原位杂交(In Situ Hybridization,
ISH)是一种在组织切片中定位特定核酸序列(如mRNA、miRNA或病毒RNA)的技术,适用于研究基因表达的空间分布。以下是针对肝脏切片的详细实验流程及注意事项:
1. 实验原理
通过标记的核酸探针与组织内互补靶序列杂交,经显色或荧光检测,精确定位目标核酸在肝细胞、胆管或非实质细胞(如Kupffer细胞)中的表达位置。
2. 实验材料与试剂
样本:新鲜或冻存的肝脏组织(4%多聚甲醛固定,石蜡包埋或OCT包埋冰冻切片)。
探针:地高辛(DIG)或荧光标记的DNA/RNA探针(靶向目标基因,长度建议50-500 bp)。
关键试剂:
蛋白酶K(10-20 μg/mL,用于透化组织)。
预杂交液(含Denhardt’s液、鲑鱼精DNA、SSC缓冲液)。
杂交液(含探针、甲酰胺、硫酸葡聚糖)。
抗体与显色底物(抗DIG-AP/HRP + NBT/BCIP或Fast Red)。
仪器:切片机、湿盒、杂交仪、荧光显微镜或光学显微镜。
3. 实验步骤
(1) 样本制备
固定与切片:
取新鲜肝脏组织,4%多聚甲醛固定24小时(避免过度固定导致RNA降解)。
石蜡切片厚度4-5 μm,或冰冻切片厚度8-10 μm(贴附于防脱载玻片)。
脱蜡与水化(石蜡切片):
二甲苯脱蜡(3×5分钟)→梯度乙醇(100%~70%)→DEPC水洗。
(2) 预处理
蛋白酶K消化:
石蜡切片:37℃蛋白酶K(10 μg/mL)处理10-15分钟(冰冻切片缩短至5-8分钟)。
目的:增加组织通透性,暴露靶核酸。
后固定(可选):
4%多聚甲醛固定5分钟,防止组织脱落。
乙酰化处理(降低背景):
0.25%乙酸酐(溶于0.1M Tris-HCl,pH 8.0)浸泡10分钟。
(3) 预杂交与杂交
预杂交:
滴加预杂交液(100-200 μL/片),42℃孵育1小时(湿盒内)。
杂交:
替换为含探针的杂交液(探针浓度0.5-2 ng/μL),42℃孵育16-18小时(DNA探针)或37℃(RNA探针)。
甲酰胺浓度:50%甲酰胺可降低杂交温度,保护RNA完整性。
(4) 洗脱与封闭
严格洗脱:
2×SSC(室温,5分钟)→1×SSC(42℃,15分钟)→0.5×SSC(42℃,15分钟)。
高严格性洗脱:0.1×SSC(65℃,10分钟,仅需低背景时使用)。
封闭:
滴加1% BSA(溶于TBST)封闭30分钟,减少非特异性结合。
(5) 信号检测
抗体孵育(DIG标记探针):
抗DIG-碱性磷酸酶(AP)抗体(1:500稀释),37℃孵育1小时。
显色:
NBT/BCIP显色液:避光显色10-30分钟(蓝色沉淀)。
Fast Red:红色荧光信号(荧光显微镜观察)。
复染与封片:
苏木素复染细胞核(10-30秒)→中性树胶封片。
(6) 对照设置
阳性对照:已知高表达靶基因的肝组织切片(如肝脏病毒RNA阳性样本)。
阴性对照:
不加探针的杂交液。
使用正义链探针(检测反义链非特异性结合)。
4. 注意事项与优化
RNA保护:
全程使用DEPC水配制试剂,操作台RNase-free(乙醇擦拭)。
冰冻切片避免反复冻融,固定时间≤24小时。
探针设计:
避免重复序列或二级结构,探针Tm值应与杂交温度匹配。
RNA探针需体外转录纯化(避免DNA污染)。
背景控制:
增加预杂交时间至2小时,或提高洗脱严格性(如升高温度)。
肝组织脂质较多,可延长蛋白酶K消化时间(但需防止组织脱落)。
信号弱:
提高探针浓度(≤5 ng/μL),延长显色时间(避免过度背景)。
改用酪胺信号放大(TSA)技术增强灵敏度。
5. 数据分析
定性分析:
显微镜下观察信号定位(如肝小叶中央静脉周围 vs. 门管区)。
半定量分析:
使用ImageJ软件计算阳性信号面积占比或光密度值。
多重标记:
结合免疫组化(IHC)标记特定细胞类型(如CK19标记胆管上皮细胞)。
6. 常见问题与解决

7. 应用场景
病毒学研究:定位HBV/HCV RNA在肝细胞中的复制位点。
代谢调控:分析脂代谢相关基因(如PPARα)的区室化表达。
肿瘤微环境:检测肝癌组织中miRNA的空间分布差异。
来源:网络