Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Данный экспериментальный протокол описывает и оптимизирует метод мультиплексного иммуногистохимического (ИГХ) окрашивания, в основном за счет оптимизации условий инкубации одноканальных антител и корректировки настроек антител и каналов для решения проблем аутофлуоресценции и перекрестных помех каналов в тканях рака легкого клинического происхождения.
Рак легких является ведущей причиной заболеваемости и смертности от злокачественных опухолей во всем мире, а сложное опухолевое микроокружение считается основной причиной смерти пациентов с раком легких. Сложность опухолевого микроокружения требует эффективных методов для понимания межклеточных взаимоотношений в опухолевых тканях. Метод мультиплексной иммуногистохимии (mIHC) стал ключевым инструментом для выяснения взаимосвязи между экспрессией белков выше и ниже сигнальных путей в опухолевых тканях и разработки клинических диагнозов и планов лечения. mIHC — это метод иммунофлуоресцентного окрашивания с несколькими метками, основанный на технологии усиления сигнала тирамина (TSA), который может одновременно обнаруживать несколько молекул-мишеней на одном и том же образце среза ткани для достижения различной коэкспрессии белка и анализа колокализации. В данном экспериментальном протоколе залитые парафином срезы тканей плоскоклеточной карциномы легкого клинического генеза подвергали мультиплексному иммуногистохимическому окрашиванию. Оптимизировав протокол эксперимента, удалось добиться мультиплексного иммуногистохимического окрашивания меченых клеток-мишеней и белков, решив проблему аутофлуоресценции и перекрестных помех каналов в легочных тканях. Кроме того, мультиплексное иммуногистохимическое окрашивание широко используется для экспериментальной валидации высокопроизводительного секвенирования, связанного с опухолью, включая секвенирование отдельных клеток, протеомику и секвенирование тканевого пространства, обеспечивая интуитивно понятные и визуальные результаты валидации патологии.
Тираминовая амплификация сигнала (TSA), которая имеет более чем 20-летнюю историю, представляет собой класс методов анализа, в которых используется пероксидаза хрена (HRP) для мечения целевых антигенов in situ высокой плотности и широко применяется в иммуноферментных анализах (ИФА), гибридизации in situ (ISH), иммуногистохимии (IHC) и других методах обнаружения биологических антигенов. существенное повышение чувствительности детектируемого сигнала1. Опаловое полихроматическое окрашивание по технологии TSA было разработано недавно и широко используется в нескольких исследованиях 2,3,4,5. Традиционное иммунофлуоресцентное (ИФ) окрашивание предоставляет исследователям простой инструмент для обнаружения и сравнения распределения белков в клетках и тканях различных модельных организмов. Он основан на связывании антитело/антиген-специфического и включает в себя прямой и косвенный подходы6. Прямое иммуноокрашивание предполагает использование флуорофор-конъюгированного первичного антитела против интересующего антигена, что позволяет проводить прямое флуоресцентное обнаружение с помощью флуоресцентного микроскопа. Подход непрямого иммуноокрашивания заключается в применении флуорофор-конъюгированного вторичного антитела против неконъюгированного первичного антитела 6,7.
Традиционные, однометочные, иммунофлуоресцентные методы окрашивания могут окрашивать только один, два или, в некоторых случаях, три антигена в тканях, что является основным ограничением в извлечении богатой информации, содержащейся в срезах тканей. Интерпретация количественных результатов часто зависит от визуального наблюдения и точной количественной оценки с помощью программного обеспечения для визуализации, такого как ImageJ. Существуют технические ограничения, такие как ограничение видов антител, слабые сигналы флуоресцентных меток и наложение цветов флуоресцентных красителей (табл. 1). Методика Opal multiplex IHC (mIHC) основана на производной TSA, которая позволяет проводить мультиплексное окрашивание и дифференциальное мечение более 7-9 антигенов на одном участке ткани, без ограничения происхождения первичного антитела, но требует высокой специфичности соответствующего антитела к антигену. Процедура окрашивания аналогична обычному иммунофлуоресцентному окрашиванию, за исключением двух отличий: каждый раунд окрашивания включает в себя использование только одного антитела и добавляется этап элюирования антител. Антитела, связанные с антигеном нековалентными связями, могут быть удалены микроволновым элюированием, но флуоресцентный сигнал TSA, связанный с поверхностью антигена ковалентными связями, сохраняется.
Активированные молекулы тирамина (Т), меченные красителем, высоко обогащены антигеном-мишенью, что позволяет эффективно усиливать флуоресцентный сигнал. Это позволяет напрямую маркировать антиген без интерференции антител, а затем многоцветное мечение может быть достигнуто после нескольких циклов окрашивания 8,9,10 (рис. 1). Несмотря на то, что эта технология позволяет получать надежные и точные изображения для изучения заболеваний, создание полезной мультиплексной стратегии флуоресцентного иммуногистохимического окрашивания (mfIHC) может быть трудоемким и точным из-за необходимости обширной оптимизации и проектирования. Таким образом, этот протокол мультиплексной панели был оптимизирован в автоматизированной окрашивателе IHC с более коротким временем окрашивания, чем у ручного протокола. Этот подход может быть непосредственно применен и адаптирован любым исследователем для иммуноонкологических исследований образцов тканей, зафиксированных формалином и залитых парафином (FFPE) тканей человека11. Кроме того, методы подготовки предметных стекол, оптимизации антител и мультиплексного дизайна будут полезны для получения надежных изображений, представляющих точные клеточные взаимодействия in situ, и для сокращения периода оптимизации для ручного анализа12.
mfIHC в основном включает в себя получение изображений и анализ данных. С точки зрения получения изображений, многоцветные меченые сложные образцы должны быть обнаружены с помощью профессионального оборудования спектральной визуализации для идентификации различных смешанных цветовых сигналов и получения изображений с высоким соотношением сигнал/шум без помех от тканевой автофлуоресценции. Современное оборудование для спектральной визуализации в основном включает в себя спектральные конфокальные микроскопы и мультиспектральные системы визуализации тканей. Мультиспектральная система визуализации тканей представляет собой профессиональную систему визуализации, предназначенную для количественного анализа срезов тканей, и ее важнейшей особенностью является получение спектральной информации изображения, которая обеспечивает как морфологическую структуру, так и информацию об оптическом картировании образцов биологических тканей13,14. Любой пиксель в спектральном изображении содержит полную спектральную кривую, и каждый краситель (включая автофлуоресценцию) имеет свой соответствующий характеристический спектр, что позволяет полностью регистрировать и точно идентифицировать смешанные и перекрывающиеся многометочные сигналы.
С точки зрения анализа данных, многоцветные меченые образцы чрезвычайно сложны из-за морфологической структуры и составляющих клеток образцов тканей. Обычное программное обеспечение не может автоматически идентифицировать различные типы тканей. Таким образом, интеллектуальное программное обеспечение для количественного анализа экспрессии антигена в определенных областях 15,16,17,18 используется интеллектуальное программное обеспечение для количественного анализа тканей.
Прежде всего, многометчатое иммунофлуоресцентное окрашивание в сочетании с мультиспектральной визуализацией и технологией количественного анализа патологии обладает такими преимуществами, как большое количество мишеней для обнаружения, эффективное окрашивание и точный анализ, и, следовательно, оно может значительно повысить точность гистоморфологического анализа, выявить пространственные отношения между белками с разрешением на клеточном уровне и помочь извлечь более богатую и надежную информацию из образцов срезов тканей19 (Таблица 1).
Протокол утвержден руководящими принципами Комитета по этике Западно-Китайского госпиталя Сычуаньского университета, Китай. Образцы ткани рака легких были получены во время операции в Центре рака легких Западно-Китайского госпиталя, и от каждого пациента было получено информированное согласие.
1. Подготовка тканевого среза
2. Оптимизация первичных антител
ПРИМЕЧАНИЕ: Для определения условий инкубации отдельных антител, в основном включая концентрацию антител и условия репарации антигенов, использовались обычные эксперименты с ИГХ. Обратитесь к условиям, приведенным в инструкции по применению антител.
3. Метод окрашивания mIHC
ПРИМЕЧАНИЕ: Опаловое окрашивание mIHC является одним из доступных методов mIHC. В этом экспериментальном 5-цветном протоколе, поскольку каждый образец ткани должен быть окрашен четырьмя антителами, необходимы четыре инкубации первичных антител, инкубация вторичных антител и хромогенная инкубация с амплификацией сигнала TSA, а также пять реставраций антигенов. Наконец, выполняется окрашивание 4'6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI) и герметизация антифлуоресцентным разрывным агентом.
4. Настройте отрицательный контроль
5. Полностью автоматическое сканирование предметных стекол тканей
ПРИМЕЧАНИЕ: Оборудование, используемое для спектральной визуализации, представляет собой полностью автоматизированный мультиспектральный анализатор количественного определения тканей, а визуализация и анализ визуализации и анализа 5-цветных слайдов может быть выполнена с использованием эталонной системы (см. таблицу материалов). Система использует мультиспектральную визуализацию для количественного смешивания нескольких флуорофоров и тканевой автофлуоресценции.
6. Анализ флуоресценции
Оптимизирована схема подбора первичных антител CD8 и флуорофоров. Оба набора результатов флуоресценции соответствовали точно таким же условиям инкубации антител в экспериментальной группе, за исключением изменения флуорофора, соответствующего антителам. Как показано на р?...
mIHC является незаменимым экспериментальным методом в области научных исследований для количественного и пространственного анализа множественных белковых маркеров на уровне одной клетки в одном срезе ткани, предоставляя интуитивно понятные и точные данные для изучения патологии заб?...
Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Авторы выражают признательность сотрудникам Научно-исследовательского института клинической патологии Западно-Китайского госпиталя, которые внесли свой вклад в техническое руководство по качественной мультиплексной иммунофлуоресценции и процессингу ИГХ. Этот протокол был поддержан Национальным фондом естественных наук Китая (82200078).
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. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены