Name: 手動多重蛍光免疫組織化学における最適化、設計、および落とし穴の回避 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-26T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: 学ぶ多重蛍光免疫組織化学法で、固定パラフィン包埋組織内の複数細胞型を可視化し、細胞同士の空間的相互作用を解析する。最適化と設計のポイントを押さえ、信頼性の高い結果を得るための実践的ガイドラインを提供する。

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著者たちは、以前パーキン・エルマーから来たエド・スタックに、オリジナルの多重染色のセットアップと最適化に関する彼の支援に感謝したいと思います。著者らはまた、分析ソフトウェアを使用してヒントをアコヤバイオサイエンスからクリステンシュミットに感謝したいと思います。この出版物で報告された研究は、賞番号P30CA046592の下で国立がん研究所によってサポートされました, K08CA201581(1lf)、K08CA234222(js)、R01CA15158807(mpm)、RSG1417301CSM(mpm)、R01CA19807403(mpm)、U01CA22414501(午後)、hcCA170568 (hc)。内容は著者の責任のみであり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。ジェフリー・A・コルビー・コロン癌とトム・リウ記念研究基金による追加支援が行われました。

すべての作業は、ミシガン大学の内部審査委員会によって承認されています。
1. 一次抗体とスライド製剤の最適化
<ol><li>従来のIHCを用いて多重化に対する抗体の理想的な濃度を決定する。<ol>
<li>手動従来の免疫組織化学(IHC)13により多重化の抗体を試験する。</li>
<li>CD3抗体検査に扁桃組織を使用するなど、検査された抗体ごとに豊富な細胞型を持つ特定の組織を使用します。</li>
<li>同社が推奨するIHCの基準濃度を使用し、推奨濃度の抗体濃度と推奨濃度の上下濃度でIHCを完了します。</li>
</ol>
</li>
<li>ホルマリン固定パラフィン埋め込み組織をスライド上に準備します。<ol>
<li>マイクロトームを使用して、4と6 μmの間の厚さでFFPE組織のブロックを切断し、充電されたスライドに適用します。 注:蒸留水を使用すると、多重を通じて適切な組織の取り付けと付着が保証されます。</li>
<li>スライドを平らにし、ティッシュ側を上に置き、一晩37°Cで乾燥させます。</li>
<li>多重化を完了する準備ができるまで、極端な温度から離れたスライド ボックスにスライドを格納します。</li>
</ol>
</li>
</ol>2. 一般的な染色方法
<ol><li>洗浄および抗原検索溶液の調製<ol>
<li>脱イオン水の9L、トリス緩衝生理生理生理(TBS)の1L、ポリソルベート20の10mLを混合して0.1%TBSTの洗浄液を調製する。</li>
<li>両方の抗原検索溶液(pH 6およびpH9;)材料の表)脱イオン水で1xに希釈することによって。</li>
</ol></li>
<li>脱パラフィン化と水分補給<ol>
<li>スライドを焼き、平らに横たわり、組織側を60°Cで1時間ハイブリダイゼーションオーブン1で焼く。オーブンからスライドを取り外し、少なくとも5-10分間冷却し、垂直スライドラックに置きます。</li>
<li>以下の溶液中のスライドを順次処理する:三重のキシレン、続いて100%エタノール、95%エタノール、最後にスライド染色セット1を用いてそれぞれ10分間70%エタノールの単一処理を行う。</li>
<li>プラスチック製のスライドボックスに浸漬し、その後、30分間13分間、中性バッファホルマリンで満たされたプラスチック製のスライドボックスに沈むことで、脱イオン水で2分間スライドのラックを洗います。スライドを脱イオン水で2分間洗い、抗原の回収に進みます。</li>
</ol></li>
<li>抗原検索<ol>
<li>スライドのラックを、pH 6 または pH 9 抗原検索バッファーで内部ライン (約 300 mL) に充填された耐熱ボックスに入れます。 注:抗原検索バッファーは、エピトープごとに最適化する必要があるpH6またはpH9のいずれかでありうる。しかし、核エピトープに結合する抗体にはpH9を使用し、他のすべての抗体に対してpH6を使用します。</li>
<li>箱をプラスチックラップで覆い、ゴムバンドを使用して固定します。回転板の端にある電子レンジに箱を入れます(マイクロ波は、加熱するインバータ技術を備えておく必要があります)。100%の電力で45sのスライドを熱し、20%の電力13で15分続きます。 注:マイクロ波処理は、使用するマイクロ波によって最適化が必要な場合があります。</li>
<li>スライドを約15~20分間冷やします。</li>
</ol></li>
<li>スライドが涼しい間、抗体および蛍煙素の働く解決を準備する。<ol>
<li>ウシ血清アルブミン顆粒の0.5gをTBSTの50mLに溶解することにより、一次抗体希釈剤を調出す。あるいは、顆粒を溶解するために1xリン酸緩衝生理食べ物(PBS)の50 mLを使用します。</li>
<li>各一次抗体作業溶液を、セクション1で決定した最適化濃度に対して、一次抗体希釈液で作る。スライドあたり約 200 μL と見積もる。</li>
<li>1:100の濃度で蛍油希釈液中の各蛍油を希釈することにより、蛍油作動溶液を調剤する。 注:これは、抗体に応じて最適化する必要がある場合があります。スライドあたり約 100 μL と見積もる。</li>
<li>染色の最終日に、TBSTの1mLにDAPIの3滴を加えることによって4',6-diamidino-2-フェニリンドール(DAPI)作業溶液を調製する。</li>
</ol></li>
<li>スライド染色(洗浄・遮断)<ol>
<li>冷却後に電子レンジから箱を取り出し、プラスチックラップを取り外し、2分間脱イオン水でスライドを洗い、続いてプラスチック製のスライドボックスで2分間洗浄し、TBST13を充填したプラスチック製のスライドボックスで2分間洗浄する。</li>
<li>繊細なタスクで組織の周りの各スライドを乾燥させた後、組織が乾燥しないように注意して拭き取り、疎水性バリアペンを使用して組織の外側をトレースします。繊細な作業ワイプやペンでティッシュに触れないでください。</li>
<li>各スライドを加湿室に置き、組織にブロッキング溶液(約4滴)を追加します。室温(RT)で10分間インキュベートします。</li>
</ol></li>
<li>スライド染色(一次抗体塗布)<ol>
<li>各スライドを取り、ペーパータオルのスタック上のスライドの側面をタップし、組織の周りから余分なブロッキング剤を除去するために繊細なタスクワイプを使用して、ブロッキング溶液を削除します。</li>
<li>スライドを加湿室に戻し、働く一次抗体の約200 μLを追加します。RTで1時間加湿室でインキュベートします。</li>
<li>トリプリケート13で浸漬して2分間TBSTで洗浄します。 注:各洗浄ステップの後、TBSTを変更すると、よりクリーンなイメージを確保するのに役立ちます。</li>
</ol></li>
<li>スライド染色(二次抗体塗布)<ol>
<li>各スライドから残りのTBSTを塗布し、約3~4滴の二次抗体(ウサギとマウスの二次HRP結合抗体の混合物)を塗布する。RT13で加湿室で10分間インキュベートする。 注:マウスまたはウサギ以外の二次抗体を必要とする一次抗体を使用する場合、または代替二次抗体を使用することを選択する場合は、適切なHRP結合二次をスライドに適用し、RTで45分間インキュベートします。代替二次14にはインキュベーション時間が必要な場合がある。</li>
<li>インキュベーション後、TBSTで2分間三部13で洗う。</li>
</ol></li>
<li>スライド染色(蛍色素塗布)<ol>
<li>フルオロフォア作動液の約100 μLを適用し、RTの加湿室で10分13のインキュベートする。</li>
<li>三つ三つ13で2分間TBSTで洗います。</li>
</ol></li>
<li>抗体の除去<ol>
<li>マイクロ波スライド(100%で45s、20%で15分)抗体13、14の除去のための耐熱ボックス(ステップ2.3.2を参照)で。 注: これで、多重の 1 ラウンドが完了します。これは、プロトコルを一時停止できる唯一のポイントです。プロトコルを一時停止するには、スライドを室温で一晩抗原検索バッファーに沈めたままにしておきます。</li>
</ol></li>
<li>染色の追加のラウンドを続けます。抗体-フルオロフォアペアの残りの部分について、ステップ2.5.1−2.9.1を繰り返します。すべての抗体と蛍煙管が使用されたら、セクション2.11に進みます。</li>
<li>DAPI アプリケーションとマウント<ol>
<li>多重化における最後の染色ラウンドの後、抗原検索液pH 613を用いて最後の抗体塗布を除去する。脱イオン水で洗い、その後TBSTを2分ずつ13分ずつ洗う。</li>
<li>作業DAPI溶液の約150 μLをスライドに適用し、RT1で10分間加湿室でインキュベートします。</li>
<li>約30sのTBSTで洗浄し、アンチフェードマウントでカバースリップをマウントします。取り付けメディアが乾いてカバースリップを固定するために、カバースリップの四隅に明確な指のマニキュアを適用します(オプション)。</li>
</ol></li>
</ol>3. ライブラリ、モノプレックス、マルチプレックスの詳細
<ol><li>蛍煙素ライブラリを構築するためのスライドを選択します。<ol>
<li>7色多重化のために、ライブラリ用の7つの免疫細胞豊富な組織スライド(すなわち、扁桃、脾臓など)を収集する。 注: マルチプレックスで使用される各固有の蛍ッ素を表す各スライドを持つ蛍煙素ライブラリに使用するコントロール スライドを選択します。コントロールスライドは、選択の豊富なエピトープを持っている必要があり、各フルオロフォアのための組織の同じタイプであってもよいです。</li>
</ol></li>
<li>モノプレックスおよび多重で使用するためのステインおよびイメージ ライブラリ スライド。<ol>
<li>選択したコントロールスライドとコントロールティッシュスライドを使用して、ステップ2.1−2.9.1に従ってください。1:100の濃度で各スライドに異なる蛍色素を置きます。1 つのスライドに DAPI のみを含める必要があります。</li>
<li>DAPI 染色を省略する場合を除き、セクション 2.11 に進み、代わりに TBST とマウントを使用します。</li>
<li>スライドを一晩乾燥させた後、DAPI、CY3、CY5、CY7、テキサスレッド、半導体量子ドット、蛍光線イソチオシアネート(FITC)を備えた画像を備え、飽和保護機能1で250ミリ秒に露出を設定します。 注: 露出時間は 50−250 ミリ秒13に設定できます。</li>
<li>ライブラリイメージをソフトウェアにアップロードし、モノプレックスとマルチプレックスの解析に使用します。</li>
</ol></li>
<li>モノプレックスのスライドを選択します。<ol>
<li>最適化された抗体に基づいて、豊富なエピトープを持つコントロールスライドを選択します(セクション1)。多重で行われる染色のラウンドごとに、その数のコントロール スライドを選択してモノプレックスを作成します。 注:モノプレックスの目的は、多重で使用される各抗体に最適な位置(順序)を決定することです。</li>
</ol></li>
<li>ステインモノプレックス。<ol>
<li>各スライドの異なる順序(位置)で一次抗体を使用してセクション2.1−2.11に従ってください。各スライドには、他のスライドとは異なる順序(位置)に適用される一次抗体が1つだけ必要です。 注:ラウンドが一次抗体または蛍河野を呼び出さない各スライドについて、代わりに一次抗体希釈剤および蛍油溶剤13を使用する。</li>
</ol></li>
<li>画像スライドを行い、モノプレックスを解析します。<ol>
<li>顕微鏡を使用し、すべてのチャンネルで露出時間を250ミリ秒に設定すると、DAPIを使用して各画像をキャプチャして焦点を合わせます。 注: 露出時間は 50−250 ミリ秒14に設定できます。</li>
<li>分析ソフトウェアを用いて、染色されたマーカーの蛍光強度を見て各モノプレックススライドを評価する。</li>
<li>この強度を背景と比較します。背景の 5~10 倍以上の高さである場合、そのスライドの位置は、最終的な多重で使用するのに最適な位置です。</li>
</ol></li>
<li>マルチプレックスのスライドを選択します。<ol>
<li>目的のスライドを選択し、染色とイメージング後の自己蛍光を減算するための空白のスライドとして使用する余分なスライドを追加します。</li>
</ol></li>
<li>多重を染色します。<ol>
<li>モノプレックス結果に基づいて、ステップ3.5.3に基づいて、各抗体の適切な順序(位置)を選択します。各蛍煙素を抗体に割り当てます。 注: これは最適化が必要な場合があります。しかし、より少ないマーカー1に対して明るい抗体を使用する計画は、共局所抗体は互いに遠いスペクトル13の蛍色素と一致するべきであり、スペクトル540と570を有する蛍敵は共局所化されるべきではない。スペクトルオーバーラップ問題1.</li>
<li>セクション2.1−2.11に進み、ブランクスライドが一次抗体、蛍油、またはDAPIを受け取らないようにし、代わりに抗体希釈剤、蛍油剤希釈剤、およびTBSTをそれぞれその場所で使用します。</li>
</ol></li>
<li>画像多重化と染色の完全性を分析<ol>
<li>顕微鏡を使用し、すべてのチャンネルの露出時間を250ミリ秒に設定し、DAPIを利用して各画像を撮影してピントを合わせます。</li>
<li>分析ソフトウェア(材料の表)を使用して、蛍光偽色で各多重を評価する。 注: 明確な画像は、各マーカーを明確に示す必要があります。マーカーが拡散して粒状に見える場合、または存在しない場合は、マーカーが機能せず、再最適化する必要があります。</li>
<li>解析ソフトウェアを使用して、病理学ビューによって各多重を評価します。病理学ビューは、各マーカーの特異性を確認します。以前に最適化された IHC と比較します (セクション 1)。</li>
</ol></li>
</ol>

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</ol>

著者は何も開示していない。

固形腫瘍生検および外科的切除からの無傷の組織標本は、疾患分析および患者の予後のための重要な診断および予測ツールのままである。多重蛍光免疫組織化学(mfIHC)は、免疫組織化学(IHC)、免疫蛍光(IF)およびフローサイトメトリーの利点を組み合わせた新しい技術です。その場で細胞をプローブする以前の方法は、組織環境8における細胞間配置の評価を可能にしたが、しかし、プローブできるエピトープの数が少ないため、複雑な分析が制限される。フローサイトメトリーは、検体中の多くの細胞型を分析するのに有用であるが、単一細胞懸濁液9、10としてサンプルを準備することにより空間的文脈を失う。mfIHCは、細胞微小環境の空間コンテキストを保持し、標識されたエピトープ11当たりの信号を増幅しながら標識することができるエピトープの数を増やすことによって、これらの技術を橋渡しする。これまでの研究では、がんおよび非癌組織標本1、2、3、4、5、15における細胞...

無傷の腫瘍微小環境(TME)の可視化は、固体悪性腫瘍における細胞浸潤だけでなく、細胞間相互作用も評価する上で不可欠である。多重蛍光免疫組織化学(mfIHC)は、癌および関連疾患1、2、3、4、および癌の研究における細胞の多抗原表現型の有効なツールとして出現した。 5,6,7.これは、大きなデータセットを分析するように設計された新しいソフトウェアおよびプログラムと組み合わせることで、セル1、2、4間の複雑な相互作用の観察を可能にする。データ取得におけるレート制限係数は、多くの場合、分析前の染色組織の品質です。
TMEで細胞を表現するために使用される以前の技術には、免疫組織化学(IHC)、免疫蛍光(IF)およびフローサイトメトリーが含まれており、そのすべてが重要な制限を提示する。IHCは、最も頻繁に1つの抗体によって染色される前に、脱パラフィン化および水分補給されるホルマリン固定パラフィン埋め込み(FFPE)組織セクションを使用しています。ワサビペルオキシダーゼ(HRP)結合二次抗体および化学反応の使用は、単一の抗原エピトープ8の可視化を可能にする。IHCは信頼性が高く、作業が容易なFFPE組織に対して行われるが、可視光スペクトルに対する制限は、1つまたは2つのマーカーのみが非常に困難な抗原の信頼できる区別およびコローカライズできることを意味する8。利用可能なマーカーを拡大し、したがって、単一のセクションでプローブすることができる抗原を拡大する方法は、視覚スペクトルのより広い範囲の使用を可能にする蛍光に変更することです。IFの場合、凍結またはFFPE組織は、様々な蛍石に結合されるスライドおよび抗体上に移される。これにより、プローブできる抗原の数が増加しますが、いくつかの重要な制限があります。第一に、各抗体は通常、蛍光素が1つしか付着していないため、明るさは組織の自己蛍光を克服するのに十分な強さではないことが多い。このため、ほとんどのIFは貯蔵が高価で作業が困難な凍結組織に対して行われる。特に非共役抗体を使用する場合は、スペクトルの重なりと異種反応性のために使用できる蛍光タグの限られた数が利用可能です。フローサイトメトリーは、新鮮な組織処理を単一細胞懸濁液に処理し、蛍光抗体による標識を行い、数十年にわたり免疫フェノタイピングのゴールドスタンダードとなっています9,10。フローサイトメトリーの利点は、ほとんどの場合が結合されているように、種の交差反応性を気にせずに複数の抗体にラベルを付ける能力です。細胞は人間の目ではなく機械によって「視覚化」されるので、利用可能な蛍煙がはるかに多くありますが、これはコストがかかります。報酬は手動で行う必要があり、誤った正と負の母集団を生み出す結果を大幅に変更する可能性があります。フローサイトメトリーの最も重要な制限は、組織アーキテクチャと、その後、すべての空間情報が単一細胞懸濁液の必要性によって失われるということです。
自動蛍光顕微鏡を用いた多重蛍光免疫組織化学(mfIHC)は、IHC、IF、フローサイトメトリーの利点を組み合わせ、シグナル増幅による多抗原組織染色を可能にし、補償を必要とせずに空間的な関係を保持します。FFPE組織は、抗原検索後、目的の標的抗原に一次抗体適用のラウンドを受け、続いてIHCと同様のHRP化学タグを有する二次抗体を受ける荷電スライド上に置かれる。二次抗体の配置後、HRP特異的反応は、蛍色素が目的のエピトープ11に共有結合する結果をもたらす。組織が標識されると、スライドを加熱する別のラウンドが完了し、組織エピトープ11に結合した蛍光タグのみを残して、以前に適用された一次および二次抗体複合体を除去する。これにより、任意の種の複数の抗体を、交差反応性11、12を気にすることなく再適用することができる。複数の蛍光色素の手動補償の必要性を最小限に抑えるために、核カウンター染色を含むスペクトルの重みがほとんどない蛍光色素のコレクションを使用してmfIHCを完成させる。FFPE組織で遭遇した自己蛍光を考慮して、ソフトウェアは、蛍光色素に続く抗原特異的蛍光の強さのために可能である空白のスライドからの画像を使用して、最終的な画像から自己蛍光を減算します。信号増幅。大規模なデータセット用に設計された新しいプログラムを使用して、セルの位置を識別し、空間コンテキスト 1、2、4を分析できます。この手法の最も重要な制限は、最適化時間です。実験設計と染色およびイメージング戦略の手順を含む詳細な方法論がここに見つかります。mfIHCは、手動技術を使用して、無傷のFFPE組織における細胞間相互作用の空間的コンテキストをよりよく理解したい、最適化された自動染色システムを現在持っていない実験室に役立ちます。

<table><tbody><tr><td>100% エタノール</td><td>フィッシャー</td><td>HC8001GAL</td><td></td></tr><tr><td>70% エタノール</td><td>フィッシャー</td><td>HC10001GL</td><td></td></tr><tr><td>95% エタノール</td><td>フィッシャー</td><td>HC11001GL</td><td></td></tr><tr><td>解析ソフト</td><td>アコヤ バイオサイエンス</td><td>CLS135783</td><td>inForm version 2.3.0</td></tr><tr><td>退色防止封入剤</td><td>サーモフィッシャー</td><td>P36961</td><td>プロロング ダイヤモンド</td></tr><tr><td>ブロッキング ソリューション</td><td></td><td>ベクターSP-6000</td>ブロ<td>クソール</td></tr><tr><td>ウシ血清アルブミン(BSA)</td><td>シグマライフサイエンス</td><td>A9647-100G</td><td></td></tr><tr><td>カバースリップフィ</td><td>ッシャー12-548-5E</td><td></td><td></td></tr><tr><td>繊細なタスクワイプ</td><td>キンバリークラーク</td><td>34120</td><td></td></tr><tr><td>蛍光希釈剤</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>ARD1A01EA</td><td>オパールTSA希釈剤</td></tr><tr><td>Fluorophore520</td>ア<td>コヤバイオサイエンス</td><td>FP1487001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>蛍光色素 540</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1494001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>蛍光色素 570</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1488001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>蛍光色素 620</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1495001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>蛍光色素 650</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1496001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>蛍光色素 690</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1497001KT</td><td>1:100</td></tr><tr><td>フルオロフォア DAPI</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>FP1490</td><td>TBSTまたはPBSに3滴</td></tr><tr><td>耐熱ボックス</td><td>Tissue-Tek</td><td>25608-904</td><td>プラスチックスライドボックス-グリーン</td></tr><tr><td>加湿チャンバー</td><td>イビサイエンティフィック</td><td>AT-12</td><td></td></tr><tr><td>ハイブリダイゼーションオーブン</td><td>フィッシャーバイオテック</td><td></td><td></td></tr><tr><td>疎水性バリアペン</td><td>ベクター</td><td>H-4000</td><td>ImmEdge</td></tr><tr><td>顕微鏡</td><td>パーキン・エルマー</td><td>CLS140089</td><td>マントラ定量的病理ワークステーション</td></tr><tr><td>マイクロ波</td><td>パナソニック</td><td>NN-A661S</td><td>インバーター技術</td></tr><tr><td>中性緩衝ホルマリン</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>SF100-4</td><td>10% 中性緩衝ホルマリン</td></tr><tr><td>pH 6 抗原賦活化緩衝液</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>AR600</td><td>AR6</td></tr><tr><td>pH 9 抗原賦活化緩衝液</td><td>アコヤバイオサイエンス</td><td>AR900</td><td>AR9</td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水</td><td>フィッシャー</td><td>BP3994</td><td>PBS</td></tr><tr><td>プラスチックスライドボックス</td><td>ティッシュテック</td><td>25608-906</td><td></td></tr><tr><td>ラップ</td><td>フィッシャー</td><td>NC9070936</td><td></td></tr><tr><td>ポリソルベート 20</td><td>フィッシャー</td><td>BP337-800</td><td>トゥイーン 20</td></tr><tr><td>プライマリ抗体 CD163</td><td>Lecia</td><td>NCL-LCD163</td><td>1:400</td></tr><tr><td>一次抗体 CD3</td><td>Dako</td><td>A0452</td><td>1:400</td></tr><tr><td>一次抗体 CD8</td><td>Spring Bio</td><td>M5390</td><td>1:400</td></tr><tr><td>一次抗体 FOXP3</td><td>Dako</td><td>M3515</td><td>1:400</td></tr><tr><td>一次抗体 pancytokeratin</td><td>Cell Signaling</td><td>12653</td><td>1:500</td></tr><tr><td>一次抗体 PD-L1</td><td>細胞Signaling</td><td>13684</td><td>1:200</td></tr><tr><td>二次抗体</td><td>Akoya Biosciences</td><td>ARH1001EA</td><td>Opal polymer</td></tr><tr><td>スライド染色セット</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>6254001</td><td></td></tr><tr><td>Tris buffered saline</td><td>Corning</td><td>46-012-CM</td><td>TBS</td></tr><tr><td>Vertical slide rack</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>50-294-72</td><td></td></tr><tr><td>Xylene</td><td>Fisher</td><td></td><td></td>X3P1GAL</tr></tbody></table>

手動多重蛍光免疫組織化学における最適化、設計、および落とし穴の回避

Optimization, Design and Avoiding Pitfalls in Manual Multiplex Fluorescent Immunohistochemistry

細胞浸潤および空間組織の分析のための無傷の組織の微小環境評価は、疾患プロセスの複雑さを理解する上で不可欠である。過去に使用された原理技術には、免疫組織化学(IHC)と免疫蛍光(IF)が含まれており、1~4マーカーを用いて時間内に細胞をスナップショットとして可視化することができます。いずれの技術も、抗原性の低い標的を染色するのが難しい、種間反応性に関する制限を含む欠点を有する。IHCは信頼性が高く再現可能ですが、可視光スペクトルに対する化学の性質と依存性により、少数のマーカーしか使用できず、共ローカリゼーションが困難になります。IFの使用は潜在的なマーカーを広げるが、通常、ホルマリン固定後の広範な組織自己蛍光による凍結組織に依存する。フローサイトメトリーは、複数のエピトープの同時標識を可能にする技術であり、IFおよびIHCの欠陥の多くを損なうが、単一細胞懸濁液として細胞を調べる必要性は、重要な生物学的生物学的を廃棄する細胞の空間的文脈を失う関係。多重蛍光免疫組織化学(mfIHC)は、これらの技術を橋渡しし、全体的な微小環境アーキテクチャと空間を維持しながら、ホルマリン固定パラフィン埋め込み(FFPE)組織におけるマルチエピトープ細胞表現を可能にします。無傷の組織内の細胞の関係。組織エピトープに共有結合する高蛍光強度蛍光蛍光ホルは、二次抗体による種特異的交差反応性を心配することなく、一次抗体の複数の応用を可能にする。この技術は、疾患の研究のための信頼性と正確な画像を生成することが証明されていますが、有用なmfIHC染色戦略を作成するプロセスは、広範な最適化と設計のために時間がかかり、厳密なことができます。現場で正確な細胞相互作用を表す堅牢な画像を作成し、手動分析の最適化期間を緩和するために、スライド準備、抗体の最適化、多重設計、エラーを示します。染色プロセス中に一般的に遭遇します。

7色多重アッセイを得る全体的なプロセスは、反復パターンに従う。図 1は、プロセスを図式形式で記述します。スライドを切断して乾燥させたり、実験室から受け取り、60°Cのハイブリダイゼーションオーブンで1時間焼き上げたら、デパラフィン化と水分補給に進み、再びホルマリンでスライドを固定し、抗原の検索を行います。多重化の各ラウンドは抗原検索から始まり、抗体除去で終了します(図1)。
プロセスの各ステップの最適化は、明確で使いやすいイメージを実現するために最も重要です。抗体は、各抗体に対してpH6およびpH9を有する抗原検索バッファーを使用して、その特定の抗体に最も適した抗原検索バッファーを視覚化するために、まずIHCによって試験されるべきである。一般に、核標的はバッファーpH9で抗原検索に応答する。例えば、FOXP3は、pH9の抗原検索バッファーを使用する場合に最適であり、pH6の抗原検索バッファーに最適なCD3とは対照的に使用されます。IHC プロセスから取得したイメー...

多重蛍光免疫組織化学は、無傷のホルマリン固定、パラフィン埋め込み(FFPE)組織内の複数の細胞タイプの可視化を可能にする新しい技術です。抗体と試薬を最適化し、スライドを準備し、一般的な問題を回避するためのヒントを準備するための指示を持つ7色多重を成功させるためのガイドラインを提示します。

Microenvironment evaluation of intact tissue for analysis of cell infiltration and spatial organization are essential in understanding the complexity of ...

多重蛍光免疫組織化学は、無傷のホルマリン固定パラフィン埋め込み組織内の複数の細胞タイプとその位置を同定し、細胞同定だけでなく細胞間空間解析も可能にする。この手作業の技術の主な利点は、交差反応性のない同じ種の複数の抗体の使用である。この技術は、腫瘍微小環境における免疫細胞と癌細胞の相互作用を詳細に見ることができます。このテクニックを初めて試す場合は、約3~4日間の染色を可能にし、プロセス中に各ステップを完全に追跡します。染色プロセスとマルチプレックス設計の弱い方法は、一般的な落とし穴を減らすのに不可欠です。スライドを脱パラフィン化し、水分補給から始めます。ティッシュサイドを上にしてハイブリダイゼーションオーブンに置き、摂氏60度で1時間焼きます。スライドをオーブンから取り出し、垂直スライドラックで5〜10分間冷却します。次にスライド染色セットを使用して、スライドをキシレンで3回、1回100%エタノール、95%エタノール、70%エタノールで10分間処理します。脱イオン水でスライドのラックを洗い、30分間中性緩衝ホルマリンに浸してスライドを固定します。スライドを水で2分間洗浄し、抗原の取り出しを進めます。pH 6.0またはpH 9.0抗原検索バッファを充填した耐熱ボックスにスライドのラックを置きます。ラップで箱を覆い、ゴムバンドで固定します。回転板の端にインバータを装備したマイクロ波に箱を入れ、スライドを100%の電力で45秒間加熱し、続いて20%の電力で15分加熱します。マイクロウェーブ後にスライドを15〜20分間冷まします。一方、抗体および蛍光体の働く溶液を準備する。TBSTまたは1X PBSの50ミリリットルに0.5グラムのウシ血清アルブミン顆粒を溶解して一次抗体希釈液を調製する。各一次抗体作動溶液を、事前に決定された最適化された濃度に希釈します。フルオロフォア希釈液中の各フルオロフォアを1~100の濃度で希釈します。染色の最終日に、DAPIを3滴ずつTBSTの1ミリリットルに加えて、DAPI作業溶液を調製します。スライドが冷めたら、電子レンジから取り出し、ラップを外します。脱イオン水で2分間洗い、続いてTBSTで2分間洗浄します。洗浄後、繊細な作業ワイプで組織の周りのスライドを乾燥させ、疎水性バリアペンで組織の外側をトレースし、組織に触れたり乾燥させたりしないように注意します。各スライドを加湿器室に入れ、約4滴のブロッキング溶液を組織に加えます。次に、スライドを室温で10分間インキュベートし、一次抗体の適用を進めます。ペーパータオルの積み重ねのスライドの側面をタップして、各スライドからブロッキング溶液を取り除き、残りの溶液を取り除くために繊細なタスクワイプを使用します。スライドを加湿したチャンバーに戻し、働く一次抗体の約200マイクロリットルを加え、1時間インキュベートします。インキュベーション後、スライドをTBSTに2分間浸して3回洗浄します。各スライドから残りのTBSTを取り除き、約3〜4滴の二次抗体を適用する。加湿チャンバーにスライドを10分間インキュベートします。TBSTでスライドを再度洗い、約100マイクロリットルのフルオロフォア作動液を塗布してください。スライドを加湿したチャンバーに戻し、10分間インキュベートします。TBST洗浄を繰り返し、原稿の指示に従ってスライドをマイクロ波処理して抗体を除去します。この複数日の染色プロセス中に覚えておくべきことは、マイクロウェーブステップの後に停止し、一晩抗原検索バッファーにスライドを残して、組織および染色完全性を確保することです。抗原検索溶液で最後の抗体アプリケーションを除去し、脱イオン水でスライドを洗浄し、続いてTBSTを洗浄ごとに2分間洗浄します。残りの抗体フルロフォアペアの染色手順を繰り返し、DAPIアプリケーションを続行します。各スライドに約150マイクロリットルの作業DAPI溶液を塗布し、加湿チャンバー内で10分間インキュベートします。インキュベーション後、約30秒間TBSTでスライドを洗い、カバースリップを取り付けます。取り付け培地が乾燥したら、カバースリップの四隅にクリアな指の爪磨きを適用して固定します。モノプレックスを解析するには、DAPIを使用して250ミリ秒の露出を持つ顕微鏡上のスライドを画像化して焦点を合わせます。染色されたマーカーの蛍光強度を見て、各モノプレックススライドを評価し、この強度を背景と比較します。染色されたマーカーの強度が背景の 5 倍以上以上の場合は、最終的なマルチプレックスでスライド位置を使用します。マルチプレックスを染色する場合は、各抗体に適した順序を選択し、各フルオロフォアを抗体に割り当てます。先に説明したように多重化を染色し、一次抗体、フルオロフォア、またはDAPIの代わりに、抗体希釈液、フルオロフォア希釈剤、およびTBSTを受け取るブランクスライドを調製する。顕微鏡上で多重化を画像化する準備ができたら、すべてのチャンネルに対して露出を250ミリ秒に設定し、DAPIを使用して各画像をキャプチャしてフォーカスを設定します。次に、分析ソフトウェアを使用して、蛍光偽色と病理図で各多重化を評価し、各マーカーの特異性を確認します。多重アッセイの成功を確実にするために、モノプレックスアッセイを実行して各抗体の順序を決定する必要があります。例えば、Foxp3が配列の3番目の位置にある場合、CD3との特定の堅牢な染色および共局在化が実証される。対照的に、Foxp3が最初の位置にある場合、Foxp3の非特異的染色が起こる。スライドの大部分に赤の粒状およびエフューズ領域が存在し、これらの領域の蛍光強度が低い。このアッセイのもう一つの重要なステップは、細胞同定およびさらなる分析の基礎であるDEPIカウンターステインである。DAPI が動作しているイメージと非作業型の DAPI の間には、明確なコントラストが見られます。多重アッセイの場合、美しい合成画像は必ずしも正確な染色を反映するとは限りません。CD3は可視化され、特定の染色を示すが、CD163の病理明視野は抗体が非特異的であることを証明する。最適な多重画像は、合成画像における特定の染色を示し、CD3およびCD163特異性は、病理明視野図で確認される。この手順に従って、自己平素化と空間解析の計算を行い、セル間の相互作用をさらに解析することができます。この技術は、研究者が細胞と無傷組織の空間的パターニングを探求する道を開き、腫瘍免疫微小環境の理解を深めました。

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Research

JoVE Journal

Cancer Research

がん研究

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学ぶ多重蛍光免疫組織化学法で、固定パラフィン包埋組織内の複数細胞型を可視化し、細胞同士の空間的相互作用を解析する。最適化と設計のポイントを押さえ、信頼性の高い結果を得るための実践的ガイドラインを提供する。

手動多重蛍光免疫組織化学における最適化、設計、および落とし穴の回避

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