פרוטוקול זה מפרט מתודולוגיה לזיהוי mRNA מרובה עם ציטומטריית מסה של הדמיית חלבון בקטעי רקמה משובצים פרפין קבועים בפורמלין.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מפרט מתודולוגיה לזיהוי mRNA מרובה עם ציטומטריית מסה של הדמיית חלבון בקטעי רקמה משובצים פרפין קבועים בפורמלין.
היכולת לזהות חלבון ו-mRNA באותה בדיקה עוזרת לנו להבין כיצד התא מתכונן להגעה ואילו רמזים הוא מקבל בזמן שהוא נוסע ומקיים אינטראקציה בסביבה בה הוא נמצא. הדמיה גבוהה יותר מאפשרת כעת אפיון של mRNA (טרנסקריפטומיקה מרחבית) וחלבון (פרוטאומיקה מרחבית) בו זמנית. כדי למנוע יתירות, ניתן לנתח את האנליטים הללו בקטע רקמה יחיד. ישנן טכנולוגיות רבות המאפשרות חלבונים רבים ומעט mRNAs או להיפך, אך מכיוון שהאנליטים הפועלים המרכזיים הם חלבונים, כתב יד זה מתמקד בשילוב ציטומטריית מסה של הדמיית חלבון (IMC) עם mRNA היברידיזציה באתרה (ISH) תוך שימוש בבדיקות מתכת. זה מאפשר לנו להבין אילו מסרים התא מוכן או שולח במהירות לעולם בזמן שהוא מתקשר במיקרו-סביבה שלו. הוא גם מתגבר על מגבלות הקשורות לזיהוי חלבונים מופרשים או סמנים מאתגרים שבדרך כלל קשה לכמת ולהמחיש באמצעות נוגדנים בלבד. פרוטוקול זה גם ממזער את הצורך בפיצויים או עיבוד לאחר הנראה בשיטות מבוססות פלואורסצנטיות גבוהות יותר, מכיוון שאין זליגה ספקטרלית פלואורסצנטית במערכת זיהוי מבוססת בדיקת מתכת, וגם אין שיקולי אוטופלואורסצנציה ספציפיים לרקמות.
סרטן מציג גיוון מבני ותפקודי בחולים שונים. המיקרו-סביבה של הגידול (TME), המורכבת מתאים נורמליים וממאירים, היא הטרוגנית בקרב החולים. גרורות נובעות משאריות מהגידול הראשוני שבורחות לזרם הדם כאשכולות תאים ותאים בודדים, מה שמספק רמזים לגבי התקדמות המחלה ותגובה טיפולית 1,2. יש להבין את המורכבות של מיקרו-סביבות אלה1. למרות שגידולים כוללים סוגי תאים רבים, התקן הקליני מבוסס היסטולוגית על סמן יחיד, שמתחיל להשתנות 1,2. טכנולוגיות הדמיה מרובות העניקו כיוונים חדשים בפתולוגיה. פרוטאומיקה, גנומיקה, מטבולומיקה וליפידומיקה של סרטן אנושי אפשרייםכעת ברזולוציה של תא בודד 3,4,5,6 או קרוב אליה.
טכנולוגיות אלה יכולות לנתח את המיקומים התאיים ההטרוגניים ואת האינטראקציות בגידולים. שימוש במתודולוגיית ההדמיה הביולוגית המתאימה של תא בודד מאפשר יצירת פרופילים של סמנים ביולוגיים רבים של חלבונים הקשורים למחלה בביופסיות של מטופלים כדי ליידע את תכנון הטיפולים בסרטן. תובנות ממפות תאיות מרחביות יוכלו להנחות את הבחירה בטיפול משולב שיכול לחסל ביעילות סרטן עם הפחתת סטיות ממטרות, עמידות והישנות1. מדובר ביכולת לאחד את הטכנולוגיות הרבות והמגוונות הללו שבדרך כלל אינן פועלות בהרמוניה על אותו קטע של רקמה7. פרוטוקול זה, המתואר חזותית באיור 1, מציע את ההזדמנות לבחון מרחבית הן פרוטאומיקה והן תת-קבוצה ממוקדת של mRNAs באותו קטע רקמה ובאותו תא בו זמנית בפלקסיות גבוהה יותר ממה שאפשרי עם חלבון פלואורסצנטי בו זמנית + RNA-ISH8. זה יכול לשמש גם כגשר לניתוח מקביל 3,4,6, במטרה לפרק את ניתוח הנתונים. בעוד שקיים זיהוי כפול, ניתן גם לבחון תאים שהחלו במהירות בייצור mRNA, אך עבורם החלבון המופרש נותר בלתי ניתן לגילוי בשל הרגישות המוגבלת והיעדר הגברת האותות הטבועה בשיטות נוגדנים ראשוניות המסומנות ישירות, מה שהופך את איתור המולקולות המופרשות למאתגר במיוחד. הפרוטוקול הבא מותאם מזיהוי פלואורסצנטי/כרומוגני של 12 plex כדי להיות ישים לזיהוי מבוסס מתכת באמצעות בדיקות ששונו מופחתות תיול לזיהוי בו זמנית ב-IMC.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה משתמש ברקמות משובצות פרפין קבועות פורמלין (FFPE) שנאספו מחולות שלא טופלו בעבר ועברו ניתוח ציטורדוקטיבי ראשוני לקרצינומה של שחלות סרוזיות בדרגה גבוהה. כל הנתונים הקליניים התקבלו מהמאגר של המחלקה לאונקולוגיה גינקולוגית ורפואת רבייה תחת פרוטוקולים שאושרו על ידי מועצת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת טקסס. התקבלה הסכמה מדעת בכתב מהמטופלים, והמחקרים נערכו בהתאם להנחיות אתיות מוכרות.
1. אמצעי זהירות והכנות
2. הכנת דגימה ועיבוד מקדים
3. טיפול בפרוטאז
4. הכלאה של בדיקות מטרה
5. הכלאה של מגבר RNA-ISH 1
6. היברידיזציה של מגבר RNA-ISH 2
7. הכלאה של מגבר RNA-ISH 3
8. הכלאה של אוליגוס מתכת
9. נוגדנים מצומדים ממתכת
10. דגירה עם נוגדנים מצומדים ממתכת
11. צביעת DNA
12. רכישת תמונות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
היכולת לזהות חלבון ו-mRNA באותה בדיקה עוזרת לנו להבין כיצד התא מתכונן להגעה, אך גם אילו תורים הוא מקבל בזמן שהוא נוסע ומתקשר עם סביבתו. כפי שניתן לראות בנתונים המייצגים, זיהוי mRNA וחלבונים הם מרכיבים קריטיים במחקר ביולוגיה מרחבית, שכן גבולות הזיהוי התחתונים יכולים להיות מאתגרים למדי בהתבסס על אופן התקדמות שלבי התיוג, הגלאי ו/או ההדמיה. רק הכללת פרוטאזות יכולה לסבך סמנים קריטיים בפרוטוקולים משולבים, כך שהיתירות מבהירה כמו גם מאמתת.
פרוטוקול זה מציג בדיקה המורכ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מולטיפלקס מולטי-אומיקס הוא התפתחות קריטית בנתונים שנאספו, המכוונת לאינטראקציות בין תא לתא ותא לשכונה המשפיעות על התקדמות המחלה והטיפול בה. ניתוח נתונים אלה באותה דגימה ולכן באותו תא הוא קריטי, מכיוון שמטרות חלבון רבות מתבטאות באופן חולף, או שונות ברמת ה-mRNA וביטוי החלבון, ובכך מביא זיהוי mRNA ממוקד בשילוב עם חלבון מאפשר התאמה של מטרות קשות לזיהוי או ביטוי דיפרנציאלי21. ההתקדמות האחרונה בשילוב טכנולוגיות RNA-ISH עם IMC הובילה לשילוב של מולטי-אומיקס על אותה שקופית ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ג'ארד ק. בורקס הוא יועץ ל-Standard BioTools.
מחקר זה בוצע בשיתוף פעולה עם מתקן הליבה לזרימה ציטומטריה והדמיה תאית, הנתמך בחלקו על ידי המכונים הלאומיים לבריאות באמצעות מענק התמיכה במרכז הסרטן של M. D. Anderson P30 CA016672. מחקר זה נתמך בחלקו גם על ידי פרס פיתוח מענק התמיכה של מרכז הסרטן של MD Anderson, Imaging Mass Cytometry Spatial Transcriptomics via RNAscope, P30CA016672, NIH/NCI, PI - Pisters. מאמצי JKB נתמכו בחלקו על ידי CA016672 P30 ומומחה המחקר של ה-NCI 1 R50 CA243707-01A1. מאמץ SFB נתמך בחלקו על ידי הברית לחקר סרטן השחלות (OCRA 811621 ו-891490), קרן טינה ברוזמן לחקר סרטן השחלות, תוכנית המחקר ההתפתחותי של סרטן השחלות MDACC, NIH 1R01CA261952-01A1. מאמצי SFB, JKB ו-BG נתמכו בחלקם על ידי מענק 1U01CA294459-01. המחברים מבקשים להודות לסמואל מוק, שחתך וסיפק את הדגימות שבהן נעשה שימוש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| https://www.protocols.io/view/oligonucleotide-polymer-conjugation-for-imaging-ma-dm6gpjz91gzp/v2. | Protocols.IO | dx.doi.org/10.17504/protocols.io.dm6gpjz91gzp/v2 | קונוגציה של אוליגונוקלאוטידים-פולימר לצייטומטריית מסה בהדמיה V.2 |
| 10 TBS ללא RNAse | תרמו פישר סיינטיפיק | J62780. K7 | לשטיפות לסירוגין בין שלבים |
| מערכת היברידיזציה ACD HybEZ II | ACD Biotechne | 321711 | תנור לשקופיות טישו אפייה |
| מדלל נוגדנים | דאקו | S0809 | בופר מדלל נוגדנים |
| נוגדן: B7-H3 | בתיל | A700-025CF, A700-026CF | שיבוט: BLR025F, BLR026F |
| נוגדן: B7-H4 | תרמו פישר סיינטיפיק | 14-5949-82 | שיבוט: H74 |
| נוגדן: BRD4(6F11) | בתיל | A700-005CF | שיבוט: BL-151-6F11 |
| נוגדן: CCR6 | R& D | MAB195-100 | שיבוט: 53103 |
| נוגדן: CD11b | אבקאם | AB209970 | שיבוט: EPR1344 |
| נוגדן: CD25 | אבקאם | AB215378 | שיבוט: EPR6452 |
| נוגדן: CD278/ICOS | CST | 89601BF | שיבוט: D1K2T |
| נוגדן: CD31 | אבקאם | AB207090 | שיבוט: EPR3094 |
| נוגדן: CD33 | אבקאם | AB238784 | שיבוט: SP266 |
| נוגדן: CD3e | CST | 85061BF | שיבוט: D7A6E |
| נוגדן: CD4 | אבקאם | ab181724 | שיבוט: EPR6855 |
| נוגדן: CD44 | תרמו פישר סיינטיפיק | MA1-10225 | שיבוט: IM7 |
| נוגדן: CD45 | תרמו פישר סיינטיפיק | 14-9457-82 | העתק: CD45-2B11 |
| נוגדן: CD8a | CST | 85336BF | שיבוט: D8A8Y |
| נוגדן: CXCL13 | R& D | AF801 | שיבוט: פוליקלונלי |
| נוגדן: CXCR5 | R& D | MAB190-100 | שיבוט: CXCR5 |
| נוגדן: גמא-H2AX | בתיל | A700-053CF | שיבוט: BLR053F |
| נוגדן: גרנזים B | סנטה קרוז | SC-8022 X | שיבוט: 2C5 |
| נוגדן: KAP1 | בתיל | A700-014CF | שיבוט: BL-248-2G6 |
| נוגדן: Ki67 | בתיל | A700-021CF | שיבוט: BLR021E |
| נוגדן: LCK | CST | 2984BF | שיבוט: D88 |
| נוגדן: MFAP5 | לא זמין | לא זמין | PMID: 31332047 / שיבוט: 130A (הערה: מעוצב בהתאמה אישית) |
| נוגדן: SMA | CST | 56856BF | שיבוט: 1A4 |
| נוגדן: VEGF | STB-Fluidigm | 3163028D | שיבוט: G153-494 |
| נוגדן: VISTA | CST | 64953BF | שיבוט: D1L2G |
| AZ-AR1 Elegance Citra | BioGeneX | HK546-XAK | בופר שחזור אנטיגנים |
| אלכוהול אתיל 100% (200 proof) | פארמקו | 111000200 | לצורך דה-פרפיניזציה |
| EZ & ndash; רטריבר IR | BioGeneX | MW016-IR | מערכת שאיבת אנטיגנים לחתכי רקמת FFPE |
| מערכת היברידיזציה HybEZ II | ACD Biotechne | 321710 | המערכת כוללת: תנור HybEZ (PN 321710/321720), מגש בקרת לחות (PN 310012), ונייר לחות HybEZ (2 דפי PN 310025), מגש כביסה EZ-Batch (PN 321717), מחזיק מחסנית EZ-Batch (PN 321716) |
| ImmEdge Hydrophobic Barrier PAP Pen | VectorLabs | H-4000 | עט מחסום הידרופובי |
| פתרון אינטרקלטור אינפרא אדום | תרמו פישר סיינטיפיק | NC1038184 | משמש לזיהוי תאים גרעיניים |
| קרטין 18/8 | CST | 4546BF | שיבוט: C51 |
| אוליגוס מתכת | מגוון | מגוון | תג מתכת נע בין T1 ל-T12 בהתאם למה שנדרש |
| מים ללא נוקלאז (NFW) | קורנינג | 46-000-CM | לנקות ולהכין את כל הציוד, ולהשתמש בו כמדלל בעת הצורך |
| RNAscope Protease Plus | ACD Biotechne | 322331 | משמש לחדירת ממברנות תאים של דגימות |
| מחזיק סלייד RNAscope EZ-Batch | ACD Biotechne | 310017 | תוכנן לעיבוד ידני של עד 20 שקופיות ביעילות |
| ערכת RNAscope HiPlex12 Reagents v2 | ACD Biotechne | 324409 | חומרים ל-RNAScope |
| RNAscope HiPlex Probe - גשושי מטרה | ACD Biotechne | מגוון | טווח בין T1 ל-T12 תלוי במה שנדרש |
| תמיסת ניקוי זיהום RNaseZap RNase | תרמו פישר סיינטיפיק | AM9782 | תמיסה לניקוי זיהום פני השטח שמחסלת RNאז'ים |
| מחזיק סלסל עם מיקרוסקופ עם מתקן צביעה, פלסטיק עמיד לכימיקלים 24 מקומות | מדעי אופטימלי | 3028 | לצביעת מספר שקופיות |
| גיל 20 | תרמו פישר סיינטיפיק | AAJ20605AP | לשטיפות לסירוגין בין שלבים |
| בלוק חלבון אולטרוויז'ן | תרמו פישר סיינטיפיק | TA125PBQ | מאגר חסימה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.