12
in situ hybridization技術(shù)：生命科學(xué)研究的重要可視化工具
in situ hybridization技術(shù)是一項在生命科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要技術(shù)手段，它能夠在細(xì)胞或組織原位對特定核酸序列進(jìn)行定位和檢測，為深入研究基因表達(dá)、細(xì)胞分化、發(fā)育生物學(xué)以及疾病機(jī)制等提供了關(guān)鍵的可視化信息。
該技術(shù)的核心原理基于核酸分子的堿基互補(bǔ)配對原則。首先，需要制備帶有標(biāo)記物（如放射性同位素、熒光素、地gao辛等）的核酸探針，這些探針與目標(biāo)核酸序列（如 DNA 或 RNA）具有互補(bǔ)的堿基序列。當(dāng)將標(biāo)記好的探針與經(jīng)過預(yù)處理的細(xì)胞或組織切片進(jìn)行雜交反應(yīng)時，探針會與細(xì)胞或組織內(nèi)的目標(biāo)核酸序列特異性結(jié)合，形成穩(wěn)定的雜交體。通過對標(biāo)記物的檢測，就能確定目標(biāo)核酸序列在細(xì)胞或組織中的位置和分布情況。例如，若使用熒光素標(biāo)記的探針，在熒光顯微鏡下，與探針結(jié)合的目標(biāo)核酸所在位置會發(fā)出特定顏色的熒光，從而直觀地呈現(xiàn)出目標(biāo)核酸的分布。
在應(yīng)用場景方面，原位雜交技術(shù)具有廣泛的用途。在發(fā)育生物學(xué)研究中，科研人員可以利用該技術(shù)追蹤特定基因在胚胎發(fā)育不同階段的表達(dá)位置和時間，了解基因如何調(diào)控胚胎的細(xì)胞分化和組織器官形成。比如研究果蠅胚胎發(fā)育過程中，特定基因在不同細(xì)胞層的表達(dá)模式，為揭示胚胎發(fā)育的分子機(jī)制提供關(guān)鍵信息。在腫瘤學(xué)研究中，原位雜交可用于檢測腫瘤細(xì)胞中特定基因的擴(kuò)增、缺失或易位情況。例如，檢測乳腺癌細(xì)胞中 HER2 基因的擴(kuò)增狀態(tài)，對于指導(dǎo)乳腺癌的靶向治療具有重要意義。HER2 基因擴(kuò)增的乳腺癌患者，使用針對 HER2 的靶向藥物治療往往能取得更好的療效。在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，通過原位雜交技術(shù)可以研究神經(jīng)元中特定神經(jīng)遞質(zhì)受體基因的表達(dá)分布，有助于理解神經(jīng)系統(tǒng)的信號傳遞和調(diào)控機(jī)制。
操作原位雜交技術(shù)時，首先要對細(xì)胞或組織樣本進(jìn)行預(yù)處理。這包括對組織進(jìn)行固定，以保持細(xì)胞形態(tài)和核酸的完整性，常用的固定劑有甲醛等。然后進(jìn)行切片，將組織切成適宜厚度的薄片，以便后續(xù)的雜交反應(yīng)。接著對切片進(jìn)行預(yù)處理，如蛋白酶消化，以增加細(xì)胞通透性，利于探針進(jìn)入細(xì)胞與目標(biāo)核酸結(jié)合。之后將標(biāo)記好的探針與切片在適宜的溫度和緩沖液條件下進(jìn)行雜交反應(yīng)，通常需要在特定溫度（如 37℃ - 42℃）下孵育數(shù)小時甚至過夜，確保探針與目標(biāo)核酸充分結(jié)合。雜交反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行嚴(yán)格的洗滌步驟，去除未結(jié)合的探針。最后根據(jù)標(biāo)記物的類型，選擇相應(yīng)的檢測方法。若使用熒光標(biāo)記探針，通過熒光顯微鏡觀察；若使用放射性同位素標(biāo)記，需進(jìn)行放射自顯影檢測。整個操作過程對實驗條件的控制要求嚴(yán)格，包括溫度、時間、試劑濃度等，只有嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，才能獲得準(zhǔn)確可靠的實驗結(jié)果。憑借其du特的優(yōu)勢，原位雜交技術(shù)為生命科學(xué)研究提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，推動了相關(guān)領(lǐng)域的深入發(fā)展。
