がん免疫療法の時代、腫瘍微小環境ダイナミクスの解明への関心が飛躍的に高まっています。このプロトコルは、その染色およびイメージングステップに関して質量分析イメージング技術を詳述し、高度に多重化された空間分析を可能にする。
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がん免疫療法の時代、腫瘍微小環境ダイナミクスの解明への関心が飛躍的に高まっています。このプロトコルは、その染色およびイメージングステップに関して質量分析イメージング技術を詳述し、高度に多重化された空間分析を可能にする。
免疫ベースの治療法の進歩は、がんの治療と研究に革命をもたらしました。これは、腫瘍免疫ランドスケープの特性評価に対する需要の高まりを引き起こしました。標準的な免疫組織化学は組織構造の研究には適しているが、少数のマーカーの分析に限定される。逆に、フローサイトメトリーなどの技術は、組織形態に関する情報は失われるが、複数のマーカーを同時に評価することができる。近年、表現型解析と空間解析を統合した多重化戦略が、腫瘍免疫ランドスケープの特性評価への包括的なアプローチとして浮上している。 ここでは、金属標識抗体と二次イオン質量分析を組み合わせた革新的な技術について、アッセイの開発と最適化、組織の準備、画像の取得と処理における技術的ステップに焦点を当てて説明します。染色する前に、金属標識抗体パネルを開発し、最適化する必要があります。このハイプレックス画像システムは、単一の組織切片で最大 40 個の金属タグ付き抗体をサポートします。注目すべきは、信号干渉のリスクは、パネルに含まれるマーカーの数とともに増加することです。パネル設計後、この干渉を最小限に抑えるために、抗体への金属同位体割り当てに特に注意を払う必要があります。予備パネル試験は、抗体の小さなサブセットおよび対照組織におけるパネル全体のその後の試験を用いて実施される。ホルマリン固定パラフィン包埋組織切片が得られ、金コーティングされたスライドに取り付けられ、さらに染色される。染色には2日かかり、標準的な免疫組織化学染色とよく似ています。サンプルが染色されると、画像取得装置に入れられます。視野が選択され、画像が取得、アップロード、および保存されます。最終段階は、システムの画像処理ソフトウェアを使用した干渉のフィルタリングと除去のための画像準備です。このプラットフォームの欠点は、分析ソフトウェアの欠如です。しかし、生成された画像は、異なる計算病理学ソフトウェアによってサポートされています。
クローン性腫瘍集団を取り巻く多数の細胞型の重要性は、発癌の分類において重要な要素である。この腫瘍微小環境(TME)組成と相互作用の解明への関心は、がん治療兵器の一部としての免疫ベースの治療法の確立に続いて継続的に高まっています。したがって、治療戦略は、腫瘍中心のアプローチからTME中心のアプローチに移行している1.
近年、腫瘍サーベイランスやがん発生における免疫細胞の役割を解明する取り組みが目覚ましく増加しています2,3.医学研究では、サイトメトリーベースの方法やシングルプレックスおよびマルチプレックスイメージング技術など、TMEの複数の要素のユニークな相互作用を解読するこの試みの一環として、多数の方法が生まれました。
フローサイトメトリー(1960年代に発明)、蛍光活性化細胞ソーティング、マスサイトメトリーなどの先駆的な方法は、主にTME成分4の同定と定量に焦点を当てています。サイトメトリーベースの定量的手法は免疫ランドスケープ表現型化を可能にするが、細胞空間分布を決定することは不可能である。逆に、標準的なシングルプレックス免疫組織化学などの方法は、組織アーキテクチャを保持し、研究者が細胞分布を分析することを可能にするが、単一の組織切片における標的の数の減少は、これらの方法の限界である5,6。過去数年間で、マルチプレックス免疫蛍光、バーコード蛍光イメージング、イメージング質量分析などの単一細胞分解能のための多重イメージング技術が、同じ組織セクション7を使用して同時マーカー染色に関する情報を取得するための包括的な戦略として浮上してきました。
ここでは、金属タグ付き抗体と二次イオン質量分析を結合し、ホルマリン固定、パラフィン包埋(FFPE)、および新鮮凍結(FF)組織サンプル8,9を用いた単一細胞分解能定量、マーカー共発現(表現型解析)、空間分析を可能にする技術を紹介します。FFPEサンプルは、組織アーカイブサンプルに最も広く使用されている材料であり、新鮮な凍結サンプル10よりも多重化イメージング技術のためにより容易に利用可能なリソースを表す。さらに、この技術は数ヶ月後に画像を再取得する可能性を提供します。ここでは、FFPE組織サンプルを用いた染色および画像処理プロトコルについて説明します。
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組織サンプルは、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターの治験審査委員会に従って研究目的で取得され、サンプルはさらに脱同定された。
1. 抗体の選択
2. 抗体パネル設計
3. FFPE組織切片化
4. FFPE抗体染色
注: 染色プロセスは 2 つの別々の日に行われます。
警告: このプロトコルで採用されているソリューションは腐食性の可能性があり、皮膚や目に危険をもたらします。手袋、白衣、保護用目と顔の機器を着用することは、私たちの機関のバイオセーフティポリシーの一部であり、推奨されています。
5. 画像取得
6. 画像の準備
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扁桃腺癌および肺腺癌TMA組織切片(厚さ5mm)を入手し、組織サイズおよびスライドの安全なマージンに関する仕様に従って、金コーティングされたスライドの中央に配置した。組織の縁とスライドガラスの側方および下側の境界との間の5mmおよび10mmの自由なガラスマージンは、それぞれ最適な染色に必要である。組織切片を染色前にオーブンで一晩焼成し、スライドへの切片の適切な付着を確実にした。抗体パネルは、23個のマーカーで構成されていた。同じ染色バッチにおいて、複数の組織を含む扁桃腺スライドおよびTMAスライドが含まれ、肺腺癌サンプルにおいてわずかに発現するマーカーの発現を評価した(図1)。ポジティブコントロールは、パネルで使用される抗体の標的に従って選択する必要があります。例えば、SOX10発現を評価するにはメラノーマサンプルが必要であり、GAFP発現を評価するには膠芽腫サンプルが必要です(図2)。
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TMEの複数の構成要素間の複雑で複雑な相互作用の包括的な解明は、依然としてがん研究の重要な目的である。メーカーは、この取り組みの一環として、特に過去5年間に多数の多重化アッセイを導入してきました。多重化空間解析は、腫瘍サンプルの構造形態を維持しながら、複数のターゲットの同時分類を容易にする汎用性と強力なツールです。空間分析技術は、本明細書11、12、13に記載の技術などの蛍光画像化または質量分析を用いて行うことができる。
染色の前に、抗体染色の再現性を標準化するために、通常の免疫組織化学プロトコルとそれに続く染色プロトコルを使用した抗体最適化が必要です。非常によく知られた事実は、異なる正規抗体クローンが異なる条件下で最適な発現を有し得ることである。しかしながら、抗体を金属タグと結合させるためには、パネルに組み込まれたすべての抗体について抗原検索のために同じpHを規定しているように、キャリアフリーの...
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著者らは開示すべき矛盾はありません。
著者らは、この記事の編集のためにMDアンダーソンの研究医学図書館であるEditing ServicesのDon Norwoodと、MDアンダーソンの翻訳分子病理学部門のMultiplex Immunofluorescence and Image Analysis Laboratoryを認めている。この出版物は、テキサス大学MDアンダーソンがんセンターがん免疫モニタリングおよび分析センター(CIMAC)への国立がん研究所(NCI)協力協定(U24CA224285)を通じて提供されたがん免疫モニタリングおよび分析センター-がん免疫学的データコモンズネットワーク(CIMAC-CIDC)に対する科学的および財政的支援によって促進された研究から部分的にもたらされました。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 100% 試薬アルコール | Sigma-Aldrich | R8382 | |
| 95% 試薬アルコール | Sigma-Aldrich | R3404 | |
| 80% 試薬アルコール | Sigma-Aldrich | R3279 | |
| 70% 試薬アルコール | Sigma-Aldrich | R315 | |
| 20X TBS-T | イオンパス | 567005 | |
| 10X 低バリウム PBS pH 7.4 | イオンパス | ||
| 10X トリス pH 8.5 | イオンパス | 567003 | |
| 4°C;C冷蔵庫 | ThermoScientific | REVCO | |
| エアロゾルバリアピペットチップP10 | リンパス | 24-401 | |
| エアロゾルバリアピペットチップP20 | リンパス | 24-404 | |
| エアロゾルバリアピペットチップP200 | リンパス | 24-412 | |
| ロゾルバリアピペットチップP1000 | リンパス | 24-430 | |
| 遠心フィルターUltrafree-MC | Fisher Scientific | UFC30VV00 | |
| 脱イオン H2O | イオンパス | 567002 | |
| ロバ血清 | Sigma-Aldrich | D9663 | |
| EasyDip スライド染色ジャー、緑色 | 電子顕微鏡科学 | 71385-G | |
| EasyDip スライド染色ジャー、黄色 | 電子顕微鏡科学 | 71385-Y | |
| EasyDipスライド染色キット(ジャー+ラック)、白色 | 電子顕微鏡 科学 | 71388-01 | |
| EasyDipステンレススチールホルダー | 電子顕微鏡科学 | 71388-50 | |
| グルタルアルデヒド 70% EMグレード | 電子顕微鏡 科学 | 16360 | |
| 熱誘起エピトープ賦活化(HIER)バッファー:10X トリス、EDTA、pH 9 | Dako | S2367 | |
| 耐熱スライドチャンバー | 電子顕微鏡 科学 | 62705-01 | |
| 疎水性バリアペン | フィッシャー | 50-550-221 | |
| MIBI / Oソフトウェア | Ionpath | NA | |
| MIBIcontrolソフトウェア | Ionpath | NA | |
| MIBIslide | Ionpath | 567001 | |
| MIBIscope | Ionpath NA | ||
| 微量遠心機 | エッペンドルフ | 5415D | |
| ミクロトーム | ライカ | RM2135 | |
| モイスチャーチャンバー (湿潤チャンバー) | Simport | M922-1 | |
| リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) 錠 | フィッシャーサイエンティフィック | BP2944100 | |
| PT モジュール | サーモサイエンティフィック | A80400012 | |
| 急流滅菌ディスポーザブルフィルターユニット | フィッシャーサイエンティフィック | 097403A | |
| シェー | カーBioRockerS2025 | ||
| スピンカラム(Ultrafree-MCスピンフィルター、0.5mL 0.1μm) | MillQ | UFC30VV00 | |
| スライドオーブン | フィッシャーサイエンティフィック | 6901 | |
| 真空キャビネットデシケー | ターVWR30621-076 | ||
| ホイップ | キンバリークラーク | 34155 | |
| キシレン | シグマアルドリッチ | 534056-4L |
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