التهجين الموضعي المتألق (FISH)

التهجين الموضعي المتألق (FISH) هو تقنية سيتوجينية جزيئية تستخدم مجسات حمض نووي موسومة بفلوروفورات لترتبط بتسلسلات كروموسومية محددة، والتي تُصوَّر بعد ذلك مباشرة على الكروموسومات أو في أنوية الخلايا تحت مجهر فلوري. من خلال استهداف مواقع محددة بدلاً من مسح الجينوم بأكمله، تكتشف تقنية FISH وتحدد موقع الحذف، والتضاعف، وإعادة الترتيب، واختلال الصيغة الصبغية (aneuploidies) بدقة عالية، بما في ذلك في الخلايا غير المنقسمة (الطور البيني).

Definition

تقنية FISH هي تقنية يتم فيها تهجين مجس حمض نووي موسوم بتسلسلات مكملة مثبتة في مكانها على مستحضر كروموسومي أو نواة خلية ويتم الكشف عنها بواسطة التألق، مما يسمح بتحديد الأهداف الجينومية المحددة أو عدها أو تحديد موقعها.

Scope

يغطي هذا الموضوع مبدأ تهجين المجسات، وأنواع المجسات الرئيسية واستخداماتها (المجسات الخاصة بالموقع، والمجسات المركزية، ومجسات تلوين الكروموسوم الكامل)، وتطبيق تقنية FISH على خلايا الطور الاستوائي والطور البيني. إنه مرجع منهجي ولا يقدم إرشادات للإدارة السريرية.

Core questions

• كيف يحقق المجس الموسوم ارتباطًا محددًا وقابلاً للكشف بهدفه الكروموسومي؟
• ما الذي يميز المجسات الخاصة بالموقع، والمجسات المركزية، ومجسات تلوين الكروموسوم؟
• لماذا يمكن تطبيق تقنية FISH على خلايا الطور البيني وكذلك خلايا الطور الاستوائي؟
• ما هي التشوهات المستهدفة التي تحلها تقنية FISH ولا يمكن للتحزيم حلها؟

Key concepts

• تهجين الحمض النووي
• مجس موسوم بفلوروفور
• مجس خاص بالموقع
• مجس مركزي (ألفا-ساتلايت)
• مجس تلوين الكروموسوم الكامل
• تقنية FISH في الطور البيني مقابل الطور الاستوائي
• خصوصية المجس وعد الإشارة
• الكشف عن الحذف الجزئي

Mechanisms

يتم وسم مجس الحمض النووي المكمل لتسلسل مستهدف بفلوروفور (مباشرة أو عبر جزيء مراسل). يتم فصل سلسلتي الحمض النووي الكروموسومي المستهدف على شريحة والمجس إلى سلاسل مفردة ثم يُسمح لهما بالارتباط، بحيث يتهجن المجس بتسلسله المكمل في مكانه. بعد غسل المجس غير المرتبط، تُصوَّر الإشارة المرتبطة بواسطة المجهر الفلوري. تخدم تصاميم المجسات المختلفة أغراضًا مختلفة: تكتشف المجسات الخاصة بالموقع أو تؤكد الزيادات أو النقصان أو إعادة الترتيب في جين أو منطقة محددة؛ وتعد المجسات المركزية نسخ كروموسوم معين (تعداد اختلال الصيغة الصبغية)؛ وتوسم مجسات تلوين الكروموسوم الكامل كروموسومًا بأكمله لتوصيف إعادة الترتيبات المعقدة. نظرًا لأن التهجين لا يتطلب خلايا منقسمة، يمكن إجراء FISH على أنوية الطور البيني، مما يوسع التحليل ليشمل الأنسجة والعينات التي يصعب الحصول على مستحضرات الطور الاستوائي منها.

Clinical relevance

تُستخدم تقنية FISH لتأكيد أو استبعاد حالات الحذف الجزئي والتضاعف الجزئي المحددة، ولتعداد اختلالات الصيغة الصبغية، وللكشف عن إعادة الترتيبات المحددة مثل تلك التي تميز بعض أنواع السرطان. إنها تكمل تحليل النمط النووي (karyotyping) بإضافة كشف مستهدف وعالي الحساسية، بما في ذلك في خلايا الطور البيني. يصف هذا المدخل كيفية توليد نتائج FISH؛ وهو ليس أساسًا لقرارات التشخيص أو العلاج الفردية.

Evidence & guidelines

تُوصَف نتائج FISH ضمن النظام الدولي لتسمية السيتوجينوم البشري (ISCN)، والذي يتضمن ترميزًا لإشارات المجسات ونتائج التهجين.

History

طُوِّر التهجين الموضعي لأول مرة باستخدام مجسات مشعة في أواخر الستينيات. أدى التحول إلى الكشف الفلوري، الذي أظهره بينكل وستراوم وجراي كميًا في عام 1986، إلى طريقة أسرع وأكثر أمانًا وقادرة على الألوان المتعددة وأطلق علم السيتوجينات الجزيئية. وسعت تصاميم المجسات اللاحقة والأساليب متعددة الألوان تقنية FISH من الكشف أحادي الموقع نحو التحليل المتزامن للعديد من الأهداف، مما يربط بين علم السيتوجينات الكلاسيكي وعلم الوراثة الجزيئي.

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Michael Speicher
• Nigel Carter

Seminal works

• pinkel-1986
• speicher-carter-2005

Frequently asked questions

كيف تختلف تقنية FISH عن تحليل النمط النووي (karyotyping)؟

يقوم تحليل النمط النووي بمسح الجينوم بأكمله بدقة منخفضة ويكشف عن إعادة الترتيبات المتوازنة والصيغة الصبغية، بينما تستخدم تقنية FISH مجسات موسومة لاستجواب مواقع محددة بحساسية عالية، بما في ذلك في خلايا الطور البيني غير المنقسمة. إنهما نهجان متكاملان.

هل يمكن إجراء تقنية FISH بدون خلايا منقسمة؟

نعم. نظرًا لأن التهجين لا يعتمد على تكثف الكروموسومات، يمكن تطبيق تقنية FISH على أنوية الطور البيني، مما يسمح بتحليل العينات التي يصعب الحصول على كروموسومات الطور الاستوائي منها.