تکنیک‌های سیتوژنتیک و FISH

تکنیک‌های سیتوژنتیک کروموزوم‌ها را برای ناهنجاری‌های عددی و ساختاری بررسی می‌کنند، در حالی که هیبریداسیون درجا با فلوئورسنت (FISH) از پروب‌های DNA نشان‌دار برای روشن کردن توالی‌های خاص مستقیماً در داخل سلول‌ها یا روی گسترش‌های کروموزومی استفاده می‌کند. این دو تکنیک با هم، تحلیل کل کروموزوم و تشخیص مولکولی توالی-خاص را به هم پیوند می‌دهند.

Definition

تکنیک‌های سیتوژنتیک و FISH روش‌هایی هستند که ناهنجاری‌های کروموزومی و توالی‌های DNA خاص را در داخل سلول‌ها شناسایی و مکان‌یابی می‌کنند، به طوری که FISH از پروب‌های اسید نوکلئیک نشان‌دار با فلوئورسنت استفاده می‌کند که به توالی‌های هدف مکمل هیبرید می‌شوند.

Scope

این موضوع شامل کاریوتایپینگ متداول، FISH برای پروب‌های خاص لوکوس و کروموزوم، و هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای برای ارزیابی تعداد کپی در کل ژنوم است. این موارد به عنوان مواد مرجع روش‌شناختی در مورد چگونگی تجسم تغییرات کروموزومی و زیرکروموزومی مورد بررسی قرار می‌گیرند، نه به عنوان راهنمای آزمایش بالینی.

Key concepts

• کاریوتایپینگ
• هیبریداسیون درجا با فلوئورسنت (FISH)
• پروب‌های خاص لوکوس و سانترومریک
• بازآرایی‌های کروموزومی و آنیوپلوئیدی
• هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای (CGH)
• افزایش‌ها و کاهش‌های تعداد کپی
• تجزیه و تحلیل اینترفاز در مقابل متافاز

Mechanisms

سیتوژنتیک متداول سلول‌های در حال تقسیم را در متافاز متوقف می‌کند، کروموزوم‌ها را گسترش داده و رنگ‌آمیزی می‌کند و الگوی باندینگ را برای تشخیص ناهنجاری‌های عددی و ساختاری می‌خواند. در مقابل، FISH پروب‌های DNA تک‌رشته‌ای نشان‌دار با فلوئورسنت را به کار می‌برد که به توالی‌های هدف مکمل خود در سلول‌های ثابت هیبرید می‌شوند؛ پروب متصل شده توسط میکروسکوپ فلوئورسنت مشاهده می‌شود و یک توالی را به یک کروموزوم یا هسته اینترفاز مکان‌یابی می‌کند (Pinkel et al., 1986). هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای این اصل را به کل ژنوم گسترش می‌دهد، با هیبرید کردن همزمان DNA نمونه و مرجع با برچسب‌های متفاوت و مقایسه نسبت‌های فلوئورسنت آن‌ها برای نقشه‌برداری از افزایش‌ها و کاهش‌های تعداد کپی (Kallioniemi et al., 1992).

Clinical relevance

این تکنیک‌ها برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی و بازآرایی‌های ساختاری مرتبط با اختلالات مادرزادی و اکتسابی استفاده می‌شوند. این مدخل نحوه تجسم کروموزوم‌ها و توالی‌ها توسط این روش‌ها را به عنوان یک مرجع توصیف می‌کند؛ و راهنمایی در مورد سفارش یا تفسیر هیچ آزمایش سیتوژنتیک خاصی در مراقبت از بیمار ارائه نمی‌دهد.

Evidence & guidelines

این روش‌ها بر اساس مطالعات اولیه بنیادی استوار هستند که هیبریداسیون فلوئورسنت با حساسیت بالا (Pinkel et al., 1986) و هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای برای تومورهای جامد (Kallioniemi et al., 1992) را معرفی کردند. استانداردهای دقیق آزمایش و گزارش‌دهی توسط نهادهای حرفه‌ای سیتوژنتیک حفظ می‌شوند و در عمل آزمایشگاهی به آن‌ها ارجاع داده می‌شود.

History

سیتوژنتیک انسانی در اواسط قرن بیستم با شمارش و باندینگ قابل اعتماد کروموزوم‌ها به بلوغ رسید. معرفی هیبریداسیون درجا با فلوئورسنت کمی و با حساسیت بالا در سال 1986، وضوح توالی-خاص را به تحلیل کروموزوم اضافه کرد (Pinkel et al., 1986)، و هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای در سال 1992 امکان بررسی‌های تعداد کپی در کل ژنوم را فراهم آورد (Kallioniemi et al., 1992)، که پیش‌درآمدی بر روش‌های مبتنی بر آرایه و توالی‌یابی امروزی برای بررسی تعداد کپی بود.

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Anne Kallioniemi

Seminal works

• pinkel-1986
• kallioniemi-1992

Frequently asked questions

FISH چه چیزی به کاریوتایپینگ متداول اضافه می‌کند؟

کاریوتایپینگ کل کروموزوم‌ها و تغییرات ساختاری بزرگ را نشان می‌دهد، در حالی که FISH از پروب‌های نشان‌دار برای تشخیص توالی‌ها یا بازآرایی‌های خاص استفاده می‌کند، از جمله در سلول‌های اینترفاز غیرتقسیم‌شونده که در آن‌ها کاریوتایپ کامل قابل انجام نیست.

هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای چگونه تغییرات تعداد کپی را تشخیص می‌دهد؟

این روش DNA نمونه و مرجع را با برچسب‌های متفاوت به یک هدف مشترک هیبرید می‌کند و نسبت‌های فلوئورسنت آن‌ها را مقایسه می‌کند؛ مناطقی که سیگنال نمونه نسبتاً بالاتر یا پایین‌تر است، نشان‌دهنده افزایش یا کاهش ژنومی هستند.