在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中涉及越來越多的如某一疾病狀態(tài)組織中，多種基因或遺傳變化，區(qū)別發(fā)展中的組織細(xì)胞群以及疾病狀態(tài)組織細(xì)胞，將有助于了解疾病發(fā)生的分子機(jī)制。因此，在下一代的分子分析方法將需要進(jìn)入微觀世界及自動(dòng)化程度高。對(duì)某一特殊個(gè)體的切片進(jìn)行遺傳指紋圖譜鑒定，將有助于診斷及指導(dǎo)治療。
然而，即使是最經(jīng)典、可靠的檢測方法，也不可避免混雜多種狀態(tài)細(xì)胞中DNA、RNA或蛋白質(zhì)分子的干擾，因此，需要發(fā)展組織顯微分離技術(shù)，以解決從混合細(xì)胞型組織中分離某單一群的細(xì)胞。最開始，研究者從冰凍的組織塊中粗略地挖取富含某一類細(xì)胞類群的組織，或用激光破壞手工墨水標(biāo)記的不需要部分，或手工工具針或刀機(jī)械地去除或刮取相應(yīng)的組織。上述幾種方法在操作過程中繁瑣，不夠精確，效率不能適應(yīng)常規(guī)的臨床分子診斷方法。為了解決上述問題，美國國立健康研究院腫瘤研究所病理研究室與生物醫(yī)學(xué)設(shè)備組合作研發(fā)激光俘獲顯微切割技術(shù)，發(fā)展為Acturus 的PixCell II系統(tǒng)。在操作這套系統(tǒng)時(shí)，首先在組織切片上覆蓋一層透明的膜，在顯微鏡下觀察該組織切片，選擇某一特殊細(xì)胞后，開啟脈沖式紅外激光束，使膜融化變得粘性很強(qiáng)(該膜的成份為 Ethylene Vinyl Acetate Polymer)，等到冷卻后將該位置的細(xì)胞牢固地粘附在上面從而分離細(xì)胞。
該種方法較以往方法改進(jìn)之處：首先，它簡單，不需要移動(dòng)任何切片部位，一步即可完成從組織中分離特殊細(xì)胞，這些在膜上的細(xì)胞依然保持其原有的形態(tài)，使用無菌、一次性的膜可最大限度地避免可能的污染。這對(duì)于后續(xù)進(jìn)行PCR檢測是尤為重要的。其次，使膜活化所需的激光能量很小(<50mW)，與常規(guī)顯微配合是充足的，完全能夠滿足臨床病理組織細(xì)胞顯微分離的需要。再者，LCM技術(shù)分離細(xì)胞速度較以往方法有很大提高，例如，從腎組織切片中分離一個(gè)腎小球(Glomerulus)所需時(shí)間小于10秒，一小時(shí)內(nèi)即可輕松地分離上百個(gè)腎小球。手工分離方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到該速度。由于組織切片固定，操作者可以反過來確定所分離的細(xì)胞是正確的靶細(xì)胞。而手工機(jī)械顯微分離可能會(huì)引起周圍其它細(xì)胞一塊松動(dòng)，污染靶細(xì)胞。
一個(gè)新技術(shù)及伴隨新技術(shù)誕生的儀器會(huì)對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生重要的影響。在NATURE MEDICINE • VOLUME 5 • NUMBER 1:117-112 • JANUARY 1999 的研究論文中，作者將 LCM、 RNA擴(kuò)增和基因芯片三種技術(shù)整合到分子神經(jīng)生物學(xué)研究中.研究涉及一個(gè)神經(jīng)組織：背根神經(jīng)節(jié)(DRG).DRG位于脊髓兩邊,很小,大鼠的DRG只有1/3大米粒大.腦內(nèi)和DRG有類似功能的組織是三叉神經(jīng)節(jié).DRG中有兩類神經(jīng)元:大神經(jīng)元和小神經(jīng)元.
國內(nèi)科學(xué)家曾利用DD-PCR技術(shù)研究正常大鼠和接受傷害性刺激的大鼠的DRG的基因表達(dá)差異，篩選參與傷害性刺激相關(guān)基因,包括新基因和已知基因的新功能.目前認(rèn)為DRG中與傷害性刺激有關(guān)的神經(jīng)元是小神經(jīng)元.研究者可能的苦惱是不能分別取出DRG中的大小神經(jīng)元來進(jìn)行研究。另一個(gè)苦惱是由于DRG很小, 所以為了提取足夠使用的RNA,不得不殺大量大鼠,有時(shí)一次就殺上百只。而且從大鼠取DRG也不是一件很容易的解剖技術(shù).還有一個(gè)苦惱就是DD-PCR要接觸同位素,即在進(jìn)行DD-PCR反應(yīng)時(shí)加入同位素標(biāo)記的dATP或dCTP，這樣得到的PCR產(chǎn)物就標(biāo)記上了同位素.產(chǎn)物進(jìn)行PAGE,電泳后干膠儀器干膠.干膠曝X光片, 曝光后的X光片和膠對(duì)好位置,從膠中回收感興趣的DNA片段。鑒于這些苦惱，研究者們可能希望:要是能把大小神經(jīng)元分開該多好,要是能把RNA擴(kuò)增該多好,要是做DD-PCR時(shí)能不用同位素該多好.如今看來,這些難題似乎可以迎刃而解了。即利用LCM技術(shù)取出感興趣的細(xì)胞,利用Epicentre Ampliscribe T7 Transcription Kit把有限量組織中提出的有限量RNA擴(kuò)增;進(jìn)行DD-PCR反應(yīng)時(shí)用紅外熒光染料標(biāo)記(的引物)技術(shù)取代同位素標(biāo)記技術(shù),經(jīng)Odyssey Infrared Imaging System檢測和定位,從而可以從膠中回收希望回收的片段。這個(gè)回收方案同樣可以用于AFLP研究者回收他們感興趣的DNA片段。
當(dāng)前,在生命科學(xué)領(lǐng)域,和基因組學(xué)及蛋白組學(xué)一樣熱門的是神經(jīng)科學(xué),而且神經(jīng)科學(xué)在國內(nèi)外都正在成為最具挑戰(zhàn)性和最具誘惑力的科學(xué)。因此,在國內(nèi)外從事神經(jīng)科學(xué)研究的科技工作者越來越多,國家對(duì)神經(jīng)科學(xué)的資助也越來越大。神經(jīng)系統(tǒng)由外周神經(jīng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)組成,中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓.神經(jīng)系統(tǒng)主要由兩類細(xì)胞組成：神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞.在腦內(nèi),不同解剖區(qū)域行使不同功能,這里所講的解剖區(qū)域是指核團(tuán)。核團(tuán)在顯微鏡下才可以辨別,是相對(duì)集中在一個(gè)區(qū)域的可能行使一定功能的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的集合體。把某個(gè)核團(tuán)從腦內(nèi)取出來是不太現(xiàn)實(shí)的。腦內(nèi)核團(tuán)數(shù)以百計(jì),如果要想研究基因在腦內(nèi)核團(tuán)的表達(dá)水平, 在以前只能用原位雜交技術(shù)。如果要想研究蛋白質(zhì)的表達(dá)水平或磷酸化等狀態(tài)，只能用免疫組織化學(xué)技術(shù)。而這兩個(gè)技術(shù)雖然能精確定位基因或蛋白質(zhì)在腦內(nèi)核團(tuán)的表達(dá)情況,缺點(diǎn)是通量小。因此，如果研究者主要是為了研究很多種基因在特定核團(tuán)的神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞的表達(dá)情況,新的解決方案之一就是組合LCM技術(shù)、RNA擴(kuò)增技術(shù)和基因芯片技術(shù)。即利用LCM技術(shù)將特定核團(tuán)的神經(jīng)元或膠質(zhì)細(xì)胞取出,提取總RNA或mRNA,RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA并進(jìn)行擴(kuò)增.最后將cDNA標(biāo)記為探針,和基因芯片雜交。如果研究的基因種類數(shù)不多,那么也可以只提取LCM獲得的細(xì)胞的總RNA,利用定量RT-PCR技術(shù)來進(jìn)行基因表達(dá)分析。