核型与带型分析

◆ 新生儿进行染色体核型分析，可以对染色体存 在异常的某些患儿及早采取干预措施。 ◆疾病诊断：肿瘤细胞的核型分析已被应用于肿 瘤的临床诊断、预后及药物疗效的观察。绝大多 数慢性粒细胞性白血病人的骨髓细胞中都可以发 现有一个小的特殊染色体。
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3 核型分析的内容：
染色体核型分析主要包括染色体长度、染色体 臂比、着丝点位置、次缢痕等。
注意：小的编号是靠近 人类1号染色体带的识别图解 着丝点一端的。
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显带染色体：用特殊的染色方法使染色体沿其长轴 显示出明暗交替或染色深浅不同的横纹——带。
3 2
p
1
1 2
q3
4
6 5 4321
21
31 2
1 2
12 3 5 4 12 13 24
1p31
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4 光谱核型分析(Spectral karyotyping, SKY)
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2 染色体染色技术
2.1 普通染色
普通染料直接染色在染色体标本上。由于整条 染色体都均匀着色，在显微镜下只能看到染色体的 外形，看不清其内部结构，只能根据染色体的相对 长度和着丝粒位置等外形体征来识别染色体。
这种染色方法只能正确地识别出第1、2、3、16、 17、18号及Y染色体，不能正确地识别出其他染色体 及染色体上的不同片段。对各条染色体的微小结构 变化，如缺失、易位等也不能检出。所以，对许多 染色体异常，特别是染色体结构变化的研究，受到 很大的限制。
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人染色体G-带核型
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男性G显带 中期分裂相
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c）R显带（R banding）: 所显示的带纹与G带 的深、浅带带纹正好相反，故称为R带 （reversed band）。G带浅带如果发生异常， 不易发现和识别，而R显带技术可以将G带浅 带显示出易于识别的深带，所以R显带对分析 染色体G带浅带部位的结构改变有重要作用。
1996 年 Schroch等首次描述了SKY技术。应用 5种荧光素同时标记24条人染色体，制成染色体涂染探 针，应用Fourier光谱仪，CC成像和荧光显微镜进行 检测分析，经计算成像处理，46条染色体形成具有不 同颜色的核型影像,可用以分析各种染色体异常。
优势：
• 特异性和分辨率比传统的显带技术高 • 一次杂交即可分辨人的24条染色体
微小的染色体结构改变了。
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i）SCE（sister chromatid exchange）显示方法： 5-BrdU→T
5-BrdU
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优缺点：染色体显带技术能够识别不同的 染色体，从染色体水平上了解许多疾病的遗 传变异，但是受到分辨率（超过3Mb的DNA才 会识别）的影响，检测出像染色体微缺失的 综合症的微小染色体变异可能性较小；只能 分析中期分裂相细胞；而且，由于许多肿瘤 是实体，染色体重组非常复杂，无法通过显 带技术得到全部的核型。
qq
pp
p
q
pqq q
等臂染色体
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5 人类染色体的核型分析
染色体分组 A,B,C,D,E,F,G七组 A:1～3；最大，中(1,3号)，亚中(2号)，1号常
见副缢痕，可鉴别
B：4～5；次大，亚中，难鉴别 C：6～12,X，中等，亚中，9号常见副缢痕，
难鉴别
E：17～18；小，中(16号)，亚中(17,18号)，
以清楚地鉴别人类的每一条染色体。缺点是标本易褪 色,不能做成永久性标本片。
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人类Q核型（Q带与G带相似）
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b）G显带（G banding）：染色体标本用热、 碱、蛋白酶等预处理后，再用Giemsa染色， 可以显示出与Q带相似的带纹。在光学显微镜 下，可见Q带亮带相应的部位，被Giemsa染 成深带，而Q带暗带相应的部位被Giemsa染成 浅带。这种显带技术称为G显带。G显带克服 了Q显带的缺点，G带标本可长期保存，而且 可在光学显微镜下观察，因而得到了广泛的应 用，是目前进行染色体分析的常规带型。
由于相对长度排除了因技术原因引起的染色体短缩程 度不同所产生的差异，因此，相对长度值是一个较稳定 的可比较的数值。而绝对长度则往往只记录变异范围。
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臂比：不同属、种，以及不同变种之间，因染色体 变异，会引起同源染色体长臂与短臂不一样，这通 常用染色体臂比来进行比较。通用公式如下： 染色体臂比 = 长臂（L）/短臂（S） 由于染色体长臂和短臂不一，就表现出着丝点位置 不同。
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绝对长度不大稳定，这是因为预处理条件和染色体的 缩短程度难以完全相同，即使同一个体的不同细胞的染 色体，缩短程度也常常不同。因此，绝对长度只有在染 色体大小差异明显的种或属间的比较才有价值。
而对于染色体大小差异不明显的材料间的比较，常常 以相对长度作为量度染色体的标准。染色体相对长度是 以百分比表示，通常采用Levan（1964）的公式计算： 染色体相对长度 =（染色体长度/染色体组总长度）× 100%
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此外，在核型分析中，次缢痕或核仁组成区 （NOR）和随体（SAT）的数目、分布和大小的 差异，常常成为区分某些近缘种或属的主要特 征，因此，它们识别与判断极为重要。例如， 葱、洋葱和大蒜的染色体数目和基本形态都相 近似，但是，其随体的数目、大小和位置明显 不同，而易于区分。
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4 核型的描述
4.1 常用的符号与术语
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4.2 核型描述方法
4.2.1 染色体数目异常的核型描述
首先是书写染色体总数，加一个逗号，接 着写出性染色体的组成，然后写出染色体的异 常。“＋”和“－”号当其放在相应的符号之 前，表示增加或丢失了整条染色体；当其放在 相应符号之后，则表示染色体长度的增加或减 少。
例如：47，XX，＋21为一个女性先天愚型 的核型，有一条额外的21号染色体；
16号可鉴别,17、18难鉴别
F：19～20，次小，中，难鉴别 G：21～22,Y，最小，近端，21,22号有随体,Y
无，难鉴别
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女性未显带核型， 较难鉴定
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第二节 染色体带型分析以及 染色体的分区与表示法
1 染色体带型的概念 借助细胞学的特殊处理程序，使染色体
显现出深浅不同的染色带。染色带的数目、 部位、宽窄和着色深浅均具有相对稳定性， 所以每一条染色体都有固定的分带模式，即 称带型。
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h）高分辨显带（high-resolution banding）：
分裂中期一套单倍染色体一般显示320条带。70年代后 期，采用细胞同步化方法和改进的显带技术，获得细 胞分裂前中期、晚前期或早前期的分裂相，可以得到 带纹更多的染色体，能显示550-850条带，甚至2000条
带以上。高分辨显带技术，对染色体的分析达到了亚 带（subband）的水平。使我们能够确认那些更为
37Hale Waihona Puke Baidu
人染色体光谱核型分析
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乳腺癌细胞染色体复杂的畸变
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5.分子细胞遗传学与核型分析 5.1 原位杂交（In situ hybridisation）
标记的核酸探针变性后与已变性的靶核 酸在退火温度下复性，在不改变被分析 对象，即维持其原位的前提下对靶核酸 进行分析。
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5.2 荧光原位杂交 ( Fluorescent in situ hybridisation ，FISH)
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等臂染色体
46，X, i (Xq) 46, X, i (X) (qter→ cen→ qter)
女性核型，有一条正常的X染色体和一 条X染色体长臂形成的等臂染色体（在细胞 分裂期间，染色体的着丝粒区在水平方向上 发生断裂，使染色体的两个臂分开，从而形 成两条等臂染色体 ）。
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pp
着丝点横裂
核酸探针用荧光染料标记，荧光信号 通过显微镜观察。
荧光原位杂交，据标记物不同可分为： • 间接法：用生物素或地高辛标记探针，
通过与荧光染料结合的抗生物素或抗 地高辛抗体将信号放大而进行检测。 • 直接法：直接用荧光素标记，如Vysis 公司的FISH探针。
ace
无着丝粒片段 r
cen
着丝粒
rcp
del
缺失
rea
der
衍生染色体
rob
dic
双着丝粒染色体 ：
dup
重复
∷
h
次缢痕
()
i
等臂染色体
；
ins
插入
/
inv
倒位
t
p
短臂
ter
q
长臂
→
环状染色体 相互易位 重排 罗氏易位 断裂 断裂后重接 括号内为结构异常的染色体 重排中用于分开染色体 嵌合体中用于分开不同的细胞系 易位 末端 从．．．．到
3.1 染色体长度：染色体的长度差异有两种，一 种是不同种、属间染色体组间相对应的染色体的 绝对长度差异，一种是同一套染色体组内不同染 色体的相对长度差异。 绝对长度通常在放大的照片或图象上以微米（μm） 进行测量，然后按下式换算： 染色体绝对长度 = 放大的染色体长度（μm）× 1000 / 放大倍数
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e）T显带（T banding）：专门显示染色体 端粒的显带技术，用来分析染色体端粒: 87℃高温处理、pH=6.7姬姆萨染色可以使染 色体末端区域着色，所呈现的带型称为T-带， 可以确定端粒断点的精确位置。
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f）N显带（N banding）：专门显示核仁组织 区的显带技术,将核仁形成区染得很深，染色 体的其它部分则是淡染。 g）Ag-NOR带：显示核仁形成区的显带技术， 试剂为甲酸-硝酸银混合液，使该具有转录活 性的核仁形成区染成黑色。
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染色体普通染色图
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2.2 多种显带技术 a）Q显带 ：70年代初，瑞典细胞化学家Caspersson
首先应用荧光染料喹吖因氮芥（quinacrine mustard） 处理染色体标本，发现在荧光显微镜下每条染色体出
现了宽窄和亮度不同的纹，即荧光带，富含AT碱基 的DNA区段表现为亮带, 富含GC碱基的区段表 现为暗带，而各条染色体有其独特的带型，由此可
第五章 染色体 核型与带型分析
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第一节 染色体核型（Karyotype ） 分析的意义与内容
1 概念： 1.1核型
是动物、植物、真菌等真核生物的某一个 体或某一分类群（亚种、种、属等）的细胞内 具有的相对恒定特性的单倍或双倍染色体组在 有丝分裂中期的表型, 是染色体数目、大小、形 态特征的总和。
2
3
2 染色体核型分析的意义：
◆不同物种的染色体都有各自特定的形态结构 （包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体 大小等）特征，而且这种形态特征是相对稳定的。 因此，染色体核型分析是生物种质资源遗传性研 究的重要内容，在动植物分类和生物进化研究中 也得到广泛的应用；
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◆对于高危人群的孕妇，羊水细胞染色体分析是 目前惟一能够确诊胎儿是否有染色体病的检查方 法，对避免患儿出生有着具有十分重要的意义。
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3 染色体的分区与表示法
1971，单倍染色体 带纹数为320条； 后来，可以显示出 550、850或者更多 的条带，这种染色 体被称为高分辨显 带染色体（high resolution banding chromosome ， HRBC）
显带染色体模式图（巴黎会议，1971） 34
已经划分好的带可以再细分，在原 来的带号数之后加一个小数点，并 写明每一个亚带的号数，其编号原 则仍按照从着丝粒往臂端序贯编号。 如图：细分之前的编号：1p1，表 示1号染色体短臂1区，而1p1.1则 表示1号染色体短臂1区1亚区。依 此类推，1p11.1则表示在1亚区上 有细划分的区带。 1p11.11则表 示1p11.1上的次亚带，后面不再 加标点，
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d）C显带（C banding）：专门显示着丝粒 的显带技术。C显带也可使第1、9、16号和 Y染色体长臂的异染色质区染色。用NaOH 或者Ba（OH）2预处理标本后，再用 Giemsa染液染色，可以特异地把着丝粒和 副缢痕处染成深色，因而，C带可用来分析 染色体这些部位的改变。
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人类C带核型（显示着丝粒异染色质）
1.2 核型模式图
将一个染色体组 的全部染色体逐条按 其特征画下来，再按 长短、形态等特征排 列起来的图称为核型 模式图，它代表一个 物种的核型模式。
人染色体组型模式图
1.3 染色体核型分析
是鉴别染色体进行配对分类的基木技术，是 在对染色体进行测量计算的基础上, 进行分组、 排队、配对, 并进行形态分析的过程。
46，XY，5p-表示一个5号染色体短臂长度 减少的男性核型。
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4.2.1 染色体结构异常的核型描述
末端缺失 ：
46,XX，del(1)(q21)（简明型） 46,XX,del(1)(pter→q21： )（详尽型）
表示1号染色体长臂2区1带处断裂造成了 该处以远的末端缺失，异常的染色体由完整的 短臂和着丝粒与1q21带之间的部分长臂构成。