蛍光in situハイブリダイゼーション (FISH)

蛍光in situハイブリダイゼーション (FISH) は、蛍光標識されたDNAプローブを用いて特定の染色体配列に結合させ、蛍光顕微鏡下で染色体上または細胞核内で直接視覚化する分子細胞遺伝学的手法です。全ゲノムをスキャンするのではなく、特定の遺伝子座を標的とすることで、FISHは非分裂（間期）細胞においても、特定の欠失、重複、再配列、異数性を高感度で検出および局在化させることができます。

Definition

FISHは、標識された核酸プローブを、染色体標本または細胞核に固定された相補的な配列にハイブリダイズさせ、蛍光によって検出することで、特定のゲノム標的を同定、計数、または局在化させる技術です。

Scope

このトピックでは、プローブハイブリダイゼーションの原理、主要なプローブの種類とその用途（遺伝子座特異的プローブ、セントロメアプローブ、全染色体ペイントプローブ）、およびFISHの分裂中期細胞と間期細胞への応用について説明します。これは方法論的な参考文献であり、臨床管理の指針を提供するものではありません。

Core questions

• 標識されたプローブは、どのようにして染色体標的への特異的で検出可能な結合を達成するのでしょうか？
• 遺伝子座特異的プローブ、セントロメアプローブ、染色体ペイントプローブを区別するものは何ですか？
• FISHはなぜ分裂中期細胞だけでなく間期細胞にも適用できるのですか？
• FISHが解決できる、バンド法では解決できない標的異常は何ですか？

Key concepts

• 核酸ハイブリダイゼーション
• 蛍光標識プローブ
• 遺伝子座特異的プローブ
• セントロメア（アルファサテライト）プローブ
• 全染色体ペイントプローブ
• 間期FISH対分裂中期FISH
• プローブ特異性とシグナル計数
• 微小欠失検出

Mechanisms

標的配列に相補的なDNAプローブは、蛍光色素（直接またはレポーター分子を介して）で標識されます。スライド上の標的染色体DNAとプローブは一本鎖に熱変性され、その後アニーリングが許容され、プローブはその場にある相補配列にハイブリダイズします。未結合のプローブが洗い流された後、結合したシグナルは蛍光顕微鏡によって視覚化されます。異なるプローブ設計は異なる目的に役立ちます。遺伝子座特異的プローブは、特定の遺伝子または領域におけるゲイン、ロス、または再配列を検出または確認します。セントロメアプローブは、特定の染色体のコピー数を数えます（異数性の列挙）。全染色体ペイントプローブは、複雑な再配列を特徴づけるために染色体全体を標識します。ハイブリダイゼーションは分裂細胞を必要としないため、FISHは間期核に対して実施でき、分裂中期標本の入手が困難な組織やサンプルへの分析を拡張します。

Clinical relevance

FISHは、特定の微小欠失および微小重複の状態を確認または除外するため、異数性を列挙するため、および特定の癌を特徴づけるような特定の再配列を検出するために使用されます。これは、間期細胞を含む標的化された高感度検出を追加することで、核型分析を補完します。この項目では、FISHの所見がどのように生成されるかを説明しており、個々の診断または治療の決定の根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

FISHの所見は、プローブシグナルとハイブリダイゼーション結果の表記を含む国際ヒト細胞ゲノム命名法 (ISCN) 内で記述されています。

History

in situハイブリダイゼーションは、1960年代後半に放射性プローブを用いて初めて開発されました。1986年にPinkel、Straume、Grayによって定量的に実証された蛍光検出への移行は、より速く、より安全で、多色対応可能な方法をもたらし、分子細胞遺伝学を立ち上げました。その後のプローブ設計と多色アプローチにより、FISHは単一遺伝子座検出から多くの標的の同時分析へと拡張され、古典的な細胞遺伝学と分子遺伝学の橋渡しをしました。

Key figures

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

Seminal works

• pinkel-1986
• speicher-carter-2005

Frequently asked questions

FISHは核型分析とどう違うのですか？

核型分析は低解像度で全ゲノムをスキャンし、バランス型再配列と倍数性を明らかにしますが、FISHは標識プローブを用いて特定の遺伝子座を高感度で調査し、非分裂間期細胞でも可能です。これらは相補的なアプローチです。

FISHは分裂細胞なしでも実施できますか？

はい。ハイブリダイゼーションは染色体凝縮に依存しないため、FISHは間期核に適用でき、分裂中期染色体を容易に得られないサンプルでも分析が可能です。