Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Bu deneysel protokol, esas olarak tek kanallı antikor inkübasyon koşullarını optimize ederek ve klinik kökenli akciğer kanseri dokularında otofloresan ve kanal karışma problemlerini çözmek için antikorların ve kanalların ayarlarını ayarlayarak bir multipleks immünohistokimya (IHC) boyama yöntemini tanımlar ve optimize eder.
Akciğer kanseri, tüm dünyada malign tümöre bağlı morbidite ve mortalitenin önde gelen nedenidir ve kompleks tümör mikroçevresi, akciğer kanseri hastalarında önde gelen ölüm nedeni olarak kabul edilmektedir. Tümör mikroçevresinin karmaşıklığı, tümör dokularındaki hücreden hücreye ilişkileri anlamak için etkili yöntemler gerektirir. Multipleks immünohistokimya (mIHC) tekniği, tümör dokularındaki sinyal yolaklarının yukarı ve aşağı akışındaki proteinlerin ekspresyonu arasındaki ilişkiyi anlamak ve klinik tanı ve tedavi planları geliştirmek için önemli bir araç haline gelmiştir. mIHC, farklı protein ortak ekspresyonu ve birlikte lokalizasyon analizi elde etmek için aynı doku kesiti numunesi üzerinde birden fazla hedef molekülü aynı anda tespit edebilen Tiramin Sinyal Amplifikasyonu (TSA) teknolojisine dayanan çok etiketli bir immünofloresan boyama yöntemidir. Bu deneysel protokolde, klinik kökenli akciğer skuamöz karsinomunun parafine gömülü doku kesitleri multipleks immünohistokimyasal boyamaya tabi tutuldu. Deneysel protokolü optimize ederek, etiketli hedef hücrelerin ve proteinlerin multipleks immünohistokimyasal boyanması sağlandı ve akciğer dokularında otofloresan ve kanal karışması sorunu çözüldü. Ek olarak, multipleks immünohistokimyasal boyama, tek hücreli dizileme, proteomik ve doku boşluğu dizilemesi dahil olmak üzere tümörle ilgili, yüksek verimli dizilemenin deneysel olarak doğrulanmasında yaygın olarak kullanılır ve sezgisel ve görsel patoloji doğrulama sonuçları sağlar.
20 yılı aşkın bir geçmişe sahip olan tiramin sinyal amplifikasyonu (TSA), hedef antijenlerin yüksek yoğunluklu in situ etiketlemesi için yaban turpu peroksidaz (HRP) kullanan bir test teknikleri sınıfıdır ve enzime bağlı immünosorbent testlerinde (ELISA'lar), in situ hibridizasyon (ISH), immünohistokimya (IHC) ve biyolojik antijenlerin saptanması için diğer tekniklerde yaygın olarak uygulanır. algılanan sinyalin hassasiyetini önemli ölçüde artırmak1. TSA teknolojisine dayalı opal polikromatik boyama yakın zamanda geliştirilmiş ve çeşitli çalışmalarda yaygın olarak kullanılmıştır2,3,4,5. Geleneksel immünofloresan (IF) boyama, araştırmacılara çeşitli model organizmaların hücre ve dokularındaki protein dağılımının tespiti ve karşılaştırılması için kolay bir araç sağlar. Antikor/antijene özgü bağlanmaya dayanır ve doğrudan ve dolaylı yaklaşımları içerir6. Doğrudan immün boyama, bir floresan mikroskobu kullanılarak doğrudan floresan tespitini sağlayan, ilgilenilen antijene karşı florofor konjuge primer antikorun kullanılmasını içerir. Dolaylı immün boyama yaklaşımı, konjuge olmayan primer antikora karşı floroforla konjuge sekonder antikorunuygulanmasını içerir 6,7.
Geleneksel, tek etiketli, immünofloresan boyama yöntemleri, dokularda yalnızca bir, iki veya bazı durumlarda üç antijeni boyayabilir, bu da doku kesitlerinde bulunan zengin bilgilerin madenciliğinde önemli bir sınırlamadır. Kantitatif sonuçların yorumlanması genellikle görsel gözleme ve ImageJ gibi görüntüleme yazılımlarıyla doğru nicelemeye bağlıdır. Antikor tür kısıtlaması, zayıf floresan etiket sinyalleri ve floresan boya rengi örtüşmesi gibi teknik sınırlamalar vardır (Tablo 1). Opal multipleks IHC (mIHC) tekniği, primer antikorun orijini üzerinde herhangi bir kısıtlama olmaksızın, aynı doku kesitinde 7-9'dan fazla antijenin multipleks boyanmasına ve diferansiyel etiketlenmesine izin veren, ancak antijene karşı karşılık gelen antikorun yüksek özgüllüğünü gerektiren TSA türevine dayanır. Boyama prosedürü, iki fark dışında normal immünofloresan boyamaya benzer: her boyama turu sadece bir antikorun kullanımını içerir ve bir antikor elüsyon adımı eklenir. Antijene kovalent olmayan bağlarla bağlanan antikorlar, mikrodalga elüsyonu ile uzaklaştırılabilir, ancak antijenin yüzeyine kovalent bağlarla bağlanan TSA floresan sinyali korunur.
Boya ile etiketlenmiş aktif tiramin (T) molekülleri, hedef antijende yüksek oranda zenginleştirilir ve floresan sinyalinin verimli bir şekilde amplifikasyonuna izin verir. Bu, antikor müdahalesi olmadan antijenin doğrudan etiketlenmesine izin verir ve daha sonra çoklu boyama döngülerindensonra çok renkli etiketleme elde edilebilir 8,9,10 (Şekil 1). Bu teknoloji, hastalığın incelenmesi için güvenilir ve doğru görüntüler üretse de, yararlı bir multipleks floresan immünohistokimya (mfIHC) boyama stratejisinin oluşturulması, kapsamlı optimizasyon ve tasarım ihtiyacı nedeniyle zaman alıcı ve titiz olabilir. Bu nedenle, bu multipleks panel protokolü, manuel protokolden daha kısa boyama süresine sahip otomatik bir IHC boyayıcıda optimize edilmiştir. Bu yaklaşım, insan formalinle sabitlenmiş ve parafine gömülü (FFPE) doku örnekleri üzerinde immüno-onkoloji çalışmaları için herhangi bir araştırmacı tarafından doğrudan uygulanabilir ve uyarlanabilir11. Ayrıca, slayt hazırlama, antikor optimizasyonu ve multipleks tasarım yöntemleri, yerinde doğru hücresel etkileşimleri temsil eden sağlam görüntülerin elde edilmesinde ve manuel analiz için optimizasyon süresinin kısaltılmasında yardımcı olacaktır12.
mfIHC temel olarak görüntü toplama ve veri analizini içerir. Görüntü elde etme açısından, çeşitli karışık renk sinyallerini tanımlamak ve doku otofloresansından etkilenmeden yüksek sinyal-gürültü görüntüleri elde etmek için çok renkli etiketli karmaşık lekeli numunelerin profesyonel spektral görüntüleme ekipmanı ile tespit edilmesi gerekir. Spektral görüntüleme için mevcut ekipman esas olarak spektral konfokal mikroskopları ve multispektral doku görüntüleme sistemlerini içerir. Multispektral doku görüntüleme sistemi, doku kesitlerinin kantitatif analizi için tasarlanmış profesyonel bir görüntüleme sistemidir ve en önemli özelliği, biyolojik doku örneklerinin hem morfolojik yapısını hem de optik haritalama bilgilerini sağlayan görüntü spektral bilgilerinin elde edilmesidir13,14. Spektral görüntüdeki herhangi bir piksel, tam bir spektral eğri içerir ve her boya (otofloresan dahil), karışık ve üst üste binen çok etiketli sinyallerin tam olarak kaydedilmesini ve doğru bir şekilde tanımlanmasını sağlayan karşılık gelen karakteristik spektruma sahiptir.
Veri analizi açısından, çok renkli etiketli numuneler, doku numunelerinin morfolojik yapısı ve kurucu hücreleri nedeniyle son derece karmaşıktır. Sıradan yazılımlar farklı doku tiplerini otomatik olarak tanımlayamaz. Bu nedenle, belirli bölgelerdeki antijen ekspresyonunun kantitatif analizi için akıllı kantitatif doku analiz yazılımıkullanılır 15,16,17,18.
Her şeyden önce, multispektral görüntüleme ve kantitatif patoloji analiz teknolojisi ile kaynaştırılmış çok etiketli immünofloresan boyama, çok sayıda tespit hedefi, etkili boyama ve doğru analiz avantajlarına sahiptir ve bu nedenle histomorfolojik analizin doğruluğunu önemli ölçüde artırabilir, hücresel düzeyde çözünürlüğe sahip proteinler arasındaki uzamsal ilişkiyi ortaya çıkarabilir ve doku kesiti örneklerinden daha zengin ve daha güvenilir bilgilerin çıkarılmasına yardımcı olabilir19 (Tablo 1).
Protokol, Çin'deki Sichuan Üniversitesi, Batı Çin Hastanesi Etik Komitesi'nin yönergeleri tarafından onaylanmıştır. Akciğer kanseri doku örnekleri, Batı Çin Hastanesi Akciğer Kanseri Merkezi'ndeki ameliyat sırasında alındı ve her hastadan bilgilendirilmiş onam alındı.
1. Doku kesiti hazırlığı
2. Primer antikorun optimizasyonu
NOT: Esas olarak antikor konsantrasyonu ve antijen onarım koşulları dahil olmak üzere, bireysel antikorlar için inkübasyon koşullarını belirlemek için geleneksel IHC deneyleri kullanılmıştır. Antikor kullanım kılavuzundaki koşullara bakın.
3. mIHC boyama yöntemi
NOT: Opal mIHC boyama, mevcut mIHC yöntemlerinden biridir. Bu deneysel 5 renkli protokolde, her doku örneğinin dört antikor ile boyanması gerektiğinden, dört primer antikor inkübasyonu, sekonder antikor inkübasyonu ve TSA sinyal amplifikasyonu kromojenik inkübasyonlarının yanı sıra beş antijen restorasyonuna ihtiyaç vardır. Son olarak, 4'6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) boyama ve anti-floresan patlama maddesi sızdırmazlığı gerçekleştirilir.
4. Negatif kontrolü ayarlayın
5. Doku slaytlarının tam otomatik taranması
NOT: Spektral görüntüleme için kullanılan ekipman, tam otomatik bir multispektral doku miktar tayin analizörüdür ve 5 renkli slaytların görüntüleme ve analiz görselleştirmesi, referans verilen sistem kullanılarak gerçekleştirilebilir (bkz. Sistem, çoklu floroforların ve doku otofloresansının kantitatif olarak karıştırılması için multispektral görüntüleme kullanır.
6. Floresan analizi
CD8 primer antikoru ve floroforların eşleşme şemasını optimize ettik. Her iki floresan sonucu seti, antikor uyumlu florofordaki değişiklik dışında, deney grubundaki tam olarak aynı antikor inkübasyon koşullarına karşılık geldi. Şekil 2'de gösterildiği gibi, CD8+ T hücrelerinin florofor 480 ve florofor 690 ile kanal eşleşmesinde önemli bir fark vardı. Florofor 690 içeren kanal son derece güçlü bir floresan arka plan gösterir - sarı daire içindeki geniş kırm?...
mIHC, tek bir doku kesitinde tek hücre düzeyinde çoklu protein belirteçlerinin kantitatif ve mekansal analizi için bilimsel araştırma alanında vazgeçilmez bir deneysel tekniktir ve orijinal doku bağlamında ayrıntılı doku yapısına ve hücresel etkileşimlere odaklanarak hastalık patolojisinin incelenmesi için sezgisel ve doğru veriler sağlar. mIHC teknolojisinin yaygın olarak benimsenmesi, optimize edilmiş ve etkili deneysel protokoller gerektirecektir. Deneylerde ortaya çıkabilecek sorunları ele ...
Tüm yazarlar herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan eder.
Yazarlar, kaliteli multipleks immünofloresan ve IHC işleme için teknik rehberliğe katkıda bulunan Klinik Patoloji Araştırma Enstitüsü Batı Çin Hastanesi üyelerine teşekkür etmek ister. Bu protokol Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82200078) tarafından desteklenmiştir.
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. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır