FISH

一、FISH探針是個(gè)啥？

熒光原位雜交技術(shù)（fluorescence in situ hybridization），簡(jiǎn)稱(chēng)FISH。 是采用熒光標記的DNA探針，利用探針與被檢測樣本DNA堿基對的互補性，在探針與樣本的DNA雜交后，通過(guò)熒光顯微鏡檢測熒光信號而得出結果，從而檢測細胞，組織樣本中的染色體或基因異常。

首先，我們知道需要檢測的對象是DNA，而檢測目標DNA所用的工具是用熒光染料做了標記的DNA，能夠被觀(guān)察到，這個(gè)就是FISH探針了。

熒光信號最終需要被肉眼觀(guān)察到，而肉眼的分辨率是有限的，所以FISH探針的大小一般都比較長(cháng)一點(diǎn)，多數有幾百個(gè)kb。由于本身這個(gè)特點(diǎn)，FISH探針適用于檢測染色體的斷裂融合或者大片段的擴增、缺失或者染色體數目的變化，而不適用于突變檢測。

以最常見(jiàn)的HER2產(chǎn)品為例，設計原理如下：

HER2基因位于17q11.2-q12，設計者把HER2探針標記為紅色，使其能夠覆蓋HER2基因，同時(shí)，由于著(zhù)絲粒相對保守，把相應位點(diǎn)標記為綠色作為對照。

設計者選擇位點(diǎn)的差異以及工藝技術(shù)的差異則造成了不同探針敏感性和特異性的差異。

二、工欲善其事，必先利其器

目前市場(chǎng)上在售的FISH探針，顏色各不相同，那是因為標記的熒光素各不相同，主要的有以下幾種：

熒光素	顏色	激發(fā)波長(cháng)	發(fā)射波長(cháng)
FITC	綠色	492	520
Cy3	橙色	550	570
TRITC	橙紅色	550	620
Texas Red	紅色	596	620
SpectrumOrange	橙色	559	588
SpectrumGreen	綠色	497	524
SpectrumAqua	青藍色	433	480
DAPI	藍色	367	452

熒光想被看到，需要被特殊光源激發(fā)后通過(guò)合適的濾光片才行，所以，探針生產(chǎn)商會(huì )在說(shuō)明書(shū)上標明自己生產(chǎn)探針所使用的熒光素種類(lèi)，然后建議“顧客使用探針前向濾片組供應商了解所使用的濾片組的詳細情況，以便選擇與標記熒光染料相適應的濾片組”。選擇合適的濾光片是非常重要的，畢竟我們通過(guò)觀(guān)察FITC的濾光片怎么也看不見(jiàn)Cy3不是？

以常見(jiàn)的奧林巴斯BX53顯微鏡為例（其他品牌也差不多），它的濾光單元長(cháng)這樣：

上圖中手里拿著(zhù)的小結構就是已經(jīng)裝了盒的濾光片。用來(lái)觀(guān)察FISH實(shí)驗結果的熒光顯微鏡，通常至少安裝有3組濾光片，分別用來(lái)觀(guān)察橙色、綠色以及藍色的熒光。濾光片可以單獨安裝，所以，實(shí)驗室如果已安裝了熒光顯微鏡，那么在開(kāi)展了新項目包含了新的熒光素種類(lèi)時(shí)，拓展一個(gè)相應的濾色片就可以。

熒光顯微鏡中，除了濾色片，激發(fā)光源也需要注意，目前大多數熒光顯微鏡使用的是汞燈作為光源，而汞燈是有使用壽命的。所以，用了一段時(shí)間后，激發(fā)出的光變的弱了，老師，您的顯微鏡不是壞了，只是汞燈老了，換個(gè)嫩的就行。

FISH實(shí)驗中，主要的儀器除了熒光顯微鏡，還有原位雜交儀：

原位雜交儀承擔了探針和樣本變性以及雜交的重任，可以提供精確且均一的溫度。

原位雜交儀不僅可以用來(lái)進(jìn)行熒光原位雜交的實(shí)驗，也可以做原理類(lèi)似的其他標記物（例如地高辛）標記的原位雜交實(shí)驗。

三、標準化是有必要的

FISH操作的步驟好像每一家都不是很一樣，它們之間的差異體現在哪兒？

其實(shí)，不論具體的步驟，FISH實(shí)驗過(guò)程都可以被分成幾個(gè)大的部分：

根據樣本類(lèi)型的不同，前期處理的方法也不同。目的在于保持組織細胞形態(tài)的完整，讓細胞或者組織以最好的狀態(tài)呈現在載玻片上。以最常見(jiàn)的石蠟樣本為例，推薦的處理方法如下（這個(gè)大家區別不大）：

常溫下在10%中性福爾馬林緩沖液中固定24小時(shí)，為了達到最佳和均勻的固定和石蠟包埋，樣本大小不宜超過(guò)0.5cm3。標準操作和石蠟包埋，使用高質(zhì)量的石蠟。滲透和包埋應在低于65℃下進(jìn)行。切成4μm厚度的切片。切片撈于防脫玻片并在50~60℃環(huán)境中固定2~16小時(shí)。

預處理包括脫蠟、預處理、酶消化，目的在于把細胞核裸露出來(lái)、增加膜的通透性，讓探針可以更好的進(jìn)入細胞核與染色體DNA結合。由于各家探針生產(chǎn)商生產(chǎn)的探針敏感性和特異性有差異，對樣本處理完的狀態(tài)要求也不盡相同（比如：探針敏感性足夠好，預處理的不是很好，探針也可以穿過(guò)核膜與染色體結合），所以預處理的條件會(huì )有一定的差異，各生產(chǎn)商所建議的預處理條件都是經(jīng)過(guò)多次試驗證明與其探針相適應的，因此建議實(shí)驗過(guò)程中按照生產(chǎn)商提供的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

同理，探針的變性和雜交的過(guò)程就是探針與目標DNA的結合過(guò)程，想要結合的好，就需要理想的化學(xué)和溫度條件，而這個(gè)條件也是經(jīng)過(guò)梯度實(shí)驗最終確定的。

而雜交后洗脫的條件與變性雜交的條件有一定的關(guān)系，洗脫的溫度與時(shí)間都與探針最終的結合情況相關(guān)，通俗來(lái)講，如果結合的好，那么洗的厲害點(diǎn)也沒(méi)關(guān)系，如果結合的不好，就得悠著(zhù)點(diǎn)洗了。DAPI是一種能夠與DNA強力結合的熒光染料，因為DAPI可以透過(guò)完整的細胞膜，所以在FISH實(shí)驗中用于細胞核的復染。

綜上，由于各家探針敏感性和特異性的不同導致的所有操作條件上的差異，都是系統性的，因此在實(shí)驗過(guò)程中，并不建議不同生產(chǎn)商的探針和輔助試劑混用，按照說(shuō)明書(shū)上的標準操作進(jìn)行，有助于得到理想的實(shí)驗結果。當然，如果您的實(shí)驗室已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗確定了自己的標準操作條件，就大膽的上吧。