A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف هذا البروتوكول التجريبي ويحسن طريقة تلطيخ الكيمياء الهيستولوجية المناعية المتعددة (IHC) ، وذلك أساسا عن طريق تحسين ظروف حضانة الأجسام المضادة أحادية القناة وضبط إعدادات الأجسام المضادة والقنوات لحل مشاكل التألق الذاتي وتداخل القناة في أنسجة سرطان الرئة ذات الأصل السريري.
سرطان الرئة هو السبب الرئيسي للمراضة والوفيات المرتبطة بالأورام الخبيثة في جميع أنحاء العالم ، وقد اعتبرت البيئة المكروية المعقدة للورم السبب الرئيسي للوفاة في مرضى سرطان الرئة. يتطلب تعقيد البيئة المكروية للورم طرقا فعالة لفهم العلاقات بين الخلايا في أنسجة الورم. أصبحت تقنية الكيمياء الهيستولوجية المناعية المتعددة (mIHC) أداة رئيسية لاستنتاج العلاقة بين التعبير عن البروتينات في المنبع والمصب لمسارات الإشارات في أنسجة الورم وتطوير التشخيصات السريرية وخطط العلاج. mIHC هي طريقة تلطيخ مناعي متعدد الملصقات تعتمد على تقنية تضخيم إشارة التيرامين (TSA) ، والتي يمكنها اكتشاف جزيئات مستهدفة متعددة في نفس عينة قسم الأنسجة في وقت واحد لتحقيق تعبير مشترك مختلف للبروتين وتحليل التوطين المشترك. في هذا البروتوكول التجريبي ، تعرضت أقسام الأنسجة المضمنة بالبارافين لسرطان الرئة الحرشفية من أصل سريري لتلطيخ كيميائي مناعي متعدد الإرسال. من خلال تحسين البروتوكول التجريبي ، تم تحقيق تلطيخ كيميائي مناعي متعدد للخلايا والبروتينات المستهدفة المصنفة ، مما أدى إلى حل مشكلة التألق الذاتي والحديث المتبادل للقناة في أنسجة الرئة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام التلوين الكيميائي المناعي المتعدد على نطاق واسع في التحقق التجريبي من التسلسل عالي الإنتاجية المرتبط بالورم ، بما في ذلك تسلسل الخلية الواحدة ، والبروتينات ، وتسلسل مساحة الأنسجة ، مما يوفر نتائج تحقق بديهية وبصرية لعلم الأمراض.
تضخيم إشارة التيرامين (TSA) ، الذي له تاريخ يزيد عن 20 عاما ، هو فئة من تقنيات الفحص التي تستخدم بيروكسيديز الفجل (HRP) لوضع العلامات عالية الكثافة في الموقع للمستضدات المستهدفة ويتم تطبيقها على نطاق واسع في مقايسات الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISAs) ، والتهجين في الموقع (ISH) ، والكيمياء الهيستولوجية المناعية (IHC) ، وغيرها من التقنيات للكشف عن المستضدات البيولوجية ، تحسين حساسية الإشارة المكتشفة بشكل كبير1. تم مؤخرا تطوير تلطيخ أوبال متعدد الألوان على أساس تقنية TSA واستخدامه على نطاق واسع في العديد من الدراسات2،3،4،5. يوفر التلوين المناعي التقليدي (IF) للباحثين أداة سهلة للكشف عن توزيع البروتينات في خلايا وأنسجة الكائنات الحية النموذجية المختلفة ومقارنتها. يعتمد على الارتباط الخاص بالأجسام المضادة / المستضد ويتضمن طرقا مباشرة وغير مباشرة6. يتضمن التلوين المناعي المباشر استخدام جسم مضاد أولي مقترن بالفلوروفور ضد المستضد محل الاهتمام ، مما يتيح الكشف الفلوري المباشر باستخدام مجهر مضان. يتضمن نهج التلوين المناعي غير المباشر تطبيق جسم مضاد ثانوي مقترن بالفلوروفور ضد الجسم المضاد الأولي غير المقترن 6,7.
يمكن لطرق تلطيخ التألق المناعي التقليدية أحادية التسمية أن تلطخ مستضدا واحدا أو اثنين أو في بعض الحالات ثلاثة مستضدات في الأنسجة ، وهو قيد رئيسي في استخراج المعلومات الغنية الموجودة في أقسام الأنسجة. غالبا ما يعتمد تفسير النتائج الكمية على الملاحظة البصرية والقياس الكمي الدقيق بواسطة برامج التصوير ، مثل ImageJ. هناك قيود تقنية ، مثل تقييد أنواع الأجسام المضادة ، وإشارات الملصقات الفلورية الضعيفة ، وتداخل لون صبغة الفلورسنت (الجدول 1). تعتمد تقنية Opal multiplex IHC (mIHC) على اشتقاق TSA ، والذي يسمح بتلطيخ متعدد الإرسال ووضع العلامات التفاضلية لأكثر من 7-9 مستضدات على نفس قسم الأنسجة ، دون قيود على أصل الجسم المضاد الأساسي ، ولكنه يتطلب خصوصية عالية للجسم المضاد المقابل ضد المستضد. يشبه إجراء التلوين إجراء التلوين المناعي الطبيعي ، باستثناء اختلافين: تتضمن كل جولة من التلوين استخدام جسم مضاد واحد فقط ويتم إضافة خطوة شطف الأجسام المضادة. يمكن إزالة الأجسام المضادة المرتبطة بالمستضد بواسطة روابط غير تساهمية عن طريق شطف الميكروويف ، ولكن يتم الاحتفاظ بإشارة الفلورسنت TSA المرتبطة بسطح المستضد بواسطة الروابط التساهمية.
جزيئات التيرامين المنشط (T) الموسومة بالصبغة غنية للغاية في المستضد المستهدف ، مما يسمح بالتضخيم الفعال لإشارة الفلورسنت. يسمح ذلك بوضع العلامات المباشرة للمستضد دون تدخل الأجسام المضادة ، ومن ثم يمكن تحقيق وضع العلامات متعددة الألوان بعد دورات تلطيخ متعددة8،9،10 (الشكل 1). على الرغم من أن هذه التقنية تنتج صورا موثوقة ودقيقة لدراسة المرض ، إلا أن إنشاء استراتيجية تلطيخ مفيدة للكيمياء المناعية الفلورية المتعددة (mfIHC) يمكن أن يستغرق وقتا طويلا ودقيقا بسبب الحاجة إلى التحسين والتصميم الشاملين. لذلك ، تم تحسين بروتوكول اللوحة المتعددة هذا في ملطخ IHC الآلي مع وقت تلطيخ أقصر من البروتوكول اليدوي. يمكن تطبيق هذا النهج وتكييفه مباشرة من قبل أي باحث لدراسات الأورام المناعية على عينات الأنسجة البشرية الثابتة بالفورمالين والمضمنة بالبارافين (FFPE)11. علاوة على ذلك ، فإن طرق إعداد الشرائح وتحسين الأجسام المضادة وتصميم تعدد الإرسال ستكون مفيدة في الحصول على صور قوية تمثل تفاعلات خلوية دقيقة في الموقع وتقصير فترة التحسين للتحليل اليدوي12.
يتضمن mfIHC بشكل أساسي الحصول على الصور وتحليل البيانات. فيما يتعلق بالحصول على الصور ، يجب الكشف عن العينات المعقدة متعددة الألوان باستخدام معدات التصوير الطيفي الاحترافية لتحديد إشارات الألوان المختلطة المختلفة والحصول على صور عالية الإشارة إلى الضوضاء دون تدخل من التألق الذاتي للأنسجة. تشمل المعدات الحالية للتصوير الطيفي بشكل أساسي المجاهر الطيفية متحدة البؤر وأنظمة تصوير الأنسجة متعددة الأطياف. نظام تصوير الأنسجة متعدد الأطياف هو نظام تصوير احترافي مصمم للتحليل الكمي لأقسام الأنسجة ، وأهم ميزة له هي الحصول على المعلومات الطيفية للصور ، والتي توفر كلا من البنية المورفولوجية ومعلومات رسم الخرائط البصرية لعينات الأنسجة البيولوجية13,14. يحتوي أي بكسل في الصورة الطيفية على منحنى طيفي كامل ، ولكل صبغة (بما في ذلك التألق الذاتي) طيفها المميز المقابل ، والذي يتيح التسجيل الكامل والتحديد الدقيق للإشارات متعددة الملصقات المختلطة والمتداخلة.
من حيث تحليل البيانات ، فإن العينات ذات العلامات متعددة الألوان معقدة للغاية بسبب التركيب المورفولوجي والخلايا المكونة لعينات الأنسجة. لا يمكن للبرامج العادية تحديد أنواع الأنسجة المختلفة تلقائيا. ومن ثم ، يتم استخدام برنامج تحليل الأنسجة الكمي الذكي للتحليل الكمي للتعبير عن المستضد في مناطق محددة15،16،17،18.
قبل كل شيء ، يتميز تلطيخ التألق المناعي متعدد العلامات المنصهر مع التصوير متعدد الأطياف وتكنولوجيا تحليل الأمراض الكمي بمزايا عدد كبير من أهداف الكشف ، والتلوين الفعال ، والتحليل الدقيق ، وبالتالي يمكنه تحسين دقة التحليل النسيجي بشكل كبير ، والكشف عن العلاقة المكانية بين البروتينات ذات الدقة الخلوية ، والمساعدة في استخراج معلومات أكثر ثراء وموثوقية من عينات قسم الأنسجة19 (الجدول 1).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على البروتوكول من خلال المبادئ التوجيهية للجنة الأخلاقيات في مستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان ، الصين. تم الحصول على عينات أنسجة سرطان الرئة أثناء الجراحة في مركز سرطان الرئة في مستشفى غرب الصين ، وتم الحصول على موافقة مستنيرة من كل مريض.
1. إعداد قسم الأنسجة
2. تحسين الأجسام المضادة الأولية
ملاحظة: تم استخدام تجارب IHC التقليدية لتحديد ظروف حضانة الأجسام المضادة الفردية ، بما في ذلك تركيز الأجسام المضادة وظروف إصلاح المستضد. راجع الشروط الواردة في دليل تعليمات الأجسام المضادة.
3. طريقة تلطيخ mIHC
ملاحظة: يعد تلطيخ mIHC من الأوبال إحدى طرق mIHC المتاحة. في هذا البروتوكول التجريبي المكون من 5 ألوان ، حيث يجب تلطيخ كل عينة من الأنسجة بأربعة أجسام مضادة ، وأربعة حضانات أولية للأجسام المضادة ، وحضانات ثانوية للأجسام المضادة ، وحضانات كروموجينية لتضخيم إشارة TSA ، بالإضافة إلى خمس عمليات ترميم للمستضد. أخيرا ، يتم إجراء تلطيخ 4'6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) وختم عامل الانفجار المضاد للفلورسنت.
4. إعداد عنصر التحكم السلبي
5. مسح تلقائي بالكامل لشرائح الأنسجة
ملاحظة: المعدات المستخدمة في التصوير الطيفي عبارة عن محلل تكميمي متعدد الأطياف مؤتمت بالكامل ، ويمكن إجراء تصوير وتحليل الشرائح ذات 5 ألوان باستخدام النظام المرجعي (انظر جدول المواد). يستخدم النظام التصوير متعدد الأطياف للخلط الكمي للفلوروفورات المتعددة والتألق الذاتي للأنسجة.
6. تحليل مضان
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
قمنا بتحسين مخطط المطابقة للأجسام المضادة الأولية CD8 والفلوروفور. تتوافق كلتا المجموعتين من نتائج التألق مع نفس ظروف حضانة الأجسام المضادة بالضبط في المجموعة التجريبية ، باستثناء التغيير في الفلوروفور المطابق للأجسام المضادة. كما هو موضح في الشكل 2 ، كان هناك اختلاف كبير ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
mIHC هي تقنية تجريبية لا غنى عنها في مجال البحث العلمي للتحليل الكمي والمكاني لعلامات البروتين المتعددة على مستوى الخلية الواحدة في قسم نسيج واحد ، مما يوفر بيانات بديهية ودقيقة لدراسة أمراض المرض من خلال التركيز على بنية الأنسجة التفصيلية والتفاعلات الخلوية في سياق الأنسجة الأصلية. سيتطل...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يعلن جميع المؤلفين أنه لا يوجد تضارب في المصالح.
يود المؤلفون أن يشكروا أعضاء معهد أبحاث علم الأمراض السريرية في مستشفى غرب الصين ، الذين ساهموا في التوجيه الفني لجودة التألق المناعي المتعدد ومعالجة IHC. تم دعم هذا البروتوكول من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (82200078).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagents | |||
Anti-CD8 | Abcam | ab237709 | Primary antibody, 1/100, PH9 |
Anti-CD68 | Abcam | ab955 | Primary antibody, 1/300, PH9 |
Anti-CK5/6 | Millipore | MAB1620 | Primary antibody, 1/150, PH9 |
Anti-HMGCS1 | GeneTex | GTX112346 | Primary antibody, 1/300, PH6 |
Animal nonimmune serum | MXB Biotechnologies | SP KIT-B3 | Antigen blocking |
Fluormount-G | SouthernBiotech | 0100-01 | Anti-fluorescent burst |
Opal PolarisTM 7-Color Manual IHC Kit | Akoya | NEL861001KT | Opal mIHC Staining |
Wash Buffer | Dako | K8000/K8002/K8007/K8023 | Washing the tissues slides |
Software | |||
HALO | intelligent quantitative tissue analysis software, paid software | ||
inForm | intelligent quantitative tissue analysis software, paid software | ||
PerkinElmer Vectra | multispectral tissue imaging systems, fully automatic scanning of tissue slides. | ||
QuPath 0.3.2 | intelligent quantitative tissue analysis software, open source software, used in this experiment. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved