王 劍,張錦萍,張中林
(遼寧醫(yī)藥職業(yè)學院,遼寧 沈陽 110101)
正常女性體細胞核中的一對X染色體在分裂間期只有一個有活性,呈常染色質(zhì)狀態(tài),另一個無活性,螺旋化呈異固縮狀態(tài),緊貼核膜內(nèi)緣,形成直徑約為1μm的橢圓形濃染小體,稱為X染色質(zhì),亦稱Barr小體(Barr body)[1]。該失活的X染色體可以來自父方,也可以來自母方,失活發(fā)生于胚胎發(fā)育第16天,一旦失活,那么由此細胞增殖產(chǎn)生的所有子代細胞也總是這一條X染色體失活[1]。間期核內(nèi)X染色質(zhì)數(shù)目等于X染色體數(shù)目減1,正常女性每個體細胞中應見到1個X染色質(zhì),正常男性體細胞中見不到X染色質(zhì)。失活X染色體上的基因不是全部失活,一部分仍有轉錄活性,故個體X染色體數(shù)目異常者表型有別于正常個體[1]。因此,人X染色質(zhì)的制備與觀察在臨床廣泛用于醫(yī)學需要的胎兒性別鑒定和性染色體數(shù)目異常疾病的診斷,是高職醫(yī)學遺傳學課程中的一個重要的教學實驗[2]。經(jīng)過數(shù)輪教學實驗,我們對人X染色質(zhì)的傳統(tǒng)制備方法加以改進,制片效果更好,且可縮短實驗時間,節(jié)約硫堇染液。
器材包括光學顯微鏡、擦鏡紙、水浴箱、載玻片、蓋玻片、清潔紗布、牙簽、滴管、吸水紙、紅藍鉛筆、染色缸、片架等。
試劑包括香柏油、清潔劑(乙醚7份+無水乙醇3份)、70%乙醇、95%乙醇、蒸餾水、5 mol/L HCl溶液、硫堇染液等。
方法為乙醇固定法。受檢女性用清水漱口,以牙簽鈍端刮取口腔頰部粘膜表面上皮細胞(同一方向刮取幾行),棄去第一次刮取物,用第二次刮取物。用紅藍鉛筆在載玻片左側寫上編號或?qū)W號或姓名,中央畫出涂片范圍(直徑1 cm圓圈),將刮取的上皮細胞涂片(牙簽鈍端側面貼緊玻片滾動前行,涂完一行,同法涂下一行,不要來回涂抹,涂片范圍在所畫圓圈之內(nèi))。標本片稍晾干,置95%乙醇中固定20~30分鐘。取出標本片晾干,蒸餾水中漂洗3次(每次漂洗之后換水)。浸入30℃的5 mol/L HCl溶液中水解20~30分鐘,取出后蒸餾水中漂洗3次(即每次漂洗之后換水)。硫堇染液染色30分鐘(滴加1滴硫堇染液于所畫圓圈中央,輕輕晃動標本片使硫堇染液散布于所畫圓圈之內(nèi)),然后在蒸餾水中漂洗3次(即每次漂洗之后換水)。70%乙醇中分色處理5分鐘,蒸餾水漂洗。加蓋片鏡檢,先在低倍鏡下選擇典型的細胞核,再轉換高倍鏡、油鏡,仔細尋找、觀察X染色質(zhì)。
低倍鏡下可見女性口腔黏膜上皮細胞核為圓形或橢圓形,染成紫藍色,選擇典型的細胞核應該是核較大,染色清晰,輪廓清楚無缺損。油鏡下觀察X染色質(zhì)的特征是,緊貼核膜內(nèi)側緣,染色深,輪廓清晰,呈圓形、扁平形、三角形或饅頭形,大小約 1.5μm (見圖 1)。
人X染色質(zhì)是女性在胚胎發(fā)育第16天,兩條X染色體中隨機一條發(fā)生異染色質(zhì)化而失活,一旦失活,那么由此細胞增殖產(chǎn)生的所有子代細胞也總是這一條X染色體失活。失活X染色體上的基因不是全部失活,一部分仍有轉錄活性,故個體X染色體數(shù)目異常者表型有別于正常個體。間期核內(nèi)X染色質(zhì)數(shù)目等于X染色體數(shù)目減1,正常女性每個體細胞中應見到1個X染色質(zhì),正常男性體細胞中見不到X染色質(zhì)。
圖1 人X染色質(zhì)(油鏡下)
XO女性:體細胞核中觀察不到X染色質(zhì),臨床表現(xiàn)為身材矮小,身高一般低于150厘米;生殖器與第二性征不發(fā)育,女性外陰發(fā)育幼稚、有陰道、子宮小或缺如,乳頭間距大、乳房及乳頭均不發(fā)育;軀體發(fā)育異常,多痣、眼瞼下垂、耳大位低、腭弓高、后發(fā)際低、頸短而寬、胸廓桶狀或盾形等,智力發(fā)育程度不一,壽命與正常人同。XXX女性體細胞核中可見到兩個X染色質(zhì),一般發(fā)育正常,但智力低下,外生殖器無異常,性腺發(fā)育不良,大多卵巢內(nèi)有正常卵泡,部分患者有小子宮。
XXY男性體細胞核中可觀察到一個X染色質(zhì),患者表現(xiàn)為睪丸小而硬、曲細精管纖維化、透明樣變,管腔閉塞,無精子發(fā)生,男性第二性征發(fā)育差,有女性化表現(xiàn),如無胡須、體毛少、陰毛分布如女性、陰莖龜頭小等,約25%的患者有乳房發(fā)育、身材高、四肢長、部分智力低下,有的精神異常有精神分裂癥傾向。
隨著對X染色質(zhì)深入研究,如劑量補償作用[3]、XIST RNA與X染色質(zhì)共域[4]等,X染色質(zhì)異常與疾病的關系將逐漸被揭示。人X染色質(zhì)的制備與觀察可用于鑒定醫(yī)學需要的胎兒性別和診斷性染色體數(shù)目異常的疾病,廣泛應用于臨床,也是醫(yī)學遺傳學一個重要的教學實驗。
我們按照傳統(tǒng)制備方法經(jīng)過幾輪教學實驗,發(fā)現(xiàn)效果不太理想,而且4學時的實驗課時間也不太充足,于是我們查閱文獻資料發(fā)現(xiàn),目前X染色質(zhì)制備方法有涂片法和滴片法[5]兩大類。染色方法有Giemsa染色、甲苯胺藍染色[6]、石炭酸復紅染液染色[7]、硫堇染色[8-10]等。我們選擇對人X染色質(zhì)的傳統(tǒng)制備方法[11](涂片法-硫堇染色)進行改進,利用課余時間多次摸索,改進之后,制片效果更好,且可縮短實驗時間,節(jié)約硫堇染液。
一是涂片方法的改進:傳統(tǒng)方法將刮取的上皮細胞涂在潔凈的載玻片上,平推成薄層細胞平鋪片。而平推不易使得細胞單層均勻鋪開,易造成有的地方細胞比較分散,有的地方細胞重疊,故觀察效果不理想。我們對涂片方法加以改進,以牙簽鈍端側面貼緊玻片滾動前行,使細胞單層均勻鋪開在紅藍鉛筆預先畫好的直徑1 cm圓圈范圍之內(nèi),涂完一行,同法再涂下一行,不要來回涂抹。
二是染片方法的改進:傳統(tǒng)方法將標本片不重疊擺放于平皿內(nèi),加硫堇染液沒過標本片染色,這樣需要的硫堇染液比較多,造成浪費(如果將標本片插入片架置于染缸內(nèi)染色,所需硫堇染液更多很多)。我們將硫堇染液裝入小塑料滴瓶中,每張標本片滴加1滴硫堇染液于所畫圓圈中央,輕輕晃動標本片使硫堇染液散布于所畫圓圈之內(nèi),如此染片所需硫堇染液大大減少,節(jié)約很多,而且整張標本片很干凈,也便于之后蒸餾水漂洗。
三是分色時間的改變:傳統(tǒng)方法硫堇染液染色30分鐘后,蒸餾水洗3次,50%乙醇中漂洗1次,70%乙醇中分色處理15~30分鐘,蒸餾水漂洗,然后初步鏡檢:若染色過深,繼續(xù)分色;若染色過淺,則放硫堇染液中再染。經(jīng)過幾輪教學實驗,我們發(fā)現(xiàn)分色太過,觀察效果不太理想,如果繼續(xù)染色,4學時的實驗課時間又不太充足,于是我們利用課余時間多次摸索,確定70%乙醇中分色處理5分鐘即可,然后蒸餾水漂洗,加蓋片鏡檢。學生實驗課如此制備X染色質(zhì),絕大多數(shù)觀察都比較理想,先在低倍鏡下選擇較大、染色清晰、輪廓清楚無缺損的典型細胞核,再轉換高倍鏡、油鏡,可以觀察到緊貼核膜內(nèi)側緣、染色深、輪廓清晰、呈圓形、三角形或饅頭形的X染色質(zhì),提高了實驗教學效果,為人X染色質(zhì)的制備實驗臨床和教學提供參考。