$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tyraminesignaalversterking (TSA), met een geschiedenis van meer dan 20 jaar, is een klasse van testtechnieken die mierikswortelperoxidase (HRP) gebruiken voor in-situ etikettering met hoge dichtheid van doelantigenen en wordt op grote schaal toegepast in enzymgekoppelde immunosorbenttests (ELISA's), in situ hybridisatie (ISH), immunohistochemie (IHC) en andere technieken voor de detectie van biologische antigenen, Aanzienlijke verbetering van de gevoeligheid van het gedetecteerde signaal1. Opaal polychromatische kleuring op basis van TSA-technologie is onlangs ontwikkeld en wordt veel gebruikt in verschillende onderzoeken 2,3,4,5. Traditionele immunofluorescentie (IF)-kleuring biedt onderzoekers een eenvoudig hulpmiddel voor de detectie en vergelijking van de verdeling van eiwitten in de cellen en weefsels van verschillende modelorganismen. Het is gebaseerd op antilichaam-/antigeenspecifieke binding en omvat directe en indirecte benaderingen6. Directe immunokleuring omvat het gebruik van een met fluorofoor geconjugeerd primair antilichaam tegen het betreffende antigeen, dat directe fluorescentiedetectie met behulp van een fluorescentiemicroscoop mogelijk maakt. De indirecte immunokleuringsbenadering omvat de toepassing van een fluorofoor-geconjugeerd secundair antilichaam tegen het niet-geconjugeerde primaire antilichaam 6,7.
Traditionele, single-label, immunofluorescentiekleuringsmethoden kunnen slechts één, twee of in sommige gevallen drie antigenen in weefsels kleuren, wat een belangrijke beperking is bij het ontginnen van de rijke informatie in weefselsecties. De interpretatie van kwantitatieve resultaten is vaak afhankelijk van visuele waarneming en nauwkeurige kwantificering door beeldvormingssoftware, zoals ImageJ. Er zijn technische beperkingen, zoals beperking van antilichaamsoorten, zwakke fluorescerende labelsignalen en overlapping van fluorescerende kleurstofkleuren (tabel 1). De Opal multiplex IHC (mIHC)-techniek is gebaseerd op TSA-afleiding, die multiplexkleuring en differentiële etikettering van meer dan 7-9 antigenen op hetzelfde weefselgedeelte mogelijk maakt, zonder beperking van de oorsprong van het primaire antilichaam, maar vereist een hoge specificiteit van het overeenkomstige antilichaam tegen het antigeen. De kleuringsprocedure is vergelijkbaar met die van normale immunofluorescentiekleuring, met uitzondering van twee verschillen: bij elke kleuringsronde wordt slechts één antilichaam gebruikt en wordt een antilichaamelutiestap toegevoegd. Antilichamen die door niet-covalente bindingen aan het antigeen zijn gebonden, kunnen worden verwijderd door microgolfelutie, maar het TSA-fluorescerende signaal dat door covalente bindingen aan het oppervlak van het antigeen is gebonden, blijft behouden.
Geactiveerde tyramine (T)-moleculen die met de kleurstof zijn gelabeld, zijn sterk verrijkt bij het doelantigeen, waardoor het fluorescerende signaal efficiënt kan worden versterkt. Dit maakt directe etikettering van het antigeen mogelijk zonder interferentie van antilichamen, en vervolgens kan meerkleurige etikettering worden bereikt na meerdere kleuringscycli 8,9,10 (Figuur 1). Hoewel deze technologie betrouwbare en nauwkeurige beelden produceert voor de studie van ziekten, kan het creëren van een bruikbare multiplex fluorescerende immunohistochemie (mfIHC) kleuringsstrategie tijdrovend en veeleisend zijn vanwege de noodzaak van uitgebreide optimalisatie en ontwerp. Daarom is dit multiplex paneelprotocol geoptimaliseerd in een geautomatiseerde IHC-stainer met een kortere kleurtijd dan die van het handmatige protocol. Deze aanpak kan door elke onderzoeker direct worden toegepast en aangepast voor immuno-oncologische studies op menselijke formaline-gefixeerde en in paraffine ingebedde (FFPE) weefselmonsters11. Bovendien zullen de methoden voor preparaatheid van objectglaasjes, optimalisatie van antilichamen en multiplexontwerp nuttig zijn bij het verkrijgen van robuuste beelden die nauwkeurige cellulaire interacties in situ weergeven en om de optimalisatieperiode voor handmatige analyse te verkorten12.
De mfIHC omvat voornamelijk beeldacquisitie en data-analyse. In termen van beeldacquisitie moeten meerkleurig gelabelde complex-gekleurde monsters worden gedetecteerd met professionele spectrale beeldvormingsapparatuur om de verschillende gemengde kleursignalen te identificeren en hoge signaal-ruisbeelden te verkrijgen zonder interferentie van autofluorescentie van weefsels. De huidige apparatuur voor spectrale beeldvorming omvat voornamelijk spectrale confocale microscopen en multispectrale weefselbeeldvormingssystemen. Het multispectrale weefselbeeldvormingssysteem is een professioneel beeldvormingssysteem dat is ontworpen voor de kwantitatieve analyse van weefselsecties, en het belangrijkste kenmerk is de verwerving van spectrale beeldinformatie, die zowel morfologische structuur als optische mapping-informatie van biologische weefselmonsters biedt13,14. Elke pixel in het spectrale beeld bevat een volledige spectrale curve en elke kleurstof (inclusief autofluorescentie) heeft het bijbehorende karakteristieke spectrum, waardoor de volledige registratie en nauwkeurige identificatie van gemengde en overlappende multilabel-signalen mogelijk is.
In termen van data-analyse zijn veelkleurig gelabelde monsters uiterst complex vanwege de morfologische structuur en samenstellende cellen van de weefselmonsters. Gewone software kan niet automatisch verschillende weefseltypes identificeren. Daarom wordt intelligente kwantitatieve weefselanalysesoftware gebruikt voor kwantitatieve analyse van antigeenexpressie in specifieke regio's 15,16,17,18.
Bovenal heeft multilabel immunofluorescentiekleuring gefuseerd met multispectrale beeldvorming en kwantitatieve pathologie-analysetechnologie de voordelen van een groot aantal detectiedoelen, effectieve kleuring en nauwkeurige analyse, en kan daarom de nauwkeurigheid van histomorfologische analyse aanzienlijk verbeteren, de ruimtelijke relatie tussen eiwitten met resolutie op cellulair niveau onthullen en helpen om rijkere en betrouwbaardere informatie uit weefselsectiemonsterste halen 19 (Tabel 1).