染色体显微切割
材料与仪器
RPMI 1640完全培养基 PHA 秋水仙胺 低渗液 固定液 胰蛋白酶工作液 吉姆萨染液 乙酸钠 酶稀释缓冲液 PCR反应混合物 PNM 缓冲液
玻璃针 Kopf 针或移液管成型器 Stratalinker 2400 倒置显微镜 液压显微操作装置 PCR 仪 PCR 管
步骤
一、显微切割中期染色体的制备
1.取 0.5 mL 外周血与含 PHA 的 4.5 mL RPMI1640 培养液混合,在 37°C 培养细胞 64~68 h。
2.收获细胞前 20 min 在培养基中加入 25 ml 秋水仙胺(lO^g/mL),继续在 37°C 培养。
3.将细胞培养物移至 15 mL 离心管中 250 g 离心 5 min,然后小心弃上清。
4.用 10 mL 低渗液重悬细胞沉淀,37°C 水浴中温育 12~18 min,250 尽离心 5 min,弃上清。
5.用 8 mL 新鲜配制的 Camoy 固定液轻柔地重悬细胞,将试管放置冰中至少 2 h,250 g 离心 5 min,然后小心弃上清。
6.用 5 mL 固定液洗细胞 2 次,250 g 离心 5 min。
7.用 0.5~1.5 mL 固定液重悬细胞,获得有点不透明的悬液用于滴片(见注释 2)。
8.滴 2 或 3 滴细胞悬液在干净的呈 45°角倾斜的盖玻片上,随液体的流动铺匀整张片子,不要吹片子避免污染。
9.将片子在 37°C 无菌容器中可放置 3~5d 备用(见注释 3)。
10.在显微切割前完成用胰蛋白酶-Giemsa 处理的标准 G 带。用胰蛋白酶工作液在室温中处理 1~2 min/将片子移至室温条件下的 Giemsa 工作液 5 min,然后用蒸馏水漂洗片子,气干。
二、显微切割和拓扑异构酶 I 处理
1.在倒置显微镜下找到靶染色体,该显微镜有可随意转动的载物台,以使靶染色体垂直于玻璃针的移动轴。如果可能,显微镜应放在防震的台面上以减少振动。
2.用固定在显微镜上的显微操作装置控制的玻璃针切割靶染色体区域(见注释 4)。
3.将玻璃针的针尖放置在靶 DNA 片段的正上方,然后向下移动玻璃针轻轻触及该片段。利用静电的力量将 DNA 片段吸到针尖,然后移动针尖到 5ul 收集液中。
4.在收集到预期数量(5 拷贝)的切割 DNA 片段后,滴一滴矿物油覆盖在收集液上。在显微切割的 DNA 扩增前,用拓扑异构酶 I37°C 处理 Ih 使结构非常紧密的 DNA 解旋。
三、扩增切割的 DNA
1.进行 PCR 启动程序(5~8 个循环,94°C、lmin,30°C、2 min,37°C、2 min),在每个循环的 30℃ 时加入约 0.3U 的测序酶(13U/mL 的测序酶用酶稀释缓冲液稀释 1~8 倍,在 5uL 的反应体系中加入 0.2PL 测序酶稀释液)。
2.完成上述预扩增步骤后,在同一 PCR 管中进行 Taq 酶参与的常规 PCR 反应,PCR 体系为 5uL,PCR 反应条件:94°C、lmin,56°C、lmin,72°C、I.5 min 的 30 循环,最后在 72°C 延伸 5 min。
3.加 2uL 第一轮 PCR 产物到另一个 50ul PCR 反应体系中,进行 20 个 PCR 循环,反应条件同步骤 2。
4.可用电泳分析识别处理的是否成功,将 5ul PCR 产物在 1% 琼脂糖凝胶上电泳。PCR 产物的大小范围应在 200~800bp。
四、荧光原位杂交
1.制备 FISH 探针,加第二轮的 PCR 产物到与上述步骤相同的 50 斗 PCR 反应体系(除了加入终浓度为 20umol/L 生物素-16-dUTP 外)中,继续 PCR 反应 20 个循环:.94°C、lmin,56°C、1min,72°C、2 min,最后在 72°C 延伸 5 min。
2.按照产品说明的步骤用 Bio-gelP6 过滤柱上离心 PCR 产物,以去除未掺入 生物素-16-dUTP。
3.用 1/10 体积 3mol/L 乙酸钠和 2 倍体积乙醇在 4°C 沉淀探针 20 min。4°C 条件下用 10000 g 离心 15 min,用 4 〇!uLTE 缓冲液重悬探针。
4.FISH 探针杂交是基于以前介绍的操作步骤基础上 [12]。简言之,对于每个杂交反应,大约 IOOng 标记的探针混合于 IOpL 杂交缓冲液(7pL 杂交混合液、2 斗探针和 lyL 人 Cotl-DNA) 中,在 75°C 变性 5 min,接着在 37°C 预杂交 20 min。
5.中期染色体标本需在 72°C 变性液中变性 2 min,然后将标本用 70%、85% 和 100% 的乙醇系列脱水。
6.将含有探针的杂交缓冲液滴在变性后的片子上,盖上 22 mmX22 mm 盖玻片,用橡皮胶封片。移至 37°C 湿盒中杂交过夜。
7.杂交完成后,移去盖玻片,将片子用 45°C 洗液 I 洗 3 次,每次 5~1Omin。
8.室温下用洗涤液 II 洗 3 次,用洗涤液 III 洗 1 次,每次 2 min。
9.只含有直接标记探针的杂交可在此时进行分析。用生物素标记探针的杂交,用 40 ML 含 5;xg/mLFITC-亲和素的 PNM 缓冲液室温处理 20 min。然后按步骤 8 洗涤标本。
10.染色体标本经 40 斗含 5ug/mL 抗亲和素抗体的 PNM 缓冲液室温处理 20 min,将荧光信号放大;然后按步骤 8 洗涤标本。
11.染色体标本通常用另一层的 FTTC-亲和素处理,处理条件同步骤 9。
12.染色体标本经过 70%、85% 和 100% 乙醇系列脱水,空气中干燥。用 40juL 含 DAPI(ljug/mL) 的抗淬灭剂液复染,盖上盖玻片,用装有合适滤光片的荧光显微镜进行观察。
注意事项
1.为了减少污染带来的影响,所有装试剂的玻璃器皿都要清洗并在用前髙压灭菌2次。高纯度的水用0.22um 滤器过滤后再用高压灭菌2次,40 min。同样,盐溶液也需要用高纯度的试剂来配制,按照水过滤和高压灭菌的方式进行准备。
2.用Camoy固定液固定细胞(甲醇:冰乙酸=3:1); 用固定液保存1年内的细胞可获得高质量的FISH探针。
3.用于显微切割的中期染色体标本片龄最好为3?14d; 标本暴露于高温环境(>60°C) 或存放时间过长可降低切割产物的质量。
4.玻璃针是用一个自动化的、弹簧负载的移液管成型器制备。针尖断点的直径与染色体的宽度一致,针要放在无菌的培养皿中保存,每次使用前要用紫外灯照射 5 min,确保消除 DNA 污染。
5.DNA 污染是扩增切割的 DNA 的关键问题,由于最初切割的 DNA 量非常小(1(T13?KT14 g/片段),即使很小量的 DNA 污染也可淹没切割的 DNA 而产生无用的 PCR 扩增产物。污染的 DNA 可由玻璃针接触其他 DNA 而来,也可当反复开关试管盖时来自空气中,甚至来自切割前试剂中外源 DNA 的污染。因此,所有用于显微切割的试剂在使用前都应检测有无污染。检测用 o.Ing 人类全基因组 DNA 或无 DNA 进行普通 PCR 反应,经过 40 个循环:94°C、lmin,56°C、lmin,72°C、2 min,进行 PCR 的试剂纯度可用电泳分析来检验。当阳性对照产物为 200?800bp 时,阴性对照产物很少或无可见产物,这些试剂对于显微切割是适合的;否则对体系中每一个试剂都进行替换直到得到阴性空白。当所有 PCR 反应试剂都证实是适合显微切割后,还应检测拓扑异构酶和测序酶。