細胞遺伝学およびFISH法

細胞遺伝学的手法は、染色体の数的および構造的異常を調べるのに対し、蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）は、標識されたDNAプローブを用いて、細胞内または染色体スプレッド上で特定の配列を直接可視化します。これらは、全染色体解析と配列特異的な分子検出を結びつけるものです。

Definition

細胞遺伝学およびFISH法は、細胞内の染色体異常および特定のDNA配列を検出・局在化させる手法であり、FISHは蛍光標識された核酸プローブが相補的な標的配列にハイブリダイズすることを利用します。

Scope

このトピックは、従来の核型分析、遺伝子座特異的および染色体特異的プローブを用いたFISH、ならびにゲノムワイドなコピー数評価のための比較ゲノムハイブリダイゼーションを扱います。これらは、染色体およびサブ染色体の変化がどのように可視化されるかに関する方法論的な参考資料として扱われ、臨床検査のガイダンスとしては扱われません。

Key concepts

• 核型分析
• 蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）
• 遺伝子座特異的およびセントロメアプローブ
• 染色体再配列と異数性
• 比較ゲノムハイブリダイゼーション（CGH）
• コピー数増加と減少
• 間期分析と中期分析

Mechanisms

従来の細胞遺伝学では、分裂中の細胞を中期で停止させ、染色体を広げて染色し、バンドパターンを読み取って数的および構造的異常を検出します。一方、FISHでは、蛍光標識された一本鎖DNAプローブを固定された細胞内の相補的な標的配列にハイブリダイズさせます。結合したプローブは蛍光顕微鏡で可視化され、配列を染色体または間期核に局在させます（Pinkel et al., 1986）。比較ゲノムハイブリダイゼーションは、この原理をゲノム全体に拡張し、異なる標識を施した試験DNAと参照DNAを共ハイブリダイズさせ、それらの蛍光比を比較することで、コピー数増加と減少をマッピングします（Kallioniemi et al., 1992）。

Clinical relevance

これらの技術は、先天性および後天性の疾患に関連する染色体異常および構造再配列を検出するために使用されます。この項目は、これらの方法が染色体と配列をどのように可視化するかを参考として説明するものであり、患者ケアにおける特定の細胞遺伝学的検査のオーダーや解釈に関するガイダンスを提供するものではありません。

Evidence & guidelines

これらの方法は、高感度蛍光ハイブリダイゼーション（Pinkel et al., 1986）および固形腫瘍における比較ゲノムハイブリダイゼーション（Kallioniemi et al., 1992）を導入した基礎的な一次研究に基づいています。詳細なアッセイおよび報告基準は、専門の細胞遺伝学団体によって維持されており、臨床検査の実践において参照されています。

History

ヒト細胞遺伝学は、20世紀半ばに信頼性の高い染色体数計測とバンド分析の導入により発展しました。1986年の定量的で高感度な蛍光in situハイブリダイゼーションの導入は、染色体分析に配列特異的な解像度をもたらし（Pinkel et al., 1986）、1992年の比較ゲノムハイブリダイゼーションはゲノムワイドなコピー数調査を可能にし（Kallioniemi et al., 1992）、今日のアレイおよびシーケンスベースのコピー数解析法の先駆けとなりました。

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Anne Kallioniemi

Seminal works

• pinkel-1986
• kallioniemi-1992

Frequently asked questions

FISHは従来の核型分析に何を追加しますか？

核型分析は全染色体と大きな構造変化を示しますが、FISHは標識されたプローブを使用して、特定の配列や再配列を検出します。これには、完全な核型を作成できない非分裂中の間期細胞も含まれます。

比較ゲノムハイブリダイゼーションはどのようにコピー数変化を検出しますか？

異なる標識を施した試験DNAと参照DNAを同じ標的に共ハイブリダイズさせ、それらの蛍光比を比較します。試験シグナルが相対的に高いまたは低い領域は、ゲノムの増加または減少を示します。