利用机器人系统对结肠小鼠样本进行处理和嵌入进行组织学分析
January 7th, 2019
与人体标本相比, 小鼠组织处理缺乏标准化, 降低了小鼠组织病理学分析的质量。在这里, 我们提出了一个方案, 以进行组织病理学检查小鼠发炎和非炎症结肠组织, 以显示机器人系统的可行性, 通常用于处理和嵌入人体样本。
这种自动化协议允许用机器人系统对穆林组织进行组织病理学制备，这些机器人系统通常用于处理和嵌入人体样品，大大提高了样品的质量。该技术的主要优点是减少了方法变量的数量，提高了程序步骤的标准化。演示程序， 将是弗朗西斯卡 · 博吉奥。
弗朗西斯卡·博吉奥是一位在我的实验室工作的病理学家。首先使用小钳子将固定的喃喃结肠组织样本从中性缓冲的甲醛转移到培养皿中的分切工作板上。使用无菌手术刀将结肠切成 0.2 至 0.3 厘米的碎片，并使用钳子将一个段放入三个非相邻的塑料凸尖中，每个片面是定向石蜡嵌入盒。
小心地推四个边缘以关闭盒式磁带，并将栅格插入塑料支撑框架中。然后，标记支撑框架以识别样品，然后将盒式磁带传输到网格中。处理前一小时，转动自动处理器。
当仪器指示石蜡熔化时，手动将金属篮插入自动处理器中。插入所有盒式磁带后，关闭篮并打开反驳器的盖子。将篮子插入处理器的专用外壳，然后合上蒸馏盖。
使用仪器计算机上的触摸屏定义工作协议，选择根据表中提供的方案实现的解决方案、时间和温度的顺序。单击专用计算机图标，将协议分配给包含盒式磁带篮的蒸馏器，然后单击"开始"按钮。当仪器用专用图标和报警音确认协议结束时，打开蒸馏盖并从处理器上取下篮子。
在组织嵌入前一小时，打开自动嵌入器，等待石蜡完全熔化，仪器上的石蜡浴温度计所示。手动将多达 32 个加工过的盒式磁带从处理器篮传输到嵌入机架，然后打开主嵌入盖。使用触摸屏向机器人系统发出机架正在插入的信号，并打开入口壳体盖。
将最多四个机架插入进气壳体，然后关闭进气壳盖。然后，使用触摸屏开始嵌入过程，如表中所示。当仪器用专用图标确认协议结束时，拆下插座机架并合上主嵌入器盖。
然后，将嵌入式块从机架转移到存储盒中。结肠缩短，和结肠表达的亲炎症基因，是广泛使用的参数，以评分的脱酸钠硫酸钠或DSS诱导炎症的存在。炎症细胞渗透到肠道的层状丙体也大大增强了DSS治疗。
与 DSS 处理的动物样本相比，通过自动化处理的未经处理样品的 H&E 染色显示的渗透炎症细胞、上皮变化和粘膜结构的变化更少。自动化仪器进行的乳氨酸组织制备和嵌入的质量可以通过CD20和马洛里三色染色的免疫组织化学染色得到进一步确认。值得注意的是，与手动方法处理的样品不同，自动样品处理一致地允许评估组织学参数的比例更高。
注意将组织正确插入网格，等待自动处理器准备就绪，并等待石蜡完全熔化。这种方法可用于对任何穆林组织进行组织学分析，其具有人类组织学样本的四维性，用于人类病理学家的穆林模型。这项技术已经成功研究炎症组织炎症，对研究结肠直肠癌模型也很有用。
由于本协议中使用的一些试剂是危险的，因此在执行此过程时，请始终佩戴防护手套、护目镜和实验室外套。
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概述
本文介绍了一种使用机器人系统对小鼠组织进行组织病理学制备的自动化协议，这些系统通常用于人类样本。该方法提高了样本质量并标准化了程序步骤，解决了小鼠组织处理缺乏标准化的问题。
关键研究组成部分
科学领域
- 组织病理学
- 机器人自动化
- 小鼠组织分析
背景
- 小鼠组织处理通常缺乏标准化。
- 组织病理学分析的质量可能受到影响。
- 机器人系统常用于人类样本处理。
- 改进小鼠组织的方法可以提高研究成果。
研究目的
- 展示一个标准化的小鼠组织处理协议。
- 提高小鼠样本组织病理学分析的质量。
- 利用机器人系统提高效率和一致性。
使用的方法
- 使用镊子转移固定的小鼠结肠组织样本。
- 用无菌刻刀将结肠切成0.2至0.3厘米的碎片。
- 将组织段放入石蜡包埋盒的非相邻尖端。
- 利用机器人系统进行处理和包埋。
主要结果
- 自动化协议显著提高了样本质量。
- 减少了组织处理中的方法学变量。
- 提高了程序步骤的标准化程度。
- 证明了在实验室中常规使用的可行性。
结论
- 机器人系统可以有效处理小鼠组织。
- 标准化对可靠的组织病理学分析至关重要。
- 该协议可以被采用以改进研究实践。
常见问题
Executive Industry Relevance
Standardized tissue processing is critical for reliable preclinical evaluation in inflammatory bowel disease and colorectal cancer models. Automated robotic systems reduce methodological variability, enhancing reproducibility and predictive confidence in histopathological endpoints. This approach supports translational continuity by aligning murine sample quality with human histology standards.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables rigorous interrogation of therapeutic hypotheses in murine colitis models through consistent tissue preparation.
- Operational Value: Reduces observer bias and technical noise in phenotypic scoring of inflammation and epithelial damage.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides standardized tissue sections for quantitative immunohistochemical analysis of biomarkers like CD20.
- Operational Value: Ensures assay readiness and reproducibility across compound screening campaigns in colitis models.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant systems by maintaining histological fidelity from discovery through preclinical validation.
- Operational Value: Enables risk-adjusted advancement decisions based on reliable histopathological readouts of colonic shortening and inflammatory infiltration.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical efficacy testing in murine inflammation models.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by reducing methodological artifacts in tissue sectioning and staining.
- Screening: Delivers assay standardization and quantitative outputs for reliable compound evaluation in DSS-induced colitis.
- Analytics: Generates consistent histopathological measurements enabling cross-condition comparison and statistical rigor.
- Translational Research: Maintains continuity from murine models to human pathology through standardized processing aligned with clinical histology workflows.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable capability for processing murine intestinal tissues across multiple therapeutic programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reduced mechanistic ambiguity in histological scoring.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of tissue processing across laboratories.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk in IBD and oncology programs.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on reliable histopathological endpoints.
Implementation Considerations
- Requires expertise in histopathology and robotic system operation.
- Dependence on automated processors and embedders compatible with murine cassette formats.
- Need for cross-team standardization of tissue trimming and cassette loading procedures.
- Adaptation considerations for non-colonic murine tissues beyond colonic inflammation models.
- Practical limitation: Manual steps remain for tissue trimming and cassette loading prior to automation.
