Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы создали протеомный метод, основанный на масс-спектрометрии, с использованием изолированных областей интереса в фиксированных формалином и залитых парафином срезах ткани. Этот протокол используется для анализа протеома из определенных областей тканей в архивных фиксированных формалином и залитых парафином срезах ткани.
Протеомика на основе масс-спектрометрии (МС) позволяет проводить комплексный протеомный анализ широкого спектра биологических образцов, включая клетки, ткани и жидкости организма. Фиксированные формалином, залитые парафином (FFPE) срезы тканей, обычно используемые для долгосрочного архивирования, стали ценным ресурсом для протеомных исследований. Помимо преимуществ хранения, исследователи могут изолировать области интереса (ROI) от нормальных областей тканей благодаря совместным усилиям с патологоанатомами. Несмотря на этот потенциал, оптимизированный подход к протеомным экспериментам, включающий выделение ROI, протеомную пробоподготовку и анализ МС, по-прежнему отсутствует. В этом протоколе представлен интегрированный рабочий процесс, сочетающий макродиспарирование ROI, подготовку образцов на основе захвата суспензии и высокопроизводительный анализ МС. С помощью этого подхода были макродиспарированы, собраны и проанализированы ROI тканей FFPE пациентов, состоящих из доброкачественных серозных кистозных новообразований (СХН) и предраковых внутрипротоковых папиллярных муцинозных новообразований (ИПМН), диагностированных патологоанатомами, что привело к высокому покрытию протеома. Кроме того, были успешно идентифицированы молекулярные различия между двумя различными кистозными новообразованиями поджелудочной железы, что продемонстрировало применимость этого подхода для продвижения протеомных исследований с тканями FFPE.
На протяжении десятилетий хирургически удаленные человеческие ткани архивировались в виде фиксированных формалином и залитых парафином блоков (FFPE). Эти тканевые блоки изначально сохраняют трехмерную (3D) структуру, встроенную в парафин. Затем ткани разрезают с помощью микротомов, насаживают на предметные стекла и окрашивают — обычно гематоксилином и эозином (ПЭ) или иммуногистохимией (ИГХ) — для облегчения гистопатологической диагностики опытными патологоанатомами 1,2. Ткани FFPE обладают явными преимуществами для длительного хранения благодаря индуцированной формалином сшивке белков, которая останавливает ферментативную и протеолитическую активность3. Поскольку они поддерживают создание больших, хорошо архивированных наборов образцов, ткани FFPE считаются краеугольным камнем для открытия биомаркеров в различных областях, включая геномику 4,5,6,7.
Тем не менее, их применение в протеомике на основе жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии (ЖХ-МС) исторически создавало проблемы. Ключевым ограничением является индуцированная формалином сшивка белков, которая препятствует триптическому перевариванию, что является критическим шагом вглобальном анализе протеома. Кроме того, небольшое количество белка, извлекаемого из предметных стекол, часто делает традиционные методы подготовки образцов непригодными. Несмотря на эти проблемы, достижения показали, что белковые сшивки могут быть обращены вспять с помощью длительной высокотемпературной обработки 9,10,11. В то же время, методы пробоподготовки, оптимизированные для образцов с низким содержанием белка, расширили использование тканей FFPE в исследованиях протеомики 12,13,14,15.
Одним из существенных преимуществ использования тканевых стекол FFPE в протеомике является их способность проводить анализ, специфичный для региона. Предметные стекла FFPE обычно содержат как поражения, так и прилегающие нормальные ткани (ANT). Анализ всей ткани без разбора рискует исказить результаты из-за смешанных молекулярных сигнатур. Напротив, выделение и анализ областей интереса (ROI) — поражения в сравнении с ANT — позволяет более точно охарактеризовать молекулярные особенности, специфичные для патологических областей. Следовательно, подходы, основанные на FFPE, становятся все более популярными в исследованиях протеомики 16,17,18,19,20. Несмотря на растущее их применение, оптимизированный рабочий процесс, который бы описывал весь протеомный эксперимент шаг за шагом, все еще остается дефицитным. В частности, не был опубликован протокол на основе видео.
В этом исследовании был разработан надежный протеомный рабочий процесс на основе ЖХ-МС, предназначенный для точного профилирования молекулярных изменений в областях, специфичных для поражения. С использованием тканей FFPE, диагностированных двумя патологоанатомами, были макродиспарированы, собраны и проанализированы ROI доброкачественных серозных кистозных новообразований (SCN) и предраковых внутрипротоковых папиллярных муцинозных новообразований (IPMN). Протокол включает в себя макроанализ ROI, подготовку образцов на основе захвата суспензии, оптимизированную для минимального ввода белка, и анализ с помощью узкого диапазона, независимого от сбора данных (DIA)-MS. Этот метод позволил идентифицировать более 9000 белков из областей тканей размером около 1 см², расшифровав отчетливые протеомные сигнатуры, связанные с SCN и IPMN.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Это исследование было рассмотрено и одобрено Институциональным наблюдательным советом больницы Сеульского национального университета (IRB No 1904-114-1028). Все участники предоставили письменное информированное согласие на участие в исследовании. Подробная информация обо всех материалах, использованных в данном протоколе, представлена в Таблице материалов.
1. Забор тканевого антигена FFPE для протеомной пробоподготовки
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что скальпели и все материалы, такие как используемая трубка, стерильны, чтобы избежать перекрестного загрязнения. Протоколы данного исследования могут быть адаптированы для любой ткани FFPE с незначительными изменениями в зависимости от лабораторных условий.
2. Экстракция тканевого белка FFPE
3. Количественное определение белка лизата тканей FFPE
ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство этапов анализа бицинхониновой кислоты для количественного определения белка основаны на инструкциях производителя с незначительными изменениями. Рекомендуется готовить реактивы в соответствии с рекомендациями производителя.
4. Ацетоновое осаждение белка
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что в общей сложности 100-300 мкг белка используется для осаждения ацетона и переваривания белка на основе улавливания суспензии.
5. Переваривание белка на основе улавливания суспензии
ПРИМЕЧАНИЕ: Процедура расщепления белка на основе фильтра для улавливания суспензии была адаптирована из инструкции производителя с незначительными изменениями.
6. Количественное определение пептидов
ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство этапов количественного колориметрического пептидного анализа адаптированы из инструкции производителя с незначительными изменениями. Рекомендуется готовить реактивы в соответствии с рекомендациями производителя.
7. Жидкостная хроматография-масс-спектрометрический анализ
8. Анализ данных для поиска протеомики
ПРИМЕЧАНИЕ: Для протеомного поиска исходных данных MS были использованы инструменты с открытым исходным кодом для конвертации формата данных LC-MS и выполнения протеомного поиска (см. Таблицу материалов). Параметры, используемые для анализа данных, подробно описаны в Дополнительном файле 2. Основные инструкции по использованию инструментов с открытым исходным кодом см. по ссылке, приведенной в Таблице материалов.
9. Статистический анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: Для статистического анализа с целью идентификации дифференциально экспрессируемых белков был использован инструмент с открытым исходным кодом для проведения одномерного анализа (например, t-критерий Стьюдента; см. Таблицу материалов). Рекомендуется ознакомиться с основными инструкциями по использованию инструмента с открытым исходным кодом по ссылке, приведенной в Таблице материалов.
10. Биоинформатический анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: Коммерческий инструмент биоинформатики был использован для анализа чрезмерной представленности (например, анализ пути Ingenuity, см. Таблицу материалов). Перед использованием данного средства рекомендуется обратиться к инструкции производителя.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
К тканям кистозной FFPE поджелудочной железы применяли протеомную пробоподготовку на основе фильтра суспензии в сочетании с безмаркерным количественным определением с использованием однократного сбора, независимого от данных (рис. 1). Точная изоляция ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Этот протокол описывает быстрый и эффективный метод протеомики, в котором для патологической диагностики используются ROI, выделенные из срезов ткани FFPE, установленных на стеклянных предметных стеклах. Когда хирургическое вмешательство является благоприятным, солид...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторы не могут заявить о конфликте интересов
Все фигурки в этой статье были созданы с помощью BioRender (http://www.biorender.com). Эта работа была поддержана грантами Национального исследовательского фонда Кореи (NRF) (Grant No. RS-2023-00253403 и RS-2024-00454407).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.1% FA in ACN (LC-MS grade) | Fisher Chemical | LS120-212 | |
0.1% FA in Water (LC-MS grade) | Fisher Chemical | LS118-4 | |
0.5M TCEP | Thermo Scientific | 77720 | |
10% SDS | Invitrogen | 2679093 | |
1M TEAB (pH 8.5) | Sigma-Aldrich | 102545001 | |
1M Tris-cl (pH 8.5) | BIOSOLUTION | BTO21 | |
A-14C centrifuge | Satorious | 167709 | |
Acetone (HPLC grade) | Fisher Scientific | A949-4 | |
ACN (HPLC grade) | J.T.Baker | 9017-88 | |
CHCl3 (HPLC grade) | Thermo Scientific | 022920.k2 | |
CR paper | ADVANTEC | 70406001 | |
DIA-NN ver 1.9 | Open source | https://github.com/vdemichev/DiaNN | Proteomics Search Engine |
EPOCH2 microplate reader | Agilent | 2106208 | |
Ethanol | MERCK | K50505283 836 | |
FA (LC-MS grade) | Fisher Chemical | A117-50 | |
Ingenuity Pathway Analysis (IPA) | QIAGEN | 830018 | Bioinformatics tool |
Lyophilizer (SRF110R+vaper trap) | Thermo Scientific | SRF-110-115 | |
MeOH (HPLC grade) | MERCK | UN1230 | |
Microplate BCA protein Assay kit-Reducing Agent Compatible | Thermo Scientific | 23252 | |
MSConvert | Open source | http://proteowizard.sourceforge.net/tools.shtml | MS data transformation software |
Orbitrap Exploris 480 | Thermo Scientific | MA10813C | MS |
PepMAP RSLC C18 separation column | Thermo Scientific | ES903 | |
Perseus | Open source | https://cox-labs.github.io/coxdocs/perseus_instructions.html | Statistical tool |
PIERCE chloroacetamide No-Weigh Format | Thermo Scientific | A39270 | |
PIERCE Quantitative colorimetric peptide Assay | Thermo Scientific | 23275 | |
Plate shaker | Green SSeriker | VS-202D | |
Probe sonicator | VibraCellTM | VCX750 | |
Protein LoBind Tube 1.5 mL | Eppendorf | 22431081 | |
QSP 10 µL pipette Tip | Thermo Scientific | TLR102RS-Q | |
QSP 300 µL pipette Tip | Thermo Scientific | TLR106RS-Q | |
Scalpel | Bard-Parker | 372615 | |
S-Trap: Rapid Universal MS sample Prep | PROTIFI | CO2-mini-40 | |
SureSTART Vial 0.2 mL | Thermo Scientific | 6pk1655 | |
TFA | Sigma-Aldrich | 102614284 | |
ThermoMixer C | Eppendorf | 5382 | |
Trypsin/Lys-C (LC-MS grade) | Promega | V5073 | |
Vanquish NEO | Thermo Scientific | 8348249 | LC |
Water (HPLC grade) | Honeywell | AH365-4 | |
Xcalibur ver 4.7 | Thermo Scientific | 30966 | MS data acquisition software |
Xylene | Sigma-Aldrich | 102033629 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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