Il protocollo descritto in questo articolo consente la colorazione intracellulare di bersagli proteici per i quali non sono disponibili anticorpi commerciali validati per la citometria a flusso. A titolo esemplificativo, è stata valutata la colorazione del fattore di splicing 3a, subunità 1 (SF3A1), una proteina di splicing ubiquamente espressa che si localizza nel nucleo, utilizzando un anticorpo policlonale di coniglio prodotto contro un peptide corrispondente agli amminoacidi 18–37 di SF3A1 (SF3A118–37; EPKQPTEEEASSKEDSAPSK)18,19.
Per valutare il protocollo di colorazione, le cellule sono state colorate con l'anticorpo policlonale primario non coniugato anti-SF3A118–37 prima o dopo il trattamento con paraformaldeide (PFA) da sola o con trattamento sequenziale PFA + EtOH (Figure 1 e 2). Come previsto, nessuna popolazione positiva per SF3A1 è stata rilevata nei campioni colorati prima del trattamento con PFA (Pre-PFA) o prima del trattamento sequenziale con PFA ed EtOH (Pre-EtOH) (Figura 2A). La colorazione eseguita dopo il solo trattamento con PFA (Post-PFA) ha identificato una piccola popolazione positiva per SF3A1 (Figura 2B). Al contrario, una popolazione distinta positiva per SF3A1 è stata osservata soltanto quando la colorazione è stata effettuata dopo la permeabilizzazione con EtOH (Post-EtOH) (Figura 2B). Questi risultati indicano che il protocollo rileva una colorazione per SF3A1 notevolmente maggiore dopo la permeabilizzazione con EtOH rispetto al solo trattamento con PFA.

Figura 2. Valutazione della colorazione per SF3A1 dopo fissazione con paraformaldeide e permeabilizzazione con etanolo. Rappresentazione di grafici di citometria a flusso di cellule K562 vive, negative al colorante per la vitalità, che mostrano la fluorescenza DyLight 488 (DL488) rispetto all'area dello scatter laterale (SSC-A). La regione racchiusa nel riquadro indica la popolazione positiva per SF3A1 (SF3A1⁺). SF3A1, fattore di splicing 3a subunità 1; PFA, paraformaldeide; EtOH, etanolo. (A) Colorazione con anticorpo anti-SF3A1 eseguita prima della fissazione con PFA (Pre-PFA; sinistra) o prima della fissazione con PFA seguita da permeabilizzazione con EtOH (Pre-EtOH; destra). (B) Colorazione con anticorpo anti-SF3A1 eseguita dopo la fissazione con PFA (Post-PFA; sinistra) o dopo fissazione con PFA seguita da permeabilizzazione con EtOH (Post-EtOH; destra). (C) Confronto della colorazione per SF3A1 dopo permeabilizzazione con EtOH per 2 h o durante la notte. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Per determinare se la durata dell'esposizione all'EtOH influenzasse la colorazione o l'integrità cellulare, le cellule sono state trattate con EtOH per 2 h o per tutta la notte. L'analisi mediante citometria a flusso non ha mostrato differenze apprezzabili nell'intensità di colorazione o nell'integrità cellulare apparente tra le due condizioni (Figura 2C). Questi risultati indicano che una permeabilizzazione di 2 h con EtOH produce una colorazione paragonabile a quella ottenuta con un'incubazione notturna nelle condizioni testate.
Dopo aver confermato che la permeabilizzazione con EtOH produceva una colorazione rilevabile di SF3A1 (Figura 2B) e aver stabilito il livello basale di colorazione di SF3A1 in assenza del peptide competitivo (Figura 3A), la specificità dell'anticorpo è stata valutata mediante competizione con peptide. Le cellule sono state incubate con il peptide SF3A118–37 o con un peptide controllo non specifico corrispondente agli amminoacidi 778–793 di SF3A1 (SF3A1778–793; GAVIHLALKERGGRKK). I peptidi sono stati aggiunti insieme all'anticorpo primario (Protocollo, Passaggio 7). L'incubazione con un eccesso del peptide specifico SF3A118–37 ha ridotto la percentuale di cellule positive per SF3A1 a un livello paragonabile a quello del controllo non colorato, mentre il peptide non specifico SF3A1778–793 non ha modificato in modo misurabile il profilo di colorazione (Figura 3B,C). Esperimenti di titolazione con peptide hanno dimostrato un'inibizione dipendente dalla dose del legame dell'anticorpo da parte del peptide corrispondente SF3A118–37 (IC50 = 21,6 nM), mentre non è stata osservata alcuna inibizione con un eccesso molare fino a 50 volte del peptide non specifico SF3A1778–793 (Figura 3D). Questi risultati dimostrano che il saggio di competizione con peptide può essere utilizzato per valutare l'inibizione del legame dell'anticorpo mediante citometria a flusso.

Figura 3. Inibizione competitiva dipendente dalla dose della colorazione con anticorpo anti-SF3A1 da parte di un peptide corrispondente. Rappresentazione di grafici di citometria a flusso di cellule K562 vitali, negative al colorante di vitalità, che mostrano la fluorescenza DyLight 488 (DL488) rispetto all'area dello scatter laterale (SSC-A). La regione racchiusa in un riquadro indica la popolazione positiva per SF3A1 (SF3A1⁺). SF3A1, fattore di splicing 3a subunità 1. (A) Controllo non colorato e colorazione con anticorpo anti-SF3A1. (B) Colorazione per SF3A1 dopo aggiunta dipendente dalla dose del peptide corrispondente SF3A1(18–37). (C) Colorazione per SF3A1 dopo aggiunta dipendente dalla dose del peptide non specifico SF3A1(778–793). Le concentrazioni del peptide erano 216, 43,3, 21,7, 10,8, 5,4 e 2,7 nM; i rapporti molari peptide-anticorpo indicati in figura sono stati calcolati rispetto a una concentrazione di anticorpo anti-SF3A1 di 4,33 nM. (D) Curva di inibizione competitiva che mostra la percentuale di cellule positive per SF3A1 in funzione della concentrazione del peptide. Il peptide corrispondente SF3A1(18–37) ha inibito il legame dell'anticorpo in maniera dipendente dalla dose, mentre il peptide SF3A1(778–793) non ha mostrato alcuna inibizione. La concentrazione inibitoria al 50% (IC₅₀) per il peptide corrispondente è risultata pari a 21,6 nM, determinata utilizzando un modello non lineare di inibizione rispetto alla risposta normalizzata con pendenza variabile. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Infine, il protocollo è stato valutato per la rilevazione del recettore dell'eritropoietina (EpoR), un recettore di superficie cellulare che è presente anche intracellularmente durante la biosintesi del recettore e successivamente all'internalizzazione indotta dal ligando20,21. L'EpoR è una proteina di 508 amminoacidi costituita da un dominio N-terminale extracellulare, una singola regione transmembrana che comprende gli amminoacidi 251–273 e un dominio C-terminale intracellulare. È stato utilizzato un anticorpo policlonale anti-EpoR da coniglio non coniugato (BS-1424R), precedentemente validato per western blot, immunoistochimica e immunofluorescenza ma non per citometria a flusso22,23,24,25,26, applicato seguendo il flusso di lavoro di marcatura descritto in precedenza. Secondo il produttore, l'anticorpo BS-1424R è stato ottenuto contro gli amminoacidi 330–365 all'interno del dominio intracellulare di EpoR.
Quando le cellule sono state colorate prima del trattamento con PFA (Pre-PFA), Figura 4A). Al contrario, circa il 77% e l'84% delle cellule K562 erano positive rispettivamente dopo il trattamento con PFA da solo (Post-PFA) e dopo il trattamento sequenziale con PFA e poi EtOH (Post-EtOH)Figura 4B–D). A differenza della colorazione per SF3A1, una colorazione aumentata per EpoR è stata osservata in seguito sia al protocollo Post-PFA che a quello Post-EtOH (confrontare Figure 2B e 4D). Questi risultati sono coerenti con la localizzazione dell'epitopo BS-1424R all'interno del dominio intracellulare di EpoR. La rilevazione dell'immunoreattività per EpoR in entrambe le condizioni di colorazione indica che il trattamento con PFA permeabilizza sufficientemente la membrana plasmatica delle cellule K562, consentendo il legame dell'anticorpo all'epitopo intracellulare. In questo protocollo, l'uso di un singolo anticorpo secondario richiede la valutazione dei pool di EpoR sulla superficie cellulare e intracellulare mediante campioni trattati e colorati separatamente. Questa limitazione può essere superata utilizzando anticorpi primari prodotti in specie ospiti diverse, in modo da permettere una rilevazione multiplex con anticorpi secondari specifici per ciascuna specie.

Figura 4. Rilevamento del recettore dell'eritropoietina (EpoR) in cellule K562 dopo diverse condizioni di fissazione e permeabilizzazione. Rappresentazione di grafici di citometria a flusso di cellule K562 vitali, negative al colorante di vitalità, che mostrano la fluorescenza di DyLight 488 (DL488) rispetto all'area dello scatter laterale (SSC-A). La regione delimitata dal riquadro indica la popolazione positiva per EpoR (EpoR⁺). La colorazione per EpoR è stata eseguita utilizzando l'anticorpo policlonale BS-1424R diretto contro gli amminoacidi 330–365 all'interno del dominio intracellulare di EpoR. (A) Colorazione per EpoR prima della fissazione con PFA (Pre-PFA). (B) Colorazione per EpoR dopo la fissazione con PFA (Post-PFA). (C) Colorazione per EpoR dopo fissazione con PFA e permeabilizzazione con EtOH in sequenza (Post-EtOH). (D) Quantificazione delle cellule positive per EpoR in ciascuna condizione di colorazione. I dati sono espressi come media ± errore standard della media (SEM) di tre esperimenti indipendenti (n = 3). La significatività statistica è stata determinata mediante il test t di Student t-test. P < 0,01 è indicato con **. I confronti mostrati sono Pre-PFA rispetto a Post-PFA e Pre-PFA rispetto a Post-EtOH. Ab, anticorpo; EpoR, recettore dell'eritropoietina; PFA, paraformaldeide; EtOH, etanolo. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.