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您现在的位置: 医学全在线 > 理论教学 > 基础学科 > 免疫细胞与核酸分子杂交 > 正文:原位杂交组织化学概述
    

原位杂交组织化学概述

 

  (二)玻片和组织切片的处理

  1.玻片的处理玻片包括盖片和载片应用热肥皂刷洗,自来水清洗干净后,置于清洁液中浸泡24h,清水洗净烘干,95%酒精中浸泡24h后蒸馏水冲洗、烘干,烘箱温度最好在150℃或以上过夜以去除任何RNA酶。盖玻片在有条件时最好用硅化处理,锡箔纸包裹无尘存放(硅化方法见附录)。

  由于ISHH的实验周期长,实验程序繁杂,因此,要应用粘附剂预先涂抹在玻片上,干燥后待切片时应用,以保证在整个实验过程中切片不致脱落。常用的粘附剂有铬矾-明胶液,其优点是价廉易得,但在长周期实验过程中,粘附效果不够理想。多聚赖氨酸液具有较好的粘附效果,但价格昂贵,需进口。近年Vector Lab (U.S.A.)推出一种新的粘附剂叫Vectorband Reagent,每一单位包装可制备500~700张载玻片,粘附效果极佳,价格较多聚赖氨酸便宜,制片后可长期保存应用。目前国内尚无生产,需国外进口(配方见附录2)。

  2.增强组织的通透性和核酸探针的穿透性此步骤根据应用固定剂的种类、组织的种类、切片的厚度和核酸探针的长度而定。比如用戊二醛固定的组织由于其与蛋白质产生广泛的交叉连接就需要应用较强的增强组织通透性的试剂。增强组织通透性常用的方法如应用稀释的酸洗涤、去垢剂(detergent)或称清洗剂Triton X-100、酒精或某些消化酶如胃蛋白酶、胰蛋白酶、胶原蛋白酶和淀粉酶(diastase)等。这种广泛的去蛋白作用无疑可增强组织的通透性和核酸探针的穿透性,提高杂交信号,但同时也会减低RNA的保存最和影响组织结构的形态,因此,在用量及孵育时间上应慎为掌握。

  蛋白酶K(Proteinase K)的消化作用在ISHH中是应用于蛋白消化的关键步骤,其浓度及孵育时间视组织种类、应用固定剂种类、切片的厚薄而定。一般应用酶k 1μg/ml(于0.1mol/l Tris/50mmol/L EDTA, pH8.0缓冲液中),37℃孵育15~20min,以达到充分的蛋白消化作用而不致影响组织的形态为目的。蛋白酶K还具有消化包围着靶DNA的蛋白质的作用,从而提高杂交信号。在蛋白酶K消化后,应用0.1mol/L的甘氨酸溶液(在PBS中)清洗以终止蛋白酶K的消化作用,甘氨酸是蛋白酶K的抑制剂。为保持组织结构,通常用4%多聚甲醛再固定。Burns等(1987)报告应用胃蛋白酶(Pepsin)20~100μg/ml(用0.1n HCl 配)37℃、30min进行消化,所获实验结果优于蛋白酶K。

  不少实验工作者在多聚甲醛固定后,浸入乙酸酐(acetic anhydride)和三乙醇胺(tri-ethanolamine)中以减低静电效应,减少探针对组织的非特异性背景染色。有的作者除在室温下浸于上述溶液10min外,还在预热37℃的50%甲酰胺/2×SSC液中预杂交15min,然后用2×SSC,0.30mol/l NaAc/0.030mol/L枸橼酸钠液中浸15min。但Heinz、Hofer等一些著名学者却对此持有异议,根据他们的实验和经验证明,乙酸酐和三乙醇胺液的处理并不能起到减低背景的目的,不能改善ISHH的信/噪比例。

  3.减低背景染色和免疫细胞化学染色一样ISHH实验程序中,如何减低背景染色是一个重要的问题。ISHH中背景染色的形成是诸多因素构成的。杂交后(Posthybridization )的酶处理和杂交后的洗涤均有助于减低背景染色。

  预杂交(Prehybridization)是减低背景染色的一种有效手段。预杂交液和杂交液的区别在于前者不含探针和硫酸葡聚糖(Dextran sulphate)。将组织切片浸入预杂交液中可达到封闭非特异性杂交点的目的,从而减低背景染色。

  有的实验室在杂交后洗涤中采用低浓度的RNA酶溶液(20μg/ml)洗涤一次,以减低残留的和内源性的RNA酶,减低背景染色。

  4.防止RNA酶的污染由于在手指皮肤及实验用玻璃器皿上均可能含有RNA酶,为防止其污染影响实验结果,在整个杂交前处理过程都需戴消毒手套。所有实验用玻璃器皿及镊子都应于实验前一日置高温(240℃)烘烤以达到消除RNA酶的目的。要破坏RNA酶,其最低温度必须在150℃左右。有条件的国外实验室在消毒的玻璃器皿外包以锡箔纸以利于标记和防止取出时空气污染。在无高温消毒的烤箱时,亦可用国内出产的卫生蒸汽消毒锅(山东新华医疗器材厂生产)。杂交前及杂交时所应用的溶液均需经高压消毒处理。

  (三)杂交(Hybridisation)

  在ISHH,整个实验周期是比较长的,实验程序也比较繁杂,而杂交在ISHH整个实验中可被认为是“短兵相接”的一步。杂交前的一切准备工作如增加组织通透性都是为了在杂交这一步骤中核酸探针能进入细胞或组织与其内的靶核苷酸相结合。因此,杂交是ISHH中关键的而且是最重要的一个环节 。

  杂交是将杂交液滴于切片组织上,加盖硅化的盖玻片。国内向正华等采用无菌的蜡膜代替硅化的盖玻片也可获得满意的实验结果。加盖片的目的是防止孵育过程中的高温(50℃左右)导致杂交液的蒸发。因此,也有为稳妥起见,在盖玻片周围加液体石蜡封固的,但作者认为这并不十分必要,因封固的石蜡在高温下融解反易导致杂交液的污染,必要时可加橡皮泥封固盖片四周。硅化的盖玻片的优点是清洁无杂质,光滑不会产生气泡和影响组织切片与杂交液的接触,盖玻片自身有一定重量能与有限的杂交液吸附达到覆盖和防止蒸发的作用。在孵育时间较长时,为保证杂交所需的湿润环境,可将复有硅化盖玻片进行杂交的载片放在盛有少量5×SSC或2×SSC(standard saline citrate, SSC)溶液的硬塑料盒(要能防止高温破坏)中进行孵育。杂交液的成分和预杂交液基本相同,所不同的是加入了标记的核酸探针和硫酸葡聚糖(配方见附录)。

  如前所述,杂交前的准备只是为杂交的成功奠定基础,要获得满意的实验结果,在杂交这一实验过程中还须注意以下的环节 。

  1.探针的浓度很难事先确定每一种实验探针的浓度,但要掌握一个原则,即探针浓度必须给予该实验最大的信/噪比值。背景染色的高低也与探针浓度有关。根据国内外实验工作者的经验,认为最佳原则应是应用最低探针浓度以达到与靶核苷酸的最大饱和结合度为目的。这和我们在免疫细胞化学试验中选择抗血清的最佳工作浓度的原则一样。

  探针浓度依其种类和实验需要略有不同,根据笔者的经验及所查阅文献,在原位杂交细胞化学中,探针浓度为0.5~5.0μg/ml(即0.5~5.0ng/μl)。根据Heinz 、Hofelt实验室经验,对放射性标记的dsDNA或cRNA探针,其浓度在2~5ng/μl。Conlton认为生物素标记探针,其最佳浓度在0.5~5ng/μl。作者在英皇家研究生院Polak教授实验室应用于放射性标记cRNA探针的浓度为0.5ng/μl,而在非放射性标记(生物素或地高辛)cRNA探针浓度为2.5ng/μl,放射性标记DNA探针浓度为1.0ng/μl。向正华等应用地高辛标记生长抑素cRNA探针获得满意结果,其探针浓度为0.5ng/μl。

  必须强调的是,国内外实验室都证明加杂交液的量要适当,以10~20μl/每张切片为宜。杂交液过多不仅造成浪费,而且液量过多常易致盖玻片滑动脱落,影响杂交效果,过量的杂交液含核酸探针浓度过高,反易导致高背景染色等不良后果。

  2.探针的长度一般应用于ISHH探针的最佳长度应在50~100个碱基之间。探针短易进入细胞,杂交率高,杂交时间短。据报告,长500个碱基的探针,其杂交时间约需20h左右。200~500个碱基的探针仍可应用,如超过500个碱基的探针则在杂交前最好用碱或水解酶进行水解,使其变成短的片段,达到实验所需求的碱基数。

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