姊妹染色单体交换实验

Sister Chromosome Exchange （SCE）

【实验目的】
熟悉制备SCE标本的原理和基本程序。

【实验原理】
姊妹染色单体交换（Sister chromatial exchange,SCE）是染色体同源座位上复制产物间的相互交换，是同一染色体的两条单体之间发生的一类特殊的同源重组，主要在DNA合成期形成，可能与DNA双链的断裂与复制有关，SCE的发生的频率可反映细胞在S期的受损程度。如果一个个体的SCE率明显增高，可表明染色体受到环境中的一定因素的影响，或是受到遗传缺陷的内在制约因素所致。
在细胞分裂时，每条染色体均有两条染色单体组成，每条染色单体有一条双链DNA组成。5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-bromodeoxy- uridine，BrdU）是脱氧胸腺嘧啶核苷的类似物，在DNA链的复制过程中，可替代胸腺嘧啶。当细胞生存环境中存在BrdU时，BrdU取代脱氧胸苷掺入到复制的DNA中。经两个复制周期后，两条姊妹染色单体中一条DNA的双链均有BrdU掺入，而另一条DNA双链中仅有一条链有BrdU掺入。利用特殊的分化染色技术对染色体标本进行处理，可使双链均含有BrdU掺入的单体浅染，而只有一条链掺入BrdU的单体深染。当姊妹染色体间存在同源片段交换时，可根据每条单体夹杂着深浅不一的着色片段加以区分。由于姐妹染色单体的DNA序列相同，SCE并不改变遗传物质组成，但SCE是由于染色体发生断裂和重接而产生的，因此，SCE显示方法通常用来检测染色体断裂频率，用来研究药物和环境因素的致畸效应。

【实验用品】
1. 超净工作台、恒温培养箱、恒温水浴箱、冰箱、离心机、显微镜、采血器材、酒精灯、培养瓶、刻度离心管、胶塞、乳头吸管、试管架、载玻片、托盘天平、干燥烤箱、染色缸、电吹风、30W紫外灯。
2. 试剂 ：RPMI 1640培养液、小牛血清、秋水仙素（100μg/mL）、5-溴尿嘧啶（BrdU，200μg/mL）、低渗液（0.075 mol/L KCL溶液）、2×SSC、Giemsa原液、甲醇、冰乙酸。

【实验步骤】
1. 按半微量法采取外周静脉血，接种培养。
2. 37℃培养24小时后，加BrdU溶液（终浓度为8μg/mL）混匀。
3. 用黑纸包裹培养瓶，继续培养48小时。
4. 收获前加入秋水仙素（终浓度为0.2μg/mL），继续培养1小时。
5. 常规法制片。将玻片标本室温放置2～3天。
6. 分化染色前一天，将标本置37℃过夜。
7. 在平皿中平行放置两根牙签，将玻片放在牙签上，加适量2×SSC溶液（以不超过标本为度）。在标本上盖一张比玻片稍大的擦镜纸，使纸边浸入2×SSC溶液中，并使2×SSC溶液渗至玻片标本上，保持标本湿润。
8. 将平皿置55℃ 水浴 面上，用30W紫外灯垂直照射标本30分钟，照射距离10cm。
9. 照射后轻轻取掉擦镜纸，立即用 蒸馏 水冲洗标本。
10. Giemsa染色5～10分钟； 蒸馏 水冲洗标本，气干。
11. 镜检，计数。
每个末端交换记为1次SCE，中部交换记为2次SCE。

【实验结果与分析】
观察30个细胞的分裂相，记录每个细胞的SCE总数，计算SCE频率。

中国人正常SCE频率为5.7±0.4。