二、生物素标记cRNA探针在原位杂交组织化学中的应用
(一)光敏生物素标记cRNA探针的应用
以线性质粒DNA为模板合成未加标记物的cRNA探针,使其最终浓度为0.5~1.0μg/μl(500~1000ng/μl),再与等体积的光敏生物素(1μg/μl)混合。在150瓦卤素灯下,距离光源20cm处照射30min。用仲丁醇抽提游离生物素,再用丁醇沉淀回收光敏生物素cRNA探针,将其溶于适量的灭菌双蒸水,用紫外分光光度计测探针的光密度(详第十九章 ),其最佳工作浓度为2μg/ml。
切片的制作、预处理、预杂交、杂交和杂交后冲洗的方法同概述中基本方法一节 。
光敏生物素核酸探针原位杂交组化程序:
(1)石蜡切片脱蜡入水后,置0.1mol/l PBS pH7.2冲洗5min;冰冻切片直接入PBS冲洗5min。
(2)0.1mol/l 甘氨酸PBS冲洗5min。
(3)0.4%Trition X-100 PBS 冲洗15min。
(4)蛋白酶K1μg/ml(0.1mol/l Tris –HCl pH8.0, 50mmol/L EDTA配)37℃保温30min。
(5)4%多聚甲醛PBS固定5min。
(6)0.1mol/l PBS冲洗2×3min。
(7)0.25%乙酸酐(0.1mol/l 三乙醇胺配制)10min。
(8)2×SSC冲洗10min(1×SSC:0.15mol/l NaCl, 0.015mol/L 柠檬酸钠)。
(9)取10μl含相应探针的杂交液滴于标本上,如果是cDNA探针则用前将探针于95℃水浴中保温10min,马上放入冰浴中冷却,然后再用。
(10)盖上22×22mm的硅化盖片或合适大小的蜡膜,入温盒43℃保温12~16h。
(11)4×SSC洗脱盖片,并在同一液中37℃漂洗10~30min。
(12)2×SSC(含20μg/mlRNaseA, 适于RNA探针)冲洗30min,37℃。
(13)1×SSC,0.1×SSC,37℃各漂洗10~30min。
(14)0.05mol/l PBS 冲洗4×5min。
(15)3%BSA(0.4%Triton X-100 PBS配)37℃保温30min。
(16)Avidin –AKP(碱性磷酸酶)(1:500~1:100,0.4%Triton X-100 PBS配)室温1~3h。
(17)0.05mol/l PBS冲洗4×5min。
(18)TSM1冲洗2×5min。
(19)TSM2冲洗2×5min。
(20)硝基四氮唑蓝(NBT)0.4%mg/ml 和5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸(BCIP)0.2mg/ml混合液显色,室温,暗处3h。
(21)20mmol/l EDTA,pH8.0终止显色。
(22)甘油明胶直接封片。
结果:杂交阳性部位着蓝黑色。
组织处理及预杂交所用器皿需高温消毒,实验者需戴手套。
(二)酶促生物素标记cRNA探针的应用
基本方法和放射性标记cRNA探针同,所不同的是探针浓度为2.5μg/μl。显示探针反应步骤如下。
(1)用PBS冲洗粘附有切片的载片2×3min。根据情况也可用漂洗法。
(2)将载片浸入0.3%H2O2在PBS或甲醇内30min以封闭内源性过氧化物酶。
(3)PBS冲洗2×3min,用吸水纸拭干切片周围的水份,加入小鼠抗生物素血清1:100和PBS含正常羊血清(1:30),室温1h,或4℃过夜。
(4)PBS彻底冲洗。
(5)载片加生物素化抗小鼠IgG(1:100)30min室温。
(6)PBS彻底冲洗。
(7)应用ABC复合物与等量的1%牛血清白蛋白-PBS液混合孵育1h,室温。
(8)PBS彻底冲洗。
(9)将切片覆以新鲜配制的0.025%DAB溶液,0.02%H2O2,孵育3~15min。
(10)水洗,复染,脱水,透明和以甘油/PBS或DPX封固。如需要可用银染,多层ABC或PAP法加强染色效果。
三、地高辛标记cRNA探针的应用
(一)基本原理
地高辛(Digoxigenin 简写Digo-)又称异羟基洋地黄毒甙配基,这种类固醇半抗原仅限于洋地黄类植物,其抗体与其它任何固醇类似物如人体中的性激素等无交叉反应,地高辛配基标记于脱氧尿嘧啶三磷酸核苷(dUTP)上形成digoxigenin –11-dUTP(图20-3)。通过随机引物或缺口翻译法(多用随机引物法),将dig-11-dUTP与探针的核酸分子相连,构成Dig-配基标记的核酸探针。将这种标记的探针与组织、细胞或染色体原位核酸分子之间的同源序列在一定条件下互补杂交,然后用偶联有酶或荧光素的羊抗高地辛抗体Tab(抗原结合片段)结合物作为酶标或荧光标记,再分别用显色底物使杂交部位显色或产生荧光以达到检测目的,其反应过程见图20-3。

图20-3 地高辛标记的探针检测酶联免疫反应
常用的免疫酶学检测方法有两类:一是Dig –HRP(辣根过氧化物酶)检测体系,以DAB(四氢氯化二氨基联苯胺)/H2O2为底物,结果为棕色;或以4-氯-1-萘酚/H2O2为底物,结果为蓝色。另一是Dig –AKP检测体系:以BCIP/NBT为底物,结果为蓝紫色沉淀。与免疫细胞化学方法相似,如应用酶促反应会较单一信号的标记物如荧光素具有更高的灵敏度。同样是酶促化学反应,AKP灵敏度和分辨率较HRP高约10倍左右,但HRP的优点为价廉、稳定。
应用地高辛标记的核酸探针也较稳定,据报告在-20℃贮存可达2年,随时要取用,不像放射性标记探针有半衰期所致的时间限制。但在现实应用中,仍喜欢采用新鲜的地高辛配基标记3~6个月以内的核酸探针。为节 省核酸探针的用量,凡使用过的含有探针的杂交液也可反复多次使用,特别是对于已知的重复性实验。对于细胞或组织内未知mRNA的检测,仍宜采用未使用过的探针杂交液为佳。
与放射性标记相比,地高辛标记探针具有非放射性探针的优点,对人体无害,不受半衰期限制,探针可长期保存。与生物素标记探针相比,地高辛探针不受组织、细胞中内源性生物素的干扰,敏感性高。由于地高辛具有灵敏度及分辨率高,反应产物颜色鲜艳,反差好,背景染色低,制备探针可较长期保存,对人体无害等优点,已日益显示出它的优越性和广泛的应用前景。它不仅可应用于原位杂交细胞化学,还可应用于Southern印迹杂交法检测特定基因组序列,进行RFLP分析用于基因诊断,菌落原位杂交,噬菌斑原位杂交,固定细胞及中期染色体原位杂交以及生物体液中,组织中病毒DNA序列的检测。这一技术还被应用于检测DNA标记物及测序,对人类染色体连锁图谱进行构建和基因图谱分析。
(二)基本操作步骤
组织处理及预杂交等步骤与本章 中叙述的放射性同位素标记cRNA探针相同,但由于地高辛标记cRNA探针在原位杂交细胞化学中已愈来愈得到广泛的应用,我们在基本方法中仍较详细的叙述其操作过程。
1.组织前处理在组织制片中以冷冻切片(厚10~30μm)最佳。切片贴在预先清洁,高温处理并涂以粘附剂载玻片上,先在37℃预干燥4h,然后置于37℃烤箱中过夜。经过上述处理的切片如在-20℃可保存2~3周,在-70℃可保存数月之久,有报告可保存数年之久的。但仍以新鲜制片为好。如为石蜡包埋切片,应脱蜡经梯度酒精入水。一般不提倡浸入二甲苯溶液。但在细胞内mRNA含量高时应用二甲苯脱蜡后仍能显示。经水洗后入37℃烤箱4h或过夜,然后进行杂交前处理。
在烘烤及低温保存时,为防尘埃及空气中RNA酶的污染,宜用锡箔纸(foilpaper)包被,内加少许干燥剂(变色硅胶)。
下列步骤所需玻璃器皿均需消毒,操作者需戴手套。
(1)PBS洗2×3min。
(2)选择少数几张切片作为“RNA酶对照片”。
其它切片暂放于PBs 内。
RNA酶对照片处理方法:加RNA酶(100μg/ml)在预热37℃的溶液内。放在潮湿的盛有少许2×SSC塑料盒或蒸发皿内。在每张切片上覆以过量的RNA酶溶液,在37℃孵育30min后用2×SSC冲洗,2×3min,然后与其它保存在PBS的切片一起进行下列处理。
(3)蛋白酶K消化:将组织切片放在0.1mol/l Tris/50mmo/L EDTA pH8.0,内含蛋白酶K1μg/ml,孵育15~20min。消化时间应根据组织的种类,厚度反复试验调整。时间过短探针不易进入,过长影响细胞或组织的形态结构。
(4)0.1mol/L甘氨酸/PBs 5min终止蛋白激酶K反应。0.25%乙酸酐(0.1mol/l 三乙醇胺配制)10min。
(5)在4%多聚甲醛/PBS3min。
(6)以PBs 漂洗2×3min。
(7)浸入新鲜配制的0.25%乙酸酐(0.1mol/L三乙醇胺配制)10min,以封闭非特异性结合部位。
(8)2×SSC漂洗15min。
2.杂交以含cRNA探针(0.5ng/ml)的杂交液,按每张切片10~2μl的量覆盖切片。地高辛配基标记的cRNA核酸探针保存浓度为2.5ng/ml,用前稀释备用。覆以硅化盖玻片或塑料蜡膜,置于盛有少量2×SSC温盒内在42℃,16~18h或过夜。
3.显示