荧光原位杂交技术

荧光原位杂交技术

荧光原位杂交技术（Fluorescence in Situ Hybridization，FISH）是一种分子生物学技术，用于研究染

色体结构和功能、基因组描绘、肿瘤和遗传性疾病诊断及治疗等领域。其原理是利用荧光探针与目标DNA碱基序列互补配对，使染色体或基因区域成为荧光标记物，从而实现对核酸序列的直接可视化和定量分析的一种分子探针技术。

1. FISH技术的发展历程

FISH技术首次应用于分子遗传学研究可以追溯到20世纪70年代。最初的技术主要是通过蛋白质标记方法，如辣根过

氧化酶结合（HRP）和碱性磷酸酶结合等，来识别DNA序列。

然而这种方法往往存在较大的检测误差和信号弱等问题。随着荧光染料和显微镜方法的发展，荧光成为FISH技术中的关键

技术。荧光标记FISH（Fluorescence-Labeled FISH，Fl-FISH）技术逐渐取代了传统的蛋白质标记方法，成为目前

FISH技术的主流。

2. FISH技术的原理

FISH技术的主要原理是利用荧光探针或荧光标记分子与

特定的目标DNA序列互补配对，使其可视化。荧光探针主要包括含有荧光染料结构域和与目标DNA碱基序列相互作用结构域的寡核苷酸或单链DNA分子。探针长度通常在15-30bp左右，越短的探针对于特异性检测越有利。

FISH技术的操作过程一般包括以下几个步骤：

（1）标本制备，如组织切片、细胞准备等。

（2）脱氧核糖核酸（DNA）变性，使之成为单链状态，以方便荧光探针与目标DNA碱基序列的互补配对。

（3）探针杂交，将荧光标记探针与目标DNA碱基序列杂交，或者将探针标记在载体DNA上，通过载体DNA与目标DNA 互补配对实现探针的标记。

（4）洗涤，去除杂交与未杂交的探针，防止假阳性结果的产生。

（5）荧光染色，使探针与目标DNA形成的复合物发生荧光信号，从而能够通过荧光显微镜观察到。

3. FISH技术的应用

（1）研究染色体和基因组的结构和功能，如染色体结构异常、基因扩增和缺失等病理变化的检测和评价。

（2）肿瘤学的研究，如癌细胞的核型分析、癌基因和肿瘤抑制基因的检测和定位以及肿瘤标志物的诊断等。

（3）遗传性疾病的诊断和预防，如唐氏综合症、常染色体显性遗传病等的检测。

（4）生殖医学的研究，如人类胚胎成熟度的评估、睾丸支持细胞的数量分析和染色体多样性的评价等。

（5）基因组学和细胞生物学的研究，如基因表达、基因定位和基因组描绘等。

4. FISH技术的局限性和未来发展

尽管FISH技术在定量和定位分子水平上表现出了许多良好的特性，但也存在许多限制。其中一些主要问题包括：（1）非特异性杂交信号，其主要原因是某些探针会与非目标DNA区域结合，导致信号的干扰和误判。

（2）可视范围较小，通常只能对某个局部区域进行检测，无法实现全基因组范围内的检测。

（3）分辨率不够高，无法准确展现目标DNA序列的空间

结构和大小。

（4）信号强度存在差异，信号强度过低会导致假阴性，

过高则会导致信噪比低。

FISH技术的未来发展，主要会向以下几个方向发展：

（1）酶标记技术的进一步发展，以实现更高的检测灵敏

度和准确性。

（2）基于新型标记分子的技术的发展，如金纳米颗粒和

磁性纳米颗粒等，以取得更广泛的应用。

（3）基于更快速、更高分辨率的显微镜和成像技术的发展，以扩大FISH技术的应用范围。

（4）FISH技术与其他技术的综合应用，例如结合PCR技术、高通量测序技术等，以实现更深入的基因组分析和生物学研究。

综上所述，FISH技术作为一种定量分子探针技术只有不

断发展和完善，才能更好地促进基因组和肿瘤学等领域的研究，实现更加精准的诊断和治疗。