原位杂交技术
Release Time:2020-07-18一、实验原理:
原位杂交技术应用于染色体、细胞和组织切片等样品中进行核酸特异性检测,与免疫组化技术的结合应用,能将DNA、mRNA和蛋白水平上的基因活性与样品的显微拓扑信息结合起来。1969年Pardue和Gall将放射性标记的探针直接应用于纯化核酸的杂交,此后得益于分子克隆技术的发展,及不同探针标记系统和检测系统的应用,大大增加了原位杂交检测的应用灵活性和检测灵敏度。
二、原位杂交检测步骤:
1. 玻片的准备和样品固定
对于染色体涂片,1:1的乙醇/醚处理的载玻片已能符合要求。对于组织切片的原位杂交,为了在实验过程中不丢失组织样品,可使用多聚赖氨酸或铬矾明胶包被的载玻片。(为了保持样品的原有形态学。样品固定是原位杂交中必不可少的步骤,从化学反应角度来看,固定剂的使用和选择对后续杂交的影响不会太大,因为核酸杂交的功能分子基团被安全地包裹在DNA双螺旋结构中,而交联剂的使用对RNA基本没有影响。对于染色体涂片,常使用甲醇/醋酸溶液固定;石蜡包埋的组织切片用福尔马林固定。冷冻切片可通过在4%的甲醛溶液中国定30min。)
2. 样品预处理
①在待测样品中,DNA或RNA通常都是被蛋白包裹缠绕,根据不同的细胞和组织样品的应用,可选择合适的预处理方法将靶核酸暴露:
②内源性酶灭活:如果探针的检测是通过酶促法进行的,则样品内相应的内源性酶必须被灭活。如内源性的POD可通过含1% H2O2的甲醛溶液处理30min。如果检测酶为AP,可在底物溶液中加入左旋咪唑,AP检测的内源性背景一般来说比POD检测的低得多,因为在杂交过程中,样品中内源性AP酶的活性基本都丧失了。
③RNase处理:在DNA-DNA杂交实验中,RNase的处理可去除内源性RNA,增加实验的信噪比。在进行mRNA为靶标的检测时,RNase处理的样品也可作为质控对照。通常的处理方式是将DNase-free的RNase溶解于2×SSC (100μg/ml),样品在溶液中37℃处理60min。SSC=150mM NaCl, 15mM 柠檬酸钠溶液(pH7.4)
④HCl处理:对样本进行20-30min的200mM HCl处理,可将蛋白抽提,并将核酸序列进行一定程度的水解,增加杂交检测的信噪比。
⑤去垢剂处理:如果对样品的固定、脱水、包埋等预处理过程不足以将脂膜成分破坏暴露核酸,可对样品进行额外的蛋白去垢剂处理(如Triton X-100和SDS)。
⑥蛋白酶处理:样品中待杂交的核酸序列常与蛋白缠绕交联在一起,样品的固定步骤更是加剧了蛋白的交联程度,因此预渗透是核酸杂交前的常规步骤,通常通过蛋白酶K的消化作用来完成。蛋白酶K的工作浓度通设为10-500μg/ml(溶解于20 mM Tris-HCl, 2 mM CaCl2, pH 7.4, 酶浓度可根据具体样品进一步优化),对样品进行37°C 7.5 –30 min的处理。染色体涂片或核片的蛋白酶K处理浓度可降至1μg/ml消化7.5 min。也有文献指出,福尔马林固定石蜡包埋的组织切片样品,使用胃蛋白酶(500μg/ml,溶于200mM HCl)将得到较好的蛋白消化结果。
3. 探针制备
在进行研究前,确定应用的探针类型。不同探针类型的优劣势请见上文描述。DNA探针的制备包括了前期的DNA片段分离纯化(或cDNA的克隆)和酶促探针标记,可选随机引物标记法和缺口平移法等。RNA探针的制备包括了转录载体克隆和转录法探针标记。寡核苷酸探针的制备要求先获得合成的寡核苷酸片段,再进行末端标记或加尾法探针标记。但无论采用何种标记探针及标记方法,对探针标记效果需进行最终的评估,并准确计算探针浓度。
4. 原位杂交过程
杂交前可进行预杂交,以防止较高的背景染色。预杂交条件与杂交条件相同,只是预杂交液中不含探针和硫酸葡聚糖。
三、实验所需试剂:
序列 | 产品名 | 货号 | CAS号 | 备注 |
1 | 柠檬酸钠溶液 | HC1962 | ||
2 | Tris-HCl | HC2055 | ||
3 | 胃蛋白酶 | HC0767 | ||
4 | 蛋白酶K | JG0098 | 67-63-0 | |
5 | 1000ul蓝吸头 | FT-1000 | ||
6 | 200ul黄吸头 | FT-200 | ||
7 | CaCl2 | JT0418 | 10043-52-4 | |
8 | NaCl | JT0001 | 7647-14-5 |