JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 16: Analyzing Gene Expression and Function
16.12:
原位杂交
原位杂交 (ISH) 是一种使用标记探针检测和定位细胞、组织或组织切片中特定 DNA 或 RNA 分子的技术。该技术于 1969 年首次用于核酸的研究。它目前是科学研究和临床环境中必不可少的工具,尤其是用于诊断目的。
探针是 DNA 或 RNA 的互补链,可与细胞中的相应核苷酸序列结合。许多不同的探针,例如单链 DNA 探针、双链 DNA 探针、反义 RNA 探针或核糖探针,以及合成的寡脱氧核苷酸探针,都用于原位杂交。探针的选择取决于几个因素,包括它们的灵敏度、特异性、稳定性和渗透到组织样本中的难
这些探针可以用放射性同位素、荧光染料或其他抗原分子进行标记以进行检测。3H、35S 和 32P 是广泛使用的放射性标记探针,而非放射性标记包括生物素、地高辛和荧光素。这些标记可以通过末端标记、缺口平移或随机引物合成方法连接到探针 DNA 分子上。检测方法(如放射自显影、荧光显微镜检查或免疫组织化学)用于基于附着在杂交探针上的标记的靶标可视化。
原位杂交的主要优点之一是它甚至可以应用于冷冻组织,以最大限度地利用难以获得的组织。此外,它可以与其他技术(如免疫组织化学)结合使用,以检测样品中的蛋白质和活性 mRNA。然而,在处理 DNA 和 RNA 拷贝数低的样品时,使用原位杂交可能难以识别靶标。
原位杂交是一种用于在培养细胞或化学保存的组织切片中定位 DNA 或 RNA 的技术。
RNA 原位杂交用于通过检测和定量特异性 mRNA 转录本来监测基因的表达位置。
靶标 mRNA 由单链互补 RNA 探针检测,这些探针由 DNA 模板的体外转录产生或通过化学反应合成。
探针用放射性同位素、荧光团或其他报告分子(如生物素或地高辛)标记,这些分子可以被标记的抗体结合和检测。
RNA 原位杂交有四个主要步骤:组织固定、透化、杂交和检测。
首先,收获新鲜组织并进行化学处理,以阻止组织内的任何生化反应并保持其结构完整性。这种保存技术称为组织固定。
接下来,需要去除组织中的蛋白质和脂质,以便探针能够进入并结合靶 RNA。
为了降解蛋白质并透化细胞膜,样品用 0.2 摩尔盐酸和蛋白酶等酶处理,同时使用去污剂分解脂质。
然后在略低于 RNA-探针杂交物熔点的温度下将靶 RNA 与探针杂交。这有助于探针与互补的 mRNA 退火。通过进行几次洗涤来去除未结合和松散结合的探针。
检测杂交探针的方法取决于标记的类型。放射性探针暴露在照相胶片中,而荧光探针在荧光显微镜下可见。
对于其他标记,针对报告分子的抗体用荧光或比色染料标记。
杂交探针的检测揭示了特异性 mRNA 的分布,表明目标基因的表达位置。
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