本文介绍了一种用于淋巴瘤组织中多种癌症相关抗原同时定位的多重荧光免疫组织化学染色与成像方案。该方案可推广应用于所有组织切片中生物标志物的共定位分析。
方法文章
* These authors contributed equally
本文介绍了一种用于淋巴瘤组织中多种癌症相关抗原同时定位的多重荧光免疫组织化学染色与成像方案。该方案可推广应用于所有组织切片中生物标志物的共定位分析。
免疫组织化学(IHC)方法用于 原位 通过光学显微镜分析蛋白质表达是科研与诊断领域的重要工具。然而,利用传统显色免疫组化(IHC)技术在单个组织切片中对多种抗原进行可视化和定量分析具有挑战性。在淋巴瘤的研究与诊断中,多重成像尤为重要,因为相关标志物的解读必须结合复杂的肿瘤微环境背景。本文介绍一种多重荧光免疫组化染色方案,用于在淋巴瘤中对特定目标细胞类型内的多个靶标进行定量评估。该方法涵盖抗体验证、抗体优化、结合淋巴瘤亚型标志物的多重条件优化、组织微阵列(TMA)切片染色及切片扫描,并随后进行数据分析,特别针对淋巴瘤研究设计。通过该方法可获得目标标志物的平均信号强度及阳性百分比评分,以支持进一步的定量分析。多重检测可减少样本消耗,并为每种目标标志物提供空间定位信息。
淋巴系统肿瘤是由淋巴细胞不受控制的恶性增殖所引起。这些细胞是免疫系统的重要组成部分,主要分布于骨髓、淋巴结、脾脏以及其他黏膜相关淋巴组织等初级和次级免疫器官。淋巴系统肿瘤是一组具有异质性的疾病,其分类依据包括形态学、免疫表型、遗传学特征以及临床表现等多种因素的综合判断。尽管各项参数均具有一定的作用,但细胞谱系仍是定义性特征,并构成了世界卫生组织(WHO)分类系统的基础,该系统将肿瘤分为来源于B细胞、T细胞和自然杀伤(NK)细胞的肿瘤1。
淋巴瘤分类的关键在于针对不同亚型淋巴细胞的白细胞表面标志物抗体的特征分析2。免疫组织化学(IHC)传统上被用于此类标志物的分析,其原理基于抗原-抗体的特异性识别,以检测细胞和组织中的分子,并通过光学显微镜进行可视化观察3。然而,传统的明场显色多重免疫组织化学在单张切片上同时检测多个靶标时存在局限性,因为在同一组织切片上可靠地区分多种颜色信号往往较为困难——尤其是对于表达水平极低的抗原4。染色结果的视觉评估与定量也可能具有主观性,从而导致分析过程和数据解读的变异性5。
因此,对于淋巴瘤等免疫学上具有异质性的疾病,传统的福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)样本免疫组化(IHC)无法实现多个靶标的同步检测。此外,区分肿瘤性淋巴细胞与周围免疫细胞通常不够精确,这限制了针对淋巴瘤中新生物标志物相关性研究的开展。在此背景下,多重荧光免疫组化(mf-IHC)提供了一种有前景的替代方法,可在节约有限样本的同时,更精确地定量评估抗原共表达及其空间关系6,7. 当该成像技术与数字图像分析软件结合时,数据解读更加高效,有助于研究肿瘤及其微环境的异质性8,9。在本方案中,采用基于酪胺的免疫荧光(IF)多重标记方法以增强信号,该方法适用于来自任何宿主物种且已通过IHC验证的抗体,即使这些抗体来源于 同一物种亦可使用5,7,10。基于酪胺的方案允许将荧光染料直接共价结合至目标组织,从而在每一步反应后去除一抗和二抗,实现多种染色剂的顺序应用,避免抗体间的交叉反应。
通过识别淋巴瘤中的靶点及其变异的免疫学模式,多重检测策略将有助于预测预后和治疗效果。在本实验室中,已应用多重荧光免疫组化技术研究血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤(AITL)中一组T细胞和B细胞标记物以及滤泡辅助性T细胞标记物的表达情况;AITL是外周T细胞淋巴瘤的一种亚型,具有侵袭性的临床行为和肿瘤异质性特征11。该方法在弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)中的应用价值也已得到证实,其中B细胞受体信号增强同时伴有C-MYC和BCL-2表达,提示可能适用于布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂进行治疗12。
本文详细介绍了从抗体验证到选择合适的对照组织以及使用淋巴瘤FFPE组织进行多重检测的完整方案,最终利用扫描自动化定量病理成像系统对染色切片进行分析。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本方案中使用的所有组织均根据新加坡NHG特定领域审查委员会B的研究2014/00693获取。
1. 抗体的选择与验证
注意:在建立任何多重检测面板之前,需确保所有抗体均能强效染色,且仅识别目标抗原。目标是选择能够特异性识别组织切片中目标抗原的抗体。
2. 多重抗体组合中抗体与荧光染料顺序的设计
3. 基于单plex酪胺的免疫荧光在模拟5-plex多重检测面板中的应用
注意:本示例中讨论的是CD20的实验方案,该抗体计划作为上述多重染色序列中的第四个抗体。抗体在序列中的位置不同,所需的额外剥离步骤次数也会有所不同。
4. 多重检测方案中每种抗体的单重检测重复步骤
5. 多重染色方案
注意:仅在使用单plex免疫荧光染色优化所有组分后,再进行多重染色实验方案。仔细分析单plex染色的结果,并设计一个表格,展示多重染色的最终顺序以及每种抗体所选用的荧光染料。本实验中每种抗体的抗体浓度、染色时间、热修复的顺序与条件等详细信息见表1。
6. 光谱库玻片的制备
注意:本方案的第6至8节仅适用于使用光谱相机成像的多重实验。
7. 光谱成像
8. 数据分析
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
显示了具有C-MYC和BCL2基因重排(双重打击淋巴瘤)的弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)样本的多重免疫组化(mf-IHC)图像,见图1。图2展示了模拟的明场免疫组化图像。图3说明了百分比数据的生成过程。图4展示了用于生成数值数据的中位数公式的详细信息。图5展示了在血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤中应用T细胞抗体组合进行多重免疫组化(mf-IHC)的结果。图6显示了扁桃体对照样本的优化图像及该样本的数据分析结果。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
多重免疫组化(mf-IHC)有望帮助病理学家进一步完善淋巴组织病理学中的诊断标准,并分析特定细胞类型中生物标志物的作用,从而预测临床预后。作为一种新兴的研究方法,mf-IHC 越来越多地被用于对肿瘤细胞的多种免疫参数进行定量和空间定位分析17。研究表明,mf-IHC 在检测肿瘤生物标志物共表达方面具有良好的可重复性和可靠性5。然而,该技术仍处于发展初期,其结果可能受到试剂和/或组织相关因素的影响而产生变异,例如组织固定和处理过程中的不一致性。
该技术的关键在于使用经过充分验证的抗体,这些抗体应具备特异性、灵敏性,并能产生可重复的结果。文献中已有报道,某些最初被描述为对其抗原具有特异性的抗体,后来通过基因敲除模型的实验被证明能够识别非相关蛋白14。这种敲除或敲减验证方法中,野生型细胞或抗原过表达的细胞作为阳性对照,而通过siRNA或CRISPR技术将靶标基因敲除或敲减的细胞则作为阴性对照。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
A.D.J. 已获得 PerkinElmer 资助,用于参加用户组会议的差旅费用。作者无其他利益冲突需要披露。
S.-B.N. 和 A.D.J. 获得新加坡卫生部国家医学研究理事会过渡奖(NMRC/TA/0020/2013 和 NMRC/TA/0052/2016)的支持。作者感谢新加坡国家大学癌症研究所向 A.D.J. 提供的 Yong Siew Yoon 研究资助,用于购买 Vectra 光谱成像显微镜。本研究已获得新加坡 NHG 专业领域审查委员会 B 的批准(编号:2014/00693)。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 抗体稀释液 | DAKO | REF S3022 | 封闭 |
| 过氧化物酶阻断溶液 | DAKO | S2023 | 用于过氧化物阻断 |
| Vectra 多光谱全自动显微镜 | Perkin Elmer | Vectra2.0.8 | 光谱成像 |
| 无水乙醇 | EMSURE | 1.00983.2500 | 用于再水化处理的乙醇 |
| 扩增稀释液 | PERKIN ELMER | FP1135 | 荧光团稀释缓冲液 |
| 抗小鼠IgG[山羊]HRP标记 | PERKIN ELMER | NEF822001EA | 二抗 |
| 抗兔IgG[山羊]HRP标记 | PERKIN ELMER | NEF812001EA | 二抗 |
| BCL2 | DAKO | 克隆号 124 (批号 20031561)(RRID-AB578693) | 一抗 |
| BCL6 | LEICA | NCL-L-Bcl6-564(批号 6050438)(RRID-AB563429) | 一抗 |
| CD20 | DAKO | 克隆号 L26 (批号 20028627) (RRID-AB442055) | 一抗 |
| c-MYC | ABCAM | Y 69 克隆 ab32072 (批号 GR29511133)(RRID-AB731658) | 一抗 |
| Cy 5 | PERKIN ELMER | FP1171 | 合适的基于酪胺的荧光试剂 |
| Graphpad Prism 7 | Graph pad | 统计分析软件 | |
| 组织透明剂 HistoClear | SIGMA | H2779-1L | 用于脱蜡和透明处理的HistoClear |
| inForm Advanced 图像分析软件 | Perkin Elmer | Inform Software 2.2.1 | 数据分析软件 |
| KI67 | DAKO | 克隆号 MIB-1 (批号 20040401) (RRID-AB2314699) | 一抗 |
| KOS MILESTONE 多功能组织处理仪 | Milestone | 用于热诱导表位修复的微波设备 | |
| 微波炉 | PANASONIC | NN-ST651M | 微波脱片 |
| Mowiol | SIGMA ALDRICH | 81381 Aldrich Mowiol® 4-88 | 封片介质 |
| Opal 570 | PERKIN ELMER | FP1488 | 合适的基于酪胺的荧光试剂 |
| Opal520 | PERKIN ELMER | FP1487B21 | 合适的基于酪胺的荧光试剂 |
| Opal540 | PERKIN ELMER | FP1494 | 合适的基于酪胺的荧光试剂 |
| Opal620 | PERKIN ELMER | FP1495 | 合适的基于酪胺的荧光试剂 |
| 多聚-L-赖氨酸包被载玻片 | FISHER SCIENTIFIC | 120-550-15 | 常规组织学中用于组织切片黏附的载玻片 |
| 光谱DAPI | PERKIN ELMER | FP1490 | 核酸染料 |
| 靶点修复液,pH9.0(10x) | DAKO | S2367 | 用于HIER |
| Tris缓冲盐水(TBS) | 1st BASE | BUF3030 20X4L | 用于缓冲液洗涤 |
| Tween 20 | SIGMA ALDRICH | P1379-1L | Tween |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表
申请许可