熒光原位雜交技術(shù)及其應(yīng)用

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1、熒光原位雜交技術(shù)及其應(yīng)用摘要:熒光原位雜交技術(shù)是一種非常有用的分子細胞遺傳學(xué)工具,特別是對一些染色體數(shù)目異常和復(fù)雜染色體異常的診斷,架起了染色體顯帶技術(shù)和分子遺傳學(xué)之間的橋梁。本文主要就熒光原位雜交技術(shù)的發(fā)展歷程、探針制備和臨床應(yīng)用做一簡單的綜述。關(guān)鍵詞:FISH;熒光原位雜交;臨床應(yīng)用;產(chǎn)前診斷;腫瘤FluorescenceinsituhybridizationandapplicationsSUNJingjing,YANShouqing(CollegeofAnimalScienceandVeterinaryMedicine,JilinUnivers

2、ity,Changchun130062,China)Abstract:FISHisapowerfulmolecularcytogenetictechniquewhichallowsrapiddetectionofnumericalandcomplexchromosomeaberrationsoninterphasecellsandmetaphasespreads,bridgingthegapbetweenconventionalchromosomebandinganalysisandmoleculargeneticDNAstudies.Thisrev

3、iewgivesabriefoverviewofthehistoricaldevelopmentsofFISHtechniquesandapplicationsinclinicgeneticdiagnostics.Keywords:FISH;Fluorescenceinsituhybridization;Clinicalapplications;Prenataldiagnosis;TumorDNA熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,F(xiàn)ISH)技術(shù)是一種應(yīng)用非放射性熒光物質(zhì)依靠核酸探針雜交原理在核中或染色體上顯

4、示DNA序列位置的方法[1]。該技術(shù)具有快速、安全、靈敏度高以及探針可長期保存等特點,目前已廣泛應(yīng)用于細胞遺傳學(xué)、腫瘤生物學(xué)、基因定位、基因作圖、基因擴增,產(chǎn)前診斷及哺乳動物染色體進化研究等領(lǐng)域。1FISH技術(shù)的產(chǎn)生1969年Gall和Pardue利用放射性同位素標記的DNA探針檢測細胞制片上非洲爪蟾細胞核內(nèi)的rDNA獲得成功之后,Pardue等同年又以小鼠衛(wèi)星DNA為模板,利用體外合成的含3H的RNA為探針成功地與中期染色體標本進行了原位雜交,從而開創(chuàng)了RNA-DNA的同位素原位雜交技術(shù)[2],但是沒有得到廣泛應(yīng)用。1974年Evans第一次將染色

5、體顯帶技術(shù)和原位雜交技術(shù)結(jié)合起來,提高了基因定位的準確性。1981年,Langer等首次采用生物素標記的核苷酸探針(bio-dUTP)成功地進行了染色體原位雜交,建立了非放射性原位雜交技術(shù)(Nonisotopicinsituhybridization),至此,以熒光標記的探針在細胞制片上進行基因原位雜交的技術(shù)建立起來。1985年這項技術(shù)被引進到植物。1986年,Cremer與Licher等分別證實了熒光原位雜交技術(shù)應(yīng)用于間期核檢測染色體非整倍體的可行性,從而開辟了間期細胞遺傳學(xué)研究[3]。2FISH的原理熒光原位雜交技術(shù)原理是將DNA探針用生物素和毛

6、地黃毒苷等熒光染料標記,然后將標記的探針直接原位雜交到染色體或DNA纖維切片上,再用與熒光素分子偶聯(lián)的單克隆抗體與探針分子特異結(jié)合,通過熒光雜交信號來檢測DNA序列在染色體或DNA纖維上的定位、定性、相對定量分析。與其他原位雜交技術(shù)相比,熒光原位雜交具有很多優(yōu)點,主要體現(xiàn)在:①FISH不需要放射性同位素作探針標記,安全性高;②FISH的實驗周期短,探針穩(wěn)定性高;③FISH能通過多次免疫化學(xué)反應(yīng),使其雜交信號明顯增強,從而提高靈敏度,檢測的靈敏度接近同位素探針雜交;④FISH的分辨率高達3-20Mb;⑤FISH可以用不同修飾核苷酸分子標記不同的DNA探

7、針,再用不同的熒光素分子檢測不同的探針分子,因此可以在熒光顯微鏡下在同一張切片上同時觀察幾種DNA探針的定位,直接得到它們的相關(guān)位置和順序,從而大大加速生物基因組和功能基因定位的研究[4]。3FISH技術(shù)的發(fā)展在20世紀90年代,F(xiàn)ISH在方法上逐步形成了從單色向多色、從中期染色體FISH向粗線期染色體FISH再向fiber-FISH的發(fā)展趨勢,靈敏度和分辨率也有了大幅度的提高。3.1多色熒光原位雜交(M-FISH)多色原位雜交(M-FISH),“M”分別代表“Multicolor”、“Multiplex”和“Multitarget”3種類型。M-F

8、ISH的最大特點是:可將多次繁瑣的FISH實驗和多種不同基因的定位在一次FISH實驗中完成。Cremer等用

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