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Questo studio è stato esaminato e approvato dall'Institutional Review Board dell'Ospedale Universitario Nazionale di Seoul (IRB n. 1904-114-1028). Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto per partecipare allo studio. Informazioni dettagliate su tutti i materiali utilizzati in questo protocollo sono presentate nella Tabella dei materiali.
1. Recupero dell'antigene tissutale FFPE per la preparazione di campioni di proteomica
NOTA: Assicurarsi che i bisturi e tutti i materiali, come il tubo utilizzato, siano sterili per evitare qualsiasi contaminazione incrociata. I protocolli di questo studio possono essere adattati per qualsiasi tessuto FFPE con piccole modifiche in base alla configurazione di laboratorio.
- Tagliare sezioni di tessuto FFPE da 10 μm da blocchi di tessuto FFPE a montaggio intero e posizionarle su vetrini.
NOTA: In questo studio, il tessuto FFPE della cisti pancreatica umana (due diversi tipi di tessuto cistico-SCN e IPMN) è stato utilizzato per la preparazione del campione di proteomica.
- Rimuovere la cera di paraffina dal tessuto FFPE (deparaffinizzare) con due lavaggi in xilene con cautela: uno per 5 minuti e un altro per 2 minuti.
- Reidratare il tessuto attraverso un lavaggio seriale con una miscela di etanolo graduato: 3 minuti ciascuno in etanolo al 100%, 85%, 70% e 50%, seguito da un risciacquo in acqua deionizzata.
NOTA: Assicurarsi che lo xilene e l'etanolo siano maneggiati in una cappa chimica.
2. Estrazione di proteine tissutali FFPE
- Preparare un vetrino di tessuto colorato con HE o IHC su cui la ROI è indicata dai patologi.
- Posizionare il vetrino di tessuto non colorato e il vetrino di tessuto colorato con i lati posteriori uno di fronte all'altro, allineandoli insieme. Assicurati che il ROI sia osservato attraverso il vetrino.
- Rimuovere le regioni di tessuto non interessate utilizzando il bisturi.
NOTA: Se è necessario analizzare il tessuto normale adiacente, raccoglierlo nelle altre provette.
- Raschiare le ROI tissutali al centro del vetrino utilizzando il bisturi e trasferirle nelle provette pulite da 1,5 ml a basso contenuto proteico.
- Aggiungere 180 μL di tampone di lisi dodecil solfato di sodio (SDS) (5 % SDS, 2 mM tris (2-carbossietil)fosfina) [TCEP], 300 mM pH 8,5 Tris-HCl in acqua deionizzata) in ciascuna provetta.
NOTA: Assicurarsi che il volume del tampone di lisi sia sufficiente per solubilizzare il tessuto durante la sonicazione e per sospendere le proteine estratte. Un tampone insufficiente può portare a una lisi tissutale incompleta, mentre un tampone eccessivo può diluire il lisato proteico.
- Eseguire la sonicazione della sonda con un'ampiezza del 20%, applicando 10 cicli di 5 s on e 5 s off.
- Incubare i campioni a 100 °C per 3,5 ore con 1.000 x g.
NOTA: Eseguire la sonicazione con acqua dei campioni per 1 minuto ogni ora durante l'incubazione per un'estrazione efficiente delle proteine.
- Dopo l'incubazione, raffreddare il campione a temperatura ambiente (RT) per 10 minuti. Centrifugare i campioni a 16.000 x g per 10 minuti a RT per separare i detriti tissutali dal surnatante.
- Raccogliere il surnatante in una provetta pulita ed etichettata e conservarlo a -80 °C fino a nuovo utilizzo.
3. Quantificazione proteica del lisato tissutale FFPE
NOTA: La maggior parte delle fasi del dosaggio dell'acido bicinconinico per la quantificazione delle proteine si basano sulle istruzioni del produttore con piccole modifiche. Si raccomanda di preparare i reagenti secondo le linee guida del produttore.
- Preparare standard di albumina sierica bovina (BSA) a concentrazione variabile diluendo in serie la soluzione madre (2 mg/mL di BSA). Se necessario, diluire i campioni con un fattore di diluizione di 20 o 40.
- Preparare l'acqua deionizzata come bianco e il tampone di lisi SDS come controllo del campione.
- Pipettare 9 μL di standard, bianco, controllo del campione e campioni al centro del pozzetto della micropiastra.
- Aggiungere 4 μl di soluzione di reagente di compatibilità al campione in ciascun pozzetto.
- Coprire il piatto e mescolare su uno shaker a velocità media per 1 min. Successivamente, incubare la piastra a 37 °C per 15 minuti.
- Aggiungere 260 μl del reagente di lavoro BCA in ciascun pozzetto, quindi incubare la piastra a 37 °C per 30 minuti.
- Raffreddare la piastra a RT per 3 min.
- Misurare l'assorbanza dei pozzetti a 562 nm su un lettore di piastre.
- Sottrarre il valore di assorbanza di 562 nm del bianco da quello di tutti i campioni e del controllo del campione.
- Inoltre, sottrarre il valore di assorbanza di 562 nm del controllo del campione sottratto in bianco da quello di tutti i campioni.
- Tracciare e utilizzare la curva standard per determinare la concentrazione proteica di ciascun campione.
NOTA: Assicurarsi che i 200-250 μg stimati di proteine siano estratti da tre vetrini di tessuti FFPE, ciascuno con un'area approssimativa di 1 cm2.
4. Precipitazione dell'acetone delle proteine
NOTA: Assicurarsi che un totale di 100-300 μg di proteine venga utilizzato per la precipitazione dell'acetone e la digestione delle proteine basata sulla cattura in sospensione.
- Posizionare il campione di proteine (corrispondente a 100-300 μg) in una provetta compatibile con acetone.
- Aggiungere alla provetta acetone a -20 °C in un volume cinque volte superiore al volume del campione.
- Incubare la miscela a -20 °C per 18 ore.
- Centrifugare la provetta a 16.000 x g per 15 min.
- Smaltire con cura il surnatante senza disturbare il pellet proteico.
- Aggiungere 500 μl di acetone a -20 °C e ripetere i passaggi 4.4-4.5.
- Asciugare il campione all'aria.
5. Digestione delle proteine basata sul intrappolamento in sospensione
NOTA: La procedura di digestione delle proteine basata su filtro per l'intrappolamento delle sospensioni è stata adattata dalle istruzioni del produttore con piccole modifiche.
- Preparare il tampone di lisi per l'intrappolamento delle sospensioni (5 % SDS, 5 mM TCEP, 50 mM pH 8,5 TEAB in acqua deionizzata).
- Aggiungere 40 μl di tampone alla provetta del campione e agitare accuratamente per sciogliere il pellet proteico essiccato all'aria.
- Incubare il campione a 100 °C agitando a 1.000 x g per 35 minuti.
- Aggiungere al campione 10 μl di reagente alchilante (100 mM di cloroacetammide [CAA] in 100 mM di pH 8,5 di tetraetilammonio bromuro [TEAB]).
- Incubare a RT con agitazione a 300 x g per 1 ora.
- Preparare un acidificante (10% di acido trifluoroacetico [TFA] in acqua deionizzata) con cautela. Assicurarsi che il TFA, un acido forte, venga maneggiato in una cappa chimica.
- Aggiungere 5 μl di acidificante al campione per ottenere una concentrazione finale dell'1% di TFA (volume finale del campione: 55 μl).
- Controllare il pH del campione utilizzando carta per pH. Assicurarsi che il pH sia inferiore a 1.
- Aggiungere 350 μL di tampone legante/lavaggio-1 (0,1 M pH 8,5 TEAB in 90% MeOH) al campione per intrappolare le proteine.
NOTA: Evitare il vortice e la centrifugazione durante l'intrappolamento delle proteine (passaggio 5.9) per evitare la perdita di campione. Quantità sufficienti di proteine assicurano la formazione di particelle proteiche colloidali visibili con un aspetto traslucido.
- Posizionare la colonna di intrappolamento della sospensione in una provetta da 2 mL e trasferire l'intero campione, compreso l'eventuale materiale insolubile, nella colonna di intrappolamento della sospensione.
- Centrifugare la colonna a 4.000 x g per 50 s per intrappolare le proteine.
NOTA: Assicurarsi che tutto il campione passi attraverso la colonna; In caso contrario, ripetere la centrifugazione fino a completa filtrazione.
- Aggiungere 400 μl del tampone di lavaggio-2 (50 % CHCl3/50 % MeOH) alla colonna, centrifugare a 4000 x g per 50 s ed eliminare il flusso.
- Ripetere il passaggio 5.12 tre volte.
- Aggiungere 400 μl di tampone-1, centrifugare a 4000 x g per 50 s ed eliminare il flusso.
- Ripetere il passaggio 5.14 tre volte.
- Centrifugare a 4000 x g per 1,25 min per garantire l'intero passaggio del tampone-1.
- Trasferire la colonna di intrappolamento della sospensione in una nuova provetta per la digestione enzimatica.
- Aggiungere 125 μL di tampone di digestione (0,16 μg/μL di tripsina/Lys-C in 50 mM pH 8,5 TEAB) alla colonna di intrappolamento della sospensione e tapparla per evitare l'evaporazione.
NOTA: Il rapporto tripsina/Lys-C deve essere 1:10 (peso/peso). Garantire un minimo di 10 μg di tripsina/Lys-C per una digestione efficace.
- Incubare a 37 °C per 18 ore senza agitare.
- Preparare i seguenti tamponi di eluizione: tampone-1 (50 mM pH 8,5 TEAB in acqua deionizzata), tampone-2 (0,2 % FA in acqua deionizzata) e tampone-3 (50 % acetonitrile [ACN] in acqua deionizzata).
- Aggiungere 80 μl di tampone di eluizione-1 alla colonna di intrappolamento della sospensione e centrifugare a 4000 x g per 1,25 min.
- Ripetere il passaggio 5.20 con 80 μl di tampone di eluizione-2 e tampone-3.
- Raggruppare i peptidi eluiti e trasferirli in una nuova provetta pulita.
6. Quantificazione dei peptidi
NOTA: La maggior parte delle fasi del saggio quantitativo colorimetrico dei peptidi è adattata dalle istruzioni del produttore con piccole modifiche. Si raccomanda di preparare i reagenti secondo le linee guida del produttore.
- Preparare una serie di standard diluendo in serie la soluzione madre dello standard (1 mg/mL). Se necessario, diluire i campioni utilizzando un fattore di diluizione di 4 o 5.
- Preparare l'acqua deionizzata come bianco e una miscela di tampone di eluizione-1, tampone-2 e tampone-3 in proporzioni uguali come controllo del campione.
- Posizionare 20 μL di standard, bianco, controllo del campione e campioni al centro di ciascun pozzetto della micropiastra.
- Aggiungere 180 μl del reagente di lavoro a ciascun pozzetto e mescolare accuratamente la piastra su uno shaker per piastre per 1 minuto.
- Coprire la piastra e incubare la piastra a 37 °C per 20 minuti.
- Lasciare raffreddare la piastra a RT per 3 minuti.
- Misurare l'assorbanza dei pozzetti a 480 nm utilizzando un lettore di piastre.
- Sottrarre il valore di assorbanza di 480 nm del bianco da quello di tutti i campioni e del controllo del campione.
- Inoltre, sottrarre il valore di assorbanza di 480 nm del controllo del campione sottratto in bianco da quello di tutti i campioni.
- Tracciare e utilizzare la curva standard per calcolare la concentrazione di peptidi per ciascun campione.
7. Analisi di cromatografia liquida-spettrometria di massa
- Dopo la quantificazione dei peptidi, liofilizzare 20 μg di peptidi.
- Risciogliere i peptidi in 40 μl di tampone acquoso (3 % ACN in 0,1 % di acqua di acido formico [FA]) per 10 minuti in un bagno di sonicazione. La concentrazione di peptidi risultante sarà di 0,5 μg/μL.
- Centrifugare il campione a 16.000 x g per 60 minuti e trasferire i campioni in fiale per l'analisi MS.
- Iniettare 2 μL di ciascun campione utilizzando l'autocampionatore del sistema nano LC-MS/MS.
- Separare i peptidi su una colonna a fase inversa (0,075 mm ID x 150 mm di colonna, impaccata con materiale C18 da 3 μm, utilizzando un gradiente di 127 minuti di acetonitrile al 5%-35% a 100 nL/min. Ionizzare i peptidi tramite una sorgente ionica nanospray e trasferirli in uno spettrometro di massa basato su orbitrap.
- Analizzare i peptidi utilizzando un metodo di acquisizione indipendente dai dati a intervalli ristretti21.
- Applicare la seguente impostazione dei parametri MS: intervallo MS m/z: 495-745, obiettivo di risoluzione: 15000, obiettivo AGC: 3 x 10E6, tempo massimo di iniezione: auto, finestra MS/MS: definito dall'utente (file supplementare 1), obiettivo di risoluzione: 45000, obiettivo AGC 3 x 10E6, tempo massimo di iniezione: auto, energia di collisione HCD: 22%, 26%, 30%.
NOTA: Si consiglia di eseguire un controllo di qualità iniziale dello strumento analizzando campioni standard prima dell'analisi. Utilizzare il software di acquisizione dati MS per configurare i parametri (fare riferimento alla Tabella dei materiali).
8. Analisi dei dati per la ricerca proteomica
NOTA: Per la ricerca proteomica dei dati grezzi MS, sono stati utilizzati strumenti open source per convertire il formato dei dati LC-MS ed eseguire la ricerca del proteoma (fare riferimento alla Tabella dei materiali). I parametri utilizzati per l'analisi dei dati sono descritti in dettaglio nel File Supplementare 2. Per le istruzioni di base sull'uso degli strumenti open source, fare riferimento al collegamento incluso nella Tabella dei materiali.
- Converti i file grezzi dello spettro MS/MS (*.raw) ottenuti dal LC-MS nel formato *.mzML utilizzando un software open source.
- Utilizzare i file raw convertiti in formato (*.mzML) come input per un motore di ricerca open source per eseguire la ricerca del proteoma.
- Avviare la ricerca proteomica in base ai parametri specificati nel File Supplementare 2.
9. Analisi statistica
NOTA: Per l'analisi statistica per identificare le proteine differenzialmente espresse, è stato utilizzato uno strumento open-source per eseguire l'analisi univariata (ad esempio, il t-test di Student; fare riferimento alla Tabella dei Materiali). Si consiglia di fare riferimento alle istruzioni di base per l'uso dello strumento open source tramite il link fornito nella Tabella dei materiali.
- Importa l'elenco delle proteine identificate (*.txt) nello strumento open source.
- Classificare i campioni in gruppi. Per questo studio sono stati designati due gruppi: SCN e IPMN.
- Eseguire la trasformazione Log2 dei valori di abbondanza per regolare la distribuzione dei dati in modo che approssima la distribuzione normale.
- Applicare un passaggio di filtraggio per rimuovere le proteine con valori mancanti. In questo studio, per l'inclusione era richiesto un minimo di due valori validi in ciascun gruppo.
- Imputare i valori mancanti utilizzando un approccio basato sulla distribuzione normale per generare un elenco completo di proteine quantificate per la successiva analisi univariata.
- Eseguire un t-test di Student per identificare le proteine differenzialmente espresse tra i due gruppi. In questo studio, è stata applicata la correzione del tasso di false scoperte (FDR) di Benjamini-Hochberg.
- Estrarre le proteine differenzialmente espresse che soddisfano i seguenti criteri: Benjamini-Hochberg FDR < 0,05 e |fold- change| ≥ 2.
10. Analisi bioinformatica
NOTA: Per l'analisi della sovrarappresentazione è stato utilizzato uno strumento bioinformatico commerciale (ad esempio, l'analisi del percorso Ingenuity, fare riferimento alla Tabella dei Materiali). Prima di utilizzare questo strumento, si consiglia di fare riferimento alle istruzioni del produttore.
- Importare l'elenco delle DEP (*.txt) nello strumento commerciale.
- Avviare l'analisi di base per condurre un'analisi di sovrarappresentazione.
- Esporta i percorsi canonici significativi arricchiti dai DEP utilizzando il test esatto di Fisher (valore p rettificato < 0,05). Identificare i percorsi di interesse rilevanti per la ricerca.