Questo protocollo descrive in dettaglio una metodologia per la rilevazione multiplex dell'mRNA con citometria di massa per imaging proteico in sezioni di tessuto incluse in formalina fissate con paraffina.
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Articolo metodologico
Questo protocollo descrive in dettaglio una metodologia per la rilevazione multiplex dell'mRNA con citometria di massa per imaging proteico in sezioni di tessuto incluse in formalina fissate con paraffina.
La capacità di rilevare proteine e mRNA nello stesso test ci aiuta a capire come la cellula si sta preparando per un arrivo e quali segnali riceve mentre viaggia e interagisce nell'ambiente in cui si trova. L'imaging con plex più elevato consente ora la caratterizzazione simultanea di mRNA (trascrittomica spaziale) e proteine (proteomica spaziale) risolti spazialmente. Per evitare ridondanze, questi analiti possono essere analizzati in un'unica sezione di tessuto. Esistono molte tecnologie che consentono molte proteine e pochi mRNA o l'inverso, ma poiché gli analiti ad azione centrale sono proteine, questo manoscritto si concentra sull'integrazione della citometria di massa (IMC) con l'ibridazione in situ dell'mRNA (ISH) utilizzando sonde metalliche. Questo ci permette di capire quali messaggi la cellula sta innescando o sta inviando rapidamente al mondo mentre comunica nel suo microambiente. Inoltre, supera i limiti legati al rilevamento di proteine secrete o marcatori impegnativi che di solito sono difficili da quantificare e visualizzare utilizzando solo gli anticorpi. Questo protocollo riduce inoltre al minimo la necessità di compensazioni o post-elaborazione osservate nei metodi basati su fluorescenza a plesso superiore, poiché non vi è alcuna spillover spettrale fluorescente in un sistema di rilevamento basato su sonde metalliche, né vi sono considerazioni sull'autofluorescenza tessuto-specifica.
I tumori mostrano diversità strutturali e funzionali in vari pazienti. Il microambiente tumorale (TME), composto da cellule normali e maligne, è eterogeneo tra i pazienti. Le metastasi derivano da un residuo del tumore primario che fuoriesce nel flusso sanguigno sotto forma di gruppi di cellule e singole cellule, il che fornisce indizi sulla progressione della malattia e sulla risposta terapeutica 1,2. La complessità di questi microambienti deve essere compresa1. Sebbene i tumori comprendano ampi tipi di cellule, lo standard clinico è istologicamente basato su un singolo marcatore, che sta iniziando a cambiaredi 1,2. Le tecnologie di imaging multiplexato hanno offerto nuove direzioni in patologia. La proteomica, la genomica, la metabolomica e la lipidomica dei tumori umani risolte spazialmente sono ora possibili con una risoluzione di una singola cellula o vicina a 3,4,5,6.
Queste tecnologie possono sezionare le posizioni cellulari eterogenee e le interazioni nei tumori. L'utilizzo di un'appropriata metodologia di bioimaging a singola cellula consente la generazione di profili di molti biomarcatori proteici associati alla malattia nelle biopsie dei pazienti per informare la progettazione di terapie antitumorali. Le intuizioni provenienti dalle mappe cellulari spaziali saranno in grado di guidare la scelta della terapia di combinazione in grado di eliminare efficacemente i tumori con riduzione degli off-target, della resistenza e della recidiva1. Il problema è la capacità di sindacalizzare queste molte tecnologie diverse che in genere non lavorano in armonia sulla stessa sezione di tessuto7. Questo protocollo, delineato visivamente nella Figura 1, offre l'opportunità di esaminare spazialmente sia la proteomica che un sottoinsieme mirato di mRNA nella stessa sezione di tessuto e nella stessa cellula contemporaneamente a una plessità più elevata di quanto sia possibile con proteina fluorescente simultanea + RNA-ISH8. Questo può anche fungere da ponte per l'analisi parallela 3,4,6, con l'obiettivo di deconvoluzione dell'analisi dei dati. Sebbene sia presente la doppia rilevazione, è possibile esaminare anche le cellule che hanno avviato rapidamente la produzione di mRNA, ma per le quali la proteina secreta rimane non rilevabile a causa della limitata sensibilità e della mancanza di amplificazione del segnale inerente ai metodi di anticorpi primari marcati direttamente, rendendo particolarmente difficile la rilevazione delle molecole secrete. Il seguente protocollo è adattato da una rivelazione fluorescente/cromogenica a 12 plex per essere applicabile alla rivelazione basata su metalli tramite sonde modificate a riduzione di tiolo per la rilevazione simultanea in IMC.
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Questo protocollo utilizza tessuti fissati in formalina e inclusi in paraffina (FFPE) raccolti da pazienti precedentemente non trattati sottoposti a chirurgia citoriduttiva primaria per carcinoma ovarico sieroso di alto grado. Tutti i dati clinici sono stati ottenuti dall'archivio del Dipartimento di Oncologia Ginecologica e Medicina Riproduttiva secondo i protocolli approvati dall'Institutional Review Board dell'Università del Texas MD Anderson. È stato ottenuto il consenso informato scritto dai pazienti e gli studi sono stati condotti in conformità con le linee guida etiche riconosciute.
1. Precauzioni e preparativi
2. Preparazione e pre-elaborazione del campione
3. Trattamento con proteasi
4. Ibridazione delle sonde bersaglio
5. Ibridare l'amplificatore RNA-ISH 1
6. Ibridare l'amplificatore RNA-ISH 2
7. Ibridare l'amplificatore RNA-ISH 3
8. Ibridare gli oligo metallici
9. Anticorpi coniugati con metalli
10. Incubazione con anticorpi coniugati con metalli
11. Colorazione del DNA
12. Acquisizione dell'immagine
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La capacità di rilevare proteine e mRNA nello stesso test ci aiuta a capire come la cellula si sta preparando per un arrivo, ma anche quali code sta ricevendo mentre viaggia e interagisce con il suo ambiente. Come si vede nei dati rappresentativi, la rilevazione di mRNA e proteine sono componenti fondamentali nella ricerca di biologia spaziale, poiché i limiti inferiori di rilevamento possono essere piuttosto impegnativi in base al modo in cui progrediscono le fasi di etichettatura, rive...
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La multi-omica multiplex è un'evoluzione fondamentale nei dati raccolti, mirando alle interazioni cellula-cellula e cellula-quartiere che influiscono sulla progressione della malattia e sul trattamento. L'analisi di questi dati nello stesso campione e quindi nella stessa cellula è fondamentale, poiché molti bersagli proteici sono espressi transitoriamente o differiscono nel livello di espressione dell'mRNA e della proteina, quindi l'introduzione di un rilevamento mirato dell'mRNA combina...
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Jared K. Burks è un consulente per Standard BioTools.
Questa ricerca è stata eseguita in collaborazione con la Flow Cytometry and Cellular Imaging Core Facility, che è supportata in parte dal National Institutes of Health attraverso il Cancer Center Support Grant P30 CA016672 di MD Anderson. Questa ricerca è stata anche supportata in parte dal MD Anderson's Cancer Center's Support Grant Development Award, Imaging Mass Cytometry Spatial Transcriptomics via RNAscope, P30CA016672, NIH/NCI, PI - Pisters. Lo sforzo del JKB è stato sostenuto in parte dal P30 CA016672 e dal NCI Research Specialist 1 R50 CA243707-01A1. Lo sforzo di SFB è stato sostenuto in parte dall'Ovarian Cancer Research Alliance (OCRA 811621 e 891490), dall'Honorable Tina Brozman Foundation for Ovarian Cancer Research, dal MDACC Ovarian Cancer SPORE Developmental Research Program, NIH 1R01CA261952-01A1. Lo sforzo di SFB, JKB e BG è stato sostenuto in parte dalla sovvenzione 1U01CA294459-01. Gli autori ringraziano Samuel Mok, che ha sezionato e fornito i campioni utilizzati.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| https://www.protocols.io/view/oligonucleotide-polymer-conjugation-for-imaging-ma-dm6gpjz91gzp/v2. | Protocols.IO | dx.doi.org/10.17504/protocols.io.dm6gpjz91gzp/v2 | Coniugazione oligonucleotide-polimero per la citometria di massa di imaging V.2 |
| 10 TBS senza RNAsi | Thermo Fisher Scientific | J62780. K7 | Per lavaggi intermittenti tra una fase e l'altra |
| Sistema di ibridazione ACD HybEZ II | ACD Biotechne | 321711 | Forno per lame da cuoca |
| Diluente anticorpale | Dako | S0809 | Tampone diluente anticorpale |
| Anticorpo: B7-H3 | Bethyl | A700-025CF, A700-026CF | Clone: BLR025F, BLR026F |
| Anticorpi: B7-H4 | Thermo Fisher Scientific | 14-5949-82 | Clone: H74 |
| Anticorpo: BRD4(6F11) | Bethyl | A700-005CF | Clone: BL-151-6F11 |
| Anticorpo: CCR6 | R& D | MAB195-100 | Clone: 53103 |
| Anticorpo: CD11b | Abcam | ab209970 | Clone: EPR1344 |
| Anticorpo: CD25 | Abcam | ab215378 | Clone: EPR6452 |
| Anticorpi: CD278/ICOS | CST | 89601BF | Clone: D1K2T |
| Anticorpo: CD31 | Abcam | ab207090 | Clone: EPR3094 |
| Anticorpo: CD33 | Abcam | ab238784 | Clone: SP266 |
| Anticorpi: CD3e e nbsp; | CST | 85061BF | Clone: D7A6E |
| Anticorpo: CD4 | Abcam | ab181724 | Clone: EPR6855 |
| Anticorpo: CD44 | Thermo Fisher Scientific | MA1-10225 | Clone: IM7 |
| Anticorpo: CD45 | Thermo Fisher Scientific | 14-9457-82 | Clone: CD45-2B11 |
| Anticorpo: CD8a | CST | 85336BF | Clone: D8A8Y |
| Anticorpo: CXCL13 | R& D | AF801 | Clone: Policlonale |
| Anticorpo: CXCR5 | R& D | MAB190-100 | Clone: CXCR5 |
| Anticorpi: gamma-H2AX | Bethyl | A700-053CF | Clone: BLR053F |
| Anticorpo: Granzyme B | Santa Cruz | SC-8022 X | Clone: 2C5 |
| Anticorpo: KAP1 | Bethyl | A700-014CF | Clone: BL-248-2G6 |
| Anticorpo: Ki67 | Bethyl | A700-021CF | Clone: BLR021E |
| Anticorpi: LCK | CST | 2984BF | Clone: D88 |
| Anticorpo: MFAP5 | N/A | N/A | PMID: 31332047 / Clone: 130A (Nota: progettato su misura) |
| Anticorpo: SMA | CST | 56856BF | Clone: 1A4 |
| Anticorpo: VEGF | STB-Fluidigm | 3163028D | Clone: G153-494 |
| Anticorpo: VISTA | CST | 64953BF | Clone: D1L2G |
| AZ-AR1 Elegance Citra | BioGeneX | HK546-XAK | Buffer di recupero dell'antigene |
| Alcol etilico 100% (200 proof) | Pharmco | 111000200 | Per la deparaffinizzazione |
| EZ & ndash; Retriever IR | BioGeneX | MW016-IR | Sistema di prelievo antigenico per sezioni tissutali FFPE |
| Sistema di ibridazione HybEZ II | ACD Biotechne | 321710 | Il sistema comprende: forno HybEZ (PN 321710/321720), una teglia per il controllo dell'umidità (PN 310012), carta umidificante HybEZ (2 fogli PN 310025), vassoio per lavaggio EZ-Batch (PN 321717), portavetri EZ-Batch (PN 321716) |
| Penna PAP | VectorLabs | H-4000 | Recinto barriera idrofobico |
| Soluzione Intercalatore IR | Thermo Fisher Scientific | NC1038184 | Utilizzato per identificare cellule nucleate |
| KERATIN 18/8 | CST | 4546BF | Clone: C51 |
| Metal Oligos | Vari | Vari | Tag metallico che varia da T1 a T12 a seconda di quale serve |
| Acqua priva di nucleasi (NFW) | Corning | 46-000-CM | Pulire e preparare tutta l'attrezzatura, e utilizzarli come diluente quando necessario |
| RNAscope Protease Plus | ACD Biotechne | 322331 | Utilizzato per permeabilizzare le membrane cellulari dei campioni |
| Portavetri RNAscope EZ-Batch | ACD Biotechne | 310017 | Progettato per processare manualmente fino a 20 vetrine in modo efficiente |
| RNAscope HiPlex12 Reagents Kit v2 | ACD Biotechne | 324409 | Reagenti per RNAScope |
| Sonda RNAscope HiPlex - Sonde bersaglio | ACD Biotechne | Vari | Intervalli da T1 a T12 a seconda di quale sia necessario |
| Soluzione di decontaminazione RNase RNaseZap | Thermo Fisher Scientific | AM9782 | Una soluzione di decontaminazione superficiale che distrugge le RNasi |
| Portavetri per portavetri per microscopio a grigliera per le tintine, 24 posti in plastica resistente ai prodotti chimici | Scientifico ottimale | 3028 | Per la tintura di più vedute |
| Preadolescenti 20 | Thermo Fisher Scientific | AAJ20605AP | Per lavaggi intermittenti tra una fase e l'altra |
| Blocco proteico per ultravisione | Thermo Fisher Scientific | TA125PBQ | Buffer di blocco |
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