Name: レーザーによる肺の結核病変における薬物の空間の定量化をキャプチャ レーザーマイクロダイ セクション液体クロマトグラフィー質量分析法 (LCM-LC/MS) (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: 学ぶレーザーマイクロダイセクションとLC/MSを用いた肺結核病変における薬物空間定量法。エタンブトール濃度を測定し、殺菌レベルへの到達を評価する技術です。

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原稿のレーザーマイクロダイ キャプチャおよび Jansy Sarathy 前にウサギの組織の γ 線照射と助け、ポール o ' brien、Marizel ミナと動物実験のイザベラ ・自由民権、ジャ ・ ゴンザレスと NIH/NIAID からダニエル Weiner に感謝します。考えやアドバイス。この作品は、ビルからの資金によって支えられた、メリンダ ・ ゲイツ財団 (OPP1174780) と共有 NIH 計装 1S10OD018072 を付与します。ありがとう Eliseo A. Eugenin ライカ LMD 6500 顕微鏡へのアクセスを提供し、専門知識やアドバイスを共有します。購入・継続的な支援、LMD 6500 国立精神衛生研究所の助成金、MH096625、国立神経疾患と脳卒中、NS105584、運輸 (E.A.E) への資金と (E.A.E) に GSK 貢献によって資金を供給されました。

すべての動物の研究は、ケアと機関の動物愛護からの承認と健康の国民の協会の実験動物の使用および使用委員会の NIAID (NIH)、ベテスダ、メリーランド州のガイドに従って行われました。
1. 動物実験とティッシュのコレクション
プロトコルのこのセクションでは、動物の手続きとバイオ セーフティ レベル 3 (BSL3) の条件下でサンプルのコレクションについて説明します。結核菌エアロゾル感染プロシージャおよび薬物の管理のウサギのプロトコルがされている詳細なプロトコルは前述11,12。
<ol><li>感染結核HN878 とニュージーランド白ウサギ (男性と 4-5 ヶ月の古い女性)11鼻専用のエアゾール システムを使用すると、前述したようです。</li>
	<li>2、6、および投与 24 h で動物の安楽死し、最寄りのルート経由で選択した薬 (ここで紹介する例ではエタンブトール) を管理します。まず、5 mg/kg では 35 mg/kg とキシラジン投与ケタミンでウサギを麻酔します。10 分待つし、尾をつまんと目に優しく触れ、適切な anesthetization を確認します。反応がない場合は、1 mL/4.5 kg 2 mL 滅菌生理食塩水でペントバルビ タールとフェニトイン (材料の表参照) の静脈内投与によって安楽死させます。 注: これらの縦長、エタンブトールの薬物動態学的プロファイルをカバーするために最適であり、他の研究薬の調整/最適化する必要があります。</li>
	<li>鉗子、はさみ、メスを使用して、胸腔内から肺を削除、周囲の関与しない肺組織 (前述3) に埋め込まれた大きな壊死性肉芽腫を含む肺生検を切除します。壊死性肉芽腫が表示されますのベージュの色し、周囲の赤/ピンク色の肺から通常わずかに突出しています。簡単なセクショニングを促進するため、生検、2 × 1.5 × 1.5 cm を超えないように。</li>
	<li>鉗子を使用して、トレイのベースとの直接接触に必要な切削面をあらかじめラベル付き cryomold トレイの上に生検を配置します。フリーズの後これは凍結切片がカットされます平らな面を提供します。</li>
	<li>液体窒素の蒸気で生検を凍結します。液体窒素で 2 インチの深さに発泡スチロール容器を満たし、金属電線管ラックを配置します。ラックは必要があります組織トレーが配置されている平らな面を提供する液体窒素の表面上に突出しています。発泡スチロール容器にふたを閉めて 10 分の間完全に凍結する組織を残します。</li>
	<li>ティッシュ トレイを取り外してすぐにアルミ フィルムでラップにジッパーのついたビニール袋やシールを個別にラベルを配置します。ストレージの-80 ° C のフリーザーに転送します。 注: 手順 1.1 1.6 は BSL3 条件 (感染した臓器や組織の処理とすべての動物の仕事を含む) で実行されます。ガンマ照射 BSL3 格納容器外の処理を有効にする 3 メガラドに肺生検。施設安全プロトコルを承認された場合は、場所 BLS3 内無殺菌組織マイクロダイゼクション キャプチャが行われます。ただし、このプロトコルの残りの部分は、BSL 2 施設の下流の処理について説明します。</li>
</ol>2. ティッシュ
<ol><li>クリオスタットを必要な切削温度に設定します。クリオスタットに-80 ° C のストレージからガンマ線照射肺生検を転送し、組織温度を平衡に 30 分間放置します。注:-20 ~-22 ° C は結核病変の生検に最適です。</li>
	<li>ピンセットを使用して、クライオスタット チャック チャックに組織の基本を遵守する最適な切削温度接着剤 (OCT) の少量を使用するために生検を修正します。平らな面 (つまり、cryomold のベースと接触していた) が切断の表面組織に合わせます。これは後続の質量分析を妨げる可能性がある OCT は組織表面を汚染しないようにします。</li>
	<li>25 μ m の厚みで 3 つの組織切片をカットし、ペット膜スライド上にマウントします。優しくティッシュ セクションに膜をタッチし、削除します。あまりにも多くの圧力を適用すると、薄い膜が破ける可能性があります。<ol>
<li>ティッシュ セクションの帯電と貧しい接着になるペット膜になるのでマウントする前にスライドの過剰な処理を避けてください。膜スライドは膜組織の融解取付や成功を付着できるように室温で保たれることを確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>クリオスタットからスライドを削除し、3 分間の空気乾燥することができます。LCM-LC ・ MS/MS は直ちには行われず場合は、シール気密密閉式の小袋と郭清の必要になるまで-80 ° C のストレージに転送のスライドです。</li>
	<li>10-12 μ m と雪解け-マウント ヘマトキシリンとエオシン (H &amp; E) 染色および参照のための標準的なガラス スライド上で隣接するセクションをカットします。追加のセクションは、この時 (結核菌 (MTB) を可視化する抗 Niellsen) などの他の目的の組織化学汚れにカットできます。</li>
</ol>3. レーザーマイクロダイ セクション
<ol><li>-80 ° C のストレージからスライドを含んでいる密封された袋を取り外し、5 分間室温に到達することができます。 注: 場合は冷たいスライドは研究室の雰囲気にさらされてすぐに、組織が凝縮、被覆となるし、薬剤の空間の整合性が危険にさらされる可能性があります。</li>
	<li>顕微鏡やレーザーをオンに (レーザーは、切断を開始する前に 5 〜 10 分のウォーム アップを必要と)。フラット キャップ 0.20 mL PCR チューブをホルダーに読み込みます。</li>
	<li>袋からスライドを外し、フラット ベッド スキャナーを使用してペット スライドの組織切片の光学像を取る。</li>
	<li>スライド ホルダー (組織面を下に向けて) にスライドを配置し、顕微鏡のソフトウェアを使用して興味の特定の肉芽腫領域に別のコレクション チューブを割り当てます。通常、これらは関与しない 『 肺 』、'細胞肉芽腫、' になり、'caseum' (壊死部) であるが、特定の肉芽腫/生検病理によって異なります。</li>
	<li>対物レンズ × 5 を使用して組織に焦点を当てます。この倍率は、両方の細胞と壊死性肉芽腫領域を含む組織の良い概要を提供する必要があります。ソフトウェア組織の下の位置に移動する 'caseum' を指定したチューブを選択します。</li>
	<li>必要な解剖パラメーターを入力します。25 μ m 厚の肺セクションの典型的な設定はレーザー パワー 30、速度 15 と絞り値 35 (任意の単位)。ただし、これらは使用顕微鏡とレーザの年齢のための力の低下の可能性に応じて異なります。</li>
	<li>' 自由に描画」ツールを選択し、マウスまたはタッチ スクリーンのペンを使用して、郭清の目的の地域を説明します。地域の面積は、ソフトウェアで表示されます。500,000 μ m2 (0.5 mm2) 容易に解離を容易にするために選択された領域を維持します。チューブ キャップの合計で収集された 300 万 μ m2 (3 mm2) まで郭清を繰り返します。<ol>
<li>機会に、切り裂かれた地域があります (たとえば静的魅力) のための周囲の膜に立ち往生のままし、コレクション キャップに分類されません。ソフトウェア内で手動で削除するを選択して、累積的な表面積の合計からこれらの領域を削除します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>'細胞病変」のキャップを選択し、300 万 μ m2 3.7 のステップで説明したように同じプロセスを使用して組織を収集します。</li>
	<li>'関与しない肺' 用のキャップを選択し、300 万 μ m2 3.7 のステップで説明したように同じプロセスを使用して組織を収集します。多くの細気管支および肺胞腔が関与しない肺組織に含まれていることに注意してください。郭清のために定義された組織領域から除外する注意を払います。</li>
	<li>キャップ ホルダーをはずし、慎重に外す、シール、各チューブにラベルを付けます。周囲の空気妨害 (開いたドアから空気流れ中断など) から切り裂かれたティッシュを保護します。切り裂かれたティッシュをすぐに分析または-80 ° C で保存し、解凍処理および LCMS 分析する前に。</li>
</ol>4. 抽出および LCMS 分析
<ol><li>1:1 アセトニ トリル/メタノール エタンブトール d-10 内部標準を含む抽出液を準備します。使用、安定したラベル付きの試料薬剤 (のような重水素標識 EMB は、このデモで使用) 同位体を避けるために十分な質量シフトと十字の形態の試料薬と標準 (通常 4 ダルトン最低) 話内部標準を選択すると、. 注: は、ホモジネートの基準を作成するための非常に限られたコントロール組織があるため困難です各それぞれの組織型の磨砕液の規格を作成します。スパイク ホモジネート サンプルからの標準を作る代わりに、標準は空白組織とテスト混合物抽出と一緒を追加することによって作成できます。研究サンプルの切片のターゲット ・ ボリュームに合ったホモジネートの管理組織のボリュームは、特定の濃度であると思われる試験化合物の量と直接結合されます。</li>
	<li>表面積と組織切片の厚さに基づいて対象となる組織の体積を計算し、標準や QC サンプルに追加されますホモジネートのボリュームを使用して磨砕液のために必要な希釈倍率を決定します。25 μ m の厚みと磨砕液 2 μ L 量 300 万 μ m2 (3 mm2) 解剖ターゲット領域の計算が下図の。 <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq1.jpg"> <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq2.jpg"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq3.jpg"> <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq4.jpg">
</li>
	<li>管理組織の 50 mg を計量し、希釈する PBS バッファーを追加して磨砕液のストックを準備組織密度 1 g/mL と仮定すると (26.67 磨砕液の希釈係数を用いたステップで計算された 4.2, 希釈剤は 1.283 mL)。ビーズ ビーズ ホモジナイザーで 1750 rpm で 5 分間肺組織と PBS バッファーを打つことによって均質化します。 <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq5.jpg"> <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq6.jpg">
</li>
	<li>ソリューションをスパイク標準曲線を作成する 1:1 アセトニ トリル/水 1 mg/mL 医薬品株濃度を希釈します。スパイク スパイク ボリュームとターゲットの組織ボリュームに基づき標準的な濃度を決定します。図示の例は 100 ng/mL 10 μ L スパイク ボリュームを使用して標準的なのです。 <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq7.jpg"> <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq8.jpg">
</li>
	<li>-80 ° C のストレージから microdissected 組織を含むチューブを削除し、5 分間室温に到達できるようにします。</li>
	<li>Microdissected 組織を含むチューブと 1:1 アセトニ トリル/水液の 10 μ L と 2 μ L の PBS バッファーを追加します。</li>
	<li>標準曲線および品質管理チューブ、コントロール肺乳剤を 2 μ l 添加するソリューションをスパイクの 10 μ L を追加します。</li>
	<li>各チューブに抽出溶液 50 μ L を追加します。</li>
	<li>渦各チューブ、5 分間 5 分間超音波し、フィルムや各管内組織のペレットを形成する 5 分間 5000 RPM で遠心分離機します。</li>
	<li>深井戸 96 ウェル プレートに上澄みの 50 μ L を転送し、各ウェルの脱イオン水の追加の 50 μ L で希釈します。</li>
	<li>クロマトグラフィー/タンデム質量分析 (前述の記載は詳細12) エタンブトールとエタンブトール d10 の内部標準に最適化された計測器パラメーターを使用してを実行します。</li>
	<li>各サンプルの解剖組織の正確な量を補正するためには、希釈係数を使用します。 <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq9.jpg">
</li>
</ol>5. 方法の検証
<ol><li>1 部分肺、2 部分 PBS 3 4 スチール ビーズを組み合わせることにより制御肺組織で、磨砕液を作成します。ビーズ ホモジナイザーを使用して 1750 rpm で 5 分間肺組織と PBS バッファーを破った。</li>
	<li>1 分の 10,000 の ng/mL (10 mg/mL) と渦の最終濃度を作成する 990 μ L ホモジネートに 1 mg/mL エタンブトール DMSO 株式の 10 μ L を追加することで磨砕液をスパイクします。</li>
	<li>Cryomold に磨砕液を注ぐと 5 分のドライアイスで急速に凍結して冷凍ホモジネート ブロックを作成します。</li>
	<li>手順 2.1 2.5 でホモジネート ブロックから 25 μ m 厚いセクションを準備します。</li>
	<li>3.2 3.10 の手順で指定したターゲット組織領域を分析します。</li>
	<li>Microdissected 組織を含むチューブに 10 μ L 1:1 アセトニ トリル/水と 2 μ L の PBS バッファーを追加します。</li>
	<li>各チューブに抽出溶液 50 μ L を追加します。標準曲線を作成し、組織ホモジネート ブロック内薬物濃度を判断 4.9 4.12 の手順に従います。</li>
	<li>以下の数式を使用して抽出効率を計算します。 <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/57402/57402eq10.jpg">
</li>
</ol>

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</ol>

著者が明らかに何もありません。

肺の結核病巣内薬剤の空間分解の定量化は、薬曝露異なる病変コンパートメント内に存在する細菌の集団に殺菌濃度に達するかどうかを決定する必要があります。ここで説明した LCM LC/MS メソッドには、合計だけ 1-3 切片を使用して細菌の豊富な caseum を含むすべての病変のコンパートメント内にある抗結核薬の絶対定量ができます。伝統的な組織の均質化、しばしば体内薬物定量化の LC/MS 方法特定の病変のコンパートメントを解決する空間の特異性を欠いているし、クロス汚染携帯する重要な潜在性がある場合でもそれが可能なと手動で抽出処理中に壊死病変面積。
LCM LC/MS のアプローチには、質量分析を用いたイメージング技術へいくつかの利点があります。これらのうち主な法に完全に定量的機能および LC/MS 分析クロマト グラフ分離を介して干渉抑制内因性種からの薬物を解決するための追加の感度があります。ただし、MALDI MSI は、医薬品流通に関する空間情報の詳細を提供します。薬物の非常に詳細な画像と一緒にによる定量化を提供する同じ組織生検でタンデムで 2 つのテクニックを実行できる MAL...

空間的解決および薬剤のレベルを定量化する能力は、抗結核薬殺菌濃度1で肺の病変内細菌集団に達するかどうかを決定するための重要な要件です。特に重要なは通常細菌の最大数が含まれていますし、悪い血管新生の不在のための薬にアクセスできること (呼ばれる caseum) 部位、壊死性コアに麻薬浸透を決定です。
切除肺の病変の均質化を伴う病変の浸透を評価するために伝統的な方法溶媒抽出と液体クロマトグラフィー質量分析法 (LC/MS) の分析に続いて、高選択性の薬剤のため関心します。ただし、これらのメソッドは、貧しい空間については、元の均質化組織のサイズに制限を提供しています。エレクトロ スプレー イオン化 (デジ)4または液体が強化された表面抽出5、質量分析を用いたイメージング技術、マトリックス支援レーザー脱離イオン化 (MALDI)2,3などが脱離します。 6高空間分解イメージング機能を提供するが、直接定量は非常に挑戦的なまたは異種イオン抑制効果と様々 な細胞から試料の異なる抽出効率のために不可能することができますまたは、組織の7種類します。また、最も直接組織 MS イメージング技術は本質的にイオン化し、組織から薬物の低い溶媒抽出効率を奪い合う内因性種のクロマト グラフ分離の不足のための液体クロマトグラフィー/質量よりも敏感です。
レーザー キャプチャ レーザーマイクロダイ セクション (LCM) 液体クロマトグラフィー/質量分析と組み合わせるが日常的に分離し、異なる組織領域を特徴づけるプロテオーム研究8,9に適用されており、最近薬の定量化のために利用で投与動物組織10。ここで明確な肉芽腫コンパートメント内にある抗結核薬を定量化する LCM (LCM-LC/MS) の液体クロマトグラフィー/質量分析と組み合わせるを適用した最適化されたプロトコルを提案する.レーザー キャプチャ レーザーマイクロダイ セクション処理で紫外線レーザー焦点カットし、ユーザーが定義したパスに従うことによって目的の組織領域を分離する組織切片上に対物レンズ。重力アシスト LCM (本研究の要素技術) のティッシュ セクションは高分子薄膜の膜スライド (ペットまたはペン) にマウントされ、組織がスライドの下に配置されているコレクション チューブ キャップでキャプチャされます。薬を摘出組織から抽出し、標準の LC/MS のアプローチを用いて定量化.収集するために必要な組織の量は、予想される組織内に存在の薬物濃度と LC/MS 法の感度から最終的に決定されます。薬物治療上のレベルで投与を行い, 組織のルーチンのトリプル四重極質量分析計、300 万 μ m2 (3 mm2) を使用して多くの解析面積で十分です。
このプロトコルを記述する空間プロファイルの強力な組み合わせとにおける定量化提供 LCM-LC/MS による結核の肉芽腫のすべてのコンパートメント内にある絶対薬物濃度を提供します。技術は、重要な薬の発見と開発の情報を提供する多くの異なる病気にかかったティッシュで薬物濃度を決定するのにも適用可能性があります。

<table><tbody><tr><td>ニュージーランド 白ウサギ</td><td>コーヴァンス</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>HN878 結核菌 BEI</td><td>Resources</td><td>NR-13647</td><td></td></tr><tr><td>ケタテシア (ケタミン) 100 mg/mL C3N</td><td>ヘンリー・シャイン アニマルヘルス</td><td>56344</td><td></td></tr><tr><td>アナセド (キシラジン) 100 mg/mL</td><td>ヘンリー・シャイン アニマルヘルス</td><td>33198</td><td></td></tr><tr><td>ユータゾール (ペントバルビタールナトリウムおよびフェニトインナトリウム) 溶液</td><td>Virbac</td><td>710101</td><td></td></tr><tr><td>アセトニトリル (LC-MS グレード)</td><td>Fisher</td><td>A955-212</td><td></td></tr><tr><td>メタノール (LC-MS グレード)</td><td>Fisher</td><td>A456-212</td><td></td></tr><tr><td>ギ酸 (LC-MS グレード)</td><td>Fisher</td><td>A117-50</td><td></td></tr><tr><td>水 (LC-MS グレード)</td><td>Fisher</td><td>W6212</td><td></td></tr><tr><td>0.2 mL フラットキャップ PCR チューブ</td><td>Corning</td><td>07-200-392</td><td></td></tr><tr><td>鉄骨フレーム、PET膜</td><td>ライカ</td><td>11505151</td><td></td></tr><tr><td>プレミアムつや消し顕微鏡スライド</td><td>フィッシャー</td><td>12-544-2</td><td></td></tr><tr><td>96 ディープウェルプレート 2.0ML PP RB</td><td>フィッシャー</td><td>NC0363259</td><td></td></tr><tr><td>Zorbax SB-C8 カラム (4.6 x 50 mm; 粒子サイズ、3.5 &mu;m)</td><td>アジレント</td><td>820631-001D</td><td></td></tr><tr><td>「ジッパー」シールサンプルバッグ</td><td>フィ</td><td>ッシャー01-816-1B</td><td></td></tr><tr><td>名前</td><td>会社</td><td>カタログ番号</td><td>コメント</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CM1850クライオスタット</td>ライ<td>カ</td><td>生産終了</td>ライ<td>カCM1860は現在のモデルです</td></tr><tr><td>レーザーマイクロダイセクションシステム 6500</td><td>ライカ</td><td>生産終了</td><td>ライカLMD 6は現行モデル</td></tr><tr><td>Agilent 1260 Infinity II HPLC</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>API 4000 QTRAP 質量分析計</td><td>Sciex</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

レーザーによる肺の結核病変における薬物の空間の定量化をキャプチャ レーザーマイクロダイ セクション液体クロマトグラフィー質量分析法 (lcm-lc/ms)

Spatial Quantification of Drugs in Pulmonary Tuberculosis Lesions by Laser Capture Microdissection Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LCM-LC/MS)

結核はまだ罹患率と死亡率の世界の主要な原因であります。既存の薬物療法への改善と新規治療法の開発が緊急に必要です。成功した治療的介入に到達し、悪い血管壊死領域内 (caseum) 肺肉芽腫の細菌を滅菌する投与の結核薬の能力は欠かせません。効果的な化学療法従って有利な caseum の浸透性薬剤を含める必要があります。生体内薬物レベルを定量化するため現在の LC/MS メソッドの内で見られるよう小さな組織コンパートメント内にある絶対薬物濃度を正確に決定するが難しく、空間分解能機能が制限します。壊死性肉芽腫。病理学的個別組織領域のレーザー キャプチャ レーザーマイクロダイ セクション (LCM) を組み合わせて LC/MS 定量化のプロトコルをご紹介します。この手法は肉芽腫 caseum、周辺細胞の病変と関与しない肺組織内で薬の絶対定量を提供し、したがって、正確に殺菌濃度が達成されているかどうかを判断します。結核研究に加えて技術罹病組織における薬の空間分布の定量化のための多くの潜在的なアプリケーションには。

LCM LC/MS アプローチの概要を図 1に示します。Γ 線照射による組織を殺菌後 (ティッシュ以降) からすべての後続の手順は BSL3 条件外開催します。図 2は、LCM によって組織分離の前後に、病変生検セクションを示しています。結核病巣の壊死と携帯電話のエリアを簡単に識別および光学画像 (隣接する組織の組織学的染色のセクションを参照してくださいする必要は) なしで単独での目視検査により分離することができます。切離プロセスは、周囲の組織への影響を最小限にきれいなカットを生成して解剖 300 万 μ m2 (3 mm2) 病変からの興味の地域ごとの合計で約 1 時間はかかります。
抽出効率と LCM LC/MS 法の安定性は、エタンブトール EMB スパイク肺乳剤 (表...

ここでは、結核の肉芽腫内の薬剤分布の定量化が空間的に LC/MS 分析と相まってマイクロダイゼクション キャプチャを使用してプロトコルについて述べる。アプローチは高い空間の詳細で組織内の薬物濃度を定量化する幅広い適用性。

レーザーによる肺の結核病変における薬物の空間の定量化をキャプチャ レーザーマイクロダイ セクション液体クロマトグラフィー質量分析法 (LCM-LC/MS)

Tuberculosis is still a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Improvements to existing drug regimens and the development of novel ...

この分析手法の全体的な目標は、結核肺病変組織コンパートメント内の抗結核薬エタンブトールを定量化して、殺菌薬の濃度に達しているかどうかを判断することです。この方法は、投与された薬剤がすべての肉芽腫組織コンパートメント内の滅菌濃度で細菌集団に到達しているかどうかを判断することにより、結核薬の発見および開発分野の質問に答えることができます。この手法の主な利点は、特定の組織構造および細胞集団内の高空間詳細で薬物濃度を完全に定量化できることです。組織の切片化と取り付けの手順は、組織汚染の可能性があり、メンブレンスライドの壊れやすい性質のために習得が難しいため、この方法の視覚的なデモンストレーションは非常に重要です。この手順は、テキストプロトコルで説明されているように、組織採取から開始します。組織切片化を行うには、まずクライオスタットを希望の切断温度に設定します。ガンマ線照射肺生検をマイナス80°Cの貯蔵庫からクライオスタットに移し、30分間放置して組織温度を平衡化します。ピンセットを使用して、最適な切断温度の接着剤を少量使用して生検をクライオスタットチャックに固定し、組織の基部をチャックに接着します。平らな面が切断のための露出面になるようにティッシュを向けます。OCTが組織表面を汚染しないことを確認してください。これは、その後の質量分析に支障をきたす可能性があるためです。25ミクロンの厚さで3つの組織切片を切断し、PETメンブレンスライドにマウントします。メンブレンを組織切片にそっと触れ、切片を取り除きます。圧力をかけすぎると、薄い膜が破れることがあります。PETメンブレンを帯電させず、組織切片の接着を減少させないように、取り付け前にスライドを過度に取り扱わないでください。メンブレンスライドを室温に保つことで、解凍して組織をメンブレンに密着させることができます。スライドをクライオスタットから取り外し、スライドを3分間風乾させます。LCM-LC-MS/MSをすぐに行わない場合は、スライドを小さな密閉可能な袋に密封し、解剖が必要になるまでマイナス80°Cの保管場所に移します。隣接する切片を10〜12ミクロンで切断し、ヘマトキシリンとエオシンを染色するために標準的なスライドガラスに解凍します。この時点で、他の望ましい組織化学染色のために追加の切片を切断することができます。スライドの入った密封袋をマイナス80°Cの保管庫から取り出し、室温で5分間待ちます。コールドスライドがすぐに実験室の雰囲気にさらされると、組織が結露で覆われ、薬物の空間的完全性が損なわれる可能性があります。顕微鏡とレーザーの電源を入れます。レーザーは、切断を開始する前にウォームアップするのに5〜10分かかります。フラットキャップ0.20ミリリットルのPCRチューブをホルダーにセットします。スライドをバッグから取り出した後、フラットベッドスキャナーを使用してPETスライド上の組織切片の光学画像を撮影します。スライドをスライドホルダーに置き、ティッシュ面を下に向けて置きます。顕微鏡ソフトウェアを使用して、特定の肉芽腫領域に別々のコレクションチューブを割り当てます。通常、これらは関与していない肺、細胞性肉芽腫、およびカケースですが、肉芽腫生検の特定の病状によって異なる場合があります。5X顕微鏡対物レンズを使用して組織に焦点を合わせます。この倍率は、細胞性肉芽腫領域と壊死性肉芽腫領域の両方を含む組織の良好な概観を提供するはずです。ソフトウェアで、カゼムと指定されたチューブを選択して、組織の下の位置に移動します。必要な解剖パラメータを入力します。厚さ25ミクロンの肺切片の一般的な設定は、レーザー出力30、速度15、および絞り35です。ただし、これらは使用する顕微鏡や、レーザーの年齢による出力の低下の可能性によって異なります。フリードローツールを選択し、マウスまたはタッチスクリーンペンを使用して、解剖したい領域の輪郭を描きます。領域の表面積がソフトウェアに表示されます。選択した領域を500、000平方ミクロン未満に保ち、解剖を容易にします。チューブキャップに合計300万平方ミクロンが集まるまで、解剖を繰り返します。場合によっては、解剖された領域が周囲の膜に付着したままで、収集キャップに入らないことがあります。これらの領域を累積表面積の合計から削除するには、ソフトウェア内で手動で選択して削除します。次に、細胞病変用のキャップを選定し、同じプロセスで300万平方ミクロンの組織を採取します。関与していない肺のキャップを選択し、同じプロセスを使用して300万平方ミクロンの組織を採取します。関与していない肺組織には、多くの細気管支と肺胞腔が含まれていることに注意してください。これらを定義された組織領域から除剖するように細心の注意を払ってください。キャップホルダーを取り外し、各チューブのクリップを慎重に外し、密封し、ラベルを付けます。解剖した組織を周囲の空気の乱れから保護します。解剖した組織はすぐに分析するか、摂氏マイナス80度で保存し、解凍してから処理およびLC/MS分析を行います。組織密度を1ミリリットルあたり1グラムと仮定して、50ミリグラムのコントロール組織を秤量し、PBS緩衝液を添加して希釈することにより、ホモジネートストックを調製します。ビーズホモジナイザーで肺組織とPBSバッファーを1750rpmで5分間ビーズで叩くことにより、組織をホモジナイズします。次に、1ミリグラム/ミリグラムの薬物ストックを1対1のアセトニトリル/水で希釈し、標準曲線のスパイク溶液を作成します。スパイク容量と標的組織容量に基づいて、スパイク標準濃度を決定します。図の例は、10マイクロリットルのスパイク容量を使用した100ナノグラム/ミリリットルの標準です。マイクロダイセントされた組織を含むチューブをマイナス80°Cの保管から取り出し、室温で5分間待ちます。10マイクロリットルの1対1のアセトニトリル/水溶液と2マイクロリットルのPBSバッファーを、マイクロディスセッション組織を含むチューブに加えます。標準曲線および品質管理チューブの場合は、10マイクロリットルのスパイク溶液を2マイクロリットルのコントロール肺ホモジネートに加えます。各チューブに50マイクロリットルの抽出溶液を追加します。各チューブを5分間ボルテックスします。その後、5分間超音波で洗います。次に、チューブを5, 000rpmで5分間遠心分離し、各チューブにフィルムと組織のペレットを形成します。遠心分離後、50マイクロリットルの上清を96ウェルのディープウェルプレートに移し、各ウェルでさらに50マイクロリットルの脱イオン水で希釈します。最後に、テキストプロトコルに記載されているように、LC-MS/MS 分析と分析法バリデーションを実施します。LCM-LC/MS法は、エタンブトールをスパイクした組織ホモジネートからレーザーマイクロダイセクション領域を分析することにより、最初にバリデーションされました。ここに示すように、この方法は再現性が高く、優れた薬物回収率を示しました。複数の肺組織でLCM-LC/MSによって測定されたエタンブトール濃度は、確立されたLC/MSアプローチによって決定された濃度と直接比較することにより、さらに検証されました。両方の手法で同等の濃度が検出されました。関与していない肺実質、細胞病変縁、および壊死性カケース内の絶対エタンブトール濃度は、LCM-LC/MSによって決定されました。結核菌の滅菌レベルは、すべての病変コンパートメントで到達しました。マクロファージ中の細胞外複製桿菌の99%および細胞内桿菌の99%を死滅させるために必要な最小濃度が示されています。このビデオを見れば、定義された肺肉芽腫構造内の組織をマイクロダイセクションし、薬物レベルを定量化する方法について十分に理解できるはずです。この技術により、抗菌薬研究の分野の研究者は、投与された薬剤が滅菌濃度で標的病原体集団に到達しているかどうかを正確かつ定量的に評価することができます。このアプローチは、多くの異なる組織や病態に幅広く適用できます。

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学ぶレーザーマイクロダイセクションとLC/MSを用いた肺結核病変における薬物空間定量法。エタンブトール濃度を測定し、殺菌レベルへの到達を評価する技術です。

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