이 프로토콜은 포르말린 고정 파라핀 포매 조직 절편에서 단백질 이미징 질량 세포 분석을 통한 다중 mRNA 검출 방법론을 자세히 설명합니다.
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이 프로토콜은 포르말린 고정 파라핀 포매 조직 절편에서 단백질 이미징 질량 세포 분석을 통한 다중 mRNA 검출 방법론을 자세히 설명합니다.
동일한 분석에서 단백질과 mRNA를 검출하는 기능은 세포가 도착을 위해 어떻게 준비하고 있는지, 그리고 세포가 자신이 처한 환경에서 이동하고 상호 작용할 때 어떤 신호를 받는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 고층 이미징을 통해 이제 공간적으로 분해된 mRNA(공간 전사체학)와 단백질(공간 단백질체학)의 특성화를 동시에 수행할 수 있습니다. 중복성을 피하기 위해 이러한 분석물은 단일 조직 절편에서 분석할 수 있습니다. 많은 단백질과 적은 mRNA 또는 그 반대를 허용하는 많은 기술이 있지만 중심 작용 분석물은 단백질이기 때문에 이 원고는 금속 프로브를 활용하는 단백질 이미징 질량 세포 분석(IMC)과 mRNA in situ hybridization(ISH)을 통합하는 데 중점을 둡니다. 이를 통해 세포가 미세 환경에서 통신할 때 어떤 메시지를 프라이밍하거나 세상에 빠르게 보내고 있는지 이해할 수 있습니다. 또한 일반적으로 항체만을 사용하여 정량화하고 시각화하기 어려운 분비된 단백질 또는 까다로운 마커의 검출과 관련된 한계를 극복합니다. 이 프로토콜은 또한 금속 프로브 기반 검출 시스템에는 형광 스펙트럼 유출이 없고 조직 특이적 자가형광 고려 사항도 없기 때문에 고층 형광 기반 방법에서 볼 수 있는 보상 또는 후처리의 필요성을 최소화합니다.
암은 다양한 환자에서 구조적, 기능적 다양성을 나타냅니다. 정상 세포와 악성 세포로 구성된 종양 미세환경(TME)은 환자들 사이에서 이질적입니다. 전이는 원발성 종양의 잔류물이 세포 클러스터 및 단일 세포로 혈류로 빠져나가는 결과이며, 이는 질병 진행 및 치료 반응에 대한 단서를 제공합니다 1,2. 이러한 미세 환경의 복잡성을 이해해야 합니다1. 종양은 충분한 세포 유형으로 구성되어 있지만 임상 표준은 조직학적으로 단일 마커를 기반으로 하며 이는 변화하기 시작합니다 1,2. 다중 이미징 기술은 병리학에 새로운 방향을 제시했습니다. 인간 암의 공간적으로 분해된 단백질체학, 유전체학, 대사체학 및 지질체학은 이제 단일 세포 분해능 또는 그 근처에서 가능합니다 3,4,5,6.
이러한 기술은 종양의 이질적인 세포 위치와 상호 작용을 해부할 수 있습니다. 적절한 단일 세포 바이오이미징 방법론을 활용하면 환자 생검에서 많은 질병 관련 단백질 바이오마커의 프로필을 생성하여 암 치료법 설계를 알릴 수 있습니다. 공간 세포 지도의 통찰력은 표적이외, 저항성 및 재발이 감소한 암을 효율적으로 제거할 수 있는 병용 요법에 대한 선택을 안내할 수 있습니다1. 문제는 일반적으로 조직의 동일한 부분에서 조화롭게 작동하지 않는 이러한 다양한 기술을 노조화할 수 있는 능력입니다7. 그림 1에 시각적으로 설명된 이 프로토콜은 동시 형광 단백질+RNA-ISH8로 가능한 것보다 더 높은 플렉시티에서 동일한 조직 절편 및 동일한 세포에서 단백질체학과 mRNA의 표적 하위 집합을 동시에 공간적으로 검사할 수 있는 기회를 제공합니다. 이것은 또한 데이터 분석을 디콘볼루트하는 것을 목표로 병렬 분석(3,4,6)을 위한 브리지 역할을 할 수 있다. 이중 검출이 존재하는 동안 mRNA 생산이 빠르게 시작되었지만 직접 표지된 1차 항체 방법에 내재된 제한된 민감도와 신호 증폭 부족으로 인해 분비된 단백질이 검출되지 않는 세포도 검사할 수 있어 분비 분자의 검출이 특히 어렵습니다. 다음 프로토콜은 IMC에서 동시 검출을 위해 티올 환원 변형 프로브를 통한 금속 기반 검출에 적용할 수 있도록 12-플렉스 형광/발색 검출에서 채택되었습니다.
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이 프로토콜은 고급 장액성 난소 암종에 대한 1차 세포감소 수술을 받는 이전에 치료받지 않은 환자로부터 수집한 포르말린 고정 파라핀 포매(FFPE) 조직을 사용합니다. 모든 임상 데이터는 텍사스 대학교 MD 앤더슨의 임상시험검토위원회(Institutional Review Board)가 승인한 프로토콜에 따라 부인과 종양학 및 생식의학과의 저장소에서 얻었습니다. 환자로부터 서면 동의서를 얻었고 공인된 윤리 지침에 따라 연구를 수행했습니다.
1. 주의사항 및 준비
2. 시료 준비 및 전처리
3. 프로테아제 처리
4. 표적 프로브 하이브리드화
5. RNA-ISH 증폭기 1 혼성화
6. RNA-ISH 증폭기 2 혼성화
7. RNA-ISH 증폭기 3 혼성화
8. 금속 올리고 혼성화
9. 금속 접합 항체
10. 금속 접합 항체와의 배양
11. DNA 염색
12. 이미지 획득
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동일한 분석에서 단백질과 mRNA를 검출하는 기능은 세포가 도착을 위해 어떻게 준비되고 있는지뿐만 아니라 이동하고 환경과 상호 작용할 때 어떤 대기열을 받고 있는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 대표적인 데이터에서 볼 수 있듯이 mRNA 및 단백질 검출은 라벨링, 검출기 및/또는 이미징 단계의 진행 방식에 따라 검출 하한이 상당히 어려울 수 있기 때문에 공간 생물학 연구에서 중요한 구성 요소입니다. 프로테아제를 포함하는 것만으로도 결합된 프로토콜에서 중요한 마커가 복잡해질 수 있으므로 중복성은 검증뿐만 아니라 명확화입니다.
이 프로토콜은 28개의 금속 접합 항체와 12개의 mRNA 프로브로 구성된 분석을 제시합니다(표 1). 그림 2에서 볼 수 있듯이 CD8 T 세포의 활성화 상태는 다양할 수 있으며 서로 다른 마커의 조합으로 평가할 수 ...
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멀티플렉스 멀티오믹스는 질병 진행 및 치료에 영향을 미치는 세포 간 및 세포 간 상호 작용을 표적으로 하는 수집된 데이터의 중요한 진화입니다. 동일한 샘플 및 동일한 세포에서 이 데이터를 분석하는 것은 많은 단백질 표적이 일시적으로 발현되거나 mRNA 및 단백질 발현 수준이 다르기 때문에 매우 중요하며, 따라서 단백질과 결합된 표적 mRNA 검출을 도입하면 검출하기 어렵거나 차등적으로 발현하는 표적을 수용할 수 있습니다21. RNA-ISH 기술과 IMC의 통합에 대한 최근의 발전으로 인해 동일한 조직 슬라이드 22,23,24,25에 다중 오믹스가 통합되어 단일 세포 해상도에서 전사체학과 단백질체학을 직접 통합할 수 있습니다.
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Jared K. Burks는 Standard BioTools의 컨설턴트입니다.
이 연구는 M. D. Anderson의 암 센터 지원 보조금 P30 CA016672를 통해 국립 보건원(National Institutes of Health)이 부분적으로 지원하는 유세포 분석 및 세포 이미징 핵심 시설과 공동으로 수행되었습니다. 이 연구는 또한 MD Anderson's Cancer Center의 지원 보조금 개발 상, RNAscope, P30CA016672, NIH/NCI, PI - Pisters 를 통한 Imaging Mass Cytometry Spatial Transcriptomics의 부분적인 지원을 받았습니다. JKB의 노력은 P30 CA016672와 NCI 연구 전문가 1 R50 CA243707-01A1의 지원을 부분적으로 받았습니다. SFB의 노력은 난소암 연구 연합(OCRA 811621 및 891490), 난소암 연구를 위한 명예로운 Tina Brozman 재단, MDACC 난소암 포자 발달 연구 프로그램, NIH 1R01CA261952-01A1의 지원을 받았습니다. SFB, JKB 및 BG의 노력은 부분적으로 1U01CA294459-01 보조금의 지원을 받았습니다. 저자는 사용된 샘플을 절편화하고 제공한 Samuel Mok에게 감사를 표하고 싶습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 그리고 nbsp; https://www.protocols.io/view/oligonucleotide-polymer-conjugation-for-imaging-ma-dm6gpjz91gzp/v2. | Protocols.IO | dx.doi.org/10.17504/protocols.io.dm6gpjz91gzp/v2 | 영상 질량 세포검사 V.2 를 위한 올리고뉴클레오타이드-폴리머 결합; |
| 10배 TBS RNAse 프리 | 서모 피셔 사이언티픽 | J62780. K7 | 단계 사이에 간헐적으로 세척이 일어나는 경우에 |
| ACD HybEZ II 하이브리드화 시스템 | ACD 바이오테크네 | 321711 | 티슈 슬라이드를 굽는 오븐 |
| 항체 희석제 | 다코 | S0809 | 항체 희석제 버퍼 |
| 항체: B7-H3 | 베틸 | A700-025CF, A700-026CF | 클론: BLR025F, BLR026F |
| 항체: B7-H4 | 서모 피셔 사이언티픽 | 14-5949-82 | 클론: H74 |
| 항체: BRD4(6F11) | 베틸 | A700-005CF | 클론: BL-151-6F11 |
| 항체: CCR6 | R& D | MAB195-100 | 클론: 53103 |
| 항체: CD11b | Abcam | AB209970 | 클론: EPR1344 |
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| 항체: CD31 | Abcam | AB207090 | 클론: EPR3094 |
| 항체: CD33 | Abcam | AB238784 | 클론: SP266 |
| 항체: CD3e | CST | 85061BF | 클론: D7A6E |
| 항체: CD4 | 앱캠 | ab181724 | 클론: EPR6855 |
| 항체: CD44 | 서모 피셔 사이언티픽 | MA1-10225 | 클론: IM7 |
| 항체: CD45 | 서모 피셔 사이언티픽 | 14-9457-82 | 클론: CD45-2B11 |
| 항체: CD8a | CST | 85336BF | 클론: D8A8Y |
| 항체: CXCL13 | R& D | AF801 | 클론: 폴리클론 |
| 항체: CXCR5 | R& D | MAB190-100 | 클론: CXCR5 |
| 항체: 감마-H2AX | 베틸 | A700-053CF | 클론: BLR053F |
| 항체: 그란자임 B | 산타크루즈 | SC-8022 X | 클론: 2C5 |
| 항체: KAP1 | 베틸 | A700-014CF | 클론: BL-248-2G6 |
| 항체: Ki67 | 베틸 | A700-021CF | 클론: BLR021E |
| 항체: LCK | CST | 2984BF | 클론: D88 |
| 항체: MFAP5 | 해당 없음 | 해당 없음 | PMID: 31332047 / 클론: 130A (참고: 맞춤 설계) |
| 항체: SMA | CST | 56856BF | 클론: 1A4 |
| 항체: VEGF | STB-플루이드디그m | 3163028D | 클론: G153-494 |
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| HybEZ II 하이브리드화 시스템 | ACD 바이오테크네 | 321710 | 시스템은 HybEZ 오븐(PN 321710/321720), 습도 조절 트레이(PN 310012), HybEZ 가습지(2장, PN 310025), EZ-배치 세척 트레이(PN 321717), EZ-배치 슬라이드 홀더(PN 321716)로 구성되어 있습니다. |
| ImmEdge 소수성 장벽 PAP 펜 | 벡터랩스 | H-4000 | 소수성 장벽 펜 |
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