荧光原位杂交技术(FSH) 仇均易16307130065 、技术简介 荧光原位杂交技术(FISH)是在染色体、间期细胞核和DNA纤维上进行DNA序列定 位的一种有效手段。该技术是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展 起来的一种非放射性原位杂交技术。在20世纪90年代,FISH在方法上逐步形成了从单色向多 色、从中期染色体FISH向粗线期染色体FISH再向iber-FISH的发展趋势,灵敏度和分辨率也 有了大幅度的提高。目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构的研究、染色体精细结 构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学等多个领域中 、技术原理 Fluoresence In Situ Hybridization probe DNA Denature Hybridize Labeling with fluorescent dye 荧光原位杂交技术是用已知的标记单链核酸为探针,根据核酸碱基互补配对原理,与待 检材料中未知的单链核酸进行异性结合,形成可被检测的杂交双链核酸。进而通过带有荧光 基团的抗体去识别半抗原进行检测,或者用荧光基团对探针进行直接标记并与目标序列结 合’最后利用荧光显微镜直接观察目标序列在细胞核丶染色体或切片组织中的分布情况。由 于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列,因此可以使用探针直接与染色体进 行杂交从而在染色体上定位特定的基因
荧光原位杂交技术（FISH） 仇均易 16307130065 ⼀、技术简介 荧光原位杂交技术（ FISH） 是在染⾊体、间期细胞核和 DNA 纤维上进⾏ DNA 序列定 位的⼀种有效⼿段。该技术是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展 起来的⼀种⾮放射性原位杂交技术。在20世纪90年代，FISH在⽅法上逐步形成了从单⾊向多 ⾊、从中期染⾊体FISH向粗线期染⾊体FISH再向fiber-FISH的发展趋势，灵敏度和分辨率也 有了⼤幅度的提⾼。⽬前这项技术已经⼴泛应⽤于动植物基因组结构的研究、染⾊体精细结 构变异分析、病毒感染分析、⼈类产前诊断、肿瘤遗传学等多个领域中。 ⼆、技术原理 荧光原位杂交技术是⽤已知的标记单链核酸为探针，根据核酸碱基互补配对原理，与待 检材料中未知的单链核酸进⾏异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。进⽽通过带有荧光 基团的抗体去识别半抗原进⾏检测，或者⽤荧光基团对探针进⾏直接标记并与⽬标序列结 合，最后利⽤荧光显微镜直接观察⽬标序列在细胞核、染⾊体或切⽚组织中的分布情况。由 于DNA分⼦在染⾊体上是沿着染⾊体纵轴呈线性排列，因此可以使⽤探针直接与染⾊体进 ⾏杂交从⽽在染⾊体上定位特定的基因
三、技术应用 1.产前诊断 FISH技术可以用于常见染色体数目异常的确诊,检测由此原因引起的多种疾病。FISH适 用于多种标本,如羊水细胞、绒毛细胞等,并且不仅适用于中期染色体,也适用于间期核及 细胞周期的所有阶段。与放射性原位杂交相比较,FISH技术无放射性同位素污染,且敏感 性与同位素检测相当,可以取代放射性原位杂交成为一种新的产前诊断的选择。 2.检测血液肿瘤及实体瘤 血液肿瘤是我国十大高发肿瘤之一,随着研究的一步步展开,科学家们发现细胞遗传学 对肿瘤分型、诊断、治疗和预测预后都具有重要的意义。在临床上对血液肿瘤的FⅠSH检测 主要集中在以下几个方面:染色体异位形成的融合基因检测;基因缺失的检测(一些关键基 因的缺失有助于我们对肿瘤进行诊断以及预后判断);微小残留病灶的检测;对异性间造血 干细胞移植的植入状态监测 此外,FSH还被广泛用于乳腺癌、膀胱癌、宫颈癌、肺癌、淋巴瘤等实体瘤的辅助诊断, 其目的在于对肿瘤的早期诊断、疗效检测、个体化洽疗和预后判断等方面 3.基因扩增和缺失的检测 FISH的高空间分辨率和敏感性使得亲本和扩增基因在抗病虫害细胞中定位成为可能。被 扩增基因主要在同一染色体臂上,但离初始亲本基因有一定距离,且经常独立地位于染色体 端粒部位;实用FISH技术能够分析出细胞断裂可能是由于染色体含有扩增区域的结构重排。 同时用FSH可定位转基因植物中外源基因位置和拷贝数,此法在番茄、烟草、大麦、小麦、 黑麦等作物中已获成功 另外,利用FISH技术也可检测一些与遗传性疾病相关的基因缺失,如成功检测了 aniridia 疾病(一种虹膜缺失的罕见遗传异常疾病)患者缺失的基因。 四、技术优缺点 与其他原位杂交技术相比,荧光原位杂交具有很多优点,主要体现在 1FISH不需要放射性同位素作探针标记,经济且安全 2FISH的探针稳定性高 3FISH的实验周期短、特异性好、定位准确;
三、技术应⽤ 1. 产前诊断 FISH技术可以⽤于常见染⾊体数⽬异常的确诊，检测由此原因引起的多种疾病。FISH适 ⽤于多种标本，如⽺⽔细胞、绒⽑细胞等，并且不仅适⽤于中期染⾊体，也适⽤于间期核及 细胞周期的所有阶段。与放射性原位杂交相⽐较，FISH技术⽆放射性同位素污染，且敏感 性与同位素检测相当，可以取代放射性原位杂交成为⼀种新的产前诊断的选择。 2. 检测⾎液肿瘤及实体瘤 ⾎液肿瘤是我国⼗⼤⾼发肿瘤之⼀，随着研究的⼀步步展开，科学家们发现细胞遗传学 对肿瘤分型、诊断、治疗和预测预后都具有重要的意义。在临床上对⾎液肿瘤的FISH检测 主要集中在以下⼏个⽅⾯：染⾊体异位形成的融合基因检测；基因缺失的检测（⼀些关键基 因的缺失有助于我们对肿瘤进⾏诊断以及预后判断）；微⼩残留病灶的检测；对异性间造⾎ ⼲细胞移植的植⼊状态监测。 此外，FISH还被⼴泛⽤于乳腺癌、膀胱癌、宫颈癌、肺癌、淋巴瘤等实体瘤的辅助诊断， 其⽬的在于对肿瘤的早期诊断、疗效检测、个体化治疗和预后判断等⽅⾯。 3. 基因扩增和缺失的检测 FISH的⾼空间分辨率和敏感性使得亲本和扩增基因在抗病⾍害细胞中定位成为可能。被 扩增基因主要在同⼀染⾊体臂上，但离初始亲本基因有⼀定距离，且经常独⽴地位于染⾊体 端粒部位；实⽤FISH技术能够分析出细胞断裂可能是由于染⾊体含有扩增区域的结构重排。 同时⽤FISH 可定位转基因植物中外源基因位置和拷贝数，此法在番茄、烟草、⼤麦、⼩麦、 ⿊麦等作物中已获成功。 另外，利⽤FISH技术也可检测⼀些与遗传性疾病相关的基因缺失，如成功检测了aniridia 疾病(⼀种虹膜缺失的罕见遗传异常疾病)患者缺失的基因。 四、技术优缺点 与其他原位杂交技术相⽐，荧光原位杂交具有很多优点，主要体现在： 1.FISH不需要放射性同位素作探针标记，经济且安全； 2.FISH的探针稳定性⾼； 3.FISH的实验周期短、特异性好、定位准确；
4.FISH可定位长度在1kb的DNA序列,检测的灵敏度接近同位素探针 5.多色FISH通过在同一个核中显示不同的颜色可同时检测多种序列,从而大大加速生物 基因组和功能基因定位的研究。 然而,荧光原位杂交技术也有一定的缺点,即杂交程度不能达到100%,特别是在应用较 短的cDNA探针时,检测效率明显下降。在这一问题上,技术有待更好地发展。 参考文献 1陈成忠,于洪芹荧光原位杂交技术及其应用U生物学教学,2007,32(1):2-4 凹]卢军,李乐玉,朱利泉等荧光原位杂交技术的研究进展及其在染色体识别应用中的展望 安徽农业科学,2008,36(3):911-913 [3]何世斌、柴连琴、谭珺隽等荧光原位杂交技术的研究进展植物科学学报2014,32(2) 199~204 4]陈乐真张杰荧光原位杂交技术及其应用U细胞生物学杂志,1999,21(4:177~180
4.FISH可定位长度在1kb的DNA序列，检测的灵敏度接近同位素探针； 5.多⾊FISH通过在同⼀个核中显⽰不同的颜⾊可同时检测多种序列，从⽽⼤⼤加速⽣物 基因组和功能基因定位的研究。 然⽽，荧光原位杂交技术也有⼀定的缺点，即杂交程度不能达到100%，特别是在应⽤较 短的cDNA探针时，检测效率明显下降。在这⼀问题上，技术有待更好地发展。 参考⽂献： [1]陈成忠，于洪芹.荧光原位杂交技术及其应⽤[J].⽣物学教学，2007，32（1）:2~4. [2]卢军，李乐⽟，朱利泉等.荧光原位杂交技术的研究进展及其在染⾊体识别应⽤中的展望. 安徽农业科学，2008,36（3）：911~913. [3]何世斌、柴连琴、谭珺隽等.荧光原位杂交技术的研究进展 .植物科学学报 2014，32( 2) : 199~204 [4]陈乐真,张杰.荧光原位杂交技术及其应⽤[J]. 细胞⽣物学杂志，1999，21(4):177~ 180