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DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCRDGGE检测的影响
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DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCRDGGE检测的影响
官方公共微信试剂盒提的dna pcr产物需要纯化吗
试剂盒提的dna ，pcr后无杂带，PCR产物直接做酶切，这种情况下PCR产物需要做纯化吗？
09-04-21 &匿名提问 发布
PCR反应体系与反应条件 标准的PCR反应体系： 10×扩增缓冲液 10ul 4种dNTP混合物 各200umol/L 引物 各10～100pmol 模板DNA 0.1～2ug Taq DNA聚合酶 2.5u Mg2+ 1.5mmol/L 加双或三蒸水至 100ul PCR反应五要素： 参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+ 引物： 引物是PCR特异性反应的关键，PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上，只要知道任何一段模板DNA序列， 就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物，利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。 设计引物应遵循以下原则： ①引物长度： 15-30bp，常用为20bp左右。 ②引物扩增跨度： 以200-500bp为宜，特定条件下可扩增长至10kb的片段。 ③引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。 ④避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间互补，特别是3''端的互补，否则会形成引物二聚体，产生非特异的扩增条带。 ⑤引物3''端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。 ⑥引物中有或能加上合适的酶切位点， 被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点， 这对酶切分析或分子克隆很有好处。 ⑦引物的特异性：引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。 引物量： 每条引物的浓度0.1～1umol或10～100pmol，以最低引物量产生所需要的结果为好，引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增，且可增加引物之间形成二聚体的机会。 酶及其浓度 目前有两种Taq DNA聚合酶供应， 一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶，另一种为大肠菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反应约需酶量2。5U(指总反应体积为100ul时)，浓度过高可引起非特异性扩增，浓度过低则合成产物量减少。 RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链，二是它的碱基组成与DNA的不同，RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有碱基U（尿嘧啶）。所以导致他们有以下性质上的不同。 1.两性解离：DNA无，只有酸解离，碱基被屏蔽（在分子内部形成了H键）。RNA有，有PI。 2.粘度大：DNA;RNA，粘度由分子长度/直径决定，DNA为线状分子，RNA为线团。 3.碱的作用：DNA耐碱RNA易被碱水解。 4.显色反应： 鉴别DNA和RNA+浓HCl RNA ------→ 绿色化合物 DNA ------→ 蓝紫色化合物苔黑酚 二苯胺啡啶溴红（荧光染料）和溴嘧啶都可对DNA染色，原理是卡在分子中，DNA的离心和电泳显色可用它们。 DNA和RNA的鉴别染色 利用吖啶橙的变色特性可鉴别DNA和RNA。吖啶橙作为一种荧光染料已被用于染色固定，非固定细胞核酸，或作溶酶体的一种标记。观察死亡细胞荧光变色性变化以及区别分裂细胞和静止细胞群体。虽然测定DNA和RNA含量时较难获得好的重复性结果，但该方法已被许多实验室广泛采用。 5.溶解性：都溶于水而不溶于乙醇，因此，常用乙醇来沉淀溶液中的DNA和RNA。DNA溶于苯酚而RNA不溶，故可用苯酚来沉淀RNA。 6.紫外吸收：核酸的λm＝260nm，碱基展开程度越大，紫外吸收就越厉害。当A＝1时，DNA：50ug/ml，RNA和单链DNA：40ug/ml，寡核苷酸：20ug/ml。用A260/A280还可来表示核酸的纯度。 7.沉降速度：对于拓扑异构体（核苷酸数目相同的核酸），其沉降速度从达到小依次为：RNA ; 超螺旋DNA & 解链环状DNA ; 松弛环状DNA ; 线形DNA也就是在离心管中最上层是线形DNA，最下面是RNA。 8.电泳：核苷酸、核酸均可以进行电泳，泳动速度主要由分子大小来决定，因此，电泳是测定核酸分子量的好方法。 9.DNA分子量测定最直接的方法：用适当浓度的EB（溴嘧啶）染色DNA，可以将其他形式的DNA变成线形DNA，用电镜测出其长度，按B-DNA模型算出bp数，根据核苷酸的平均分子量就可计算出DNA的分子量。 聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点；能在一个试管内将所要研究 的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉眼能直接观察和判断；可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研 究和检测鉴定。过去几天几星期才能做到的事情，用PCR几小时便可完成。PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。 PCR技术简史 PCR的最早设想 核酸研究已有100多年的历史，本世纪60年代末、70年代初人们致力于研究基因的体外分离技术，Korana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想：“经过DNA变性，与合适的引物杂交，用DNA聚合酶延伸引物，并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。 PCR的实现 1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mullis等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应。其原理类似于DNA的体内复制，只是在试管中给 DNA的体外合成提供以致一种合适的条件---摸板DNA，寡核苷酸引物，DNA聚合酶，合适的缓冲体系，DNA变性、复性及延伸的温度与时间。 PCR的改进与完善 Mullis最初使用的DNA聚合酶是大肠杆菌DNA聚合酶I的 Klenow片段，其缺点是：①Klenow酶不耐高温，90℃会变性失活，每次循环都要重新加。②引物链延伸反应在37℃下进行，容易发生模板和引物之 间的碱基错配，其PCR产物特异性较差，合成的DNA片段不均一。此种以Klenow酶催化的PCR技术虽较传统的基因扩增具备许多突出的优点，但由于 Klenow酶不耐热，在DNA模板进行热变性时，会导致此酶钝化，每加入一次酶只能完成一个扩增反应周期，给PCR技术操作程序添了不少困难。这使得 PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视。1988年初，Keohanog改用T4 DNA聚合酶进行PCR，其扩增的DNA片段很均一，真实性也较高，只有所期望的一种DNA片段。但每循环一次，仍需加入新酶。1988年Saiki 等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌(thermus aquaticus) 中提取到一种耐热DNA聚合酶。此酶具有以下特点：①耐高温，在70℃下反应2h后其残留活性大于原来的90%，在93℃下反应2h后其残留活性是原来的 60%，在95℃下反应2h后其残留活性是原来的40%。②在热变性时不会被钝化，不必在每次扩增反应后再加新酶。③大大提高了扩增片段特异性和扩增效 率，增加了扩增长度(2.0Kb)。由于提高了扩增的特异性和效率，因而其灵敏性也大大提高。为与大肠杆菌多聚酶I Klenow片段区别，将此酶命名为Taq DNA多聚酶(Taq DNA Polymerase)。此酶的发现使PCR广泛的被应用。 PCR技术基本原理 PCR技术的基本原理 类似于DNA的 天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加 热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引 物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合 物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。 PCR的反应动力学 PCR的三个反应步骤反复进行，使DNA扩增量呈指数上升。反应最终的DNA 扩增量可用Y＝(1＋X)n计算。Y代表DNA片段扩增后的拷贝数，X表示平(Y)均每次的扩增效率，n代表循环次数。平均扩增效率的理论值为100%， 但在实际反应中平均效率达不到理论值。反应初期，靶序列DNA片段的增加呈指数形式，随着PCR产物的逐渐积累，被扩增的DNA片段不再呈指数增加，而进 入线性增长期或静止期，即出现“停滞效应”，这种效应称平台期数、PCR扩增效率及DNA聚合酶PCR的种类和活性及非特异性产物的竟争等因素。大多数情 况下，平台期的到来是不可避免的。 PCR扩增产物 可分为长产物片段和短产物片段两部分。短产物片段的长度严格地限定在两个引物链5’端之间，是需要扩增的特定片段。短产物片段和长产物片段是由于引物所 结合的模板不一样而形成的，以一个原始模板为例，在第一个反应周期中，以两条互补的DNA为模板，引物是从3’端开始延伸，其5’端是固定的，3’端则没 有固定的止点，长短不一，这就是“长产物片段”。进入第二周期后，引物除与原始模板结合外，还要同新合成的链(即“长产物片段”)结合。引物在与新链结合 时，由于新链模板的5’端序列是固定的，这就等于这次延伸的片段3’端被固定了止点，保证了新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内、形成长短一致的 “短产物片段”。不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加，而“长产物片段”则以算术倍数增加，几乎可以忽略不计， 这使得PCR的反应产物不需要再纯化，就能保证足够纯DNA片段供分析与检测用。 PCR反应体系与反应条件 标准的PCR反应体系： 10×扩增缓冲液 10ul 4种dNTP混合物 各200umol/L 引物 各10～100pmol 模板DNA 0.1～2ug Taq DNA聚合酶 2.5u Mg2+ 1.5mmol/L 加双或三蒸水至 100ul PCR反应五要素： 参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+ 引物： 引物是PCR特异性反应的关键，PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上，只要知道任何一段模板DNA序列，就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物，利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。 设计引物应遵循以下原则： ①引物长度： 15-30bp，常用为20bp左右。 ②引物扩增跨度： 以200-500bp为宜，特定条件下可扩增长至10kb的片段。 ③引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。 ④避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间互补，特别是3’端的互补，否则会形成引物二聚体，产生非特异的扩增条带。 ⑤引物3’端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严格要求配对，以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。 ⑥引物中有或能加上合适的酶切位点，被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点，这对酶切分析或分子克隆很有好处。 ⑦引物的特异性：引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。 引物量： 每条引物的浓度0.1～1umol或10～100pmol，以最低引物量产生所需要的结果为好，引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增，且可增加引物之间形成二聚体的机会。 酶及其浓度 目前有两种Taq DNA聚合酶供应， 一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶，另一种为大肠菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul时)，浓度过高可引起非特异性扩增，浓度过低则合成产物量减少。 dNTP的质量与浓度 dNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系，dNTP粉呈颗粒状，如保存不当易变性失去生物学活性。dNTP溶液呈酸性，使用时应配成高浓度后，以1M NaOH或1M Tris。HCL的缓冲液将其PH调节到7.0～7.5，小量分装， -20℃冰冻保存。多次冻融会使dNTP降解。在PCR反应中，dNTP应为50～200umol/L，尤其是注意4种dNTP的浓度要相等( 等摩尔配制)，如其中任何一种浓度不同于其它几种时(偏高或偏低)，就会引起错配。浓度过低又会降低PCR产物的产量。dNTP能与Mg2+结合，使游离的Mg2+浓度降低。 模板(靶基因)核酸 模板核酸的量与纯化程度，是PCR成败与否的关键环节之一，传统的DNA纯化方法通常采用SDS和蛋白酶K来消化处理标本。 SDS的主要功能是： 溶解细胞膜上的脂类与蛋白质，因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜，并解离细胞中的核蛋白，SDS 还能与蛋白质结合而沉淀；蛋白酶K能水解消化蛋白质，特别是与DNA结合的组蛋白，再用有机溶剂酚与氯仿抽提掉蛋白质和其它细胞组份，用乙醇或异丙醇沉淀 核酸。提取的核酸即可作为模板用于PCR反应。一般临床检测标本，可采用快速简便的方法溶解细胞，裂解病原体，消化除去染色体的蛋白质使靶基因游离，直接 用于PCR扩增。RNA模板提取一般采用异硫氰酸胍或蛋白酶K法，要防止RNase降解RNA。 Mg2+浓度 Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著的影响，在一般的PCR反应中，各种dNTP浓度为200umol/L时，Mg2+浓度为1.5～2.0mmol/L为宜。Mg2+浓度过高，反应特异性降低，出现非特异扩增，浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性，使反应产物减少。 PCR反应条件的选择 PCR反应条件为温度、时间和循环次数。 温度与时间的设置： 基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。在标准反应中采用三温度点法，双链DNA在90～95℃变性，再迅速冷却至40 ～60℃，引物退火并结合到靶序列上，然后快速升温至70～75℃，在Taq DNA 聚合酶的作用下，使引物链沿模板延伸。对于较短靶基因(长度为100～300bp时)可采用二温度点法， 除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一，一般采用94℃变性，65℃左右退火与延伸(此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性)。 ①变性温度与时间：变性温度低，解链不完全是导致PCR失败的最主要原因。一般情况下，93℃～94℃lmin足以使模板DNA变性，若低于93℃则 需延长时间，但温度不能过高，因为高温环境对酶的活性有影响。此步若不能使靶基因模板或PCR产物完全变性，就会导致PCR失败。 ②退火(复性)温度与时间：退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至40℃～60℃，可使引物和模板发生结合。由于模板DNA 比引物复杂得多，引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。退火温度与时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度，还有靶基序列的长 度。对于20个核苷酸，G+C含量约50%的引物，55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度： Tm值(解链温度)=4(G+C)＋2(A+T) 复性温度=Tm值-(5～10℃) 在Tm值允许范围内， 选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合，提高PCR反应的特异性。复性时间一般为30～60sec，足以使引物与模板之间完全结合。 ③延伸温度与时间：Taq DNA聚合酶的生物学活性： 70～80℃ 150核苷酸/S/酶分子 70℃ 60核苷酸/S/酶分子 55℃ 24核苷酸/S/酶分子 高于90℃时， DNA合成几乎不能进行。 PCR反应的延伸温度一般选择在70～75℃之间，常用温度为72℃，过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。PCR延伸反应的时间，可根据待扩增片段的长度而定，一般1Kb以内的DNA片段，延伸时间1min是足够 的。3～4kb的靶序列需3～4min；扩增10Kb需延伸至15min。延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。对低浓度模板的扩增，延伸时间要稍长些。 循环次数 循环次数决定PCR扩增程度。PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。一般的循环次数选在30～40次之间，循环次数越多，非特异性产物的量亦随之增多。 PCR反应特点 特异性强 PCR反应的特异性决定因素为： ①引物与模板DNA特异正确的结合； ②碱基配对原则； ③Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性； ④靶基因的特异性与保守性。 其中引物与模板的正确结合是关键。引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。聚合酶合成反应的忠实性及Taq DNA聚合酶耐高温性，使反应中模板与引物的结合(复性)可以在较高的温度下进行，结合的特异性大大增加，被扩增的靶基因片段也就能保持很高的正确度。再通过选择特异性和保守性高的靶基因区，其特异性程度就更高。 灵敏度高 PCR产物的生成量是以指数方式增加的，能将皮克(pg=10-12g)量级的起始待测模板扩增到微克(ug=10-6g)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞；在病毒的检测中，PCR的灵敏度可达3个RFU(空斑形成单位)；在细菌学中最小检出率为3个细菌。 简便、快速 PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶，一次性地将反应液加好后，即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应，一般在2～4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析，不一定要用同位素，无放射性污染、易推广。 对标本的纯度要求低 不需要分离病毒或细菌及培养细胞，DNA 粗制品及总RNA均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等粗制的DNA扩增检测。 PCR扩增产物分析 PCR产物是否为特异性扩增 ，其结果是否准确可靠，必须对其进行严格的分析与鉴定，才能得出正确的结论。PCR产物的分析，可依据研究对象和目的不同而采用不同的分析方法。 凝胶电泳分析：PCR产物电泳，EB溴乙锭染色紫外仪下观察，初步判断产物的特异性。PCR产物片段的大小应与预计的一致，特别是多重PCR，应用多对引物，其产物片断都应符合预讦的大小，这是起码条件。 琼脂糖凝胶电泳： 通常应用1～2%的琼脂糖凝胶，供检测用。 聚丙烯酰胺凝胶电泳：6～10%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离效果比琼脂糖好，条带比较集中，可用于科研及检测分析。 酶切分析：根据PCR产物中限制性内切酶的位点，用相应的酶切、电泳分离后，获得符合理论的片段，此法既能进行产物的鉴定，又能对靶基因分型，还能进行变异性研究。 分子杂交：分子杂交是检测PCR产物特异性的有力证据，也是检测PCR 产物碱基突变的有效方法。 Southern印迹杂交： 在两引物之间另合成一条寡核苷酸链(内部寡核苷酸)标记后做探针，与PCR产物杂交。此法既可作特异性鉴定，又可以提高检测PCR产物的灵敏度，还可知其分子量及条带形状，主要用于科研。 斑点杂交： 将PCR产物点在硝酸纤维素膜或尼膜薄膜上，再用内部寡核苷酸探针杂交，观察有无着色斑点，主要用于PCR产物特异性鉴定及变异分析
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如果做克隆的话PCR完了最好切胶回收，酶切完了一定要切胶你们用什么试剂盒的？
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已染色病理标本如何处理可以裂介DNA提取？
已染色病理标本如何处理可以裂介DNA提取？
行业分类：生物、医药
回答时间： 19:30:17
细胞生物学：石蜡包埋组织的DNA提取及其应用
13:57　【大 中 小】【我要纠错】
　　近10年来，现代分子生物学技术越来越广泛地被用于人类疾病研究的诸领域，为了解病理状态下基因组DNA的变化积累了新资料。目前认为，人类基因组并非人们想像的那样稳定，诸如基因重排、扩增、缺失，突变和DNA甲基化类型改变等时有发生，这些改变对于基因表达和调控，以及疾病过程的发展与转归等方面均具有重要意义。
　　医院病理科档案中积存的大量石蜡包埋组织，是一个可靠的分子生物学研究的材料来源。在石蜡切片上进行原位杂交或原位PCR分析的分子生物学方法，是免疫细胞化学技术的重要延伸。通过对DNA或mRNA分析亦可直接证实或补充免疫细胞化学的发现。这些对形态学家较为熟悉的原位分子生物学技术，本节　不再赘述。Goelz（1985）和Dubeau 等（1986）成功地从蜡块中提取出高质量的DNA，完全可以满足某些肿瘤分子生物学研究的需要，结束了DNA研究依赖于新鲜或冰冻组织和细胞的历史，而且可以广泛地应用于大宗病例的回顾性研究，对肿瘤发生的分子机制的探讨，诊断与鉴别诊断研究和患者预后评估等方面均具有重要价值。
　　本节重点讨论石蜡包埋组织DNA提取的方法学及其潜在的应用前景。
　　一、石蜡包埋组织DNA提取的基本方法
　　从石蜡包埋组织中提取DNA的基本步骤，是在常规DNA提取方法的基础上改良和演变而来。Goelz等（1985）最先提出的石蜡包埋组织DNA提取技术（表18-5），是用机械的方法破碎组织，切除多余的石蜡，直接进入含SDS和高浓度蛋白酶K（1mg/ml）的提取缓冲液加温孵育，然后进行苯酚和氯仿抽提。所得DNA虽不完整，但可被限制性内切酶切割，因而适于点杂交，印迹杂交等多种分子生物学实验。Dubeau等（1986）在上述方法上作了改进。首先通过组织切片用二甲苯脱蜡，保证了组织的完全破碎，使细胞与消化液充分接触，使DNA释放和蛋白去除更加完全；其次通过两步消化的方法，将不适于做分子杂交的降解的DNA小片段去除，仅保留那些可螺旋化的完整的DNA大分子，从而提高了DNA质量，适于做Southern印迹杂交分析。Moerkerk等（1990）对上述两种方法进行了比较，发现两种方法所取得DNA之点杂交结果一致，非螺旋化DNA亦不影响杂交分析。
表18-5 Gpelz氏DNA提取方法的主要步骤
1.切除多余石蜡，暴露组织
2.将组织切碎（最大径<0.5mm），称重；
3.溶于TE9提取液（组织<50mg/5ml,50～500mg/10ml）,高速混悬2～3min；于48℃放置24h，其制备见表18-6；
4.再次混悬组织，加入蛋白酶K至终浓度1mg/ml,SDS至2%，孵育40h；
5.用等体积酚-氯仿溶液抽提3次；
6.2.5倍体积乙醇沉淀DNA
7.-70℃放置2～4h
8.9000×g离心1h
9.沉淀物用70%乙醇洗1次
10.干燥，TE（pH7.2）溶解。
表18-6 TE9 DNA提取液的制备
500mmol/L Tris
20mmol/L EDTA
10mmoo/L NaCl
500μg/ml 蛋白酶K
　　5μm组织切片
　　常规脱蜡、水化
　　第一次溶液A孵育（去上清）
　　第二次溶液A孵育（留上清）
　　氯仿-异戊醇抽提
　　RNA酶和蛋白酶消化
　　酚抽提
　　（却除未螺旋化DNA）↓
　　图18-6　石蜡包埋组织DNA提取流程（Drbeau等，1986）
100μg 蛋白酶K/ml
　　不同类型的基因分析所要求的DNA质量长数量不同。Southern印迹杂交分析需要10～15μg大片段DNA（＞20kb），因为杂交前要进行相应的限制性内切酶消化和凝胶分离不同片段长度的DNA.故DNA提取要求高，小片段DNA存在会直接影响杂交信号。与之相反，多聚酶链反应（PCR）则可在相对粗制的小片段DNA样本上进行，分析所需的DNA很少，0.5μg甚至更少即可。PCR的模板DNA制备方法很多，除上述两种方法外，还有更简便的直接水煮法（Sle－bos，et al， 1990；Smit， et al. 1988）、蛋白酶消化法（Impraim et al. 1987；Brice， et al. 1989）。这些方法不经过酚-氯仿-异戊醇抽提、DNA纯化等步骤，直接将组织放在去离子水中煮沸10min或在蛋白酶K缓冲液中消化4h，DNA即可释放出来。此提取物可直接用作模板，进行PCR扩增，但是，我们发现直接水煮法和蛋白酶消化法提取的DNA，扩增率较低，且重复性不好。这可能是由于DNA附着的蛋白质去除不净而影响DNA变性和引物的结合，亦可能是由于标本中残留的固定剂等成分对Taq DNA多聚酶的抑制所致。
　　二、影响DNA提取质量的因素
　　1.固定剂对DNA的影响固定剂的类型直接影响提取DNA的质量。目前大多数实验室常用的中性缓冲福尔马林固定的标本，DNA保存完好，可以获得高分子量DNA.Warford等（1988）对甲醛固定过程中DNA变化进行了观察，发现核酸对甲醛反应性可分为两个阶段：①早期出现碱基快速可逆性羟甲基化；②数天后碱基对间核酸与蛋白间缓慢地形成亚甲基交联。DNA提取过程中的蛋白酶K消化，酚/氯仿抽提和纯化等步骤，可以消除由于固定所造成的DNA某些理化性质改变。
　　bramwell等（1988）发现，甲醛和戊二醛固定可使得DNA产量降低，醋酸甲醇（MAA）可导致DNA明显降解。Michel‘s运输保存液或PBS存放组织虽提取DNA纯度高，但产量明显降低。Dubeau等也观察到含苦味酸（Bouin氏液）和含氯化汞的固定液（Zenker，Bs）处理标本不能获得完整的DNA.
　　乙醇被认为是保存核酸的最佳固定剂。Wu等（1990）用无水乙醇固定标本48h，最长达2年，均可得到中量的高分子DNA.每mm3乙醇固定标本平均DNA产量为26.6μg，高于新鲜标本（19.4μg/mm3）。经限制性内切酶消化后，乙醇固定组织DNA均显示由于重复DNA序列存在所产生的特征性卫星带，说明DNA被完成消化。Southern印迹杂交结果与冰冻组织一致。
　　Sato 等（1990）用AMex方法处理组织，既可保存许多抗原成分，亦可使大分子量DNA完好无损。其基本方法为：将组织放至4℃丙酮浸透，移至-20℃过夜。然而再用丙酮分别在4℃和室温脱水各15min，苯甲酸透明两次，每次15min，最后60℃真空浸蜡2～3h，石蜡包埋。结果显示，每10mg AMex法处理的湿重组织提高分子量DNA71.4±14.53μg，与新鲜组织产量相当（70.4±13.76μg）。酶切、电泳和杂交反应亦相同于新鲜组织。提示AMex法是一种多用途组织处理技术，可以克服由于DNA降解、高分子量DNA减少和内切酶不完全消化所产生的电泳类型改变，是一种理想的DNA保存方法，特别适用于对形态学、免疫表型和基因改变的相关性分析。
　　2.固定时间对DNA的影响固定过程中所发生的组织反应至今尚未被完全更理解，虽然理论上讲室温下福尔马林与DNA几乎不发生反应，但已发现碱基与组蛋白之间的甲基交联。这种福尔马林介导的甲基化直接影响DNA提取的效率。如果事实果真如此，那么固定的时间是一个重要的变异因素。然而，Goelz等没有发现固定时间对DNA提取质量的明显影响。Dubeau等认为组织固定时间太短或太长均会导致DNA的降解。该作者对固定12h到5天不同时间间隔标本的DNA提取显示，随着固定时间的延长，可螺旋化（Spoolable）的高分子量DNA明显减少。固定5天后可螺旋化DNA提取率仅有8%.Warford等也发现单细胞悬液经30min福尔马林固定后，DNA产量减少到30%，由此可见，不同标本对不同固定剂所需的最佳固定时间应摸索选定。根据Dubeau等经验，常规组织固定应在12h以上至110之内。
　　3.固定温度等其他因素对DNA的影响核酸与固定剂的反应由反应成分、浓度、酸硷度以及温度等因素的调节　，其中温度效应显得特别重要。室温下DNA双股螺旋链表现为两条由氢键连接在互补多聚核苷酸；加热到65℃时，氢键开始断裂；约90℃时，产生两条单链分子。在此变性状态下，甲醛与酸反应很快，通过羟甲基化作用可抑制DNA冷却后的再复性。
　　最近，Koshiba等发现福尔马林固定过程中的DNA降解，是由于固定温度高，pH低以及甲酸的存在所致。通过应用缓冲福尔马林和低温下固定（4℃），可以明显改善DNA保存。医学教育网
　　酸性环境中DNA的降解已有过深入的研究。一般认为，强酸可导致DNA的完全解聚，而弱酸也能引起一些结构的改变。当pH达到2.5以下时，几乎所有的碱基之间氢键解离，使DNA双链断裂而产生不可逆的变性；随后出现N-糖苷键水解，使嘌呤残基游离；最后，多聚核苷之磷酯键缓慢水解，仅残留具有完整嘧啶的多聚脱氧核糖短臂。上述改变亦受温度或离子强度的影响。加入盐或降低温度可稳定氢键，因而可防止酸性条件下的DNA变性。然而，即使福尔马林被氢氧化钠中和，在室温下DNA亦发生降解，提示福尔马林本身即可降解DNA.福尔马林中DNA降解的机理及其预防有待于进一步研究。
　　4.组织处理过程对DNA的影响我们发现，从常规组织处理的蜡块中提取的DNA，其大部分分子量在100bp～1000bp之间，主要分布于100～1500bp，仅约1/3的组织所提取DNA>20kb.这除与固定剂、固定时间等因素有关外，可能的原因还有：①组织从外科切除到固定之间的时间长短不一。当组织未固定或固定不充分时，核酸酶可自由作用；②不同肿瘤中核酸酶的水平不一，其在固定前或固定后均不发挥作用；③蜡块贮存的时间长短不一。虽然从不同贮存时间的蜡块中提取的DNA大小无绝对区别，但新近的蜡块比贮存10年以上的标本所获得的DNA分子量大。可能蜡块中仍存在导致DNA降解的因素。
　　组织的浸蜡和包埋温度过高或时间过长，均可导致DNA变性，而产生单链DNA片段。单链DNA不能被限制性内切酶所消化，可导致电泳时泳动速率变慢。
　　三、提高DNA提取质量的方法
　　1.蜡块的选择从福尔马林固定的组织标本中未能提出完整的高分子量DNA的重要原因之一，是应用了固定不充分的组织。因此，在DNA提取前应检查组织切片。如果有自溶、退变或组织结构不清，大片出血等改变的蜡块不能用；若有明显坏死存在的蜡块，最好不用或将坏死部分切去后再用。尽可能地选用新近标本，缓冲福尔马林、丙酮和乙醇固定者最佳。
　　2.DNA提取方法学的改善为了提高石蜡包埋组织DNA提取的质量和效益，人们从不同方面进行了探索。其中在DNA提取液的改良，蛋白酶的消化时间和DNA纯化等问题上取得了进展。①DNA提取液主要含SDS和蛋白酶K的TE缓冲液。固定和包埋组织由于化学修饰作用，使得DAN与蛋白质不易分离。因此，必须增加SDS和蛋白酶K的浓度和作用时间：SDS可增至1%～2%，蛋白酶K200～500μg/ml，最高可达1mg/ml；作用时间一般为2～4天，最长可达7天。蛋白酶K可分次加入，并注意不时震摇，使酶与组织充分接触。Koshiba等发现，利用Goelz等和Dubeau等提出的DNA提取方法，不能够得到令人满意的完整DNA.尿素和胍（guanidine）是DNA自然和人工交联最有力的剥脱剂，2-巯基乙醇可干扰二硫键，促进蛋白变性。作者对DNA提取液进行了改良，加入高浓度（4mol/L）尿素和2-巯基乙醇。应用此缓冲液，有效地从包埋组织中获得高质量DNA.②DNA释放率对于不同的组织类型是有差异的，取决于组织细胞密度和细胞外间质的多少。对于细胞丰富、含有很少间质的组织（例如脾脏），通过24h孵育80%以上DNA可释放出来；相同量的DNA释放对于富含致密间质的子宫肌瘤则需要6天时间；转移性畸胎瘤含中等细胞密度和疏松的间质，DNA释放率亦为中等。由此可见，对不同类型的组织DNA提取，蛋白酶K的孵育时间可作适当调整，以求最大量地获取大分子DNA.此外，对于Dubeau等提出的DNA提取过程中分次消化步骤的必要性，也有人提出异议。因为低、中分子量的核酸存在对限制性内切酶的消化和杂交不起作用。③Dubeau等发现，不适于进行酶切反应和杂交研究的化学修饰的DNA，可通过搅起完整的DNA而被动除去，因而强调了螺旋化（spooling）在DNA纯化中的重要性。该作者还发现延长组织固定时间的影响之一就是减少了可螺旋化DNA的量，杂交分析显示，螺旋化DNA杂交信号强，而未螺旋化DNA信号减弱。因此，增加DNA螺旋化可提高提取DNA质量和杂交效率。但是，Moerkert 等认为未螺旋化DNA不影响进行点杂交分析。
　　3.避免DNA机械性损伤福尔马林固定和石蜡包埋使组织变得坚韧，很难达到匀浆的效果。经常的做法是将组织切成3～5μm薄片，使每一细胞都被切开。但是，我们认为切片太薄，容易过多地将DNA切断，影响高分子量DNA的获得率。最好是采用15～20μm的厚切片。高浓度蛋白酶K消化2～4天，使能达到细胞充分破碎、蛋白充分消化的目的。并尽可能避免机械性匀浆过程造成的DNA剪切。
　　此外，在NDA释放出来以后的提取过程中，应尽可能轻柔操作，避免过多地移管。若必需移管时应选用大口吸管。尽可能避免人为的DNA剪切。纯化DNA用TE（pH8.0）溶解放4℃保存即可，若短期不用时应-20℃冻存，但切忌反复冻融，以免DNA降解。
　　四、石蜡包埋组织DNA分析的方法学
　　由于DNA提取方法的改善和DNA质量的提高，几乎所有基因分析的技术均可用于石蜡包埋组织，但目前分子病理学研究的常用方法是点杂交、Southern印迹杂交和多聚酶链反应（PCR）。
　　1.点杂交　　鉴于包埋组织DNA有一定程度的降解，因而点杂交被认为是一种简便、快速和实用的方法，特别适用于较大样本的筛选。Dyall - smith等（1988）采用未经抽提的蛋白酶消化产物直接点膜，进行点杂交分析，在3周内对200多病例进行筛选，对阳性病例和很难解释的弱阳性斑点，再进行原位杂交等方法作进一步证实。
　　2.Southern印迹杂交Southern印迹杂交是经典的基因分析技术，已被广泛地用于基因突变，扩增、重排和丢失等许多方面的研究。石蜡包埋组织的Southern印迹杂交分析有以下几个方面值得注意：
　　（1）当所分析的酶切片段长为300～500bp时，包埋组织DNA杂交信号强度只有相同量标准DNA的10%～85%.信号强度与原始DNA大小呈正相关，最小片段DNA产生最弱的信号。
　　（2）包埋组织DNA所致的非特异性背景杂交比标准DNA为明显。这种背景杂交的产生可能是由于不包含到分析基因中两个限制性内切酶识别位点的小片段DNA存在。
　　（3）由于背景杂交明显使得信号模糊，信/噪比缩小。根据Goelz的经验，约有25%石蜡包埋组织不适于作Southern印迹杂交。
　　（4）某些限制性酶切片段的电泳速度比标准DNA稍迟缓。可能的原因是DNA直接或间接的化学改变使某些限制性酶切位点失活和/或单链DNA存在。
　　（5）由于小片段DNA的存在，故用作杂交分析的DNA量应适当增加，以增强杂交信号。
　　3.PCR分析PCR技术是近年来分子生物学技术的典范，已被广泛地用于分子病理学的各个领域。此技术不但特异性好和敏感性高，而且简便、快速、模板DNA要求不高，特别适于石蜡包埋DNA的分析。
　　用于PCR扩增的DNA提取比较简单，既使少量DNA样品亦能产生大量特异性DNA拷贝。已被成功地用于各代木乃伊DNA的分析，小至1mm2的HE染色切片提取的DNA亦可获得满意的扩增，并可用于诊断。但是，为了提高PCR的敏感性和可重复性，模板DNA应尽可能地纯化，除去提取物中某些抑制PCR反应的成份。
　　此外，切片过程中要注意防止污染，以免出现假阳性。
　　最近，Davis等（1993）对PCR产物进行单链构型多态性（SSCP）分析，可以提高PCR敏感性5倍以上。SSCP分析是应用单链DNA在非变性聚丙酰胺凝胶上电泳，根据序列的不同所产生的构型差异来分析PCr 产物。此分析能检测出小到一个碱基的差异，因而可被广泛地用于研究点突变和基因多态性。
　　此外，在包埋组织的DNA提取中往往发现有RNA的存在。这些未加任何保护而免受降解的RNA，不可能是完整的序列。然而，此发现提示用福尔马林固定的组织亦可作为Northern印迹杂交分析的可能材料来源。
　　五、分子病理学研究中的应用
　　1.基因重排分析与淋巴瘤的诊断分子生物学技术在肿瘤诊断中的应用，目前仅限于淋巴瘤/白血病。淋巴瘤以具有特异性抗原受体基因重排的单一性细胞增殖为特征。因此，克隆性免疫球蛋白（Ig）和T-细胞受体（TCR）基因重排的检出可作为淋巴瘤诊断的重要指标，这在国外许多实验室已成为常规诊断技术。
　　Southern印迹杂交和PCR都已被成功地用于基因重排分析。此技术在下列病变的诊断和鉴别诊断中特别有意义：①恶性淋巴瘤与反应性淋巴组织增生的鉴别。后者为多克隆性细胞增生，不能检出或扩增出克隆性基因重排序列；②T和B细胞性肿瘤的区分：PCRβ基因重排支持T细胞源性，而Ig重链基因则为B细胞源性。然而，一部分病例显示Ig和TCR基因双重排。在这种情况下，要结合其他基因分析。若同时伴有Ig轻链（K或人）基因重排则支持B细胞肿瘤；同时伴有TCRr或TCRs基因重排则为T细胞肿瘤。另外，也可结合免疫分型。双基因重排的肿瘤往往一种基因为不完全重排、不伴有相应的抗原受体表达，故免疫表型上往往是单一的。③T细胞性淋巴瘤的诊断，T细胞肿瘤形态变化多端、免疫表型上无克隆性标记，故对此类淋巴瘤均有必要进行基因分型。④T细胞优势性B细胞淋巴瘤。这种肿瘤在形态和免疫表型上很难建立诊断。⑤残留病变监测和复发的早期诊断。此技术还可用于识别骨髓的累及、治疗或骨髓移植后残余病变的检测，以及形态学上不能察觉的早期复发的诊断。</P
　　某些淋巴瘤/白血病所伴有的特异性染色体易位是另一种类型的基因重排标记。例如滤泡型淋巴瘤中常出现的t（14：18）易位，Burkitt氏淋巴瘤的t（8：14）、t（8：2）和t（8：22）易位，以及慢粒或急淋白血病中常见的t（9：33）易位。因上述基因重排在淋巴瘤中出现频率不高，故诊断应用价值不大。
　　2.癌基因与抗癌基因的研究分子生物学在肿瘤病理学中另一热点是癌基因和抗癌基因的研究。自从1981年Weinberg 等首先报道人癌基因分离成功以来，至今已有50多种癌基因被发现，这些基因普遍存在于各种生物细胞中，对于细胞的生长和分化起着重要作用。在正常情况下，其表达受到严格调控；病理状态下，癌基因活化，表达失控，使细胞原有的正常生物学性状发生改变，从而导致细胞癌变。据报道，癌基因的结构和功能改变见于造血系统、乳腺、粘膜鳞状上皮、前列腺、肺、肾、消化道、膀胱、卵巢、消化腺、神经系统和软组织等肿瘤。
　　另一类基因称抗癌基因或抑癌基因，现已发现的有p53、Rb、DCC、WT1和NF1等。其蛋白产物的功能是阻滞癌基因所编码多肽的活性。因此，如果抗癌基因发生突变或功能丧失，异常的癌基因产物表达失控，而诱发细胞转化为肿瘤。此现象为见于视网膜母细胞瘤、子宫内膜、结肠、食管等各部位的肿瘤。
　　目前，对人类肿瘤中癌基因和抗癌基因的检测，已经在肿瘤的分类、发病机理、肿瘤生物学行为和预后的关系等方面与肿瘤临床密切结合起来，并正在逐渐地应用于肿瘤的诊断、鉴别诊断和治疗。
　　（1）癌变机理的研究：癌基因活化和抗癌基因失活在人类肿瘤的发生发展过程中起重要作用。已有大量证据表明，至少需要两种以上的癌基因活化的协同作用才能使正常细胞发生恶性转化。目前研究发现绝大多数肿瘤有一种以上的癌基因过度表达，一种癌基因对靶细胞的永生化起重要作用，而另一种则促进细胞的永生化。
　　（2）肿瘤生物学待业和预后的研究：某些癌基因突变及其产物的过度表达与癌细胞的分化和恶性程度有关。目前研究最多的是c -erbB -2与乳腺癌的关系。许良中等（1992）发现，浸润性导管癌中c - erbB -2阳性表达率达67%以上，单纯癌阳性率为26.5%，而全部乳癌良性病变皆阴性。我们的研究发现，c -erbB -2 过度表达的乳腺癌预后不良，Schimmelpenning等（1992）也报告伴有c -erbB -2 扩增的导管内癌易于发生周围浸润。此外，ras P21在乳腺癌中的表达也有上述趋势。
　　（3）辅助诊断和鉴别诊断：bc1-2基因已被用于滤泡型淋巴瘤与反应性滤泡增生的鉴别诊断，前者阳性表达率在80%以上，而后者几乎为阴性；ras癌基因突变或过度表达有助于甲状腺乳头状癌、乳腺导管癌、结肠腺癌等肿瘤的诊断；小细胞肺癌常伴有n -myc突变。
　　（4）癌细胞的组织发生：paget 氏病可分乳腺外（EPD）和乳腺内（MPD）两种。有关paget细胞的起源问题仍有争议。许良中（1993）观察了c -erbB -2和p53在77例EPD和10例MPD中的表达，认为MPD中的paget细胞是来源于腺癌细胞而不是表皮的角质层细胞。EPP中的paget细胞也来源于腺癌细胞，但这种腺癌细胞与MPD中的腺癌细胞不同，因为两者基因表达不同。
　　3.遗传病的基因诊断遗传病的回顾性家族调查，可通过石蜡包埋组织完成。Mueller等描述1例怀疑囊性纤维化（CF）的死婴，石蜡包埋组织是唯一的材料来源。应用CF基因标记引物，对患儿和其父母的DNA分别进行PCR扩增。扩增产物用相应内切酶消化并检测限制性片段多态性。结果显示父母和患儿在同一位点上有意义，表明患儿遗传有突变型CF基因，最后证实了CF的诊断。
　　另一种常见的遗传病-肌营养不良症（DMD），是由Dystrophin基因的DNA序列畸变引起。Forstboefel等用该基因的已知编码DNA序列，从一死婴尸检组织中得到的DNA进行选择性PCR扩增。结果发现DMD基因的一关键部分缺失，进而证实了DMD的诊断。同样可通过亲代DNA分析，区分遗传性或散发性缺失。
　　4.病理微生物的检测核酸杂交和PCR技术对病原微生物的检测亦具有独到之处，除其特异性和敏感性极高外，还可适用于石蜡切片等多种材料，且可避免因培养造成的病原扩散。特别是一些原位杂交和PCR诊断性试剂盒的问世，使此项检测更加简便易行。因此，分子生物学将是传染病实验室诊断技术的发展方向。这方面的应用已有很多报道，本节　不再赘述。
　　5.组织来源的鉴定PCR可用于选择性扩增一部分HLa -DQa 基因，这部分是人类基因组中高度多肽性的位点。DNA序列微小的个体差异，可被特异性cDNA探针区分。此基因在人群中的正常变异是有图谱的，故可将其用作"基因指纹"来验证组织来源。在日常工作中偶尔遇到标本的标记错误，当观察组织切片，发现与临床资料不匹配时才被发现。Shibata等通过分析石蜡标本DNA中HLa -DQa位点解决了这一难题。另一高度多肽性的基因-低密度脂蛋白受体基因，亦可同样用于标本的鉴定。
　　Dubeau等发现提取DNA的甲基化类型是恒定的，包埋组织仍保留其原有的特异性甲基化特征，籍此可有助于识别某些肿瘤的起源组织。
　　综上所述，石蜡包埋组织DNA的提取扩展了分子生物学技术在临床上的应用范围。虽然现在回顾性DNA分析仅用于确定少数特异性诊断，但随着越来越多的感染性病原基因、特异性肿瘤基因和遗传病基因的识别和克隆，相信不远的将来基因诊断的应用范围会进一步拓宽，分子杂交等基因分析技术将会在病理学诊断和研究中发挥越来越重要的作用。
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自 20 世 纪50年代Watson和Crick提出DNA双螺旋模型以来，分子生物学在广度和深度上都获得空前的发展。DNA作为分子生物学研究的基础，在生物领域尤其是遗传学方面的研究日渐深人，在此基础上产生的基因工程技术已在医药、农业、畜牧业等领域获得广泛应用。研究和应用DNA的基础是提取纯化结构完整的DNA，为此针对不同来源的DNA建立了不同的提取纯化方法。本文对从陆生动物、植物、微生物以及海洋生物来源的DNA的传统提取方法及近年来诸多的改良方法进行综述。
1.动物来源的DNA的提取
1. 1经典提取方法
酚抽提法 、异丙醇沉淀法以及甲酞胺裂解法是提取DNA最为经典的方法，目前很多方法的改进都是在这些方法的基础上进行的，这三种方法均利用蛋白酶K和十二烷基硫酸钠(SDS)消化破碎细胞。在前两种方法中裂解液先用酚/氯仿去除蛋白质，再分别用乙醇或异丙醇沉淀DNA。甲酞胺法是利用高浓度的甲酞胺解聚蛋白质与DNA的结合，然后利用透析来处理DNA样品。这些经典方法获得的DNA纯度很高，能够满足各种试验的要求，但操作繁琐，用时长，且所用试剂具有一定的毒性。
1.2 玻璃棒缠绕法
该 法 用 盐酸肌裂解细胞，然后将细胞裂解物小心铺在离心管中的乙醇上，用一个带钩的或前端为U形的玻璃棒在这两层液体的交界面慢慢搅动，沉淀出的胶状DNA缠绕在玻璃棒上。玻璃棒上的DNA经多次乙醇浸泡并于室温下蒸干乙醇，由胶状逐渐回缩，然后浸人TE中过夜，使其重新吸水膨胀进而和玻璃棒分离。这种方法对操作技术要求较高，但简单快速。
1.3 血细胞DNA的快速提取法
采用 非 离 子变性剂NP40(乙基苯基聚乙二醇)代替SDS裂解细胞，提取细胞核，然后用酚/氯仿抽提DNA。这样从血液中分离获得的DNA纯度高，能够满足各种临床检验和实验的需要。也可采用NP40和Tween -20同时作用破碎细胞膜，以避免SDS对以后步骤的负面作用。 Ba sun i等 [‘〕采用了4种常用的从血液中提取DNA的方法:High Pure Viral Nucleic 试剂盒法、QlAamp试剂盒法、Tri- PureTM试剂分离提取法以及经典酚抽提法，对通常作抛弃处理的血凝块进行人DNA 及病毒DNA的抽提，发现前两种方法可以迅速高效获得目的DNA，从而建立了由血凝块中提取DNA的方法，扩大了临床检验样本的来源。
1. 4 玻璃颗粒吸附法
在该 法 中首先利用含异硫氰酸肌的细胞裂解液裂解细胞，然后加人含有能够与DNA 结合的玻璃颗粒的缓冲液，经沉淀收集结合染色体DNA的玻璃颗粒，利用洗脱液进行洗脱获得DNA。不仅玻璃颗粒可以与DNA 进行结合，一定大小的硅胶颗粒也可以与 DNA进行结合，据此，不少实验工作者实践了很多利用颗粒结合DNA 的提取方法。 Pichler等[2〕在从抹香鲸(Physeter macrocephalus) 牙齿及骨骼中抽提DNA时采用了一种以二氧化硅为吸附介质的方法，从抹香鲸标本骨骼组织中钻取的少量粉末中获得了足够用于分析的DNA产物，此方法扩大了对稀有哺乳动物DNA研究的取材范围。 Caldarelli-stefano等[3〕在从福尔马林固定、石蜡包埋的人体组织标本中提取DNA时利用小磁珠作为结合核，也获得了理想的纯化 DNA。很多试剂公司也依此设计生产了许多颗粒提取试剂盒，Pint。等[4]就探讨了采用 Gibc。公司的GlassMAX系统，对福尔马林固定的组织进行DNA提取的具体操作方法，目前这些试剂盒在临床上广为应用，省时省力。
1.5 三乙醇胺月桂基硫酸盐(TLS)法
由于 常 规 方法中使用的蛋白酶K的水解条件不好掌握，采用TLS来提取组织、细胞以及外周血DNA可以克服这一弊端。 TLS是一种较强的表面活性剂，将其直接作用于细胞或组织匀浆，可迅速溶解细胞膜、核膜，而且蛋白质与其结合后即失去对DNA 的结合，进一步的纯化可采用常规方法。
1. 6 临床病理标本的DNA提取方法
由于 PC R技术不仅可用于基因分离、核酸序列分析，还可用于突变体和重组体的构建、基因表达调控研究、基因病的诊断及肿瘤发生机理的探讨等。近年来，PCR技术已广泛应用于病理学研究，尤其对福尔马林固定石蜡包埋病理标本进行相关的研究更成为关注的焦点。对于从这些病理标本中提取 DNA的方法研究也很多。一般采用酚/氯仿抽提法，该法虽然效率较高，但费时费力，而且其操作中要求多次离心，增加了样品污染的可能性。近年来很多高效灵敏的方法在实践中得以采用，这些方法通常采用加热或微波法〔s〕去除包埋的石蜡，使用Sephadex G- 5。柱色谱或盐析法[s7等去除蛋白质。高文涛[71等在研究福尔马林固定石蜡包埋组织 DNA提取方法对PCR的影响时，发现在组织切片中加人鳌合树脂(Chelating Resin，亚氨基二乙酸)提取获得的DNA可取得较好的PCR扩增结果。Coombs等〔s〕则采用热循环方法，将标本上的蜡融人样品溶液，在酶的作用下进行裂解，然后用Chelex-100进行吸附，离心去蜡，这种方法安全、简便、有效、经济。
1.7 盐析法
该 法用 饱 和氯化钠代替有机溶剂去除蛋白质，所获得的DNA质量可以满足PCR模板的要求，但产率相对较低，纯度较差。谭建明等[9]对上述盐析法进行了改进，即将处理过的样本加人SDS和蛋白酶K后，在56'C 消化1h，然后用饱和氯化钠沉淀蛋白质，并经离心除去，上清直接用乙醇沉淀DNA。该法简化了DNA的抽提步骤，可用于人体各种样本DNA的提取，所获DNA的纯度可以满足各种检测的需要。
2 植物来源的DNA提取
利用 基 因工程手段对植物进行定向改造，已成为当今植物育种学发展的一个新领域，植物基因工程操作离不开植物基因组总 DNA的制备，不同植物的核酸结合蛋白的情况各不相同，因而要采取不同的提取方法[10]。由于植物中次生代谢产物— 多酚类化合物可介导DNA降解，而多糖的污染也是影响植物DNA纯度最常见的问题，这些多糖能抑制限制酶、连接酶及DNA聚合酶等酶类的生物活性。因此要从富含多酚和多糖的植物组织中分离获得高质量的基因组 DNA也并非易事[11l。目前采用的方法有以下几种。
2.1 十六烷基三乙基澳化按(CTAB)法
CT AB 是 一种阳离子去污剂，它能与核酸形成复合物，这些复合物在低盐溶液中会因溶解度的降低而沉淀，而在高盐溶液中可解离，从而使DNA和多糖分开，再用乙醇沉淀DNA 而除去CTAB。在该法中使用的聚维酮 (PVP)与多酚结合形成复合物，从而可有效避免多酚类化合物介导的DNA降解[121。王卓伟等[13〕在对桑叶DNA提取方法研究过程中发现PVI〕还能有效地去除多糖。罗志勇等[14〕在研究中对这种方法进行了几点改进: ①提高CTAB的浓度;②对于含多酚类较多的植物，增加CTAB提取缓冲液中琉基乙醇的含量，同时加人PVP使其与多酚类物质结合形成复合物;③增加低盐沉淀缓冲液的量;④增加高盐溶液中盐的浓度。用改进的方法从人参、西洋参、三七等药用植物中分离获得了高纯度的DNA, Porebski等[1s]在沉淀粗提 DNA时，将提取缓冲液中氯化钠的浓度提高至2.5m o卜L-’以使DNA在高盐缓冲条件下优先沉淀，可更有效地除去多糖。Stein等[16] 对传统的CTAB法进行了优化，创建了一种从新鲜草本植物样本中提取DNA的方法。首先在特制的有96个孔的托盘上种植植物样本，并依照不同样本在托盘中的位置进行编号，然后取适量植物叶子分装在充满提取液的塑料袋中，除去袋中的空气并封口，再用特制的手工匀化器将各袋中的样本混匀，56`C孵育 1h后将袋中的液体取出进行离心以及DNA 的沉淀。Xin等〔17〕则采用简易的96孔托盘作为提取时的容器，将多种植物样本经研磨处理后分别放在不同的孔中进行提取，在一天内由一人就可完成上千个样本的DNA提取，为高通量植物基因分析及筛选提供了极大的便利。
2.2 SDS法
为 了避 免 CTAB法试验步骤多、操作繁琐的不足之处，近年来又提出了利用SDSTris- Cl-- EDTA等直接裂解细胞使其释放出DNA的方法[18]。在该法后续的DNA纯化过程中通常采用酚/氯仿处理，但对于植物 DNA纯化不是一个很好的选择，因为酚的使用可降低DNA的提取效率和纯度。王景雪等[19〕在用该法提取DNA的过程中采用较大的离心力和较长的离心时间，然后用氯仿一异戊醇代替酚来去除变性蛋白质，从而克服了由于酚的掺人及残留对以后酶切带来的困难。杨婉身等[201用琉基乙醇代替SDS，对大豆DNA分离提取能够更有效地去除蛋白质，而且可以有效防止褐变，获得天然双链高分子量的DNA产物，并且减少了SDS对 PCR、随机扩增多态性DNA技术(Random amplified polymorphic DNA, RAPD)等操作的影响。王得元等[z1〕在对辣椒DNA进行提取时为了提高DNA的产率将待提取的植物材料首先在液氮中研磨成粉末，并且针对辣椒叶子中多酚类物质极少的特点将其中的加人PVP的步骤省去，消除了PVP对以后操作的影响.
2.3 氯化千法
李思 光 等 (22〕在对称猴桃的基因组DNA 提取过程中选用了氯化节法，与其他方法相比该法的得率较高，其原因可能是氯化节不仅可与植物细胞壁上的多糖经基反应生成醚，而且与细胞液中多糖物质的All基反应，起到破坏糖链的作用，利于DNA的释放和提纯。
2.4 高盐低pH法
该 法 中 所用的提纯试剂仅为无机盐和异丙醇。通常采用的无机盐为醋酸钾，低pH的醋酸钾是有效的蛋白质沉淀剂。与一般氯仿一异丙醇反复抽提去除蛋白质的操作相比该法操作更方便省时，所需样品量少，适用于
濒危植物DNA的提取。
2.5 果胶酶法
Ste ve n等 [2s采用果胶酶对植物细胞破碎后的抽提混合物进行消化处理使与DNA共沉淀的胶状物质分解成小的片段，从而无法与DNA一起沉淀下来，降低了DNA的纯化难度，提高纯化效率。
3 微生物来源DNA的提取
常规 的微 生物DNA提取多是根据某种微生物的具体特点选择合适的方法。在实际的科学研究过程中，很多科学工作者通过实践总结出许多快速实用的提取方法，现择其中比较典型的加以总结
3.1 细菌质粒的提取方法
质粒是独立于细菌染色体DNA之外的环状DNA，它能携带外源基因进人细菌进行扩增，或表达外源基因，是基因工程中常用的载体，在DNA重组技术、DNA测序、转基因等方面具有广泛的应用。对于细菌质粒的提
取比较经典的方法有:碱裂解法、煮沸法、SDS裂解法以及Triton-溶菌酶裂解法等。这些方法的选择取决于质粒的大小、细菌菌株的性质等。Keunosky等GE_发展了一种以 Zn'+诱导DNA沉淀的方法，在该法中利用一定浓度的ZnCl:溶液使一定体积的细菌菌液质粒DNA大量沉淀，无需多次离心，大大简化了抽提的步骤。
近年 来 ，一些生物技术公司，比如Promega公司及Qiagen公司等纷纷推出质粒抽提试剂盒，这些试剂盒多运用树脂材料或硅胶来特异性的吸附质粒DNA，提取过程用时少，效率高。
3.2 真菌DNA提取方法
对 真菌 DNA的提取关键是破碎细胞，通常采取酶解破壁法或以液氮冷冻处理增加细胞壁脆性的物理破壁法。在这两种方法中酶解破壁法较为简单，易于操作和控制，而物理破壁法在处理过程中容易造成细胞核的大量破损。在提取获得核酸一蛋白质复合物后，对其中蛋白质的沉淀也多采用传统的氯仿一异戊醇沉淀法或高盐沉淀法。韩利刚等C25用CTA13法直接从丝状真菌的新鲜菌丝中提取DNA，并将所提取的DNA进行 RAPD，得到了较清晰的扩增图谱。Loeffler 等[Z6为满足快速灵敏准确的临床检验的需要，利用MagNA Pure LC系统建立了一种实用的快速提取方法，该法自动化程度高，避免了可能的交叉污染。Manian等[z7〕在对真菌进行DNA抽提时采用几个循环的快速制冷、煮沸以破碎真菌细胞壁，并通过Qiagen 公司的QIAquick DNA纯化柱，迅速从极微量的真菌中获得高纯度的DNA大分子。
3.3 结核杆菌DNA的提取方法
利用 PC R微孔板杂交技术检测临床标本中结核杆菌DNA是诊断结核杆菌感染的一种快速灵敏和特异的方法。从不同的临床标本中获得DNA是检测准确和成功的关键。而不同来源的结核杆菌又分别受到不同来源材料的影响，所以提取方法各不相同。同时由于结核杆菌的细胞壁比较厚不易破碎，一般的微波法、异硫氰酸肌法、冻融法等难以破坏结核杆菌的细胞壁。通常采取的方法有:经典酶一酚一氯仿法，碱一SDS裂解法，碱裂解煮沸法，超声裂解法，Chelex-100 法，玻璃粉一硅吸附法等。杨正林等[28〕通过对以上几种方法的比较发现玻璃粉一硅吸附法操作简单，假阳性低，适合临床检测使用。
3.4 土壤微生物总DNA的提取方法
土壤 中 细 菌的含量丰富，种类齐全，从中提取细菌DNA可用于检测不可培养的细菌，跟踪某些目标菌或重组基因在自然环境中的行为，也可用来解释土壤微生物生态系统中的基因的多样性及其随环境的变化。从土壤中提取和纯化DNA是最关键的技术之一。 Courtoi:等[29]对比了在土壤中直接裂解微生物体、然后提取DNA和先将微生物菌体通过梯度离心与土壤颗粒分开再进行提取的方法，利用PCR技术以及杂交技术检测不同方法获得DNA的种类和纯度，发现前一种方法具有更高的效率，能够提取获得较多微生物物种的 DNA。张瑞福等[30]采用SDS高盐提取法和透析袋回收法对9种不同来源的土壤进行微生物DNA的提取，与通常采用的对菌体细胞的超声破碎法以及对粗提DNA的微型柱纯化法相比，既保证了一定提取与回收效率，又兼顾了DNA的质量，使DNA在提取和纯化过程中不会受到损伤。
4 海洋生物DNA的提取方法
海洋 是 地 球上最大的生物资源库，同时由于海水的保护使海洋生物变化很少，物种得到较好的保存，这样就为研究生命现象的基本问题提供了丰富的资料。在利用这些资源探讨诸如生命的起源、生物进化、生物与环境的关系、改造海洋生物以为人类服务(如生产某种药物)时离不开对生物核酸的研究。对于海洋来源的动物、植物、微生物由于其不同于陆生生物的组织和细胞结构特点往往采用不同的DNA提取方法。
张海 琪 等 [31_在对不同方法保存的大黄鱼(Pseudosciaena crocea)肌肉样品基因组 DNA进行提取时发现，经福尔马林、乙醇及含有EDTA的乙醇保存的样品可以同鲜活样品和冷冻样品一样获得基因组DNA，但相比之下采用乙醇作为固定剂更方便快速，所提取的DNA用于RAPD分析，获得了满意的效果。杨文新等[32〕利用75%的乙醇固定鲍鱼(Haliotis discus)样本并进行DNA的提取，证明用乙醇固定海洋动物组织是一种切实可行的方法，材料处理后可同步提取，增加了实验的同步性、可比性，适用于大量样本的提取。由于组织中含有许多DNA酶，绝大多数DNA酶需要一个二价阳离子作为辅助因子，因此采用含适量EDTA的乙醇固定剂是野外标本采集和运输的一种更简便有效的方法。
韩兵 社 等 33:针对传统的有机溶剂提取工艺进行改进，应用多种萃取液体系从废弃物鱿鱼肝脏中提取核酸，与原工艺相比，核酸提取产量提高30%-60%，整体工艺得到简化，而且避免了有机物的残留。
赤 潮 是 在特定的环境前提条件下，海水中的某些浮游生物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，对海洋渔业、水产资源以及人类的健康造成很大的威胁。发生赤潮的生物类型主要为藻类，铜绿微囊藻(Microcytis aeruginosa) 是造成赤潮的藻类之一。陆源等[34〕用乙醇乙醚混合液对纯化的铜绿微囊藻作预处理，破坏了其胶质鞘，从而使蛋白酶K和 SDS能更好地直接作用于其细胞壁，细胞内的DNA释放完全，提高了总DNA的得率。通过提取获得的DNA有助于开展对有害藻类的研究，为防范赤潮提供依据。
在对 紫 菜 (Porphyras p.)进行DNA提取时，郭宝太等[35〕先用海螺酶处理样品制备紫菜体细胞，然后用SDS和蛋白酶K裂解细胞提取总DNA，再用Wizard DNA clean-树脂进行纯化。经海螺酶处理的紫菜细胞解决了通常采用的液氮破碎细胞后裂解物勃稠、DNA得率低且有严重的多糖污染等难题。但这种方法对植物组织需求量较多，不适于个体体积小的紫菜。刘必谦等[36〕采用美国Roche公司的DNA Isolation Kit for Cell and Tissue和上海生工公司的UNIQ- 10小量柱式基因组DNA提取试剂盒对个体体积较小的圆紫菜(Porphyra suborbiculato )、铁钉菜(Ishige okamurae)等进行DNA 的提取，获得高纯度的基因组DNA，完全能满足酶切片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP)技术的需要。
陈子 桂 等[371以海洋尾丝虫(Uronema marinum)为材料，针对纤毛虫难以建立培养以及个体丰度不高等特点，就微量条件下提取DNA的方法进行了探讨，成功地获得了活体直接提取、活体酚/氯仿抽提、固定标本直接提取以及固定标本酚/氯仿抽提等四种简便有效的微量DNA提取方法，解决了纤毛虫微量DNA提取的困难。
综合 DN A的提取方法，虽然不同生物 DNA的提取方法不尽相同，但各种提取方法也有很多相通之处，可以相互借鉴。随着生物技术的飞速发展，对这一技术的经验总结将会越来越多，一些生物领域新的DNA提取方法也将逐渐固定下来，更为简捷、高效的方法也必将出现，为基因工程提供更高纯度的DNA.
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自 20 世 纪50年代Watson和Crick提出DNA双螺旋模型以来，分子生物学在广度和深度上都获得空前的发展。DNA作为分子生物学研究的基础，在生物领域尤其是遗传学方面的研究日渐深人，在此基础上产生的基因工程技术已在医药、农业、畜牧业等领域获得广泛应用。研究和应用DNA的基础是提取纯化结构完整的DNA，为此针对不同来源的DNA建立了不同的提取纯化方法。
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细胞生物学：石蜡包埋组织的DNA提取及其应用
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　　近10年来，现代分子生物学技术越来越广泛地被用于人类疾病研究的诸领域，为了解病理状态下基因组DNA的变化积累了新资料。目前认为，人类基因组并非人们想像的那样稳定，诸如基因重排、扩增、缺失，突变和DNA甲基化类型改变等时有发生，这些改变对于基因表达和调控，以及疾病过程的发展与转归等方面均具有重要意义。
　　医院病理科档案中积存的大量石蜡包埋组织，是一个可靠的分子生物学研究的材料来源。在石蜡切片上进行原位杂交或原位PCR分析的分子生物学方法，是免疫细胞化学技术的重要延伸。通过对DNA或mRNA分析亦可直接证实或补充免疫细胞化学的发现。这些对形态学家较为熟悉的原位分子生物学技术，本节　不再赘述。Goelz（1985）和Dubeau 等（1986）成功地从蜡块中提取出高质量的DNA，完全可以满足某些肿瘤分子生物学研究的需要，结束了DNA研究依赖于新鲜或冰冻组织和细胞的历史，而且可以广泛地应用于大宗病例的回顾性研究，对肿瘤发生的分子机制的探讨，诊断与鉴别诊断研究和患者预后评估等方面均具有重要价值。
　　本节重点讨论石蜡包埋组织DNA提取的方法学及其潜在的应用前景。
　　一、石蜡包埋组织DNA提取的基本方法
　　从石蜡包埋组织中提取DNA的基本步骤，是在常规DNA提取方法的基础上改良和演变而来。Goelz等（1985）最先提出的石蜡包埋组织DNA提取技术（表18-5），是用机械的方法破碎组织，切除多余的石蜡，直接进入含SDS和高浓度蛋白酶K（1mg/ml）的提取缓冲液加温孵育，然后进行苯酚和氯仿抽提。所得DNA虽不完整，但可被限制性内切酶切割，因而适于点杂交，印迹杂交等多种分子生物学实验。Dubeau等（1986）在上述方法上作了改进。首先通过组织切片用二甲苯脱蜡，保证了组织的完全破碎，使细胞与消化液充分接触，使DNA释放和蛋白去除更加完全；其次通过两步消化的方法，将不适于做分子杂交的降解的DNA小片段去除，仅保留那些可螺旋化的完整的DNA大分子，从而提高了DNA质量，适于做Southern印迹杂交分析。Moerkerk等（1990）对上述两种方法进行了比较，发现两种方法所取得DNA之点杂交结果一致，非螺旋化DNA亦不影响杂交分析。
表18-5 Gpelz氏DNA提取方法的主要步骤
1.切除多余石蜡，暴露组织
2.将组织切碎（最大径<0.5mm），称重；
3.溶于TE9提取液（组织<50mg/5ml,50～500mg/10ml）,高速混悬2～3min；于48℃放置24h，其制备见表18-6；
4.再次混悬组织，加入蛋白酶K至终浓度1mg/ml,SDS至2%，孵育40h；
5.用等体积酚-氯仿溶液抽提3次；
6.2.5倍体积乙醇沉淀DNA
7.-70℃放置2～4h
8.9000×g离心1h
9.沉淀物用70%乙醇洗1次
10.干燥，TE（pH7.2）溶解。
表18-6 TE9 DNA提取液的制备
500mmol/L Tris
20mmol/L EDTA
10mmoo/L NaCl
500μg/ml 蛋白酶K
　　5μm组织切片
　　常规脱蜡、水化
　　第一次溶液A孵育（去上清）
　　第二次溶液A孵育（留上清）
　　氯仿-异戊醇抽提
　　RNA酶和蛋白酶消化
　　酚抽提
　　（却除未螺旋化DNA）↓
　　图18-6　石蜡包埋组织DNA提取流程（Drbeau等，1986）
100μg 蛋白酶K/ml
　　不同类型的基因分析所要求的DNA质量长数量不同。Southern印迹杂交分析需要10～15μg大片段DNA（＞20kb），因为杂交前要进行相应的限制性内切酶消化和凝胶分离不同片段长度的DNA.故DNA提取要求高，小片段DNA存在会直接影响杂交信号。与之相反，多聚酶链反应（PCR）则可在相对粗制的小片段DNA样本上进行，分析所需的DNA很少，0.5μg甚至更少即可。PCR的模板DNA制备方法很多，除上述两种方法外，还有更简便的直接水煮法（Sle－bos，et al， 1990；Smit， et al. 1988）、蛋白酶消化法（Impraim et al. 1987；Brice， et al. 1989）。这些方法不经过酚-氯仿-异戊醇抽提、DNA纯化等步骤，直接将组织放在去离子水中煮沸10min或在蛋白酶K缓冲液中消化4h，DNA即可释放出来。此提取物可直接用作模板，进行PCR扩增，但是，我们发现直接水煮法和蛋白酶消化法提取的DNA，扩增率较低，且重复性不好。这可能是由于DNA附着的蛋白质去除不净而影响DNA变性和引物的结合，亦可能是由于标本中残留的固定剂等成分对Taq DNA多聚酶的抑制所致。
　　二、影响DNA提取质量的因素
　　1.固定剂对DNA的影响固定剂的类型直接影响提取DNA的质量。目前大多数实验室常用的中性缓冲福尔马林固定的标本，DNA保存完好，可以获得高分子量DNA.Warford等（1988）对甲醛固定过程中DNA变化进行了观察，发现核酸对甲醛反应性可分为两个阶段：①早期出现碱基快速可逆性羟甲基化；②数天后碱基对间核酸与蛋白间缓慢地形成亚甲基交联。DNA提取过程中的蛋白酶K消化，酚/氯仿抽提和纯化等步骤，可以消除由于固定所造成的DNA某些理化性质改变。
　　bramwell等（1988）发现，甲醛和戊二醛固定可使得DNA产量降低，醋酸甲醇（MAA）可导致DNA明显降解。Michel‘s运输保存液或PBS存放组织虽提取DNA纯度高，但产量明显降低。Dubeau等也观察到含苦味酸（Bouin氏液）和含氯化汞的固定液（Zenker，Bs）处理标本不能获得完整的DNA.
　　乙醇被认为是保存核酸的最佳固定剂。Wu等（1990）用无水乙醇固定标本48h，最长达2年，均可得到中量的高分子DNA.每mm3乙醇固定标本平均DNA产量为26.6μg，高于新鲜标本（19.4μg/mm3）。经限制性内切酶消化后，乙醇固定组织DNA均显示由于重复DNA序列存在所产生的特征性卫星带，说明DNA被完成消化。Southern印迹杂交结果与冰冻组织一致。
　　Sato 等（1990）用AMex方法处理组织，既可保存许多抗原成分，亦可使大分子量DNA完好无损。其基本方法为：将组织放至4℃丙酮浸透，移至-20℃过夜。然而再用丙酮分别在4℃和室温脱水各15min，苯甲酸透明两次，每次15min，最后60℃真空浸蜡2～3h，石蜡包埋。结果显示，每10mg AMex法处理的湿重组织提高分子量DNA71.4±14.53μg，与新鲜组织产量相当（70.4±13.76μg）。酶切、电泳和杂交反应亦相同于新鲜组织。提示AMex法是一种多用途组织处理技术，可以克服由于DNA降解、高分子量DNA减少和内切酶不完全消化所产生的电泳类型改变，是一种理想的DNA保存方法，特别适用于对形态学、免疫表型和基因改变的相关性分析。
　　2.固定时间对DNA的影响固定过程中所发生的组织反应至今尚未被完全更理解，虽然理论上讲室温下福尔马林与DNA几乎不发生反应，但已发现碱基与组蛋白之间的甲基交联。这种福尔马林介导的甲基化直接影响DNA提取的效率。如果事实果真如此，那么固定的时间是一个重要的变异因素。然而，Goelz等没有发现固定时间对DNA提取质量的明显影响。Dubeau等认为组织固定时间太短或太长均会导致DNA的降解。该作者对固定12h到5天不同时间间隔标本的DNA提取显示，随着固定时间的延长，可螺旋化（Spoolable）的高分子量DNA明显减少。固定5天后可螺旋化DNA提取率仅有8%.Warford等也发现单细胞悬液经30min福尔马林固定后，DNA产量减少到30%，由此可见，不同标本对不同固定剂所需的最佳固定时间应摸索选定。根据Dubeau等经验，常规组织固定应在12h以上至110之内。
　　3.固定温度等其他因素对DNA的影响核酸与固定剂的反应由反应成分、浓度、酸硷度以及温度等因素的调节　，其中温度效应显得特别重要。室温下DNA双股螺旋链表现为两条由氢键连接在互补多聚核苷酸；加热到65℃时，氢键开始断裂；约90℃时，产生两条单链分子。在此变性状态下，甲醛与酸反应很快，通过羟甲基化作用可抑制DNA冷却后的再复性。
　　最近，Koshiba等发现福尔马林固定过程中的DNA降解，是由于固定温度高，pH低以及甲酸的存在所致。通过应用缓冲福尔马林和低温下固定（4℃），可以明显改善DNA保存。医学教育网
　　酸性环境中DNA的降解已有过深入的研究。一般认为，强酸可导致DNA的完全解聚，而弱酸也能引起一些结构的改变。当pH达到2.5以下时，几乎所有的碱基之间氢键解离，使DNA双链断裂而产生不可逆的变性；随后出现N-糖苷键水解，使嘌呤残基游离；最后，多聚核苷之磷酯键缓慢水解，仅残留具有完整嘧啶的多聚脱氧核糖短臂。上述改变亦受温度或离子强度的影响。加入盐或降低温度可稳定氢键，因而可防止酸性条件下的DNA变性。然而，即使福尔马林被氢氧化钠中和，在室温下DNA亦发生降解，提示福尔马林本身即可降解DNA.福尔马林中DNA降解的机理及其预防有待于进一步研究。
　　4.组织处理过程对DNA的影响我们发现，从常规组织处理的蜡块中提取的DNA，其大部分分子量在100bp～1000bp之间，主要分布于100～1500bp，仅约1/3的组织所提取DNA>20kb.这除与固定剂、固定时间等因素有关外，可能的原因还有：①组织从外科切除到固定之间的时间长短不一。当组织未固定或固定不充分时，核酸酶可自由作用；②不同肿瘤中核酸酶的水平不一，其在固定前或固定后均不发挥作用；③蜡块贮存的时间长短不一。虽然从不同贮存时间的蜡块中提取的DNA大小无绝对区别，但新近的蜡块比贮存10年以上的标本所获得的DNA分子量大。可能蜡块中仍存在导致DNA降解的因素。
　　组织的浸蜡和包埋温度过高或时间过长，均可导致DNA变性，而产生单链DNA片段。单链DNA不能被限制性内切酶所消化，可导致电泳时泳动速率变慢。
　　三、提高DNA提取质量的方法
　　1.蜡块的选择从福尔马林固定的组织标本中未能提出完整的高分子量DNA的重要原因之一，是应用了固定不充分的组织。因此，在DNA提取前应检查组织切片。如果有自溶、退变或组织结构不清，大片出血等改变的蜡块不能用；若有明显坏死存在的蜡块，最好不用或将坏死部分切去后再用。尽可能地选用新近标本，缓冲福尔马林、丙酮和乙醇固定者最佳。
　　2.DNA提取方法学的改善为了提高石蜡包埋组织DNA提取的质量和效益，人们从不同方面进行了探索。其中在DNA提取液的改良，蛋白酶的消化时间和DNA纯化等问题上取得了进展。①DNA提取液主要含SDS和蛋白酶K的TE缓冲液。固定和包埋组织由于化学修饰作用，使得DAN与蛋白质不易分离。因此，必须增加SDS和蛋白酶K的浓度和作用时间：SDS可增至1%～2%，蛋白酶K200～500μg/ml，最高可达1mg/ml；作用时间一般为2～4天，最长可达7天。蛋白酶K可分次加入，并注意不时震摇，使酶与组织充分接触。Koshiba等发现，利用Goelz等和Dubeau等提出的DNA提取方法，不能够得到令人满意的完整DNA.尿素和胍（guanidine）是DNA自然和人工交联最有力的剥脱剂，2-巯基乙醇可干扰二硫键，促进蛋白变性。作者对DNA提取液进行了改良，加入高浓度（4mol/L）尿素和2-巯基乙醇。应用此缓冲液，有效地从包埋组织中获得高质量DNA.②DNA释放率对于不同的组织类型是有差异的，取决于组织细胞密度和细胞外间质的多少。对于细胞丰富、含有很少间质的组织（例如脾脏），通过24h孵育80%以上DNA可释放出来；相同量的DNA释放对于富含致密间质的子宫肌瘤则需要6天时间；转移性畸胎瘤含中等细胞密度和疏松的间质，DNA释放率亦为中等。由此可见，对不同类型的组织DNA提取，蛋白酶K的孵育时间可作适当调整，以求最大量地获取大分子DNA.此外，对于Dubeau等提出的DNA提取过程中分次消化步骤的必要性，也有人提出异议。因为低、中分子量的核酸存在对限制性内切酶的消化和杂交不起作用。③Dubeau等发现，不适于进行酶切反应和杂交研究的化学修饰的DNA，可通过搅起完整的DNA而被动除去，因而强调了螺旋化（spooling）在DNA纯化中的重要性。该作者还发现延长组织固定时间的影响之一就是减少了可螺旋化DNA的量，杂交分析显示，螺旋化DNA杂交信号强，而未螺旋化DNA信号减弱。因此，增加DNA螺旋化可提高提取DNA质量和杂交效率。但是，Moerkert 等认为未螺旋化DNA不影响进行点杂交分析。
　　3.避免DNA机械性损伤福尔马林固定和石蜡包埋使组织变得坚韧，很难达到匀浆的效果。经常的做法是将组织切成3～5μm薄片，使每一细胞都被切开。但是，我们认为切片太薄，容易过多地将DNA切断，影响高分子量DNA的获得率。最好是采用15～20μm的厚切片。高浓度蛋白酶K消化2～4天，使能达到细胞充分破碎、蛋白充分消化的目的。并尽可能避免机械性匀浆过程造成的DNA剪切。
　　此外，在NDA释放出来以后的提取过程中，应尽可能轻柔操作，避免过多地移管。若必需移管时应选用大口吸管。尽可能避免人为的DNA剪切。纯化DNA用TE（pH8.0）溶解放4℃保存即可，若短期不用时应-20℃冻存，但切忌反复冻融，以免DNA降解。
　　四、石蜡包埋组织DNA分析的方法学
　　由于DNA提取方法的改善和DNA质量的提高，几乎所有基因分析的技术均可用于石蜡包埋组织，但目前分子病理学研究的常用方法是点杂交、Southern印迹杂交和多聚酶链反应（PCR）。
　　1.点杂交　　鉴于包埋组织DNA有一定程度的降解，因而点杂交被认为是一种简便、快速和实用的方法，特别适用于较大样本的筛选。Dyall - smith等（1988）采用未经抽提的蛋白酶消化产物直接点膜，进行点杂交分析，在3周内对200多病例进行筛选，对阳性病例和很难解释的弱阳性斑点，再进行原位杂交等方法作进一步证实。
　　2.Southern印迹杂交Southern印迹杂交是经典的基因分析技术，已被广泛地用于基因突变，扩增、重排和丢失等许多方面的研究。石蜡包埋组织的Southern印迹杂交分析有以下几个方面值得注意：
　　（1）当所分析的酶切片段长为300～500bp时，包埋组织DNA杂交信号强度只有相同量标准DNA的10%～85%.信号强度与原始DNA大小呈正相关，最小片段DNA产生最弱的信号。
　　（2）包埋组织DNA所致的非特异性背景杂交比标准DNA为明显。这种背景杂交的产生可能是由于不包含到分析基因中两个限制性内切酶识别位点的小片段DNA存在。
　　（3）由于背景杂交明显使得信号模糊，信/噪比缩小。根据Goelz的经验，约有25%石蜡包埋组织不适于作Southern印迹杂交。
　　（4）某些限制性酶切片段的电泳速度比标准DNA稍迟缓。可能的原因是DNA直接或间接的化学改变使某些限制性酶切位点失活和/或单链DNA存在。
　　（5）由于小片段DNA的存在，故用作杂交分析的DNA量应适当增加，以增强杂交信号。
　　3.PCR分析PCR技术是近年来分子生物学技术的典范，已被广泛地用于分子病理学的各个领域。此技术不但特异性好和敏感性高，而且简便、快速、模板DNA要求不高，特别适于石蜡包埋DNA的分析。
　　用于PCR扩增的DNA提取比较简单，既使少量DNA样品亦能产生大量特异性DNA拷贝。已被成功地用于各代木乃伊DNA的分析，小至1mm2的HE染色切片提取的DNA亦可获得满意的扩增，并可用于诊断。但是，为了提高PCR的敏感性和可重复性，模板DNA应尽可能地纯化，除去提取物中某些抑制PCR反应的成份。
　　此外，切片过程中要注意防止污染，以免出现假阳性。
　　最近，Davis等（1993）对PCR产物进行单链构型多态性（SSCP）分析，可以提高PCR敏感性5倍以上。SSCP分析是应用单链DNA在非变性聚丙酰胺凝胶上电泳，根据序列的不同所产生的构型差异来分析PCr 产物。此分析能检测出小到一个碱基的差异，因而可被广泛地用于研究点突变和基因多态性。
　　此外，在包埋组织的DNA提取中往往发现有RNA的存在。这些未加任何保护而免受降解的RNA，不可能是完整的序列。然而，此发现提示用福尔马林固定的组织亦可作为Northern印迹杂交分析的可能材料来源。
　　五、分子病理学研究中的应用
　　1.基因重排分析与淋巴瘤的诊断分子生物学技术在肿瘤诊断中的应用，目前仅限于淋巴瘤/白血病。淋巴瘤以具有特异性抗原受体基因重排的单一性细胞增殖为特征。因此，克隆性免疫球蛋白（Ig）和T-细胞受体（TCR）基因重排的检出可作为淋巴瘤诊断的重要指标，这在国外许多实验室已成为常规诊断技术。
　　Southern印迹杂交和PCR都已被成功地用于基因重排分析。此技术在下列病变的诊断和鉴别诊断中特别有意义：①恶性淋巴瘤与反应性淋巴组织增生的鉴别。后者为多克隆性细胞增生，不能检出或扩增出克隆性基因重排序列；②T和B细胞性肿瘤的区分：PCRβ基因重排支持T细胞源性，而Ig重链基因则为B细胞源性。然而，一部分病例显示Ig和TCR基因双重排。在这种情况下，要结合其他基因分析。若同时伴有Ig轻链（K或人）基因重排则支持B细胞肿瘤；同时伴有TCRr或TCRs基因重排则为T细胞肿瘤。另外，也可结合免疫分型。双基因重排的肿瘤往往一种基因为不完全重排、不伴有相应的抗原受体表达，故免疫表型上往往是单一的。③T细胞性淋巴瘤的诊断，T细胞肿瘤形态变化多端、免疫表型上无克隆性标记，故对此类淋巴瘤均有必要进行基因分型。④T细胞优势性B细胞淋巴瘤。这种肿瘤在形态和免疫表型上很难建立诊断。⑤残留病变监测和复发的早期诊断。此技术还可用于识别骨髓的累及、治疗或骨髓移植后残余病变的检测，以及形态学上不能察觉的早期复发的诊断。
　　某些淋巴瘤/白血病所伴有的特异性染色体易位是另一种类型的基因重排标记。例如滤泡型淋巴瘤中常出现的t（14：18）易位，Burkitt氏淋巴瘤的t（8：14）、t（8：2）和t（8：22）易位，以及慢粒或急淋白血病中常见的t（9：33）易位。因上述基因重排在淋巴瘤中出现频率不高，故诊断应用价值不大。
　　2.癌基因与抗癌基因的研究分子生物学在肿瘤病理学中另一热点是癌基因和抗癌基因的研究。自从1981年Weinberg 等首先报道人癌基因分离成功以来，至今已有50多种癌基因被发现，这些基因普遍存在于各种生物细胞中，对于细胞的生长和分化起着重要作用。在正常情况下，其表达受到严格调控；病理状态下，癌基因活化，表达失控，使细胞原有的正常生物学性状发生改变，从而导致细胞癌变。据报道，癌基因的结构和功能改变见于造血系统、乳腺、粘膜鳞状上皮、前列腺、肺、肾、消化道、膀胱、卵巢、消化腺、神经系统和软组织等肿瘤。
　　另一类基因称抗癌基因或抑癌基因，现已发现的有p53、Rb、DCC、WT1和NF1等。其蛋白产物的功能是阻滞癌基因所编码多肽的活性。因此，如果抗癌基因发生突变或功能丧失，异常的癌基因产物表达失控，而诱发细胞转化为肿瘤。此现象为见于视网膜母细胞瘤、子宫内膜、结肠、食管等各部位的肿瘤。
　　目前，对人类肿瘤中癌基因和抗癌基因的检测，已经在肿瘤的分类、发病机理、肿瘤生物学行为和预后的关系等方面与肿瘤临床密切结合起来，并正在逐渐地应用于肿瘤的诊断、鉴别诊断和治疗。
　　（1）癌变机理的研究：癌基因活化和抗癌基因失活在人类肿瘤的发生发展过程中起重要作用。已有大量证据表明，至少需要两种以上的癌基因活化的协同作用才能使正常细胞发生恶性转化。目前研究发现绝大多数肿瘤有一种以上的癌基因过度表达，一种癌基因对靶细胞的永生化起重要作用，而另一种则促进细胞的永生化。
　　（2）肿瘤生物学待业和预后的研究：某些癌基因突变及其产物的过度表达与癌细胞的分化和恶性程度有关。目前研究最多的是c -erbB -2与乳腺癌的关系。许良中等（1992）发现，浸润性导管癌中c - erbB -2阳性表达率达67%以上，单纯癌阳性率为26.5%，而全部乳癌良性病变皆阴性。我们的研究发现，c -erbB -2 过度表达的乳腺癌预后不良，Schimmelpenning等（1992）也报告伴有c -erbB -2 扩增的导管内癌易于发生周围浸润。此外，ras P21在乳腺癌中的表达也有上述趋势。
　　（3）辅助诊断和鉴别诊断：bc1-2基因已被用于滤泡型淋巴瘤与反应性滤泡增生的鉴别诊断，前者阳性表达率在80%以上，而后者几乎为阴性；ras癌基因突变或过度表达有助于甲状腺乳头状癌、乳腺导管癌、结肠腺癌等肿瘤的诊断；小细胞肺癌常伴有n -myc突变。
　　（4）癌细胞的组织发生：paget 氏病可分乳腺外（EPD）和乳腺内（MPD）两种。有关paget细胞的起源问题仍有争议。许良中（1993）观察了c -erbB -2和p53在77例EPD和10例MPD中的表达，认为MPD中的paget细胞是来源于腺癌细胞而不是表皮的角质层细胞。EPP中的paget细胞也来源于腺癌细胞，但这种腺癌细胞与MPD中的腺癌细胞不同，因为两者基因表达不同。
　　3.遗传病的基因诊断遗传病的回顾性家族调查，可通过石蜡包埋组织完成。Mueller等描述1例怀疑囊性纤维化（CF）的死婴，石蜡包埋组织是唯一的材料来源。应用CF基因标记引物，对患儿和其父母的DNA分别进行PCR扩增。扩增产物用相应内切酶消化并检测限制性片段多态性。结果显示父母和患儿在同一位点上有意义，表明患儿遗传有突变型CF基因，最后证实了CF的诊断。
　　另一种常见的遗传病-肌营养不良症（DMD），是由Dystrophin基因的DNA序列畸变引起。Forstboefel等用该基因的已知编码DNA序列，从一死婴尸检组织中得到的DNA进行选择性PCR扩增。结果发现DMD基因的一关键部分缺失，进而证实了DMD的诊断。同样可通过亲代DNA分析，区分遗传性或散发性缺失。
　　4.病理微生物的检测核酸杂交和PCR技术对病原微生物的检测亦具有独到之处，除其特异性和敏感性极高外，还可适用于石蜡切片等多种材料，且可避免因培养造成的病原扩散。特别是一些原位杂交和PCR诊断性试剂盒的问世，使此项检测更加简便易行。因此，分子生物学将是传染病实验室诊断技术的发展方向。这方面的应用已有很多报道，本节　不再赘述。
　　5.组织来源的鉴定PCR可用于选择性扩增一部分HLa -DQa 基因，这部分是人类基因组中高度多肽性的位点。DNA序列微小的个体差异，可被特异性cDNA探针区分。此基因在人群中的正常变异是有图谱的，故可将其用作"基因指纹"来验证组织来源。在日常工作中偶尔遇到标本的标记错误，当观察组织切片，发现与临床资料不匹配时才被发现。Shibata等通过分析石蜡标本DNA中HLa -DQa位点解决了这一难题。另一高度多肽性的基因-低密度脂蛋白受体基因，亦可同样用于标本的鉴定。
　　Dubeau等发现提取DNA的甲基化类型是恒定的，包埋组织仍保留其原有的特异性甲基化特征，籍此可有助于识别某些肿瘤的起源组织。
　　综上所述，石蜡包埋组织DNA的提取扩展了分子生物学技术在临床上的应用范围。虽然现在回顾性DNA分析仅用于确定少数特异性诊断，但随着越来越多的感染性病原基因、特异性肿瘤基因和遗传病基因的识别和克隆，相信不远的将来基因诊断的应用范围会进一步拓宽，分子杂交等基因分析技术将会在病理学诊断和研究中发挥越来越重要的作用。
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回答时间： 21:53:57
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