DNA芯片技术(DNA chip) DNA芯片技术是90年代后发展的一项DNA分析新技术,它集合了集成电路计算机、激光共聚焦扫描、荧光标记探针和DNA合成等先进技术。可用于基因定位、DNA测序、物理图谱和遗传图谱的构建等。在基因突变检测方面DNA芯片也有广阔的前景,其基本原理为将许多已知序列的寡核苷酸DNA排列在1块集成电路板上,彼此之间重叠1个碱基,并覆盖全部所需检测的基因,将荧光标记的正常DNA和突变DNA发别与2块DNA芯片杂交,由于至少存在1个碱基的差异,正常和突变的DNA将会得到不同的杂交图谱,经过共聚集显微镜分别检测两种DNA分子产生的荧光信号,即可确定是否存在突变,该方法快速简单、片动化程度高,具有很大的发展潜力,将在基因突变检测中心发挥非常重要的作用。
连接酶链反应(ligase chain reaction,LCR) 与其他核酸扩增技术比较,其最大特点为可准确区分基因序列中单个基因突变,由Landegree于1988年首次应用于镰刀奖细胞贫血的分子诊断。LCR是以DNA连接酶将某一DNA链的5`-磷酸与另一相邻链3`-羟基连接为基础,应用两对互补的引物,双链DNA经加热变性后,两对引物分别与模板复性,若完全互补,则在连接酶的作用下,使相邻两引物的5`-磷酸与3`-羟基形成磷酸二酯二酯键而连接,前一次的连接产物又作为下一次循环反应的模板,如果配对的碱基存在突变则不能连接和扩增。LCR产物检测最初是通过这32p标记上游引物3`未端,经变性凝胶电泳分离后放射自显影加以鉴定,其检测敏感性达到200个靶分子。也可设计1个横跨两引物的检测探针,用它与LCR产物进行杂交检测。近年有应用荧光素、地高辛等非核素标记方法。Batt在1994年发展了一种更为简的方法,好微孔板夹心杂交法。由于LCR的快速、特蛋和敏感的特性,以及能检测单个碱基突变的能力,因此被应用于肿瘤基因突变的分子诊断,并与PCR结合用以提高其敏感性。
等位基因特异性扩增法(Allele-specific amplification,ASA)ASA于1989年建立,是PCR技术应用的发展,也称扩增阻碍突变系统(amplification refractory mutation system,ARMS)、等位基因特性PCR(allele-specific PCR,ASPCR)等,用于对已知突变基因进行检测。该法通过设计两个5`端引物,一个与正常DNA互补,一个与突变DNA互补,对于纯合性突变,分别加入这两种引物及3`端引物进行两个平行PCR,吸有与突变DNA完互补的引物才可延伸并得到PCR扩增产物。如果错配位于引物的3`端则导致PCR不能延伸,则称为ARMS。ARMS和ASPCR借鉴多重PCR原理,可在同一系统中同时检测两种或多种等位基因突变位点。ASA法的检出率依赖于反应条件的优化和可能发生的引物与靶DNA有氏配时错配延伸,特别是当错配碱基为G:T时,这时可通过调整实验条件如引物靶DNA,Taq DNA聚合酶的浓度等来得高瓜在特异性。在反应体系中加入甲酰胺也可减少非特异性扩增。还可通过在引物3`端的第二个碱基引入一个错配碱基,使之与模板之间形成双重错配以阻止错误延伸。
RNA酶A切割法(RNase A cleavage) 在一定条件下,氨基源双链核酸分子RNA:RNA或RNA:DNA中的错配碱基可被RNaseA切割,切割产物可通过变性凝胶电泳分离。当RNA探针上错配的碱基为嘌呤时,RNaseA在错配处的切割效率很低,甚至不切割,而当错配碱基为嘧啶时,则其切割效率较高。故如果仅分析被检DNA的一个条链,突变检出率只有30%,如同时分析正义和反义二条链,检出率可达70%。该法需要制备RNA探针,增加了操作的复杂性,但可用于1-2kb的大片段进行检测,并能确定突变位点。于这些优越性,它仍被作为一种经典方法用于对未知突变进行分析。
染色体原位杂交(In situ hybridization of chromosome)染色体发现距今已有150多年的历史,染色体检测被广泛用于动、植物及人类的细胞遗传学研究,随着染色体分技术和分子生物学技术的发展。染色体研究范围也不断扩大,特别是用于肿瘤分子诊断。肿瘤细胞的染色体变化是一非常普遍的现象,可分为原发和继发两类。在肿瘤形成的生物学基础方面,原发性的染色体变化与引起肿瘤的直接原因有关,肿瘤细胞中可以发现各种形式的染色体畸变,如缺失、重复、易位、重排、单体断裂及核内复制等;继发性变化主要是肿瘤细胞核型的改变。染色体的检测对于肿瘤的诊断、鉴别诊断、生物学行为判别等方面都重要意义。染色体的检测方法进展很快,检测的精确率也不断提高,这里主要介绍荧光原位杂交和PRINS法。


