JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu protokol, kromojenik immünhistokimya ve ImageJ kullanılarak glioblastoma hasta rezeksiyonlarında tümör mikro çevre bileşenlerini nicel olarak tanımlamak için geliştirildi.

Özet

Tümör mikro ortamındaki artan ilgiyle, ölümcül ve en invaziv beyin kanseri olan glioblastomun hasta örnekleri içindeki mikro çevre bileşenlerini spesifik olarak belirlemek için bir yöntem geliştirdik. Kantitatif yöntemler hastalıklı dokuları doğru bir biçimde tanımlamak için yararlı değildir, aynı zamanda potansiyel olarak daha doğru prognoz, teşhis ve doku mühendisliğindeki sistemlerin ve replasmanların geliştirilmesine katkıda bulunabilirler. Glioblastomada, mikroglia ve astrositler gibi glial hücreler, patoloğun derecelendirmesine dayalı zayıf prognoz ile bağımsız olarak ilişkilendirilmiştir. Bununla birlikte, bu hücrelerin ve diğer glial hücre bileşenlerinin durumu nicel olarak iyi tanımlanmamıştır. Bu, bu glial hücreleri işaretleyen büyük süreçler nedeniyle zor olabilir. Dahası, histolojik analizlerin çoğu, genel doku örneğine veya yalnızca tümör hacmine odaklanır; zira bölgeleri esas alan kantifikasyonları tasvir ederÇok heterojen dokuda. Burada, glioblastoma hastalarından tümör rezeksiyonlarının tümör hacmi ve komşu bölgelerindeki glial hücrelerin popülasyonlarının tanımlanması ve nicel olarak analiz edilmesi için bir yöntem açıklanmaktadır. Hastanın tümör rezeksiyonlarında glial hücre popülasyonlarını ve ImageJ'de kromojenik immünohistokimya kullandık ve her glial popülasyon için boyama yüzdesini analiz ettik. Bu tekniklerle, glioma tümör mikro ortamının bölgeleri boyunca glial hücreleri daha iyi tarif edebiliyoruz.

Giriş

En yaygın ve malign beyin kanseri olan Glioblastoma (GBM), birincil tümör hacminden çevreleyen sağlıklı beyin parankimine 1 , 2 oranlarında dağılmış istila ile karakterizedir. Bu dağınık istila, tümörün tamamen kesilmesini zorlaştırır ve tedaviden sonra kalan istilacı kanser hücreleri, kaçınılmaz nüksetmenin en yaygın nedenidir 2 , 3 , 4 . Daha önce, diffüz glioma hücre invazyonunu inhibe ederek terapötik açıdan faydalı 5 bulduk, ancak GBM istilasına katkıda bulunan kompleks mekanizmalar hakkında çok az şey biliniyordu. Tümör mikro ortamı veya kanseri çevreleyen doku, çoklu kanserlerde tümörlerin ilerlemesinde rol oynadı 6 , 7 . Glioblastoma tümör mikro ortamı, pEkstraselüler matriks, çözünür faktörler ve biyofiziksel faktörlerin yanı sıra, astrositler, mikroglia ve oligodendrositler gibi çok sayıda glial hücrenin oluşturduğu benzersiz bir şekilde karmaşıktır. Deneysel olarak, astrositler ve mikrogliaların glioma progresyonunu ve istilasını 8 , 9 , 10 arttırdığı gösterilmiştir, ancak doğal insan beyninin mikro ortamındaki tüm glial hücrelerin kompozisyonu bilinmemektedir.

Daha önce, mikro çevre bileşenleri, glioblastoma mikro ortamının hücresel bileşenlerini nicel olarak analiz ederek ve analizlerimizi orantısal bir tehlike modeli 11 içine dahil ederek, hastanın hayatta kalmasını öngörebildiğini gösterdi. Burada, glioblastoma hastasından tümör rezeksiyonlarının tümör hacmi ve komşu bölgelerindeki glial hücrelerin popülasyonlarının tanımlanması için nicel analiz metodunu açıklıyoruzs. Glial hücre popülasyonlarını tanımlamak için kromojenik immünohistokimya ve her glial popülasyon için boyamanın yüzde kapsama oranını analiz etmek için ImageJ kullanılmıştır. Kapsam yüzdesinin değerlendirilmesi, özellikle kanser hücreleriyle etkileşimlerden etkilenen hücrelerin morfolojik farklılıklarını belirlemek için basit bir ölçüm oluşturur. Histopatolojik boyamanın nicelleştirilmesi için yapılan önceki çalışmalar, hematoksilin ve eozin 12 veya Masson's trikrom 13 gibi standart boyayı antikor esaslı immünhistokimyasal boyanmanın özgüllüğünden yararlanmayan boyayı kullanır. Metodumuz, kompleks glioblastoma mikro ortamını aydınlatmak için kullanmayı düşündüğümüz, glioblastoma hasta tümör rezeksiyonlarında glial popülasyonları doğrudan ölçmek için geliştirilmiştir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

Bu protokol, bloke edilmiş klinik hasta örnekleri için normal olduğu gibi, formalin-sabit parafin gömülü (FFPE) numunelerdeki hücresel bileşenleri tanımlar. Parafin gömülmesi, hücresel ve doku morfolojisinin en iyi şekilde korunmasına ve bölümlerin daha uzun ömürlü olmasına olanak tanır. Bu analiz için kullanılan örneklere Virginia Üniversitesi Biyorepository ve Doku Araştırma Tesisi aracılığıyla erişilmiştir. Hasta numuneleri, 2010 ve 2013 yılları arasında Virginia Üniversitesi'nde tümör rezeksiyonlarını tamamlayan ve glioblastoma (astrositom, DSÖ grade IV) kesin bir teşhisine dayanan bir nöropatolog tarafından seçildi ve bu analizden önce tanımlanmadı 11 .

1. FFPE Örneği Deparafinizasyon ve Rehidrasyon

NOT: Protokolün bu kısmı FFPE örneklerine özeldir. Parafin gömülü numuneler, bu analiz için hücresel ve t korunmasından dolayı daha yararlı olabilirkenMorfoloji yayınlarken, bu analiz donmuş bölümlerle de yapılabilir. Dondurulmuş kesitler kullanılıyorsa bu bölüm atlanabilir ve direkt olarak kromojenik immünohistokimyaya geçebilir.

  1. Ksinilen, ksilen,% 100 etanol,% 100 etanol,% 95 etanol,% 95 etanol,% 70 etanol, Deiyonize su, Deiyonize su

2. Antijen Geri Alma

NOT: Protokolün bu kısmı, FFPE numunelerinin formalin fiksasyonu sırasında oluşan metilen köprülerini kırmak ve bağlamak için antikorlar için antijen alanlarını ortaya çıkarmak için gereklidir.

  1. Damıtılmış suda üreticinin tavsiyesi üzerine Tris bazlı yüksek pH antijen maskesini çözündürünüz.
  2. Bir mikrodalga kullanarak ısı aracılı antijen alımını gerçekleştirin. Isı aracılı geri alımın diğer biçimleri (basınçlı ocak, sebze buharı veya kaynar su gibi) de yeterli olacaktır.
    1. Seyreltilmiş maskelenmeyen çözeltiyi, mühürlenmemiş bir mikrodalgaya tabi tutulabilirliğe ilave edindamar. Kayıkları tekneye yerleştirin. Slaytları mikrodalga fırına yerleştirin.
    2. Yüksek güçlü, 20 dk kaynatın. Buharlaşma için sıvı seviyelerini izleyin ve gerekirse damıtılmış su ile doldurun.
  3. Numunelerin, çözeltide oda sıcaklığında 1 saat bekletilmesine izin verin.

3. Kromojenik İmmünohistokimya

  1. Örneği örtmek için gereken reaktif hacmini en aza indirgemek için hidrofobik bir kalem ile doku örneğini ana hatlarıyla çizin.
    NOT: Doku numunelerini sulu tutun ve lekelenme etkinliğini etkileyeceği için kurumasına izin vermeyin.
  2. Doku örneğini örtmek için yeterli permeabilizasyon solüsyonu (Tris-tamponlu salin (TBS) +% 0.01 Triton-X) pipetleyin (tipik olarak yaklaşık 100 - 200 μL).
  3. Çözümü çıkarıp atın ve adım 3.2'yi tekrarlayın.
  4. Örnekleri engelleme çözeltisi (% 2.5 at serum + permeabilization çözüm) oda sıcaklığında inkübe edin.
  5. Seyreltilmiş primer antikorlarla gece boyunca 4 ºC'de örnekleri inkübe edinEngelleme çözümünde.
    NOT: Burada kullanılan tüm birincil antikorlar 1: 200'de seyreltilir, ancak en iyi seyreltiler imalatçının tavsiyesi ile başlayan seri seyreltmeler kullanılarak belirlenebilir. Bu protokolde kullanılan antikorlar hakkında ayrıntılı bilgi 11 yayınlanmıştır.
  6. Birincil antikorları, birincil antikor konakçı hayvana karşılık gelen bir yaban turbu peroksidaz polimer reaktifi kullanarak, üretici protokolünü izleyerek tespit edin.
  7. Doku numunesini örtmek için 5 dakika yeterli inkübasyon solüsyonu pipetleyin ve inkübe edin.
  8. Çözümü çıkarın ve atın ve Adım 3.7'yi tekrarlayın.
  9. 15 dakika boyunca 1 x TBS,% 0.3 H2O 2 slaytlar inkübe edin.
  10. Bir peroksidaz diaminobenzidin (DAB) substrat ile istenilen leke yoğunluğuna ulaşılıncaya kadar 2-10 dakika örnekler geliştirin.
  11. Hematoksilen gibi hücre çekirdeğini üreticinin protokolünü izleyerek tanımlamak için leke örnekleri hazırlayın.
  12. Örnekleri% 100 oranında kurutunEtanol ve ksilen.
  13. Örnekleri montaj malzemeleri ile kalıcı olarak monte edin.

4. İlgi Alanı Tanımlama Bölgeleri

  1. Yüksek çözünürlüklü görüntülere sahip parlak alan mikroskobu altında görüntü slaytları.
    NOT: Görüntüleme hücresel bileşenlerini en az 20x çözünürlükte kullanın.
  2. Fotoğraf makinesini doku örnekleri boyunca belirli bölgelere taşıyın.
  3. Niceleme için resimleri TIFF dosyaları olarak kaydedin.

5. Görüntü Analizi

  1. Yüzde kapsama alanının miktarını belirlemek için ImageJ'de resim açın.
  2. Hematoksilenle boyalı çekirdeğin mor rengini çıkarmak için Eşik Renk eklentisini kullanın.
  3. Görüntüyü 8 bit'e dönüştürün.
  4. Karanlık arka plan olmadan eşik ekleyin.
  5. 17 önceden yüklenmiş ImageJ eşik filtrelerinden ( örn. MaxEntropy) birini kullanarak işlem görüntüsü, böylece yalnızca DAB lekeli kısımları eşiğe dahil edilir.
    NOT: Minimize eden en iyi ön yüklemeli eşik filtresini seçinArka plan boyamanın dahil edilmesi. Bu, lekelenme kalitesine ve antikorun spesifitesine bağlı olabilir. Her hasta örneğindeki tüm teknik çoğaltmalar için aynı eşiği kullanın.
  6. Eşik uygula.
  7. Eşikli görüntünün yüzde alanını ölçün.
  8. Her örnek içindeki birden çok bölge için yüzde yüzdelik kapsam.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Bu analiz için, tümör rezeksiyonlarımızda iki bölgenin (esas olarak diffüz istilalı kanser hücreli sağlıklı dokudan oluşan primer tümör hacmi ve komşu bölgeler), hematoksilin ve eozin boyalı hastada nöropatologların işbirliği yaptığı tespit edildi ( Şekil 1A , 1B ) örnekleri. Her hasta örneği içinde, astrositler ( Şekil 1C ), mikroglia ( Şekil 1D ) ve...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Burada önerilen yöntemimiz, geleneksel kromojenik immünhistokimyayla boyanan histolojik örneklerin analizinde niceliksel bir yaklaşımdır. Bu tür analizler için güncel metodoloji, bağımsız patologlar tarafından derecelendirilen benzer boyama protokollerini içerir. Bu yöntem güvenilir olmuştur, ancak birçok uygulama için, tümör ile ilişkili heterojenliği daha iyi anlamak ve in vitro çalışmalar için tümörlerin doğru yeniden özetlenmesi gibi, hücresel makyajın daha kesin bir şekilde anlaş...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Açıklamalar

Yok.

Teşekkürler

Yazarlar Dr Dr teşekkür ederim. Fahad Bafakih ve Jim Mandell, hasta numunelerinin edinilmesi ve tanımlanması için Garrett F. Beeghly, Biyorepository ve Doku Araştırma Tesisi, Kardiyovasküler Araştırma Merkezi Histoloji Çekirdeği ve Virginia Üniversitesindeki Biyomoleküler Analiz Merkezi ile yardımda bulunmak için yardım ettiler. Örnek alma, immünohistokimya ve görüntüleme.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
XyleneFisher ChemicalX3P
Ethanol
High pH antigen unmasking solutionVector LabsH-3301
TBS
Triton-XAmresco9002-93-1
Horse serum
Anti-ALDH1L1 abcam ab56777
Anti-Iba1 abcam ab5076
Anti-Oligodendrocyte Specific Protein1 abcam ab53041
ImmPRESS anti-goatVector LabsMP-7405
ImmPRESS Universal (anti-mouse/rabbit)Vector LabsMP-7500
Hydrogen peroxideSigma Aldrich216763
ImmPACT DAB substrateVector LabsSK-4105
Hematoxylin counterstainThermoScientific72404
Histochoice Mounting MediaAmrescoH157-475
Aperio ScanscopeLeica Biosystems
Image ScanscopeLeica Biosystems
Super HT PAP PenResearch Products International195506

Referanslar

  1. Claes, A., Idema, A. J., Wesseling, P. Diffuse glioma growth: a guerilla war. Acta Neuropathol. 114 (5), 443-458 (2007).
  2. Holland, E. C. Glioblastoma multiforme: the terminator. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 97 (12), 6242-6244 (2000).
  3. Wild-Bode, C., Weller, M., Rimner, A., Dichgans, J., Wick, W. Sublethal Irradiation Promotes Migration and Invasiveness of Glioma Cells. Cancer Res. 61 (6), (2001).
  4. Tuettenberg, J., et al. Recurrence pattern in glioblastoma multiforme patients treated with anti-angiogenic chemotherapy. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 135 (9), 1239-1244 (2009).
  5. Munson, J. M., et al. Anti-invasive adjuvant therapy with imipramine blue enhances chemotherapeutic efficacy against glioma. Sci. Transl. Med. 4 (127), 127ra36(2012).
  6. Correia, A. L., Bissell, M. J. The tumor microenvironment is a dominant force in multidrug resistance. Drug Resist. Updat. 15 (1-2), 39-49 (2012).
  7. Rubin, J. B. Only in congenial soil: the microenvironment in brain tumorigenesis. Brain Pathol. 19 (1), 144-149 (2009).
  8. Bettinger, I., Thanos, S., Paulus, W. Microglia promote glioma migration. Acta Neuropathol. 103 (4), 351-355 (2002).
  9. Le, D. M., et al. Exploitation of astrocytes by glioma cells to facilitate invasiveness: a mechanism involving matrix metalloproteinase-2 and the urokinase-type plasminogen activator-plasmin cascade. J. Neurosci. 23 (10), 4034-4043 (2003).
  10. Ye, X., et al. Tumor-associated microglia/macrophages enhance the invasion of glioma stem-like cells via TGF-β1 signaling pathway. J. Immunol. 189, 444-453 (2012).
  11. Yuan, J. X., Bafakih, F. F., Mandell, J. W., Horton, B. J., Munson, J. M. Quantitative Analysis of the Cellular Microenvironment of Glioblastoma to Develop Predictive Statistical Models of Overall Survival. J. Neuropathol. Exp. Neurol. , (2016).
  12. Yuan, Y., et al. Quantitative Image Analysis of Cellular Heterogeneity in Breast Tumors Complements Genomic Profiling. Sci. Transl. Med. 4 (157), (2012).
  13. Yi, E. S., et al. Distribution of Obstructive Intimal Lesions and Their Cellular Phenotypes in Chronic Pulmonary Hypertension. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 162 (4), 1577-1586 (2000).
  14. Turcan, S., et al. IDH1 mutation is sufficient to establish the glioma hypermethylator phenotype. Nature. 483 (7390), 479-483 (2012).
  15. Songtao, Q., et al. IDH mutations predict longer survival and response to temozolomide in secondary glioblastoma. Cancer Sci. 103 (2), 269-273 (2012).
  16. Shinojima, N., et al. Prognostic Value of Epidermal Growth Factor Receptor in Patients with Glioblastoma Multiforme. Cancer Res. 63, 6962-6970 (2003).
  17. Karpel-Massler, G., Schmidt, U., Unterberg, A., Halatsch, M. E. Therapeutic inhibition of the epidermal growth factor receptor in high-grade gliomas: where do we stand? Mol. Cancer Res. 7 (7), 1000-1012 (2009).
  18. Badie, B., Schartner, J. Role of microglia in glioma biology. Microsc. Res. Tech. 54 (2), 106-113 (2001).
  19. Watters, J. J., Schartner, J. M., Badie, B. Microglia function in brain tumors. J. Neurosci. Res. 81 (3), 447-455 (2005).
  20. Alves, T. R., et al. Glioblastoma cells: A heterogeneous and fatal tumor interacting with the parenchyma. Life Sci. 89 (15), 532-539 (2011).
  21. Hambardzumyan, D., Gutmann, D. H., Kettenmann, H. The role of microglia and macrophages in glioma maintenance and progression. Nat. Neurosci. 19 (1), 20-27 (2015).
  22. Zhai, H., Heppner, F. L., Tsirka, S. E. Microglia/macrophages promote glioma progression. Glia. 59 (3), 472-485 (2011).
  23. Placone, A. L., Quiñones-Hinojosa, A., Searson, P. C. The role of astrocytes in the progression of brain cancer: complicating the picture of the tumor microenvironment. Tumor Biol. 37 (1), 61-69 (2016).
  24. Rath, B. H., et al. Astrocytes Enhance the Invasion Potential of Glioblastoma Stem-Like Cells. PLoS One. 8 (1), e54752(2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

T pSay 125Glioblastomat m r mikro evreglial h crelerparankimahasta rnekleriimm nohistokimya

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır