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【摘 要】目的:研究多长时间内经福尔马林固定的标本既保证了组织形态的完好,还不影响DNA的提取。材料和方法:人体新鲜肿瘤组织经福尔马林固定标本12例,长期经福尔马林固定的标本10例,采用传统饱和酚氯仿抽提法提取DNA。结果:新鲜标本在福尔马林固定一周内提取DNA效果好,一周后DNA开始讲解,一个月后无法提取DNA。福尔马林长期固定的标本,经处理后有2例可以提出DNA,提取效果不好。结论:采用福尔马林固定的组织标本提取DNA最好在一周内,能保证DNA质量。
【中图分类号】R734.2 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2014)03-01294-01
随着分子生物学的进展,提取人体肿瘤DNA进行深入研究是常见的实验方法之一。DNA可以从患者血、尿、及肿瘤组织等多种途径获得,但人们更多采用从新鲜肿瘤组织中获得DNA。要想得到新鲜的肿瘤组织,对于不在临床工作的科研工作者来说是比较困难的,途径之一可以天天去医院取标本,这样需要专人往返与单位和医院之间,费时费力;途径之二可以将液氮罐放在医院,但需要定期更换液氮罐,也比较麻烦;因此,为了节省时间和人力,许多研究人员采取福尔马林固定标本,一次性取回标本,但新的问题出现了,从福尔马林固定的组织标本提取DNA存在一定的困难,因为福尔马林会造成DNA降解,导致产量低,影响进一步的研究。有研究显示福尔马林对DNA的降解与固定的时间有关,但是多长时间内经福尔马林固定的标本既保证了组织形态的完好,还不影响DNA的提取,尚缺少具体的实验室数据,就此进行了深入细致的研究。
1材料與方法:
1.1实验材料:从沈阳市沈洲医院和辽宁省肿瘤收集了新鲜肿瘤标本12例,包括子宫肌瘤4例,胃癌4例,大肠癌4例,每例标本体积约3cm3,同一天取材并固定于10%福尔马林溶液中,溶液均没过组织块。另取1998年从中国医科大学收集经福尔马林固定的胃癌标本10例。
1.2 方法:称出标本100mg, 用均浆器均浆,参考Sambroock 等人[1]的方法提取DNA,加入蛋白酶K的量按标准量(100μg/ml),在56℃水浴3小时,不断轻摇混均,视消化效果可以加入标准量的1/2倍蛋白酶K进行消化,直至将材料完全消化为止,用饱和酚氯仿抽提法提取DNA。每天进行一次DNA的提取。
1.3 标本处理:对于1998年长期福尔马林固定的标本,依据文献[2]用PBS溶液冲洗,放在灭菌纸上将其揩干,于超净工作台上用无菌剪刀将材料剪成50mg的小块,放入PBS液浸泡24小时后,转入70%的乙醇中处理24小时。一次换入梯度酒精中处理,80%乙醇2小时,重复一次;90%乙醇2小时,重复一次;95%乙醇2小时,重复一次,然后将材料放入1/2倍的PBS液中浸泡12小时,其间更换一次溶液。然后按照1.2方法提取DNA。
1.4 标本DNA的扩增
随机选取两对引物进行扩增,引物一序列5’CAA GCA GTC ATC CTT TCT C 3’, 5’GCA CTTAGGGATCCCATGAA3’, 扩增条件94℃ 7min ,94℃30s,54℃20s,72℃30s,72℃10min,40个循环,4℃保存。引物二序列,扩增条件上游引物5’GTA GTT TGC CCA AGG TCA AG 3’, 下游引物5’ AGC CAC CTG AGG GGT AAG 3’ 。扩增条件:95℃12分,95℃30秒,58.5℃30秒,72℃60秒 15个循环。
取DNA模板2μl,在2%琼脂糖凝胶电泳检测结果。
2 结果
2.1 新鲜标本经福尔马林固定后的结果
新鲜标本经福尔马林固定后经电泳检测为阳性 ,条带清晰明亮。每天提取一次DNA,并检测,直至一周后,DNA提取的阳性率开始下降,到一个月时电泳检测结果均为阴性(图1,2)。
图1 M 为Mark DL2000,1-12道为新鲜肿瘤组织引物一的阳性条带 374bp
图2 M为MarkDL2000,1-12道新鲜肿瘤组织引物二阳性条带429bp
2.2 长期福尔马林固定的标本提取DNA的结果
按文献处理后的标本,电泳检测结果阳性率很低,只有20%,而且阳性条带很弱(图3), 未处理的标本,电泳检测均为阴性。
图3 M 为MarkDL2000,2,6道为引物一的阳性条带,1,3-5,7-10为阴性
3 讨论
福尔马林固定组织标本是科研工作者收集资料常用的方法之一,因为福尔马林是一种防腐剂,可以较好的保存组织的形态,但是对组织的DNA造成较严重的破坏,严重的影响DNA的质量,主要因为其可以导致DNA-蛋白质之间、蛋白质-蛋白质之间及DNA-DNA之间的交联,这种交联阻碍蛋白质被蛋白酶K完全消化,导致DNA的产量下降。
同时人们发现福尔马林固定标本的时间与DNA的提取质量有关,固定的时间越长,DNA提取的质量越差[3-6],所以如何能保持组织形态的同时更好的保存DNA的质量,是值得研究的问题。
我们收集了子宫肌瘤、胃癌和大肠癌等标本,用福尔马林固定后,在不同的时间段进行DNA的提取,结果显示在一周之内,DNA的提取效果非常好。在工作中我们也发现石蜡组织提取DNA效果也非常好,这可能都是同样的道理,也就是临床上固定并包埋标本多在一周左右,在一周之内福尔马林可能未能浸透组织,对DNA的破坏较小,支持了我们的结果。而超过一周,DNA提取的质量降低,到一个月时DNA的无法获得。我们用长期固定的胃癌标本进行了同样的实验,未做特殊处理时,DNA检测结果均为阴性,后采用的文献的方法对标本进行了处理,但结果也非常不理想,阳性率低,条带较弱。我们也采用了不同厂家用于长期福尔马林标本DNA的提取试剂盒,虽然有阳性结果,但产量仍很低,无法用于大样本的研究。文献[5]所采用的标本是动物标本,结果理想,与本结果不同,可能标本种属不同造成的差异。再有考虑到组织类型的不同是否对DNA提取有影响,我们分别选取高分化、低分化和印戒细胞胃癌进行研究,发现结果没差别,但本文选取的随机引物,是否可能正好这段DNA缺失,造成提取效果不佳,尚需要进一步研究。
所以,为解决收集标本的困扰,我们可以采用福尔马林固定标本,但最好在一周之内提取组织DNA,如果不能及时提取DNA,标本可分装,放到PBS液里, 或者直接冰冻,这样能够保证组织形态的同时,又能保证DNA不被破坏,可进行分子生物学的研究。
参考文献:
[1] Sambrook,J., E.F.Fritsch and T.Maniatis .1989 Molecular cloning .A Laboratory Manual .2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press,463-468
[2] 徐来祥,张知彬,宋铭晶等.福尔马林保存的动物标本基因组DNA的提取方法.动物学报,2002, 48(2):264-9
[3] 夏颖哲,盛岩,陈宜瑜.福尔马林对固定DNA提取和扩增的影响.,四川动物学报,2006, 25(3):662-5
[4] Bielawski K,Zaczek A ,Lisowska U,et al .The suitability of DNA extracted from formalin-fixed, paraffined-embedded tissue for double differential polymerase chain reaction analysis. Int J Mol Medicine, 2001,8:573-8
[5] Wu Lin, Patten N, Tsuchiya B, et al .Comparison of the DNA extraction of DNA from formalin-fixed ,paraffin-embedded tissue. Appl Immunohistochem Mol Morpjol,2002,10(3):269-274
[6] Fang SG, Wan QH, Fujihara N. Formalin removal from archival tissue by critical point drying .Bio Techniques, 2002,33:604-11
【中图分类号】R734.2 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2014)03-01294-01
随着分子生物学的进展,提取人体肿瘤DNA进行深入研究是常见的实验方法之一。DNA可以从患者血、尿、及肿瘤组织等多种途径获得,但人们更多采用从新鲜肿瘤组织中获得DNA。要想得到新鲜的肿瘤组织,对于不在临床工作的科研工作者来说是比较困难的,途径之一可以天天去医院取标本,这样需要专人往返与单位和医院之间,费时费力;途径之二可以将液氮罐放在医院,但需要定期更换液氮罐,也比较麻烦;因此,为了节省时间和人力,许多研究人员采取福尔马林固定标本,一次性取回标本,但新的问题出现了,从福尔马林固定的组织标本提取DNA存在一定的困难,因为福尔马林会造成DNA降解,导致产量低,影响进一步的研究。有研究显示福尔马林对DNA的降解与固定的时间有关,但是多长时间内经福尔马林固定的标本既保证了组织形态的完好,还不影响DNA的提取,尚缺少具体的实验室数据,就此进行了深入细致的研究。
1材料與方法:
1.1实验材料:从沈阳市沈洲医院和辽宁省肿瘤收集了新鲜肿瘤标本12例,包括子宫肌瘤4例,胃癌4例,大肠癌4例,每例标本体积约3cm3,同一天取材并固定于10%福尔马林溶液中,溶液均没过组织块。另取1998年从中国医科大学收集经福尔马林固定的胃癌标本10例。
1.2 方法:称出标本100mg, 用均浆器均浆,参考Sambroock 等人[1]的方法提取DNA,加入蛋白酶K的量按标准量(100μg/ml),在56℃水浴3小时,不断轻摇混均,视消化效果可以加入标准量的1/2倍蛋白酶K进行消化,直至将材料完全消化为止,用饱和酚氯仿抽提法提取DNA。每天进行一次DNA的提取。
1.3 标本处理:对于1998年长期福尔马林固定的标本,依据文献[2]用PBS溶液冲洗,放在灭菌纸上将其揩干,于超净工作台上用无菌剪刀将材料剪成50mg的小块,放入PBS液浸泡24小时后,转入70%的乙醇中处理24小时。一次换入梯度酒精中处理,80%乙醇2小时,重复一次;90%乙醇2小时,重复一次;95%乙醇2小时,重复一次,然后将材料放入1/2倍的PBS液中浸泡12小时,其间更换一次溶液。然后按照1.2方法提取DNA。
1.4 标本DNA的扩增
随机选取两对引物进行扩增,引物一序列5’CAA GCA GTC ATC CTT TCT C 3’, 5’GCA CTTAGGGATCCCATGAA3’, 扩增条件94℃ 7min ,94℃30s,54℃20s,72℃30s,72℃10min,40个循环,4℃保存。引物二序列,扩增条件上游引物5’GTA GTT TGC CCA AGG TCA AG 3’, 下游引物5’ AGC CAC CTG AGG GGT AAG 3’ 。扩增条件:95℃12分,95℃30秒,58.5℃30秒,72℃60秒 15个循环。
取DNA模板2μl,在2%琼脂糖凝胶电泳检测结果。
2 结果
2.1 新鲜标本经福尔马林固定后的结果
新鲜标本经福尔马林固定后经电泳检测为阳性 ,条带清晰明亮。每天提取一次DNA,并检测,直至一周后,DNA提取的阳性率开始下降,到一个月时电泳检测结果均为阴性(图1,2)。
图1 M 为Mark DL2000,1-12道为新鲜肿瘤组织引物一的阳性条带 374bp
图2 M为MarkDL2000,1-12道新鲜肿瘤组织引物二阳性条带429bp
2.2 长期福尔马林固定的标本提取DNA的结果
按文献处理后的标本,电泳检测结果阳性率很低,只有20%,而且阳性条带很弱(图3), 未处理的标本,电泳检测均为阴性。
图3 M 为MarkDL2000,2,6道为引物一的阳性条带,1,3-5,7-10为阴性
3 讨论
福尔马林固定组织标本是科研工作者收集资料常用的方法之一,因为福尔马林是一种防腐剂,可以较好的保存组织的形态,但是对组织的DNA造成较严重的破坏,严重的影响DNA的质量,主要因为其可以导致DNA-蛋白质之间、蛋白质-蛋白质之间及DNA-DNA之间的交联,这种交联阻碍蛋白质被蛋白酶K完全消化,导致DNA的产量下降。
同时人们发现福尔马林固定标本的时间与DNA的提取质量有关,固定的时间越长,DNA提取的质量越差[3-6],所以如何能保持组织形态的同时更好的保存DNA的质量,是值得研究的问题。
我们收集了子宫肌瘤、胃癌和大肠癌等标本,用福尔马林固定后,在不同的时间段进行DNA的提取,结果显示在一周之内,DNA的提取效果非常好。在工作中我们也发现石蜡组织提取DNA效果也非常好,这可能都是同样的道理,也就是临床上固定并包埋标本多在一周左右,在一周之内福尔马林可能未能浸透组织,对DNA的破坏较小,支持了我们的结果。而超过一周,DNA提取的质量降低,到一个月时DNA的无法获得。我们用长期固定的胃癌标本进行了同样的实验,未做特殊处理时,DNA检测结果均为阴性,后采用的文献的方法对标本进行了处理,但结果也非常不理想,阳性率低,条带较弱。我们也采用了不同厂家用于长期福尔马林标本DNA的提取试剂盒,虽然有阳性结果,但产量仍很低,无法用于大样本的研究。文献[5]所采用的标本是动物标本,结果理想,与本结果不同,可能标本种属不同造成的差异。再有考虑到组织类型的不同是否对DNA提取有影响,我们分别选取高分化、低分化和印戒细胞胃癌进行研究,发现结果没差别,但本文选取的随机引物,是否可能正好这段DNA缺失,造成提取效果不佳,尚需要进一步研究。
所以,为解决收集标本的困扰,我们可以采用福尔马林固定标本,但最好在一周之内提取组织DNA,如果不能及时提取DNA,标本可分装,放到PBS液里, 或者直接冰冻,这样能够保证组织形态的同时,又能保证DNA不被破坏,可进行分子生物学的研究。
参考文献:
[1] Sambrook,J., E.F.Fritsch and T.Maniatis .1989 Molecular cloning .A Laboratory Manual .2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press,463-468
[2] 徐来祥,张知彬,宋铭晶等.福尔马林保存的动物标本基因组DNA的提取方法.动物学报,2002, 48(2):264-9
[3] 夏颖哲,盛岩,陈宜瑜.福尔马林对固定DNA提取和扩增的影响.,四川动物学报,2006, 25(3):662-5
[4] Bielawski K,Zaczek A ,Lisowska U,et al .The suitability of DNA extracted from formalin-fixed, paraffined-embedded tissue for double differential polymerase chain reaction analysis. Int J Mol Medicine, 2001,8:573-8
[5] Wu Lin, Patten N, Tsuchiya B, et al .Comparison of the DNA extraction of DNA from formalin-fixed ,paraffin-embedded tissue. Appl Immunohistochem Mol Morpjol,2002,10(3):269-274
[6] Fang SG, Wan QH, Fujihara N. Formalin removal from archival tissue by critical point drying .Bio Techniques, 2002,33:604-11