人類X染色質的觀察
實驗原理
1、X染色質的發現
1949年,加拿大學者Barr等人在貓的神經元細胞核中在雌貓體內發現一種染色較深的濃縮小體,而在雄貓中則沒有這種結構。進一步研究發現,除貓外,其他雌性哺乳動物(包括人類)也同樣有這種顯示性別差異的結構。而且不僅是神經元細胞,在其他細胞的間期核中也可以見到這一結構。稱之為巴氏小體,也稱為X染色質。
正常女性的間期細胞核中緊貼核膜內緣有一個染色較深,大小約為1微米的三角形或橢圓形小體,即X染色質。間期核內X染色質的數目總是比X染色體的數目少1。正常女性有兩條X染色體,因此只有一個X染色質;若有三條X染色體,就會有兩個X染色質,余此類推。正常男性只有一條X染色體,所以沒有X染色質。
2、萊昂假說(Lyon hypothesis)
為什么正常男女之間的X染色質存在差異?女性兩個X染色體上的每個基因座的兩個等位基因所形成的產物,為什么不比只有一個X染色體半合子男性的相應基因產物多?為什么某一X連鎖的突變基因純合子女性的病情并不比半合子的男性嚴重?1961年,Mary Lyon 提出了X染色體失活的假說,即Lyon假說對這些問題進行了解釋。其實驗依據是對小鼠X連鎖的毛色基因的遺傳學觀察。發現雌性小鼠毛色雜合體不表現顯性性狀,也不是中間類型,而是顯性隱性兩種顏色嵌合組成斑點狀(不是共顯性)。而雄性小鼠卻從不表現斑點狀毛色,而是顯性或隱性單一顏色的毛色。
Lyon假說的要點如下:
(1)雌性哺乳動物體細胞內僅有一條X染色體是有活性的。另一條X染色體在遺傳上是失活的,在間期細胞核中螺旋化而呈異固縮為X染色質。
(2)X染色體的失活是隨機的。異固縮的X染色體可以來自父方或來自母方。但是,一旦某一特定的細胞內的一個X染色體失活,那么此細胞而增殖的所有子代細胞也總是這一個X染色體失活,即原來是父源的X染色體失活,則其子女細胞中失活的X染色體也是父源的。因此,失活是隨機的,但是,是恒定的。
(3)X染色體失活發生在胚胎早期,大約在妊娠的第16天。在此以前的所有細胞中的X染色體都是有活性的。
3、劑量補償:
細胞內的X染色體數目超過兩條時,仍只有一條保持活性,其余的都形成異固縮的X染色質。正常男性只有一條X染色體,所以X染色質的數目為0。45,XO 性腺發育不全的患者雖然是女性,但是因為只有一條X染色體,所以細胞內無X染色質。一個細胞中所含的X染色質的數目等于X染色體數目減一。
劑量補償:由于雌性細胞中的兩個X染色體中的一個發生異固縮(也稱為Lyon化現象),失去活性,這樣保證了雌雄兩性細胞中都只有一條X染色體保持轉錄活性,使兩性X連鎖基因產物的量保持在相同水平上。這種效應稱為X染色體的劑量補償。
需要指出的是,失活的X染色體上基因并非都失去了活性,有一部分基因仍保持一定活性,因此X染色體數目異常的個體在表型上有別于正常個體,出現多種異常的臨床證狀。如47,XXY的個體不同于46,XY的個體;47,XXX的個體不同于 46,XX的個體,而且X染色體越多時,表型的異常更嚴重。
實驗試劑
60%冰醋酸、45%冰醋酸、改良*品紅
實驗設備
顯微鏡、滅菌玻璃片、酒精棉球
實驗材料
口腔頰部粘膜細胞;帶毛囊頭發
實驗步驟
1、口腔頰部粘膜細胞巴氏小體觀察
刮取頰部粘膜上皮細胞(用滅菌玻璃片)→涂片(兩片45°角)→60%冰醋酸固定5分鐘→吸去冰醋酸,用改良*品紅染色1-2分鐘→壓片→鏡檢
2、發根細胞巴氏小體觀察
拔取帶毛囊頭發一段→45%冰醋酸解離5分鐘→剝取毛囊→染色2-3分鐘→壓片觀察
在女性間期細胞核內側靠近核膜處有約1微米大小的反光*的顆粒狀亮點,即為巴氏小體。材料不同,觀察結果可能有不同,且必須和核仁區別開來(核仁往往離核膜較遠或接近核*部位)。
正常女性口腔粘膜細胞中約30-50%有一個巴氏小體,男性則低于1-2%。
注意事項
1.刮口腔上皮前要漱口;
2.刮時用滅菌玻璃片的寬邊,勿用一角,以免劃破口腔;
3.*次刮下的脫落細胞用酒精棉球擦去,在原位重復刮一下制片;
4.盛放酒精棉球的小廣口瓶,瓶蓋用完即時蓋好;
5.涂片略干再加改良*口紅;
6.染色時間不要太長,否則核質著色深,X染色質體不易區分;
7.毛囊細胞要充分解離,壓片前可先用解剖針敲片,使細胞解離;
8.可數細胞的標準:核質染色呈網狀或顆粒狀;核膜清晰,無缺損;染色適度,周圍無雜質。