分子细胞遗传学实验室(精)

Molecular Cytogenetics Laboratory

L2 分子細胞遺傳學實驗室

Molecular Cytogenetics Laboratory

實驗室主持人：陳燕彰

協同主持人：武光東

壹、背景資料

最近，染色體螢光原位雜交技術(in situ hybridization) 大幅度改良，結合細胞遺傳學、分子生物學、螢光顯微技術及電腦影像處理，發展出新的基因篩檢及定位技術，稱為螢光染色體原位雜交技術

( Fluorescence in situ Hybridization; 簡稱FISH ) ，基因體雜交比較法(Comparative Genomic Hybridization ; 簡稱CGH; Kallioniemi et al.,

1992)，微陣列式基因體雜交比較技術(array-CGH)，頻譜式染色體分析(Spectral Autokaryotyping; 簡稱SKY; Schrock et al., 1996) 與多色螢光染色體原位雜交技術(multicolor/multiplex FISH; 簡稱mFISH; Speicher et al., 1996)，為癌症研究帶來新的方向。本核心實驗室已有CGH，SKY 與mFISH 設備，將增設array-CGH 及其他基因篩檢及定位技術之軟硬體，標準化及最佳化各種操作流程，並培訓研究工作人員。

一、設置緣由

1.先前本校為執行國科會尖端計劃，已於校內建立分子細胞遺傳學實

驗室，主要利用CGH技術從事癌組織基因體變化之分析；自1997

年迄今，已分析超過600例各種不同的人類癌組織，尋找與癌症相

關之腫瘤基因及腫瘤抑制基因，成效良好。

2. 本核心實驗室利用CGH技術分析之人類癌組織包含肝癌，鼻咽

癌，卵巢癌，子宮頸癌，乳癌，大腸直腸癌，胃癌及腦瘤，在

過去數年內，已完成超過600例各類標本。

3. 利用CGH分析眾多的人類癌組織，我們已從中獲得數個與癌症相

關的染色體好發區域，為進一步解析這些區域內所含的致癌或抑癌

基因，我們已開始著手建立較高解像力的array-CGH技術平台。

二、核心技術簡介

Fluorescence in situ hybridization（FISH）

利用螢光標定之DNA 探針，藉由hybridization的過程，在染色體上將基因或DNA定位。

Comparative genomic hybridization（CGH）

利用兩種不同的螢光分別標定兩種不同組織細胞的Genomic DNA ，再同時與正常的染色體進行hybridization的過程，藉由比較染色體上不同螢光間的強弱比值，而偵測基因體中之特定基因的拷貝數變異（copy number changes）。

Spectral karyotyping (SKY)

利用各個特異的染色體探針，以多種螢光試劑加以標定後與待測的染色體進行hybridization，利用螢光試劑光波頻譜的差異，藉由光波頻譜分析，可使得個別的染色體具有其特定的頻譜組合，並藉由軟體設定不同顏色給個別的染色體。藉由顏色區別，即可快速且正確的進行細胞的核型（karyotype）分析。

Array-based Comparative genomic hybridization (array-CGH)

基本原理同於CGH，但是將原有的染色體雜交模板替換成微陣列式的BAC Contig，可大幅提升CGH 之解像力到100Kb。

三、服務相關之研究發展

研究目標

1. 與肝癌研究計畫合作，利用CGH與SKY技術針對原發肝癌與再

發肝癌之基因體變異進行比對分析。

2. 由於惡性腫瘤之基因體常常包含許多類型之變異，且不易區分這

些基因體變異與癌化過程間之因果關係，因此，我們計畫針對良

性肝腫瘤及一些早期肝病變組織，如再生性結節（Regenerated

Nodules）及肝硬化組織（Cirrhosis Tissue）進行基因體變異分析。

3. 利用肝腫瘤之基因體變異圖像（Genome Aberration Profile）來鑑

定腫瘤組織之株源（Clonality）。

4. 利用CGH與SKY技術偵測肝腫瘤之遺傳物質不穩定性（Genetic

instability），並結合臨床資料以建立肝癌之預後或診斷工具。

5. 進行不同肝癌細胞株間之基因體變異比較，並與其細胞功能相對

照。

四、與其他計劃之互動

C1（Sequencing Center）

殖株定序前，本核心實驗室將以FISH技術做其相關位置之定位，以確認不同殖株彼此之排序。利用CGH與SKY得到之基因體變異區，將交由定序中心做進一步分析。為確定array-CGH所使用BAC的正確，也須由定序中心進行BAC-end序列。

C2（Gene Expression Analysis Center）

利用CGH與SKY得到之基因體變異區之殖株，亦可作成微陣列，提供更方便及更精確的分子細胞遺傳學實驗操作；譬如，利用BAC Contig 之微陣列代替染色體作為雜交模板，可大幅提升CGH 之解像力，並可交由基因表現分析中心針對BAC內的基因，進行定量PCR (real-time quantitative PCR) 分析，以找出相關基因。

C3（Bioinformatics Center）

CGH，array-CGH與SKY得到之癌症基因體變異區，可作成分子細胞遺傳學資料庫，提供其他基因體分析工作，如LOH study (L1 Genotyping Lab) 之參考。

貳、設施規劃與說明

一、現有儀器

1. 本核心實驗室目前設置一套細胞遺傳工作平台(Cytovision

Genetic Workstation)，可執行傳統G-baiding 自動核型分析，DAPI

螢光自動核型分析及分子細胞遺傳分析包括FISH , CGH ,mFISH

與RxFISH。共包含一組螢光顯微鏡、六組光學濾鏡、自動濾境

轉盤(Filter wheel) 與影像汲取及影像分析軟體。

2.本核心實驗室亦有執行傳統CGH 及FISH實驗所需之各種分子

生物學及分子遺傳學儀器，包含聚合鏈脢反應儀，細胞培養箱，

烘箱，水浴槽等。

3.頻譜式核型分析系統(Spectral Imaging-based Autokaryotyping

System)，可同時偵測24種不同之人類染色體，並自動偵測染色

體轉位及其他不正常變異，還可進行十種以上探針的FISH 分

析。

4.本核心實驗室亦設立有大量抽取BAC (bacterial artificial

chromosomes) DNA的相關儀器與設施，包括大型培養箱，高速離

心機等。

5.微陣列打點器(Lucidea™Microarray Spotter)，製備array-CGH晶