Jednobarwna immunohistochemia (IHC) z wykorzystaniem chromogennego systemu detekcji opartego na HRP pozwoliła na uzyskanie wyraźnego i powtarzalnego barwienia w przekrojach guzów mózgu FFPE 005. Reprezentatywne obrazy barwienia antygenów powierzchniowych przedstawiono na Rysunku 1, co demonstruje skuteczną detekcję markerów limfocytów T (CD3, CD4, CD8), markerów makrofagów związanych z guzem (TAM) (CD68, F4/80) oraz cząsteczki punktu kontrolnego układu odpornościowego PD-L1. We wszystkich przypadkach barwienie pozytywne objawiało się jako wyraźny brązowy sygnał chromogenny przy użyciu DAB jako chromogenu, z zachowaniem morfologii tkanki i minimalnym barwieniem tła, co wskazuje, że protokół jednobarwnej IHC jest kompatybilny z różnymi antygenami związanymi z błoną komórkową.
Zastosowalność protokołu IHC z jednym kolorem w detekcji antygenów wewnątrzkomórkowych zostało przedstawione na Rysunku 2. Reprezentatywne obrazy barwienia wykazują pomyślną detekcję wewnątrzkomórkowych markerów transkrypcyjnych, sygnalizacyjnych, proliferacyjnych, cytotoksycznych i apoptotycznych, w tym T-bet, FoxP3, fosforylowanego STAT1 (pSTAT1), Ki67, granzymu B oraz rozszczepionej kaspazy-3. Podobnie jak w przypadku barwienia antygenów powierzchniowych, detekcja markerów wewnątrzkomórkowych dała wyraźne brązowe sygnały chromogeniczne przy zachowaniu architektury tkanki, przy minimalnym nieswoistym barwieniu tła (Rysunek 2), co dowodzi, że protokół nadaje się do wykrywania zarówno antygenów powierzchniowych, jak i wewnątrzkomórkowych.
Protokół dwukolorowego IHC został z powodzeniem zastosowany do jednoczesnego wykrywania dwóch antygenów w tym samym przekroju tkankowym, z wykorzystaniem sekwencyjnej strategii detekcji chromogennej opartej na fosfatazie alkalicznej (AP). Jak pokazano na Rysunku 3, podwójne barwienie CD3(czerwony)/Ki67(niebieski) oraz pSTAT1(czerwony)/CD68(niebieski), które są odpowiednio wskaźnikami proliferujących limfocytów T i makrofagów typu M119, pozwoliło uzyskać wyraźnie rozróżnialne sygnały chromogenne w mikroskopii świetlnej, co dowodzi skutecznej jednoczesnej detekcji dwóch antygenów z wyraźną separacją kolorów dzięki zastosowaniu sekwencyjnego schematu barwienia. Aby dodatkowo wykazać wszechstronność tej metody barwienia dwukolorowego, ten sam protokół z powodzeniem zastosowano do jednoczesnego wykrywania markera neuronalnego (NeuN w kolorze czerwonym) oraz zielonego białka fluorescencyjnego (GFP w kolorze niebieskim) w przekrojach guzów mózgu pochodzących z guzów 005 GSC wykazujących ekspresję GFP (Rysunek 4). Kolokalizacja GFP i NeuN prawdopodobnie wskazuje, że komórki 005 GSC różnicują się w dojrzałe fenotypy wykazujące ekspresję markera neuronalnego NeuN21.
Obrazy na Rysunku 1, Rysunku 2 oraz Rysunku 3 są reprezentatywne dla czterech niezależnych guzów, z jednym przekrojem na guz dla wszystkich barwionych antygenów komórek odpornościowych, z wyjątkiem obrazu F4/80, który reprezentuje dwa niezależne guzy, oraz obrazu PD-L1, który reprezentuje trzy niezależne guzy, z dwoma przekrojami zarówno dla F4/80, jak i PD-L1. Obraz na Rysunku 4 reprezentuje pojedynczy przekrój guza. Ponieważ protokół podwójnego IHC został zastosowany do sekwencyjnego barwienia dwóch antygenów (np. CD3+ i Ki67+, lub CD68+ i pSTAT1+) w tym samym przekroju tkanki w dwóch do czterech niezależnych guzów i został dodatkowo zwalidowany poprzez wspólne barwienie komórek GFP+ i NeuN+, wyniki te potwierdzają powtarzalność zastosowania protokołu podwójnego IHC. Podobnie, protokół pojedynczego IHC został pomyślnie zastosowany do 12 niezależnych antygenów komórek odpornościowych, co demonstruje jego szeroką stosowalność w opisanych tutaj warunkach barwienia.
Wspólnie te reprezentatywne wyniki wykazują, że opisane protokoły IHC jednobarwnej i dwubarwnej oparte na substracie stanowią praktyczne i powtarzalne metody wykrywania szerokiego zakresu antygenów powierzchniowych i wewnątrzkomórkowych w tkankach GBM utrwalonych w FFPE.

Rycina 1: Jednobarwne barwienie immunohistochemiczne (IHC) antygenów powierzchniowych. Jednobarwne (brązowe) barwienie IHC antygenów powierzchniowych dla limfocytów T naciekających guz (CD3+, CD4+ i CD8+), makrofagów związanych z guzem (CD68+ i F4/80+) oraz cząsteczki punktu kontrolnego odporności PD-L1 (PD-L1+) z wykorzystaniem systemu detekcji opartego na peroksydazie chrzanowej (HRP) w przekrojach mysiego GBM pochodzącego z komórek macierzystych glejaka wielopostaciowego (GSC) (szczegóły w sekcji 1 protokołu). Przedstawiono reprezentatywne obrazy IHC (powiększenie 10× dla CD3, CD4 i CD8; powiększenie 20× dla CD68, F4/80 i PD-L1). Komórki pozytywne są zabarwione na brązowo. Paski skali = 100 μμm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2: Jednobarwne barwienie immunohistochemiczne (IHC) dla antygenów wewnątrzkomórkowych. Oparte na substracie jednobarwne (brązowe) barwienie IHC dla wewnątrzkomórkowych markerów transkrypcyjnych (T-bet+ i FoxP3+), sygnalizacyjnych (pSTAT1+), proliferacyjnych (Ki67+), cytotoksycznych (granzym B+, GranB) i apoptotycznych (rozszczepiona kaspaza-3+, CC3) w sekcjach guzów mózgu z zastosowaniem systemu detekcji opartego na peroksydazie chrzanowej (HRP) w mysich sekcjach GBM pochodzących z komórek macierzystych glejaka wielopostaciowego (GSC) (szczegóły w sekcji 1 protokołu). Przedstawiono reprezentatywne obrazy IHC (powiększenie 10× dla FoxP3, GranB i CC3; powiększenie 20× dla T-bet, pSTAT1 i Ki67). Komórki dodatnie są zabarwione na brązowo. Paski skali = 100 μμm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 3: Dwukolorowa immunohistochemia (IHC) dla proliferujących limfocytów naciekających guz (TILs) oraz makrofagów związanych z guzem (TAMs) typu M1. Substratowe dwukolorowe (czerwony/niebieski) barwienie IHC komórek T proliferujących naciekających guz CD3+(czerwony)/Ki67+(niebieski) oraz makrofagów typu M1 pSTAT1+(czerwony)/CD68+(niebieski) z wykorzystaniem systemu detekcji opartego na fosfatazie alkalicznej (AP) w przekrojach mysiego GBM pochodzących z komórek macierzystych glejaka wielopostaciowego (GSC) (szczegóły w sekcji 2 protokołu). Przedstawiono reprezentatywne obrazy IHC (powiększenie 20×). Na górnym obrazie komórki CD3+ są zabarwione na czerwono, komórki Ki67+ na niebiesko, a kilka komórek kolokalizujących wskazano czarnymi strzałkami. Analogicznie, na dolnym obrazie komórki pSTAT1+ są zabarwione na czerwono, komórki CD68+ na niebiesko, a kilka komórek kolokalizujących wskazano czarnymi strzałkami. Paski skali = 100 μμm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 4: Dwukolorowa immunohistochemia (IHC) w kierunku komórek neuronalnych i komórek macierzystych glejaka dodatnich pod kątem zielonego białka fluorescencyjnego (GFP+) (GSCs). Dwukolorowe (czerwony/niebieski) barwienie IHC NeuN+(czerwony)/GFP+(niebieski) oparte na substracie z wykorzystaniem systemu detekcji opartego na fosfatazie alkalicznej (AP) w przekrojach mysiego GBM pochodzących z komórek macierzystych glejaka (GSC) (szczegóły w sekcji 2 protokołu). Przedstawiono reprezentatywny obraz IHC (powiększenie 20×). Komórki NeuN+ (marker neuronalny) są zabarwione na czerwono, komórki GFP+ (eksprymowane przez 005 GSCs) są zabarwione na niebiesko, a kilka komórek kolokalizowanych wskazano czarnymi strzałkami. Pasek skali = 100 μμm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Przeciwciało pierwszorzędowe przeciwko | Numer katalogowy | Dostawca | Rozcieńczenie robocze | Bufor do rozcieńczania | Gatunek gospodarza | Odpowiednie przeciwciało wtórne |
| CD3e | ab5690 | Abcam | 1:100 | Surowica konia | Królik | Przeciwciała przeciwko IgG królika |
| CD4 | 14-9766-80 | eBioscience | 1:200 | Surowica kozia | Szczur | Przeciwciała anty-IgG szczura |
| CD68 | ab125212 | Abcam | 1:100 | Surowica konia | Królik | Przeciwciało anty-królicze IgG |
| CD8a | 14-0808-80 | eBioscience | 1:100 | Surowica kozia | Szczur | Przeciwciała anty-IgG szczura |
| Kaspaza-3 w formie aktywnej (cleaved caspase-3) | 9661 | CST | 1:100 | Surowica końska | Królik | Przeciwciało anty-królicze IgG |
| F4/80 | ab111101 | Abcam | 1:100 | Surowica konia | Królik | przeciwciała anty-królicze IgG |
| FoxP3 | ab54501* | Abcam | 1:450 | Surowica konia | Królik | Przeciwciała przeciwko IgG królika |
| GFP | ab183734 | Abcam | 1:200 | Surowica konia | Królik | Przeciwciała anty-królicze przeciwko IgG |
| Granzym B | ab4059 | Abcam | 1:150 | Surowica konia | Królik | Przeciwciała anty-królicze IgG |
| Ki67 | ab16667 | Abcam | 1:100 | Surowica końska | Królik | Przeciwciała przeciwko IgG królika |
| NeuN | 24307 | CST | 1:400 | Surowica konia | Królik | przeciwciało przeciwko IgG królika |
| PD-L1 | ab205921 | Abcam | 1:400 | Surowica końska | Królik | przeciwciała przeciwko królikiemu IgG |
| pSTAT1 | 9167 | CST | 1:100 | Surowica konia | Królik | Przeciwciała przeciwko króliczym IgG |
| T-bet | ab91109 | Abcam | 1:100 | Surowica konia | Mysz | Przeciwciała przeciwko mysim IgG |
Tabela 1: Lista przeciwciał pierwszorzędowych. Przeciwciała pierwszorzędowe wykorzystane w niniejszym badaniu, wraz z ich źródłami, zoptymalizowanymi rozcieńczeniami roboczymi, zalecanymi buforami do rozcieńczania, gatunkami gospodarza oraz odpowiednimi przeciwciałami wtórnymi do immunohistochemicznego barwienia jednobarwnego i dwubarwnego.
| Koniugowane przeciwciało wtórne | Numer katalogowy | Gatunek gospodarza | Kropla/przekrój | Dostawca |
| anty-IgG szczura sprzężone z HRP | MP-7444-15 | Koza | Jedna kropla (nierozcieńczona) | Vector Laboratories |
| przeciwciało anty-królicze IgG znakowane HRP | MP-7401 | Koń |
| przeciwciało przeciwko IgG mysiem znakowane HRP | MP-7402-15 | Koń |
| AP przeciwciało przeciwko IgG szczura | MP-5404-15 | Koza |
| AP anty-królicze IgG | MP-5401 | Koń |
Tabela 2: Lista przeciwciał wtórnych. Odczynniki detekcyjne wtórne zoptymalizowane dla protokołów IHC jednobarwnych i dwubarwnych, zawierające koniugaty enzymatyczne (HRP lub AP), gatunki gospodarza, zalecaną objętość aplikacji oraz informacje o dostawcy.
| Substrat | Enzym detekcyjny | Skład buforu | Przygotowanie odczynników | Czas inkubacji | Notatki |
| Vector Blue | Fosfataza zasadowa | 100 mM Tris-HCl, pH 8,2–8,5, 0,1% Tween 20 | 2 krople (80 µL) Odczynnik 1 + 2 krople (80 µL) Odczynnik 2 + 2 krople (45 µL) Odczynnik 3 | 20–30 min | Do podwójnego barwienia IHC kolorem niebieskim; częściowo rozpuszczalne w ksylenie; zalecane odczynniki i media montażowe bezksylenowe |
| Vector Red | Fosfataza alkaliczna | 100 mM Tris-HCl, pH 8,2–8,5, 0,1% Tween 20 | 2 krople (80 µL) Odczynnik 1 + 2 krople (80 µL) Odczynnik 2 + 2 krople (80 µL) Odczynnik 3 | 20–30 min | Do podwójnego barwienia IHC w kolorze czerwonym |
| DAB | Peroksydaza chrzanowa | Bufor substratowy dostarczony przez producenta | 1 kropla chromogenu dodana do 1 ml substratu DAB | Zmienna (patrz krok 2.16) | Powoduje powstawanie brązowego zabarwienia; substancja rakotwórcza, należy obchodzić się zgodnie z zasadami bezpieczeństwa |
Tabela 3: Lista substratów chromogennych. W tabeli tej podsumowano substraty chromogenne stosowane w IHC jednobarwnym i dwubarwnym, w tym kompatybilne enzymy detekcyjne, sposób przygotowania i formuły, czasy inkubacji oraz kluczowe zalecenia dotyczące obchodzenia się z odczynnikami w celu uzyskania optymalnego rozwoju sygnału chromogennego.
Plik uzupełniający 1: Przygotowanie odczynników, buforów i substratów. Plik ten podsumowuje zasady przygotowania, przechowywania oraz krytyczne uwagi dotyczące obchodzenia się ze wszystkimi odczynnikami, buforami, roztworami blokującymi i substratami chromogennymi wykorzystywanymi w protokołach immunohistochemii jedno- i dwukolorowej.Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.