)若有特征性的規(guī)律，那么就可比較對(duì)照樣品和有毒物質(zhì)的基因表達(dá)譜，就可以對(duì)各種不同的有毒物質(zhì)進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立合適的生物模型系統(tǒng)，便可以通過(guò)基因表達(dá)變化來(lái)反映藥物對(duì)人體的毒性。

　　基因芯片技術(shù)應(yīng)用于藥物毒副作用的研究將改變傳統(tǒng)的毒理學(xué)研究方式，節(jié)省大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，提高用藥的安全性，促進(jìn)臨床藥學(xué)的發(fā)展。已經(jīng)有不少研究工作表明，利用DNA芯片預(yù)測(cè)化合物毒性和對(duì)毒性物質(zhì)進(jìn)行分類是可行的。Waring等用15種已知的肝毒性化合物處理大鼠。這些毒物將對(duì)肝細(xì)胞造成多種傷害，如DNA損傷、肝硬化、肝壞死和誘發(fā)肝癌等。從大鼠肝臟中提取RNA，用DNA芯片作基因表達(dá)分析。通過(guò)將基因表達(dá)結(jié)果與組織病理分析和臨床化學(xué)分析的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者有很強(qiáng)的相關(guān)性。該結(jié)果表明，DNA芯片分析是一種可以用來(lái)分析藥物安全性和對(duì)環(huán)境毒物進(jìn)行分類的靈敏度較高的方法。在另一報(bào)道中他們用同樣的15種化合物作用大鼠的肝細(xì)胞，再用DNA芯片作基因表達(dá)分析，結(jié)果顯示具有相似毒性機(jī)制的化合物所獲得基因表達(dá)譜具有相似性。 醫(yī)學(xué)教.育網(wǎng)搜集整理

　　Gerhold等運(yùn)用Merck藥物安全性檢測(cè)芯片對(duì)3-甲(基)膽蒽(供實(shí)驗(yàn)用的致癌藥物，3-methylcholanthrene，3MC)、地塞米松，苯巴比妥和降固醇酸安妥明處理過(guò)SpragueDawley大鼠肝臟組織中的基因表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)分析基因表達(dá)變化的結(jié)果，推測(cè)藥物代謝與毒性的情況。Bartosiewicz等利用DNA芯片對(duì)環(huán)境毒物進(jìn)行了檢測(cè)。

　　目前已有多種較為成熟的毒理學(xué)DNA芯片相繼問(wèn)世，美國(guó)國(guó)立環(huán)境衛(wèi)生研究院分子致癌機(jī)制實(shí)驗(yàn)室研制了一種名為ToxChip的DNA芯片，可以靈敏的檢測(cè)有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體基因表達(dá)的作用；GeneLogic公司的Flow-thruChip產(chǎn)品可以檢測(cè)藥物和毒物對(duì)生物體的影響，他們還建立了龐大的基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以用于藥物靶點(diǎn)確認(rèn)和毒性預(yù)測(cè)；Syngenta公司和AstraZenecaPharma—ceuticals公司的科學(xué)家設(shè)計(jì)制作了ToxBlotarrays的DNA芯片，其新產(chǎn)品包含了所有毒理學(xué)家感興趣的基因家族和信號(hào)通路。

　　雖然生物芯片技術(shù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，但由于其巨大的應(yīng)用前景，它已成為各國(guó)工業(yè)界和學(xué)術(shù)界競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。隨著生物芯片制作工藝和檢測(cè)分析手段的不斷進(jìn)步，可以預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來(lái)，生物芯片技術(shù)在藥物毒理學(xué)研究中的應(yīng)用將越來(lái)越重要。