1. セットアップ
2. プロトコル
3. データ分析と結果
ソース: トーマス・チャフィー1, トーマス・S・グリフィス2,3,4,キャサリン・L・シュヴェルトフェガー1,3,4
1ミネソタ大学ミネソタ大学研究室医学病理学科,ミネアポリス,MN 55455
2ミネソタ大学泌尿器科,ミネアポリス,MN 55455
3ミネソタ大学、ミネアポリス、MN 55455
4ミネソタ大学免疫学センター,ミネアポリス,MN 55455
組織切片の病理学的解析は、正常な組織構造のより良い理解を得るために使用することができ、疾患のメカニズムの理解に貢献することができます。組織生検は、患者または生体内モデルの実験から、ホルマリンまたはパラホルムアルデヒドで固定し、パラフィンワックスに埋め込むことによって保存されることが多い。これは長期貯蔵およびティッシュが切除されることを可能にする。組織はマイクロトームを使用して薄い(5 μm)セクションに切断され、セクションはガラススライドに付着している。組織セクションは抗体で染色することができ、組織セクション内の特定のタンパク質の検出を可能にします。蛍光色素(フルオロクロムとも呼ばれる)に結合した抗体を用いた染色は、レーザーによって励起されたときに特定の波長で発光する化合物であり、免疫蛍光として知られている。セクション内のタンパク質を検出する機能は、組織内の細胞型の不均一性、特定のシグナル伝達経路の活性化、バイオマーカーの発現などの情報を提供できます。使用される蛍煙素や分析に利用できる顕微鏡の種類に応じて、複数の色を使用することができ、ターゲットの多重分析が可能です。
以下のプロトコルは、パラフィン埋め込組織セクションの免疫蛍光染色に関与する基本的なステップを概説する。このプロトコルは、組織の固定、パラフィン埋め込みのプロセス、または組織の断面に関する詳細を含まないことに注意することが重要です。組織が切り分けされ、ガラススライド上に置かれると、それらは一連の等級のエタノール(EtOH)インキュベーションを通して再水和される。セクションは、組織セクションへの抗体の非特異的結合を減少させるためにブロッキング試薬でインキュベートされる。その後、セクションは、蛍舞体で直接標識されてもよいし、そうでないかもしれない一次抗体でインキュベートされる。一次抗体が直接標識されていない場合、セクションは、フッ素で標識された二次抗体でインキュベートされます。異なる抗体は、異なる染色条件を必要とし、したがって、抗体の最適化のための提案が含まれる。すべての結合されていない抗体を除去するために洗浄した後、スライドは、核を蛍光標識するためにDAPIを含む媒体で取り付けられる。取り付け媒体が乾燥したら、異なる蛍光色素を検出できるレーザーを使用してスライドを画像化できます。
1. セットアップ
2. プロトコル
3. データ分析と結果
細胞内のタンパク質の機能は、細胞内での適切な局在に大きく依存します。免疫蛍光顕微鏡法は、蛍光色素を用いて細胞内でタンパク質を可視化する方法です。蛍光色素は蛍光色素であり、励起と呼ばれるプロセスによって特定の波長の光エネルギーを吸収し、放出と呼ばれる別の波長のエネルギーをすぐに放出する分子です。
蛍光色素を標的特異的抗体に結合させ、免疫染色により培養細胞または組織に導入します。この一次抗体が目的のタンパク質に結合すると、タンパク質は蛍光色素で標識されます。あるいは、蛍光色素を一次抗体の代わりに二次抗体に結合させ、二次抗体をタンパク質一次抗体複合体に結合させて標的を標識することもできます。その後、サンプルは蛍光標識を保持するために退色防止封入剤に密封され、蛍光顕微鏡でのイメージングの準備が整います。
蛍光顕微鏡には強力な光源が装備されています。光ビームは最初に励起フィルターを通過し、励起波長の光のみを通過させることができます。その後、励起光は、励起波長を対物レンズに向けて選択的に反射するように設計されたダイクロイックミラーまたはビームスプリッターと呼ばれる特殊なミラーに到達します。次に、レンズはサンプルの小さな領域に光を集束させます。サンプルに到達すると、光は蛍光色素を励起し、蛍光色素は異なる波長の光エネルギーを放出します。この光は、対物レンズを通ってダイクロイックミラーに透過されます。発光波長と励起波長が異なるため、ダイクロイックミラーにより発光光を通過させることができます。次に、蛍光フィルターと呼ばれる2番目のフィルターを通過し、存在する可能性のある他の波長からの光を排除します。その後、光線は接眼レンズまたはカメラに到達し、特定の蛍光色素から放出された光から作成された拡大画像を示します。この画像は、細胞内の目的のタンパク質の位置を表しています。
DNA結合性蛍光色素は、免疫染色とともに、細胞内の参照点として核を標識するためによく使用されます。励起発光波長の異なる複数の異なる蛍光色素を、同じサンプル内の異なるタンパク質に使用して、タンパク質の局在を比較できます。
このビデオでは、組織サンプル中の目的タンパク質の免疫蛍光染色と、蛍光顕微鏡でサンプルをイメージングする手順を示しています。
染色プロセスを開始する前に、包埋プロセス中に脱水された切片を再水和する必要があります。これを行うには、まずスライドをスライドホルダーに入れ、次にスライドを100%Xlene異性体に完全に浸します。スライドを3分間インキュベートします。次に、スライドを容器から取り出し、余分なキシレンをペーパータオルで拭き取り、新しい容器に入った新しいキシレンバスにさらに3分間入れます。このインキュベーションを毎回新しい容器で新しいキシレンで繰り返し、スライドをペーパータオルで拭いてから新しい容器に移し、合計3回のインキュベーションを行います。次に、100%エタノールから始めて、一連の等級付けされたエタノール溶液で切片をインキュベートします。スライドラックをペーパータオルで拭き取り、スライドを新しい100%エタノール容器に移し、さらに2分間移します。指定された時間、指示された濃度のエタノールに従って、スライドを新しい浴に移し、洗浄、ペーパータオルで余分なエタノールを拭き取り、洗浄のサイクルを続けます。最終的なエタノール洗浄後、余分な溶液を振り落とし、スライドを1X PBSで5分間インキュベートします。
染色プロセスを開始するには、まずPAPペンで切片を丸で囲み、バッファーがカバーする必要がある最小領域を特定します。セクションがスライドに明確にマークされたら、各スライドに100マイクロリットルのブロッキングバッファーを追加し、セクションの表面全体を覆うようにします。組織をブロッキングバッファーで覆った後、スライドを加湿チャンバーに入れます。スライドを室温で1時間インキュベートします。
希望のインキュベーション時間が経過したら、ブロッキングバッファーをスライドから排出して除去します。次に、一次抗体をブロッキングバッファーで希釈します。1:100希釈するには、1.5 mLの遠心分離チューブに990 μLのブロッキングバッファーを加え、続いて10 μLの一次抗体を同じチューブに加えます。1 つのスライドにコントロールとしてラベルを付け、100 マイクロリットルのブロッキングバッファーを追加します。このコントロールは、二次抗体の非特異的結合を特定するのに役立ちます。次に、残りのスライドに100マイクロリットルの一次抗体バッファーを追加します。切片を4°Cの加湿チャンバーで一晩、暗闇の中でインキュベートします。
一晩のインキュベーション後、チャンバから切片を取り出し、各スライドから一次抗体を排出し、コントロールからブロッキングバッファーを排出します。スライドをスライドラックに入れ、1X PBSで3回、それぞれ10分間洗浄します。スライドを1X PBSで洗浄している間に、ブロッキングバッファーで二次抗体を希釈します。1:200希釈の場合、1.5ミリリットルのチューブに995マイクロリットルのブロッキングバッファーを加え、続いて同じチューブに5マイクロリットルの二次抗体を追加します。コントロールを含むすべての切片に二次抗体を添加し、光から保護された加湿チャンバー内で1時間インキュベートします。タイマーが鳴ったら、スライドをインキュベーターから取り出します。二次抗体を切片から排出します。二次抗体を除去したら、スライドをスライドラックに置き、光から保護してスライドを1X PBSに10分間完全に沈めます。この洗浄を3回繰り返し、洗浄ごとに新しい1X PBSを使用します。洗浄後、DAPIを含む封入剤を各スライドに2〜3滴加え、サンプルにガラスカバースリップを置きます。スライドを暗い場所で一晩乾燥させてから、蛍光スコープを使用して切片をイメージングします。
イメージング中、画像キャプチャの詳細は、利用可能な特定の顕微鏡とソフトウェアによって異なります。ただし、この例では、ソフトウェア Leica Application Suite, Version 3 です。8は、分析を実行するために使用されます。このプログラムを使用して、[取得]タブをクリックし、[画像オーバーレイ取得]モードでDAPIとRFPの両方を有効にします。次に、DAPIとRFPの両方の露出、ゲイン、ガンマを調整し、ソフトウェアで定義されたデフォルト設定を使用して初期を取り、次に露出時間とゲインを変更して明るさを最適化します。ガンマは、画像の暗い領域を最適化するように変更できます。
設定を調整したら、[Acquire Overlay] ボタンを押して、DAPIおよびRFPエクスポージャーのオーバーレイ画像を作成します。この例示画像は、実証された技術を使用して撮影されたもので、マクロファージや他の骨髄系細胞上の抗原を検出する抗体F4/80で染色されたマウス乳腺腫瘍切片を示しています。DAPI含有封入剤を使用したため、核は青色で表示しています。イメージングからのデータは、組織切片内のタンパク質の強度と局在に関する情報を提供します。
例えば、F4/80で染色された腫瘍の画像では、この抗原の細胞表面染色が観察されます。これらのデータは、組織切片内の特定の細胞集団の頻度に関する情報も提供できます。これは、陽性に染色された細胞の数をカウントし(ここでは赤で示され)、それを全細胞集団(青で示され)と比較し、次の式を使用して頻度を計算することで定量化できます。

図1:乳腫瘍部のF4/80染色。固定後、マウス乳腺腫瘍を抗F4/80で切り分けて染色し、DAPI含有マウントメディアを用いて取り付けた。染色は、細胞表面F4/80染色によって赤色で示される。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
画像化から得られたデータは、組織セクション内のタンパク質の発現の強度および局在化に関する情報を提供する。調べられているタンパク質に応じて、これらのデータは、組織セクション内の特定の細胞集...
免疫蛍光は、組織セクションのコンテキスト内でタンパク質発現および局在化の調査を可能にする。この技術は、正常および疾患組織におけるタンパク質局在化または細胞数を調べることによって、組織が疾患の文脈でどのように変化するかを理解するために使用することができる。ローカリゼーションまたは式パターンの変更は、サンプルの特定の属性を決定してリンクできます。
Chapters in this video
0:01
Concepts
3:12
Rehydrating the Sections
4:46
Staining the Tissue Sections
7:43
Results
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