原位分子杂交组织化学

关于原位分子杂交组织化学一、概念

用已知碱基顺序并带有标记物的核酸探针与组织、细胞中待测的核酸按碱基配对的原则进行特异性结合，形成杂交体，然后再用与标记物对应的检测系统，通过组织化学或免疫组织化学方法在核酸原有位置进行细胞内定位。第2页,共29页，2024年2月25日，星期天二、原位杂交的基本原理第3页,共29页，2024年2月25日，星期天三、原位杂交组织化学技术的应用1.细胞特异性mRNA转录的定位；2.癌基因、抑癌基因及各种功能基因在转录水平的表达及其变化的研究；

3.病原微生物检测；4.基因在染色体上的定位；5.检测染色体的变化；6.分裂间期细胞遗传学的研究。第4页,共29页，2024年2月25日，星期天四、核酸探针的种类根据探针的核酸性质不同

DNA探针、RNA探针、cDNA探针、cRNA探针、寡核苷酸探针根据探针的标记方法不同放射性探针：32P、3H、35S

非放射性探针：生物素标记地高辛标记荧光标记第5页,共29页，2024年2月25日，星期天DNA探针1.克隆在质粒载体中，可以无限增殖，制备简便。2.不易降解。标记的方法较成熟多样（切口平移等）cDNA探针1.互补于mRNA的DNA分子。2.逆转录合成，不含内含子序列，适宜基因表达的检测。单链比双链灵敏度高，且不需变性，使能与靶mRNA结合的探针浓度提高。第6页,共29页，2024年2月25日，星期天cRNA探针单链分子，杂交反应效率高。可控制转录方向，得到同义RNA探针（与mRNA同序列），或反义RNA探针（cRNA，与mRNA互补）。可检测DNA和mRNA，还可观察基因的转录状况。易于降解，标记方法复杂。寡核苷酸探针链短、分子量小、序列复杂度低，杂交时间比克隆探针短。可识别靶序列中一个碱基的变化，故成套探针用于碱基点突变的检测。一次可大量合成，价格低廉，易于标记。缺点：与克隆探针比较，特异性差，杂交信号弱。第7页,共29页，2024年2月25日，星期天设计筛选寡核苷酸探针的原则长30-50bp，长探针则杂交时间长，短则特异性差。碱基成分：G＋C含量为40%-60%。探针分子内不能有互补区。第8页,共29页，2024年2月25日，星期天探针种类优点缺点cDNA1.制备简单2.放射比活性高3.信号特异性强

4.杂交体较稳定1.变性后才能使用2.要基因克隆3.组织穿透力差4.易于退火cRNA

1.信号特异性强2.不需变性3.杂交后可用RNase除去未杂交的探针4.杂交体非常稳定5.不会退火

1.易被Rnase降解2.易吸附于器皿上3.组织穿透力差4.需做亚克隆寡聚核苷酸1.易制备2.使用方便3.组织穿透力强4.不需做克隆

5.不会退火6.只要知道氨基酸顺序便可制备探针1.需核酸合成仪2.需明确mRNA顺序3.单碱基错误将影响杂交4.杂交体不太稳定

第9页,共29页，2024年2月25日，星期天五.探针标记

探针的标记物分为放射性标记和非放射性标记两大类：放射性标记物一般为125I、35S或32P；非放射性标记有生物素或地高辛的间接标记，也有FITC或者罗丹明对探针分子的直接标记。第10页,共29页，2024年2月25日，星期天探针标记方法比较敏感性：放射性探针＞地高辛探针＞生物素探针对人危害性：放射性探针、生物素探针放射性探针受半衰期限制，不可长期保存。生物素探针受内源性生物素影响，可致假阳性；地高辛探针则显色复杂。

第11页,共29页，2024年2月25日，星期天探针标记方法

探针标记方法很多，大致分为：引入法和化学修饰法。*引入法：运用标记好的核苷酸来合成探针；*化学修饰法：采用化学方法将标记物掺入已合成的探针分子中去，或改变探针原有的结构，使之产生特定的化学基团。第12页,共29页，2024年2月25日，星期天引入法较化学修饰法更常用，按其整合的方法不同，引入法分为：*缺口平移法*随机引物法*末端标记法*PCR扩增标记法*RNA体外转录法第13页,共29页，2024年2月25日，星期天缺口平移法

原理：利用DNA酶I在双链DNA的各股单链的不同位置上造成随机切口，再利用大肠杆菌DNA聚合酶进行5’→3’修复，将已标记dNTP掺入到新合成的DNA链中。第14页,共29页，2024年2月25日，星期天随机引物法原理：将长6个核苷酸的寡核苷酸片段（随机引物）与单链DNA或变性的双链DNA随机互补结合（退火），在引物的3‘羟基末端逐个加上核苷酸直至下一个引物，即形成标记的DNA探针。第15页,共29页，2024年2月25日，星期天

末端标记法

原理：将标记物导入线性DNA或RNA的5’端或3’端的一类标记方法。主要分为：5’末端标记法，3’末端标记法，T4聚合酶替代法。第16页,共29页，2024年2月25日，星期天五、ISHH基本程序（以检测组织细胞内的mRNA为例）(一）杂交前处理玻片预处理（灭活Rnase)切片处理（增强组织通透性和探针穿透性）第17页,共29页，2024年2月25日，星期天

1.玻片预处理（灭活Rnase)

玻片置于热肥皂水浸泡4小时以上自来水清洗干净置于酸缸中浸泡过夜清水洗净烘干烘箱温度最好在150℃或以上烤干4小时以上。以去除任何RNA酶.盖玻片在有条件时最好用硅化处理,锡箔纸包裹无尘存放.

粘附剂:常用的粘附剂多聚赖氨酸溶液。第18页,共29页，2024年2月25日，星期天

2.切片处理：增强组织通透性和探针穿透性1）充分脱蜡2）防止探针与组织中碱性蛋白静电结合，降低背景稀酸处理（0.2mol/lHCL10min）乙酰化（0.25%乙酸酐10min）第19页,共29页，2024年2月25日，星期天3）去污剂：增加组织通透性，利于探针进入0.01%-0.3%TritonX-10015min4）酶消化：使经固定后被遮蔽的靶核酸暴露

蛋白酶K、链酶蛋白酶、胃蛋白酶1ug/ml蛋白酶K，37℃，15-30min

5）杂交缓冲液孵育：阻断非特异性结合位点第20页,共29页，2024年2月25日，星期天

3.防止RNA酶的污染

由于在手指皮肤及实验用玻璃皿上均可能有RNA酶,为防止其污染影响实验结果,在整个杂交前处理过程都需戴消毒手套.所有实验用玻璃器皿及镊子都应于实验前一日置高温(160℃)烘烤以达到消除RNA酶的目的.要破坏RNA酶,其最低温度必需在150℃左右.

第21页,共29页，2024年2月25日，星期天（二）杂交反应：

将杂交液滴于经预杂交处理的组织细胞切片上，加盖硅化的盖玻片，按所要求的温度进行的孵化。第22页,共29页，2024年2月25日，星期天

杂交液

1）一定浓度的探针2）高浓度Na+:使杂交率增加，减少静电结合3）硫酸葡聚糖：10%硫酸葡聚糖，形成探针混合液基质，对DNA有浓缩作用，可提高杂交的反应速度10倍以上，但不影响探针的洗脱强度；杂交时常用浓度为5%～10%，但浓度高时会使溶液的粘度增大，不利杂交探针的渗透。4）牛血清白蛋白、载体DNA或RNA：阻断非特异性结合，降低背景。第23页,共29页，2024年2月25日，星期天

探针浓度：以最低浓度达到与靶核酸的最大饱和结合度0.5-5.0ug/ml，10-20ul/片杂交时间：

一般为16~20小时杂交严格度：

反应体系中避免非同源性或只有部分同源性的核酸顺序形成杂交复合物的条件。低杂交温度、低甲酰胺的浓度、高离子强度条件下，严格度低，反之严格度高。严格度愈高，杂交反应特异性愈强，但敏感性愈低。第24页,共29页，2024年2月25日，星期天

(三）杂交后处理

目的：除去未参与杂交体形成的过余探针，除去探针与组织标本之间的非特异性结合，降低背景，有利于信号的检测。盐溶液洗涤：盐浓度由高至低温度由低至高高浓度的盐可减少探针与组织标本间的静电结合。洗涤过程中至少有一次高严格度条件下的洗涤，即低盐、高温、高甲酰胺第25页,共29页，2024年2月25日，星期天

(四）杂交显示

放射自显影酶检测系统（HRP、AP）

第26页,共29页，2024年2月25日，星期天第27页,共29页，2024年2月25日，星期天

(五）对照实验和结果判断

组织对照、探针对照、杂交反应对照、检测系统对照