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DNA實驗技術(shù):原位雜交實驗要求及步驟1

來源:上海北諾生物科技有限公司   2013年08月06日 16:28  
原位雜交組織(或細(xì)胞)化學(xué) (In situ Hybridization Histochemistry,ISHH) 簡稱原位雜交(In Situ Hybridization),屬于固相分子雜交的范疇,它是用標(biāo)記的DNA或RNA為探針,在原位檢測組織細(xì)胞內(nèi)特定核酸序列的方法。根據(jù)所用探針和靶核酸的不同,原位雜交可分為DNA-DNA雜交,DNA-RNA雜交和RNA-RNA雜交三類。

根據(jù)探針的標(biāo)記物是否直接被檢測,原位雜交又可分為直接法和間接法兩類。直接法主要用放射性同位素、熒光及某些酶標(biāo)記的探針與靶核酸進行雜交,雜交后分別通過放射自顯影、熒光顯微鏡術(shù)或成色酶促反應(yīng)直接顯示。間接法一般用半抗原標(biāo)記探針,zui后通過免疫組織化學(xué)法對半抗原定位,間接地顯示探針與靶核酸形成的雜交體。

原位雜交zui初是以同位素標(biāo)記探針進行的。盡管同位素標(biāo)記(如35S,3H,32P等)仍然廣泛使用,但非同位素標(biāo)記探針的迅速發(fā)展(尤其是生物素標(biāo)記探針和地高辛標(biāo)記探針),更引起科技工作者的極大興趣。
 
一、基本要求
1.  組織取材:組織取材應(yīng)盡可能新鮮。由于組織RNA降解較快,所以新鮮組織和培養(yǎng)細(xì)胞在30 min 內(nèi)固定。
2.  固定目的是:
(1)保持細(xì)胞結(jié)構(gòu);
(2)zui大限度地保持細(xì)胞內(nèi)DNA或RNA的水平;
(3)使探針易于進入細(xì)胞或組織。
zui常用的固定劑是多聚甲醛,與其它醛類固定劑(如戊二醛)不同,多聚甲醛不會與蛋白質(zhì)產(chǎn)生廣泛的交叉連接,因而不會影響探針穿透入細(xì)胞或組織。
3.  增強組織的通透性和核酸探針的穿透性:
(1)稀酸處理和酸酐處理:為防止探針與組織中堿性蛋白之間的靜電結(jié)合,以降低背景,雜交前標(biāo)本可用0.25%乙酸酐處理10 min,經(jīng)乙酸酐處理后,組織蛋白中的堿性基團通過乙酰化而被阻斷。組織和細(xì)胞標(biāo)本亦可用0.2 M HCl處理10 min,稀酸能使堿性蛋白變性,結(jié)合蛋白酶消化,容易將堿性蛋白移除。
(2)去污劑處理:去污劑處理的目的是增加組織的通透性,利于雜交探針進入組織細(xì)胞,zui常應(yīng)用的去污劑是Triton X-100。注意:過度的去污劑處理不僅影響組織的形態(tài)結(jié)構(gòu),而且還會引起靶核酸的丟失。
(3) 蛋白酶處理:蛋白酶消化能使經(jīng)固定后被遮蔽的靶核酸暴露,以增加探針對靶核酸的可及性。常用的蛋白酶有蛋白酶K(proteinase K),還有鏈霉蛋白酶(pronase)和胃蛋白酶(pepsin)等。
4.  雜交緩沖液孵育:
雜交前用不含探針的雜交緩沖液在雜交溫度下孵育2 hr,以阻斷玻片和標(biāo)本中可能與探針產(chǎn)生非特異性結(jié)合的位點,達到減低背景的目的。
5.  防止污染:
由于在手指皮膚及實驗室用玻璃器皿上均可能含有RNA酶,為防止其污染影響實驗結(jié)果,在整個雜交前處理過程中都需要戴消毒手套,實驗所用玻璃器皿及鑷子都應(yīng)于實驗前一日置高溫烘烤(180℃)以達到消除RNA酶的目的。雜交前及雜交時所用的溶液均需經(jīng)高壓消毒處理。
6.  雙鏈DNA探針和靶DNA的變性:
雜交反應(yīng)進行時,探針和靶核酸都必須是單鏈的。如果用雙鏈DNA探針進行雜交(包括檢測RNA時),雙鏈DNA探針在雜交前必須進行變性。探針變性后要立即進行雜交反應(yīng),不然解鏈的探針又會重新復(fù)性。

雜交液:
雜交液內(nèi)除含一定濃度的標(biāo)記探針外,還含有較高濃度的鹽類、甲酰胺、硫酸葡聚糖、牛血清白蛋白及載體DNA或RNA等。

雜交液中含有較高濃度的Na+可使雜交率增加,可以減低探針與組織標(biāo)本之間的靜電結(jié)合。甲酰胺可使Tm降低,雜交液中含每1%的甲酰胺可分別使RNA:RNA,RNA:DNA,DNA:DNA的雜交溫度降低0.35℃,0.5℃和0.65℃。

所以,雜交液中加入適量的甲酰胺,可避免因雜交溫度過高而引起的組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的破壞以及標(biāo)本的脫落。硫酸葡聚糖能與水結(jié)合,從而減少雜交液的有效容積,提高探針有效濃度,以達到提高雜交率的目的(尤其對雙鏈核酸探針)。

在雜交液中加入牛血清白蛋白及載體DNA或RNA等,都是為了阻斷探針與組織結(jié)構(gòu)成分之間的非特異性結(jié)合,以減低背景。

探針的濃度:
探針濃度依其種類和實驗要求略有不同,一般為0.5~5.0 μg/ml(0.5~5.0 ng/μl)。zui適宜的探針濃度要通過實驗才能確定。

探針的長度:
一般應(yīng)在50-300個堿基之間,zui長不宜超過400個堿基。探針短易進入細(xì)胞,雜交率高,雜交時間短。

二、試劑準(zhǔn)備
1.   0.1 M PBS (pH7.2):Na2HPO4•12 H2O 61.6 g、NaH2PO4•2 H2O 5.6 g、NaCl 9 g,加ddH2O至2000 ml,高壓滅菌。
2.  0.2 M PB ((pH7.2):Na2HPO4•12 H2O 61.6 g、NaH2PO4•2 H2O 5.6 g 加ddH2O至1000 ml,高壓滅菌。
3.  0.1 M甘氨酸:0.75g甘氨酸溶于0.1 M PBS,定容至100 ml,高壓滅菌。
4.  4%多聚甲醛:多聚甲醛40 g加ddH2O 400 ml,加熱至70℃左右,用1 M NaOH調(diào)pH至7.0,用ddH2O定容至500 ml,再加0.2 M PBS 500 ml,總體積為1000 ml。
5.  16×Denhardt溶液:聚乙烯吡咯酮0.4 g、小牛血清白蛋白(BSA) 0.4 g、聚蔗糖0.4 g,加dd H2O至10 ml,無菌抽濾、分裝, -20℃保存?zhèn)溆谩?br />6.  預(yù)雜交液:去離子甲酰胺10 ml、50%硫酸葡聚糖4 ml,于50℃促溶后,再依次加入16×Denhardt液0.2 ml、1 M Tris-HCl(pH 8.0) 0.2 ml、5 M NaCl 1.2 ml、0.5 M EDTA(pH 8.0) 0.04 ml、0.1 M 二硫蘇糖醇 2 ml、ddH2O 2.21 ml,總體積為10 ml。無菌抽濾、分裝,-20℃保存?zhèn)溆谩ER用前加入50 mg/ml 變性鮭魚精DNA 75 μl/ml。
7.  20×SSC: NaCl 175.3 g、檸檬酸三鈉88.2 g,加水至800 ml,用2 N NaOH調(diào)pH至7.0,再用ddH2O定容至1000 ml。
8.  抗體稀釋液:Triton X-100 80 μl、BSA 0.2 g,以0.05 M PBS定容至20 ml。
9.  TSM1:1 M Tris-HCl(pH 8.0)10 ml、5 M NaCl 2 ml、1 M MgCl2 1ml,加ddH2O 100 ml。
TSM2(新鮮配制):1 M Tris-HCl(pH 9.5)10 ml、5 M NaCl 2 ml、1 M MgCl2 1 ml,加ddH2O至100 ml。
顯色液(臨用前現(xiàn)配):5 ml TSM2 加顯色液原液(NBT/BCIP)150 μl,并加適量左旋咪唑使其終濃度為0.24 μg/ml,避光。

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