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原位杂交技术的原理、分类与应用进展

2026-09-10     来源:本站     点击次数:91

简述
原位杂交技术(in situ hybridization, ISH)将分子生物学探针识别能力与组织化学的空间定位能力相结合,在维持细胞和组织结构完整性的前提下,对特异性DNA或RNA序列进行原位检测与定位。自1969年Gall和Pardue首次利用放射性标记探针定位核糖体基因以来,该技术历经分子克隆、非放射性标记及信号放大等关键革新,已发展为涵盖基因组原位杂交(GISH)、荧光原位杂交(FISH)及原位PCR等多种技术路径的成熟方法体系。
 
一、原位杂交技术的基本原理
原位杂交技术的核心基于核酸分子单链之间的互补碱基配对原则。将带有标记物的外源核酸片段——即探针——与经过适当固定的组织切片、细胞制片或染色体标本进行共孵育,在特定温度与离子强度条件下,探针与样本中待测的DNA或RNA靶序列通过氢键结合形成稳定的杂交双链,随后通过相应的检测系统将杂交信号在样本的原位位置显示出来。
 
为实现这一检测目的,实验需满足三项基本条件:组织或细胞中待测核酸的保留与可及性(取决于固定与透化处理);具有与靶序列互补的特异性探针;以及能够将杂交事件转化为可观察信号的标记与检测系统。这些要素的优化组合构成了不同原位杂交技术路径的差异化基础。

二、原位杂交的主要技术类型
根据探针标记物及检测方法的不同,原位杂交已衍生出多种技术方案,各自具有特定的应用场景。
(一)基因组原位杂交(GISH)
基因组原位杂交利用物种间DNA同源性的差异,以另一物种的基因组DNA作为封阻,在靶染色体上进行原位杂交以区分不同来源的染色体。该技术最早应用于动物研究,后在植物上最早应用于小麦杂种和栽培种的鉴定。
(二)荧光原位杂交(FISH)
荧光原位杂交是在放射性原位杂交基础上发展起来的非放射性技术,利用荧光标记的核酸探针与染色体或DNA切片上的靶序列杂交,通过荧光显微镜直接检测信号。FISH技术具有检测时间短、灵敏度高、无环境污染等优势,且支持多色标记、同时检测多个靶位,已广泛应用于染色体鉴定、基因定位和异常染色体检测。根据荧光素组合的不同,可进一步发展为多彩色荧光原位杂交,实现多个靶基因的同步可视化。
 

(三)原位PCR
原位PCR是将原位杂交的细胞定位能力与聚合酶链式反应的高灵敏度相结合的技术。在细胞或组织切片上直接对靶基因片段进行原位扩增,通过掺入标记基团直接显色或结合原位杂交进行检测,适用于低拷贝靶序列的定位分析。

三、RNA原位杂交与DNA原位杂交的功能分化
原位杂交可根据检测靶标分为DNA和RNA两类,二者在应用目的上存在明确分野。DNA原位杂交主要用于基因拷贝数检测、染色体结构重排鉴定及基因物理定位;而RNA原位杂交(又称RNA原位杂交组织化学)则用于检测细胞和组织内的mRNA、rRNA及tRNA表达水平,在维持形态学背景的前提下反映基因的转录活性。
RNA原位杂交的独特价值在于其能够实现基因表达的定性、定位与定量分析,尤其适用于分析低丰度和罕见mRNA的组织分布模式,在分子病理学及发育生物学中具有不可替代的作用。

四、探针标记与信号检测策略
探针的标记方式直接决定了检测灵敏度和操作流程。间接标记法(如生物素标记探针+荧光素标记亲和素检测)可采用亲和素-生物素-荧光素复合物进行信号放大,可检测约500 bp的片段,灵敏度较高。直接标记法(如荧光素直接与核苷酸或磷酸戊糖骨架共价结合)步骤简便,但无法进行信号放大,灵敏度相对较低。两种方法的选择需根据靶序列丰度和检测目的进行权衡。

五、原位杂交技术服务哪里有?
乐备实可承接原位杂交相关检测服务,依托多色荧光原位杂交、RNA原位杂交及原位PCR技术体系,能够开展石蜡/冰冻组织切片、细胞涂片及染色体标本中DNA或RNA靶序列的原位检测、基因拷贝数分析及转录活性空间分布特征解析等研究工作,为分子病理机制探究与临床转化提供空间维度的数据支撑。
货号 产品名称 指标
LXLBH10-1 人炎症-10因子检测服务 IL-1 β/IL-1F2,IL-2,IL-4,IL-6 ,IL-8/CXCL8,IL-10,IL-12 p70,IL-13,TNF-α,IFN-γ
LXLBH27-1 人细胞因子-27因子检测服务 G-CSF,GM-CSF,IFN-γ,IL-10,IL-12(p70),IL-13,IL-17A,IL-1β,IL-2,IL-4,IL-5,IL-6,IL-7,IL-8/CXCL8,MCP-1/CCL2,MIP-1β,TNF-α,IL-1Rα,IL-9,IL-15,FGF-basic,Eotaxin/CCL11,IP-10/CXCL10,MIP-1α/CCL3,PDGF-BB,RANTES,VEGF-A
LXLBH37-1 人炎症-37因子检测服务 IFN-γ,IL-10,IL-2,IL-8/CXCL8,CD126/IL-6R,IL-32,IL-26,gp130/sIL-6Rβ,IL-29/IFN-λ1,Osteocalcin,LIGHT/TNFSF14,IL-28A/IFN-λ2,IL-20,IL-11,IL-35,IL-22,IL-19,TWEAK/TNFSF12,MMP-1,IFN-β,Chitinase 3-like 1/CHI3L1/YKL-40,MMP-2,APRIL/TNFSF13,IL-34,TSLP,BAFF/TNFSF13B,sCD30/TNFRSF8,sCD163,IFN-α2,IL-12(p40),IL-12(p70),IL-27(p28),MMP-3,Osteopontin,Pentraxin-3,TNF-R1,TNF-R2
LXLBH40-1 人趋化因子/细胞因子-40因子检测服务 6Ckine/CCL21,BCA-1/CXCL13,CTACK/CCL27,ENA-78/CXCL5,Eotaxin/CCL11,Eotaxin-2/CCL24,Eotaxin-3/CCL26,Fractalkine/CX3CL1,GCP-2/CXCL6,GM-CSF,GRO-α (Gro-a/KC/CXCL1),Gro-β/CXCL2,I-309/CCL1,IFN-γ,IL-1β,IL-2,IL-4,IL-6,IL-8/CXCL8,IL-10,IL-16,IP-10/CXCL10,I-TAC/CXCL11,MCP-1/CCL2,MCP-2/CCL8,MCP-3/CCL7,MCP-4/CCL13,MDC/CCL22,MIF,MIG/CXCL9,MIP-1α/CCL3,MIP-1δ/CCL15,MIP-3α/CCL20,MIP-3β/CCL19,MPIF-1/CCL23,SCYB16/CXCL16,SDF-1α+β/CXCL12,TARC/CCL17,TECK/CCL25,TNF-α
LXLTM36-1 小鼠细胞因子/趋化因子-36因子检测服务 GM-CSF,IFN gamma,IL-1 beta,IL-2,IL-4,IL-5,IL-6,IL-12p70,IL-13,IL-18,TNF alpha,IL-9,IL-10,IL-17A (CTLA-8),IL-22,IL-23,IL-27,G-CSF (CSF-3),IFN alpha,IL-3,IL-15/IL-15R,IL-28,IL-31,IL-1 alpha,LIF,ENA-78 (CXCL5),M-CSF,Eotaxin (CCL11),GRO alpha (CXCL1),IP-10 (CXCL10),MCP-1 (CCL2),MCP-3 (CCL7),MIP-1 alpha (CCL3),MIP-1 beta (CCL4),MIP-2,RANTES (CCL5)

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