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中期染色体的荧光原位杂交

最新修订时间:

材料与仪器

含有人类中期染色体的载玻片或盖玻片
变性液 乙醇 Cot-1 DNA 非同位素标记的 DNA 探针 去离子甲醜胺 基本杂交混合液 甲酰胺 SSC 生物素检测溶液 DAPI 适当的抗褪色剂
玻片染色缸 水浴箱 相差显微镜 盖玻片 橡皮泥 湿盒 干燥的玻片盒 指甲油

步骤

1. 在 72°C 水浴箱中,把中期染色体的载玻片和盖玻片浸泡在染缸70°C 变性液中变性 2min (由温度计监控温度) 。变性液置于水浴箱中不能超过30min。 2. 7 0 % 的冰冻乙醇漂洗玻片2min终止变性。然后,室温下过8 0 % 、 9 5 % 、 100%的乙 醇脱水各2min, 空气干燥。 3 . 用相差显微镜检查变性后的染色体标本。染色体标本应该内部结构清晰,没有中空 和透明染色体。 4 . 冰冻脱水20〜150n g 的非同位素标记的D N A 探 针 (20n g 染色体特异性重复序列探 针 , 50〜I O O n g c D N A 和全染色体涂染探针,或 100〜150单拷贝基因探针,包括 Y A C )。如果探针包含散在重复序列和单一序列( 如在各种载体中的单拷贝基因克
隆,有散在重复和单一序列的探针、全染色体涂染探针) ,在冰冻脱水之前先加 10炖人Cot-1 D N A 以封闭重复元件。 当含有一个Y A C 的总酵母D N A 作为探针时,要确定人类插入D N A 在酵母 D N A 中的比例和调高D N A 探针的总量使得杂交时人类D N A 达到最佳浓度。 5•将探针的离心沉淀物溶于IOi ^l去离子的甲酰胺中, 72°C 加 热 IOmin变性D N A 。如 果探针不需要封闭,立即置于冰上。如果探针需要封闭,置于37。 ( :中预退火30min 至几个小时( 长探针和有大量重复序列的探针要用更长的时间) 。 6 . 在变性的探针中加IOjal基本杂交混合液。混匀,点离,滴于已变性的染色体玻片 上。盖上22m m 2盖玻片,轻轻挤压出所有的气泡,橡皮泥封片, 37° c 湿盒,孵育过 夜 (14〜18h)。用着丝粒和全染色体涂染探针时,要减少孵育时间, 一 般少于处。 7 . 在杂交的最后30m in 时,将盛有50〇1150%甲酰胺/2\33(:洗液和5011112\33(:的染 缸在水浴中加热至39°C 。 8•从湿盒中拿出玻片。揭去橡皮泥,仔细地去除盖玻片,在 39°C 的 5 0 % 甲酰胺/2X SSC、 39°C 的 2X S S C 和室温下的I X S S C 中洗涤杂交玻片,每 次 15min。对着丝粒 和全染色体涂染探针来说,要提高温度至42°C 并降低盐浓度,用 0.4X 〜1X S S C 。 9 . 玻片也可在室温下4 X S S C 中平衡5min。 洗涤间要将玻片上的水甩干。但 在 洗涤过 程或检测的任何时间都不能让玻片干燥。 10. 加 50/xl生物素检测溶液、地高辛检测溶液或生物素/地高辛检测溶液并且覆盖 22m m 2的石蜡膜。在铝箔包裹的湿盒中37°C孵育45min (检测试剂和D A P I 是光敏 感的) 。 11. 室温下,在铝箔包裹盛有4X S S C 、 0. 1 % Triton X -100/4X S S C 和 4X S S C 的染缸 中,依次洗涤玻片,每次lOmin。 12. 加5〇4 D A P I 或碘化丙锭染液复染染色体,覆盖22m m 2的石蜡膜,可以在室温下染 lOmin。快速地在I X S S C 的染缸中漂洗去除过多的染液。吸干玻片上的水,但不 能干燥。 D A P I 可显示一种类似于G 带的区带( 单元4. 4 ) 并且能同时观察到荧光素和罗 丹明或德克萨斯红。破化丙键染色更均匀,能同时观察到荧光素,但是不能看到罗 丹明或德克萨斯红。 13•加7jul适当的抗褪色剂---如 D A B C O 用于绿色焚光、 苯二胺或Vectashield用于 红色荧光( 不久也可用于荧光素。)盖上盖玻片,挤出过多的抗褪色剂,指甲油封 闭。一20°C 储存在干燥的玻片盒中。立即检测( 首选)或在4°C 或一20°C 储存几个 星期。 14. 用落射光荧光显微镜和与荧光染料匹配的滤片检测玻片。 15.用 Ekter-1000 (适合于打印)或 Ekatachrome-400 (适合于幻灯片)彩色胶片摄像 (D A P I 曝光:约 2s; 双滤频滤光器: 30〜90s; 三滤频滤光器: 3〜8s)。强信号时 (如卫星序列,一些独特序列探针) ,在 A S A 200可以应用黑白胶片。此外,还可以 用 C C D 相机和激光共聚焦显微镜制作数字化影像。 16a. DAPI-显带染色体:当两条染色单体均有信号时,才能在> 1 0 的杂交染色体上准 确定位。比较D A P I 条带染色体图像上杂交信号的位置( 通过双滤频或三滤频滤
光器观察)在染色体条带上的准确定位。 l6b. PI (碘化丙锭)-染色染色体:通过摄像或投影35m m 载玻片或数字化影像来扩大 杂交染色体。以 I S C N 染 色 体 模 式 图 ( 附 录 2B ) 作 为 标 准 ( Lichter祝 , 1990),通过比较短臂末端占染色体全长的比例获得FLPter值 。 支持方案1 生物素化信号的放大 当背景清晰而探针只产生微弱的荧光时,可以放大信号。 附 加 材 料 ( 见基本方案) 4 X S S C /1% (m /V ) B S A (成分V ) 中 加 入 1〜3/xg/m l 生物素化抗卵白素抗体 (Vector实验室) 生物素扩增溶液: 4X S S C /1% (m A 〇 B S A (成分V )中 加 入 2〜5^g/m l 荧光素- 卵白素 D C S (VectorLaboratories) 1•生物素化的探针杂交玻片,洗涤,第一轮的信号检测如以上描述所示( 基本方案, 第 1〜11步)。 2•如果玻片已密封,用针或手术刀去除封片物和指甲油,在盛有0.1% Triton X -100/ 4X S S C 用铝箔包裹的染缸中轻轻振荡清洗玻片15min,使盖玻片滑脱。如果盖玻片 很松,仔细地揭去即可。重复洗2 次。 3•擦干过量的洗涤溶液,加 人 50/J 1〜3Mg/m l 生物素化抗卵白素抗体。盖 上 22m m 2的 石蜡膜,置于湿盒中,用铝箔包裹湿盒, 37°C 孵 育 30m m 。 4 . 去掉石蜡膜,在 0. 1 % Triton X -100/4X S S C 中轻轻振荡清洗玻片15min。 5•擦干玻片上过多的水,加 入 50W 生物素扩增溶液。盖上石蜡膜,在铝箔包裹的湿盒 中, 37°C 孵育 30min。 6.去掉石蜡膜,在0.1%丁土〇11乂-100/4\33(:中轻轻振荡清洗玻片15111丨11,然后在 4 X S S C 中清洗15min。如果要增强信号,可以重复清洗3〜6 次 ( 背景也会明显的 增强) 。 7•如以上描述所示复染、固定、检 测 玻 片 ( 基本方案,第 12〜16步) 。 支持方案2 地高辛标记探针信号的放大 附加材料 ( 见基本方案) 4X S S C / 1 % (m /V ) B S A (成分V ) 中加入 10jug/ml 绵 羊 抗 地 高 辛 (Boehringer Mannheim) F a b 片 段 ( 抗原结合片段) 地高辛扩增溶液: 4 X S S C / 1 % (m /V ) B S A (成分V ) 中加入3. 5〜7.0pg/ml荧 光素结合的兔抗绵羊IgG (Slgma) 1•地高辛标记探针杂交玻片,洗 涤 ( 基本方案,第 1〜8 步)。 2•载玻片上滴加5(V l l ( V g /m l 绵羊抗地高辛F a b 片段,盖上2 2 m m 2的石蜡膜。 37°C孵 育 30mino 3•去掉石蜡膜,依 次 在 4 X S S C 、 0 . 1 % TritonX-100/4X S S C 、 4 X S S C 中洗涤玻片
每次15min。 4 . 擦干过多的4X S S C ,在玻片上滴加5〇4地高辛扩增溶液。盖 上 22m m 2的石蜡膜, 在铝箔包裹的湿盒中, 37T:孵育30min。 5 . 再次洗漆,同第3 步。 6 . 如以上描述所示复染、固定、检测玻片( 基本方案,第 12〜16步) 。 备选方案1 用辣根过氧化物酶进行酶检测 在原位杂交中用酶检测系统产生稳定的有颜色的沉淀,这样就提供了一个持久的信 号。直接酶偶联探针首选直接法( 图 4. 4. 2) , 因为酶的偶联干扰了探针的渗透。表 4. 4. 1 总结了用于ISH (in situ hybridization,原位杂交)最常见的酶-底物复合体。这 个方法描述了用H R P (horseradish peroxidase,辣根过氧化物酶)检测生物素化探针。 H R P 结合抗体同样可以使地高辛标记的探针显影。 表 4 . 4 . 1 检测原位杂交探针常用的酶-底物复合物 酶 底物3 颜色b 碱性磷酸酶 5-溴-4-氣-3-口引噪-憐酸(5-brom o-4-chloro-3-in d o ly ip h o sp h ate B C IP) 和 硝 基 四 挫 蓝 ( n itro -b lu e te tra z o liu m , N B T ) 紫蓝色沉淀 N aphtol-A S~M X -p h o sp h ate 和 fast red T R 红色沉淀和红色荧光 N aphtol-A S-M X -p h o sp h ate 和 fa st blue B N (B oeh rin g er) 蓝色沉淀 N ap h to l-A S~M X _phosphate 和 fast g reen B N (B oeh rin g er) 绿色沉淀 V ecto r 红 红色沉淀 V ecto r 黑 黑色沉淀 V ecto r 蓝 蓝色沉淀 辣根过氧化物酶 3, 3-diam inobenzidine te trah y d ro ch lo rid e (D A B ) 褐色沉淀C a . 这些试剂的主要供应厂商是 B o e h r i n g e r M a n n h e i m 、 L i f e T e c h n o l o g i e s 、 P r o m e g a 、 S i g m a 、 V e c t o r L a b o r a t o - r ie s ,但是别的商家提供相似的试剂。 b •这栏列出了杂交信号的最终结果 , 一 般是用传统的明视场显微镜分析结 果 。 fast r e d 产生的荧光信号要用荧光显微镜分析。荧光检测的最佳方法已经被报道( S p e e l M d ., 1992)。 a 能够 被银沉淀增强。 附 加 材 料 ( 见基本方案;标八的条目见附录1) 生物素化的杂交探针 阻断剂: 1 % (m /V ) B S A / P B S V 抗生物素蛋白链菌素溶液 0.1% (V /V ) Tween 20/P B S , 42〇C V 生物素化的H R P 溶液 S 0AU 2O2 D A B 酶底物溶液: 500^g/m l D A B /PBS,新鲜配制’ VPBS V 90% (
24m m X 60m m 盖玻片 42°C 水浴摇床 1. 如以上描述所示,生物素化的探针杂交染色体靶玻片,洗 涤 ( 基本方案,第 1〜8 步) 。 2. 从 I X S S C 中取出玻片。尽可能地擦干水,但在此过程中任何时候都不能让玻片干 燥。加 200^1阻断液,盖上24m m X 60m m 盖玻片。置于铝箔包裹的湿盒中, 37°C 孵 育 3Omin〇 3. 取出玻片,并倾斜使盖玻片滑落,去除多余的阻断液。加 入 200jul抗生物素蛋白链 菌素溶液,盖上盖玻片,湿盒中37°C 孵育30min。 4. 取出玻片倾斜去掉盖玻片,放入42°C 0. l% Tween20/P B S 的染缸中,在 42°C 的水 浴摇床上摇5min。再重复洗2 次。 5. 去除水分。加 200M 生物素化的H R P 溶液,盖上盖玻片,湿盒中37°C 孵育30min。 第 3〜5 步也可以简化为一步,即 用 3jug/ml抗生物素蛋白链菌素- H R P 结合物 孵育玻片。 6. 重复第4 步,洗涤。 7. 去除水分。加入1/200体积3 % H 2O 2 (终浓度0.015%)到 D A B 酶底物溶液中。立 即加入200julD A B 酶底物溶液,盖上盖玻片,室温下避光孵育10〜20min。 8. 当肉眼可见有色沉淀时,室温下用P B S 冲洗玻片5min终止反应。 9. 如果需要,用荧光复染确认染色体( 基本方案第12步) 。 10. 9 0 % 甘油或适当的抗褪色剂固定玻片( 基本方案第I3 步) 。用相差显微镜观察和 摄像。 备选方案2 用碱性磷酸酶进行酶检测 附加材料( 见基本方案;标7 的条目参见附录1) V 生物素化的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, A P ) 溶液 3jug/m l 抗生物素蛋白链菌素-A P 复 合 物 (Life Technologies) V 碱性磷酸酶缓冲液, p H 9.5,42°C V N B T /BCIP酶底物溶液 VPBS V 9 0 % 甘油或适当的抗褪色固定剂 24m m X 60m m 盖玻片 42°C 水浴摇床 la. 多步检测:如以上描述所示,生物素化的探针杂交染色体靶玻片,洗涤,阻断,在 抗生物素蛋白链菌素溶液中孵育( 备选方案1,第 1-4步) 。从 0. 1 % Tween 20/ P B S 中取出玻片,去除水分但不能干燥。加 2004生物素化A P 溶液,盖上盖玻片, 湿盒中 37°C 30min。 lb. 单步检测:杂交、洗涤、阻断,然后在3哗/1111抗生物素蛋白链菌素-A P 复合物中 孵育。
2•取出玻片倾斜去掉盖玻片,放入42°C 0. 1 % T w een20/ P B S的染缸中,在 42°C的水 浴摇床上摇5min。再重复洗2 次。 3•将玻片放入42°C碱性磷酸酶缓冲液中, pH9.5, 42°C摇 5min。重复1 次。 4•将玻片放入盛有50m l 新鲜配制N BT/BCIP酶底物溶液的铝箔包裹染缸中,避光放 置,一般37°C 15〜60m m ,或者室温下放置( 慢反应)直至颜色显示清楚。 5.室温下, P B S 冲洗玻片5min终止反应。 6•如果需要,用荧光复染确认染色体( 基本方案,第 12步) 。 7. 90%甘油或适当的抗褪色剂固定玻片( 基本方案,第 13步) 。用相差显微镜观察和 摄像。 支持方案3 缺口平移法标记生物素和地高辛探针 应用缺口平移法(nick translation) , 探针不需要纯化和线性化。 材 料 ( 标V 的条目参见附录1) 缺口平移标记试剂盒( 如 Boehringer Mannheim) 或类似材料: V 1〇 X 缺口平移标记缓冲液 V g 探针D N A (如插人克隆的质粒、噬菌体、黏粒、 P i 或 Y A C ) lmmol/L 生物素-16-dUTP (biotin-16-d U T P ) 或 lmmol/L 地高辛-11-dUTP (digoxigenin-11-d U T P ) ( Boehringer Mannheim) V I 和 4mg/ml D N A 酶 I (DNase I ) (Worthington) 5U/ml D N A 聚合酶X ,外切核酸酶活性(Boehringer Mannheim) V 〇-5m o l/L E D T A 7 1 0 % (m / V ) SDS ■ V l〇 m g /m l 超声处理的鲑精D N A • V3mol/L 乙酸钠, p H 5. 2 95 % 和 7〇% (V A O 冰冻乙醇 15°C和 65°C水浴 65°C加热阻断 1•将1.5m l 小离心管置于冰上,依次加入: lOjullOX缺口平移标记缓冲液( I X 终浓度) ; Ijug 探针 DNA; 5pl lmmol/L 生物素-16-dUTP 或 lm m 〇 l/L 地高辛-11-dUTP (0• 05mmol/L 终浓 度); 加无菌水至IOOjuJ终体积; IOjul lpg/ml DNA 酶 I ; 4jul 5U/ml DNA 聚合酶工。 . 混匀,点离, 15°C孵育2〜2. 5h 。 2 . 从反应产物中取出5; /1煮沸3m in后置于冰上2min (剩下的95^1保存在一20。 〇 。琼 脂糖凝胶电泳检测探针大小(100〜500bp,大部分在250〜300bp)。如果探针DNA
的主要片段>800bp,在反应体系中加人54 I1 LtgAnl的 D N A 酶 I ,继续在15。 (3孵 育 30min,再次检测片段大小。 3. 探针片段大小合适时,在反应体系中加入3jlJ 0. 5mol/L E D T A 和 ImI 10% SDS, 65°C 加热lOmin,将酶灭活。 4. 乙醇沉淀探针法:在反应体系中加人I1LJ lOmg/m 丨超声处理的鲑精D N A , 1/10体积 的 3mol/L 乙酸钠和2 I 体积9 5 % 乙醇,一20°C > lh或干冰上lOmin。 5. 4°C ,最大速度离心3〇 m i n ,去上清,用 7〇%冰冻乙醇清洗D N A ^ t淀。空气中干燥, 加入200卩1无菌水溶解D N A (终浓度5ng/|ul)。 4°C 储 存 ( 稳定性> 1 年) 。 如果需要 (如大量应用新的D N A 酶 I 和 D N A 聚 合 酶 I ,获得的杂交信号差) ,检查混合液 (如见C P M B 单 元 3.18) 。 备选方案3 通过间期核F I S H 排序 间期FISH定位可用于位于相同染色体条带的序列的排序。间期染色质比中期染色 质更加松散,在中期染色体分散不佳的探针可以在间期核上排序。至少三个在间期染色 质上排列50kb〜I M b 的D N A 探针序列有必要确定相关位置。杂交条件如上所示( 基 本方案) 。 间期FISH定位是在G 1或 G 2期细胞上进行,大量的这种细胞一般出现在标准的细胞 学上准备收获中期染色体时期。用单个探针杂交可以看到G 1期细胞,每条染色体只有一 个信号, G 2期细胞每条染色体( 姐妹染色单体)有两个信号。从外周血样本中收集血沉 棕黄层制作G 1期细胞丰富的玻片,将收获的细胞低渗、固定、制作玻片( 单元4.1)。 变性、杂交、检测。用三个探针杂交同一张玻片—两个生物素标记和一个地高辛 标记探针、两个地高辛标记和一个生物素标记探针,或一个生物素标记探针、 一 个地高 辛标记探针和双重标记探针。用互补的荧光素观察信号。 一 般分析25〜50 个间期细胞就可以判断顺序了。如果相邻的探针是相同的颜色 (如红-红-绿) ,需要改变其中一个探针的颜色再杂交一次,这对确定探针顺序是必要 的。这样颜色顺序就变成了红-绿-绿或绿-红-绿。如果第三个探针同时被生物素和地高 辛标记,就产生了黄色荧光,红、绿、黄色信号可以直接决定顺序。如果颜色顺序不明 显,有可能探针与间期核相隔很远。当两个探针间距离增加时,尤其是在1.5〜3M b , 核内染色质的缠绕非常有可能影响信号的定位。 参 考 文 献 : Lichter 沒 , 1988, 1990; PinkeletaZ., 1988 编 者 : Joan H. M. Knoll and Peter Lichter

来源:丁香实验

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