この研究は、高度なマルチプレックス蛍光免疫組織化学染色技術を使用して、移植期間中に子宮ナチュラルキラー細胞サブセットを定量化するための先駆的な方法を提示します。
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この研究は、高度なマルチプレックス蛍光免疫組織化学染色技術を使用して、移植期間中に子宮ナチュラルキラー細胞サブセットを定量化するための先駆的な方法を提示します。
免疫組織化学(IHC)は、生物学的研究と臨床診断において重要な役割を果たしており、組織抗原を同定および視覚化するために最も一般的に使用される方法として機能します。しかし、従来のIHC染色法では、免疫細胞のさまざまなサブタイプを区別することに限界があります。この課題により、科学者は免疫細胞のサブタイプの正確な同定と分化のための新しい技術と方法論を探求するようになりました。近年、マルチプレックスIHCがソリューションとして登場し、同じ組織サンプル内で複数の抗原を同時に検出し、それらを可視化することが可能になりました。子宮ナチュラルキラー(uNK)細胞は、脱落膜化、子宮螺旋動脈のリモデリング、胚着床など、妊娠初期のプロセスにおいて極めて重要な役割を果たします。uNK細胞のサブタイプが異なれば、機能も異なるため、胚の発生と妊娠を成功させるためのさまざまな生物学的イベントを調整することができます。したがって、妊娠中の免疫制御メカニズムを解明するためには、uNK細胞のサブタイプに関する詳細な研究が不可欠です。このような研究は、不妊症や再発性生殖不全などの関連疾患に対処するための貴重な洞察と新しいアプローチを提供します。この論文では、移植期間中の子宮内膜標本中のuNK細胞の4つのサブタイプの密度を研究するための詳細なマルチプレックスIHC染色プロトコルを紹介します。このプロトコールには、サンプル調製、サブタイプマーカーの最適化、顕微鏡イメージング、およびデータ解析が含まれます。このマルチプレックスIHC染色プロトコルは、高い特異性と感度を提供し、異なるuNK細胞サブタイプの同時検出を可能にし、研究者に妊娠中の免疫調節の複雑さとメカニズムを探求するための強力なツールを提供します。
体外受精胚移植(IVF-ET)後の最初の文書化された出生は、1978年に報告されました。過去40年以上にわたり、不妊症のカップルの間でIVF-ETの支援に対する高い需要がありました1。2021年には、238,126人の患者が米国で合計413,776回のIVFサイクルを開始しました。これは、サイクルが2年前から25%増加し、2012年から135%増加したことを示しています2。この急増は、主に不妊症の有病率の上昇と妊娠計画の遅れに起因しています。胚培養技術と超排卵プロトコルの進歩により、ETサイクルあたりの出生率は増加し、40歳未満の女性では30〜50%、40歳以上の女性では30%未満に達しました2。しかし、これらの進歩にもかかわらず、移植された胚の半数以上は依然として着床に失敗しています。反復着床失敗(RIF)は、通常、高品質の胚移植を3回以上連続して試みた後の失敗と定義され、IVF-ETを受ける女性の15%が罹患しています3。RIFのカップルは非常に脆弱で、費用がかかり不必要な手順を受ける傾向があり、過度のリスクにさらされる可能性があります4。したがって、RIFの原因を理解し、胚着床を改善することは、特にRIFの女性にとって、IVF-ETの成功を高めるために重要です。子宮内膜の準備は、胚の着床を成功させるために重要です。このプロセスは、子宮ナチュラルキラー(uNK)細胞の大幅な蓄積を特徴とし、分泌期中期の子宮内膜の全リンパ球の30%から妊娠初期の脱落膜の70%〜80%に移行します5。特に、uNK細胞は末梢NK細胞とは異なり、末梢NK細胞は、溶解またはアポトーシスによって感染細胞を死滅させる自然免疫系にとって重要な細胞傷害性リンパ球です。uNK細胞の正確な機能はまだ完全には解明されていませんが、いくつかの証拠は、それらが血管新生のリモデリング、栄養膜浸潤、および胎児の発育に関与していることを示唆しています6。間質細胞に対するuNK細胞の割合とRIFとの関連は、過去20年間で大きな注目を集めてきました。604人の女性を対象とした8件の研究を含む最近のメタアナリシスでは、RIFの女性では、中期黄体期のCD56+uNK細胞の密度が、受胎可能な対照群と比較して有意に増加していることが示されました7。ただし、中期黄体期のuNK細胞の特性は、脱落膜NK(dNK)細胞の特性とは大きく異なることに注意することが重要です。uNK細胞は妊娠後にさらにdNK細胞の種々のサブセットに分化する可能性があるが、uNK細胞を測定するだけではdNK細胞を正確に表すことはできない8。uNK細胞はダイナミックな分化を受け、月経周期と脱落膜プロセスで異なる役割を果たすため、CD56だけでは同定できないほど複雑になります。子宮内膜調製中のuNK細胞の挙動を包括的に理解するためには、複数のマーカーが必要です。私たちの最近の研究では、月経周期全体にわたるuNK細胞の多様性を特定するために、シングルセルRNAシーケンシングを採用しました。フローサイトメトリーを用いて検証された結果は、uNK細胞の4つの異なるサブタイプの存在を示しており、それぞれが月経周期中に動的な変化を示す9。遺伝子濃縮解析と遺伝子オントロジーの機能濃縮は、これらのuNKサブセットが月経のさまざまな段階で異なる機能を果たしていることを示しています。それにもかかわらず、フローサイトメトリーは臨床検査室で広く利用されているわけではなく、酵素消化のために新鮮な子宮内膜組織をすぐに処理することで、エラー時に実験手順を繰り返すことは不可能になります。
したがって、この研究の目的は、より実用的な診断アプローチを提供するマルチプレックス染色アッセイを使用して、NK細胞のこれら4つの亜集団の測定を調査することでした。マルチプル染色では、各ターゲットに対する異なる特異的抗体が、特定の波長の光によって励起されると異なる波長の光を放出する異なる蛍光色素標識に結合されます。従来のIHC染色法と比較して、この方法では、サンプル中の複数のターゲットの相対的な存在量と分布を定量的に比較し、異なるターゲットの相互作用と共局在に関する情報を提供できるため、uNK細胞のさまざまなサブタイプを同定することができます。このアプローチは、uNK細胞とRIFとの関係についての理解を深めるだけでなく、子宮内膜関連疾患における他の免疫細胞亜集団を調査するための洞察も提供します。
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この研究は、香港新界合同中文大学東クラスター臨床研究倫理委員会(CREC ref no.:2022.581)によって承認されました。RIFの女性は、香港中文大学プリンスオブウェールズ病院の生殖補助医療センターから募集されました。RIF は、40 歳未満の女性において、少なくとも 3 回の新鮮または凍結サイクルで少なくとも 4 つの良質な胚を移植した後、臨床妊娠を達成できなかったと定義されました10。インフォームドコンセントは、子宮内膜生検を収集する前に参加者から得られました。
1. 子宮内膜サンプルの取得と処理
2. マルチプレックス免疫組織化学条件の最適化
3. m-IHCプロセス
4. 画像の取得と解析
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自然周期を経る女性の子宮内膜サンプル採取のタイミングを一定に保つために、黄体形成ホルモン(LH)サージを正確に検出するための尿検査を実施し、LHサージの7日後に子宮内膜生検を実施しました。HRTサイクルを受けている女性の場合、サンプルはプロゲステロン補給開始のちょうど5日後にスケジュールされました。子宮内膜内のNK細胞のさまざまなサブタイプを定量するために、m-IHC染色を採用しました。実験手順の概要を 図1に示します。
実験結果の精度と一貫性を確保するためには、高品質のm-IHC染色結果を得るためには、実験手順の最適化が重要です。当初、IHCを使用して適切な抗体濃度を決定し、抗原賦活化溶液AR6またはAR9を選択しました。CD56、CD16、CD49などの抗体にはpH6の抗原賦活化溶液が推奨されますが、CXCR4抗体にはpH 6の緩衝液と比較してpH9の抗原修復溶液を使用した方が優れた染色結果が得られました。抗体の希釈倍率、インキュベーション時間、抗原賦活化条件などのパラメータが決定されたら、抗体の親和性に基づいて最適な...
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胚着床には、胚と子宮内膜との間の複雑な相互作用が含まれます。子宮内膜の恒常性の免疫学的状態は、子宮内膜の受容性を決定する上で極めて重要な役割を果たします。WOI期間中、子宮内膜の主な白血球集団はNK細胞です。uNK細胞の約90%は高いCD56発現を示しますが、CD16は欠如しています。しかし、uNK細胞のマイナーなサブセットは末梢血NK細胞に似ており、CD56の発現は低いがCD16の発現は陽性である18。これら2つのuNK細胞サブタイプは、異なる機能を示します。CD56+CD16-サブタイプは、主にサイトカイン産生、血管リモデリング、および妊娠の確立と維持に重要な栄養膜細胞との相互作用に寄与します。対照的に、CD56+CD16+サブタイプは高い細胞毒性を示します。シングルセルRNAシーケンシングを用いて、本研究は、uNK細胞をさらに4つのサブセットに分類し、CD56+CD16-制御性NK細胞をその特定の表現型と機能に基づいて3つのサブポピュレーションにさらにサブグループ化した...
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著者は、開示すべき利益相反がないことを宣言します。
本研究は、保健医療研究基金(10210956)の支援を受けて行われました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| CD49a | Novus Biologicals | NBP2-76478 | 一次抗体 |
| CD56 | Leica | NCL-L-CD56-504 | 一次抗体 |
| CD16 | abcam | ab183354 | 一次抗体 |
| CXCR4 | R&D | MAB172 | 一次抗体 |
| 増幅希釈剤 | アコヤバイオサイエンス | FP1498シリーズ | 蛍光色素希釈液 |
| 抗体希釈剤 | アコヤバイオサイエンス | ARD1001EA | 抗体を希釈 |
| クエン酸緩衝液、pH 6.0 /9.0(10x) | アコヤバイオサイエンス | A6001/A9001 | 抗原賦活化液 |
| inForm 高度な画像解析ソフトウェア | アコヤバイオサイエンス | inForm ティッシュファインダーソフトウェア 2.2.6 | データ解析ソフトウェア |
| Mantra Workstations | アコヤバイオサイエンスCLS140089 | スペクトルイメージング | |
| マイクロ波 | アコヤバイオサイエンス | インバーター | マイクロ波ストリッピング |
| TSA 520 | アコヤバイオサイエンス | FP1487001K | 適切なチラミドベースの蛍光試薬 |
| TSA 620 | アコヤバイオサイエンス | FP1495001K | 適切なチラミドベースの蛍光試薬 |
| TSA 650 | アコヤバイオサイエンス | FP1496001K | 適切なチラミドベースの蛍光試薬 |
| TSA 570 | アコヤバイオサイエンス | FP1488001K | 適切なチラミドベースの蛍光試薬 |
| ポリ-L-リジンコーティングスライド | フィッシャーテクノロジー | 120-550-15 | 日常的な組織学的使用のためのスライド |
| PolyHRP ブロードスペクトラム | Perkin Elmer | ARH1001EA | 二次抗体 |
| Invitrogen™ フルオロマウント-G™埋込剤 | ThemoFisher Science | 495802 | Installation |
| Spectral DAPI | あこやバイオサイエンス | FP1490A | 核酸染色 |
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