PCR Array 技术：高通量基因表达分析的科研利器

一、PCR Array 技术核心原理与优势

PCR Array 技术的本质是集成化的荧光定量 PCR 检测系统，它将针对特定通路或疾病相关的多个基因引物预制在 96 孔或 384 孔板中，可同步检测 84 个甚至 384 个目标基因的表达量，同时包含 5 个看家基因及专利对照体系，用于监控基因组 DNA 污染、逆转录反应效率及实时定量 PCR 效率，确保检测结果的可靠性。

其核心技术支撑源于锁核酸（Locked Nucleic Acid, LNA）的应用。LNA 是一种高亲和性的 RNA 类似物，其核糖环结构被 “锁定” 在理想的沃森 - 克里克结合构象中，能为寡核苷酸提供更强的碱基亲和力，与互补 DNA 或 RNA 链杂交时展现出极高的热稳定性，这使得 PCR Array 具备了超高的检测特异性。同时，板底包被的引物经过湿实验验证，具有单一溶解峰和预测大小的单凝胶条带，进一步保障了检测的高灵敏度与高重复性。

与传统荧光定量 PCR 相比，PCR Array 实现了从 “单基因检测” 到 “多基因同步分析” 的跨越，无需繁琐的引物设计与优化，大幅缩短了实验周期。此外，该技术适用范围广泛，可检测 mRNA、lnRNA、miRNA 等多种核酸类型，覆盖人、小鼠、大鼠、狗、恒河猴、猪、鸡、牛等 200 多个物种的 200 多条信号通路，几乎囊括所有研究相关基因，满足不同科研场景的需求。

二、PCR Array技术的定制化与应用场景

PCR Array 技术具备高度灵活的定制化特性，为科研人员提供了个性化的检测方案。对于人、小鼠、大鼠等常见物种，除预制的 200 多条通路外，可根据研究需求定制任意通路或基因；对于狗、猪、猴、果蝇等其他物种，所有预制通路均可进行定制，且当目标基因数量超过 8 个时即可启动定制服务，充分满足特殊研究方向的需求。

在实际科研中，PCR Array 的应用场景极为广泛：

✔️基因表达差异分析：可快速筛查不同样本（如正常组织与肿瘤组织、药物处理组与对照组）中 mRNA 和 lnRNA 的表达差异，为后续研究锁定关键候选基因；

✔️RNA-seq 数据验证：作为高通量测序数据的验证工具，可精准验证测序筛选出的差异表达基因，提高研究结果的可信度；

✔️信号通路解析：聚焦特定信号通路（如 p53 信号通路、AMPK 信号通路、IL6/STAT3 信号通路等），同步分析通路中关键基因的表达变化，助力解析通路调控机制；

✔️生物标志物开发：通过大规模筛选疾病相关基因，实现疾病诊断、预后评估及治疗响应相关生物标志物的筛选、鉴定与验证；

✔️基因功能验证：通过 LNA GapmeRs 或 siRNA 敲低目标基因后，利用 PCR Array 检测通路中相关基因的表达变化，明确目标基因的功能及调控网络；

✔️表型关联分析：监测与基因表达相关的细胞表型、组织功能等变化，建立基因表达与生物表型之间的关联。

三、PCR Array 技术的核心应用领域

凭借其高通量与高特异性的优势，PCR Array 技术已广泛应用于生命科学研究的多个领域，形成了一系列成熟的检测组合：

肿瘤研究：涵盖 DNA 修复、DNA 损伤信号通路、p53 信号通路、癌基因及抑癌基因、癌症炎症反应与免疫交互作用等检测组合，为肿瘤发生发展机制研究、耐药性分析及靶向治疗研发提供支撑；

免疫研究：包括移植排斥、HIV 宿主反应、Th1&Th2 免疫应答、T 细胞和 B 细胞活化、免疫耐受等相关基因检测，助力免疫调控机制与免疫相关疾病研究；

神经科学研究：针对 GABA 和谷氨酸盐神经递质、I 型干扰素反应、MYC 靶标等通路，为阿尔茨海默氏病、帕金森氏病等神经退行性疾病研究提供工具；

代谢研究：覆盖氨基酸代谢、糖代谢、脂代谢、肥胖、糖尿病等相关基因检测，解析代谢紊乱的分子机制；

细胞生物学研究：聚焦细胞连接、吞噬、细胞骨架调节、细胞表面标记物等基因，助力细胞功能与细胞行为研究；

其他领域：还广泛应用于干细胞研究、老年病研究、药物代谢、毒性毒理、纤维化与愈伤研究等，成为多学科交叉研究的重要技术平台。

四、技术支撑与科研成果

PCR Array 技术的可靠性能得到了广泛的科研验证，相关研究成果已发表于《Clin Cancer Res.》《Adv Sci (Weinh).》等多个国际知名期刊。例如，上海交通大学医学院附属仁济医院利用 PCR Array 技术研究胆囊癌转移相关基因，成功在 IF=14.3 的《Adv Sci (Weinh)》发表研究成果；另有研究通过 PCR Array 与蛋白芯片联合分析，证实 IL-1β 可刺激人脂肪细胞中多种细胞因子和趋化因子的表达与分泌。

背后的技术支撑来自 LabEx 搭建的全面实验室技术平台，该平台囊括基因、蛋白、组织、细胞水平的 12 个专业技术体系，包括 PCR Array、ELISA、MSD、Luminex 等，为科研人员提供从样本处理、检测分析到数据分析的一站式服务。从组织样本称重（保证 20mg 左右的最佳检测用量）、RNA 提取、逆转录，到集成式 Q-PCR 检测与数据分析，每个环节都有标准化的操作流程与严格的质量控制，确保实验结果的准确性与可重复性。

五、结语

PCR Array 技术以其高通量、高特异性、高灵活性的优势，打破了传统基因检测的局限，成为解析生物通路、挖掘疾病机制、加速科研转化的核心工具。无论是基础研究中的信号通路解析、生物标志物筛选，还是应用研究中的药物研发、疾病诊断，PCR Array 都能提供精准、高效的基因表达分析解决方案。随着技术的不断优化与拓展，它将在生命科学研究的各个领域发挥更大的作用，助力科研人员攻克更多科学难题，推动生命健康领域的创新发展。