2011年3月26日
本视频演示了从福尔马林固定石蜡包埋组织中提取DNA的实验方案。该过程需耗时数天,包括使用二甲苯脱蜡、乙醇再水化,并用蛋白酶K处理组织切片,以纯化和分离DNA,用于后续的基因特异性或全基因组分析。
本视频将演示如何从石蜡包埋的组织样本中提取DNA。本演示中使用的样本为一个直径3毫米、长度6毫米的组织芯。虽然本演示仅使用一个组织芯,但单次反应可处理更大的样本,例如直径超过5毫米、长度超过10毫米的样本,或2至3个与本演示所用尺寸相同的组织芯。
然而,需要注意的是,可能需要对实验方案进行调整,以确保完全去除石蜡并实现组织的充分消化。在对组织进行任何处理之前,必须先溶解用于保存组织的蜡状石蜡。这一步骤通常使用二甲苯来完成,因为二甲苯和酚均具有毒性。任何涉及这些化学试剂的操作都应在通风橱中进行。向含有样本的离心管中加入800 µL的二甲苯。
然后将样品置于摇床上,轻轻振荡10分钟。以14,000 RPM离心3分钟,使样品沉淀,随后弃去二甲苯并溶解管中的石蜡。重复此步骤两到三次,直至石蜡完全溶解。
组织应呈现湿润且柔软的状态。彻底去除所有石蜡对提高最终DNA得率至关重要。因此,较大的组织样本需要进行更多次洗涤。
现在,石蜡已从样品中去除,必须对组织进行再水化,以便进行组织消化。这一步骤通过乙醇梯度再水化系列完成。首先,向样品中加入 800 微升 100% 乙醇,涡旋混匀,然后以 14,000 转/分钟离心 3 分钟。
弃去上清液。使用800 µL的70%乙醇重复上述步骤,然后使用50%乙醇重复。最后一次离心应持续5分钟,因为组织此时较为松散,需要更大的离心力才能形成沉淀。
现在需要消化组织以从细胞中释放DNA。这一步使用裂解缓冲液完成,裂解缓冲液是一种含有蛋白变性剂(如SDS)和蛋白酶K的溶液,其中蛋白酶K是负责降解组织的酶。
向样品中加入 200 至 500 微升裂解缓冲液。根据样品大小,400 微升是一个适宜的用量。通常,裂解缓冲液的组分以及 56 摄氏度的孵育温度有助于最大限度地提高蛋白质的活性。
ACE K.Because protein,ACE K 只能在一定时间内降解组织,因此必须定期添加更多的酶以持续反应。每次加入 20 微升蛋白质,ACE K 的浓度为 10 毫克/毫升,每天早晚各添加一次,直至组织完全溶解。
当看不到任何固体组织时,需要从细胞碎片缓冲液中提取DNA。使用饱和酚将样品分离为水相和有机相,DNA位于水相中。
必须使用缓冲液饱和酚,因为普通酚的酸性不仅会降解DNA,还会导致水相和有机相的分层发生颠倒。注意,缓冲液饱和酚以两相形式储存,其中酚相位于下层。
向样品中加入等体积的缓冲液饱和酚,然后反复倒置离心管数次。接着将样品放入离心机,以14,000 ×g离心5分钟,以诱导相分离。
DNA 和 RNA 将存在于上层水相中,而蛋白质、脂质和多糖则位于中间相和下层有机相中。小心移取水相层,避免扰动中间相,并将其转移至新离心管中。通常在第一次离心后,中间相较为松散且位置靠后。
需要使用少量水进行抽提。反向抽提的实验步骤详见本视频的配套文本。重复上述步骤,直至界面清晰,通常重复三到五次即可。随后向DNA样品中加入等体积的苯酚-氯仿-异戊醇。
此步骤的目的与单独使用苯酚相同,但可使界面更清晰,从而最大化DNA的得率。重复此操作一至两次,直至界面清晰分明。现在您的样品中已不含蛋白质,任何污染的RNA都必须被去除。
这是通过RNA实现的。将降解用RNA A以100微克/毫升的终浓度加入样品中,并在37摄氏度下孵育一小时。现在RNA已降解,需要去除RNAA酶。
重复之前的DNA纯化步骤。先使用缓冲液饱和的苯酚,然后继续使用苯酚-氯仿-异戊醇进行纯化,由于此时唯一的污染物是RNA酶A和已降解的RNA,因此需要的纯化步骤更少。现在样品中仅含有DNA,必须从溶液中沉淀出DNA,加入十分之一体积的乙酸钠和等体积的异丙醇。
或者,可加入两倍半体积的乙醇,但此时需要使用更大的离心管。将样品在零下20摄氏度孵育30分钟至1小时,或者在过夜工作时进行孵育。由于现在处理的是DNA,请确保样品始终保持在冰上,以防止其降解。
在4°C条件下,以14,000 RPM离心10分钟,使沉淀的DNA形成沉淀颗粒。小心移除上清液,避免扰动沉淀物,以去除可能干扰后续实验(如测序)的过量盐分。例如,加入1 mL预冷的70%乙醇,并轻轻重悬样品。
再次在4°C条件下以14,000 RPM离心样品10分钟。小心移除上清液,并将残留的乙醇在空气中晾干最多5分钟。注意不要将样品过度干燥。
最后,DNA 经过纯化后即可用您选择的缓冲液重新悬浮。此处我们使用的是经高压灭菌的蒸馏水。是的。
将 DNA 样本在 -20 °C 下保存,以备后续使用。DNA 提取完成后,必须评估其质量和数量。可通过分光光度法进行检测:使用 NanoDrop 2000/2000C 仪器,将测量类型设为核酸,选择 DNA 50 作为计算方式,并用 1.5 µL 水初始化仪器。
用1.5微升稀释液清洁基座并进行空白测量。此处使用蒸馏水。清洁基座后,加入1.5微升样品,然后点击测量。是的。很好。
此时,A260/A280 比值为 1.8 最为理想。您的 DNA 已可用于后续实验应用,包括但不限于基因芯片、比较基因组杂交、甲基化 DNA 免疫沉淀以及测序。
如果这些方案无需立即使用,可参见此处的链接。请将样品储存在零下 20 摄氏度,以备后续使用。
本视频演示了从福尔马林固定石蜡包埋组织样本中提取DNA的实验方案。该过程包括脱蜡、再水化和消化步骤,以分离出用于分析的DNA。
从福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本库中提取高质量DNA,可实现对疾病进展的回顾性遗传学和表观遗传学分析,有助于利用现有临床标本进行靶点验证和生物标志物发现。该方法通过释放历史组织样本用于分子谱型分析,解决了转化医学研究中样本可及性的限制。从FFPE样本中纯化的DNA可支持多种下游应用,如阵列比较基因组杂交(array CGH)、甲基化DNA免疫沉淀(MeDIP)和测序,从而促进对正常与病变组织的整合分析。
DNA 提取方法使得福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织可作为发现生物学工作流程的有效起始材料,从而能够在先导化合物识别和临床前评估之前进行分子分析。