Глиобластома (GBM) представляет собой агрессивную, высокоинвазивную и гетерогенную первичную злокачественную опухоль головного мозга, характеризующуюся низким уровнем выживаемости пациентов, несмотря на применение современных стандартных методов терапии1. Определяющей особенностью GBM является выраженно иммуносупрессивное микроокружение опухоли (TME), которое способствует развитию резистентности к стратегиям иммунотерапии2,3. Иммуносупрессии при GBM способствуют многочисленные механизмы, включая снижение инфильтрации эффекторными Т-клетками, а также индукцию дисфункции и истощения Т-клеток4. Кроме того, стволоподобные клетки глиобластомы (GSCs), являющиеся субпопуляцией клеток GBM, дополнительно способствуют уклонению от иммунного ответа, поддерживая иммунологически «холодное» TME, которое характеризуется ограниченной цитотоксической иммунной активностью5. Эти особенности подчеркивают важность точной характеристики популяций инфильтрирующих опухоль иммунных клеток и их функциональных состояний в TME при глиобластоме.
Иммуногистохимический анализ (ИГХ) остается одним из наиболее широко используемых методов оценки инфильтрации опухолевых тканей иммунными клетками, поскольку он сохраняет архитектуру ткани, позволяя визуализировать, локализовать и полуколичественно оценить клеточные маркеры in situ6,7,8,9,10,11,12. Предыдущие иммуногистохимические исследования и исследования иммунного профилирования существенно расширили наше понимание иммунного ландшафта GBM и позволили идентифицировать популяции иммунных клеток, связанные с прогрессированием опухоли и ответом на терапию12,13,14,15,16. Одноцветный хромогенный ИГХ особенно полезен для обнаружения отдельных иммунных маркеров в срезах тканей, фиксированных в формалине и залитых парафином (FFPE)12,13,15,17,18,19,20. Напротив, двухцветный хромогенный ИГХ позволяет одновременно визуализировать два маркера в одном срезе ткани, что облегчает оценку клеточного фенотипа, пролиферации или состояния активации12,19,21.
Несмотря на эти достижения, количество практических и стандартизированных протоколов хромогенного ИГХ на основе субстратов, применимых к иммунокомпетентным моделям ГБМ, производным от GSC, остается ограниченным. Более того, хромогенный ИГХ при ГБМ представляет собой более сложную задачу, чем при многих других солидных опухолях, из-за редкой и неоднородной инфильтрации иммунными клетками, выраженной интратуморальной гетерогенности, а также высокоиммуносупрессивного и сложного TME, что затрудняет точную визуализацию и интерпретацию нескольких клеточных популяций в одном срезе ткани2,3,4. Двойной хромогенный ИГХ создает дополнительные технические сложности, особенно когда оба первичных антитела получены у одного и того же вида животных; это требует тщательной оптимизации совместимости антител, стратегии последовательного окрашивания для одновременного детектирования двух антигенов в одном срезе ткани и подбора хромогенного субстрата для обеспечения четкой дифференциации маркеров при световой микроскопии.
В данной работе мы описываем воспроизводимые протоколы одно- и двухцветного иммуногистохимического (ИГХ) анализа на основе субстратов, которые позволяют успешно выявлять репрезентативные поверхностные и внутриклеточные антигены, ассоциированные с опухоль-инфильтрующими иммунными клетками, в иммунокомпетентной ортотопической модели ГБМ, производной от 005 GSC22,23,24. Эти хромогенные ИГХ-протоколы на основе субстратов могут быть адаптированы и для других доклинических моделей опухолей, а также потенциально для анализа образцов опухолей человека, фиксированных в формалине и залитых парафином (FFPE). Полученные ткани головного мозга мыши фиксировали в 10% нейтральном буферизированном формалине в течение ночи (~12 ч) перед стандартной обработкой тканей и заливкой парафином, как было описано ранее19. Срезы из FFPE-блоков (толщиной 5 µm19) наносили на положительно заряженные предметные стекла и хранили при комнатной температуре до использования. Одноцветный ИГХ-анализ использует хромогенную систему детекции на основе пероксидазы хрена (HRP) с 3,3′-диаминобензидином (DAB) в качестве субстрата для получения коричневого сигнала, позволяющего визуализировать отдельные антигены при помощи световой микроскопии. Данный рабочий процесс подходит для выявления как мембранных, так и внутриклеточных антигенов в срезах тканей FFPE.
Двухцветное иммуногистохимическое (ИГХ) окрашивание позволяет одновременно обнаруживать два антигена в одном срезе ткани, однако оно требует дополнительной оптимизации для обеспечения совместимости антител и четкого разделения хромогенных сигналов. Двухцветное ИГХ-окрашивание относительно просто в реализации, если первичные антитела были получены в разных видах животных, что позволяет использовать видоспецифичные вторичные антитела. Однако одновременное обнаружение становится более сложным с технической точки зрения, если оба первичных антитела получены от одного и того же вида животных. Чтобы решить эту проблему, в описанном здесь рабочем процессе двухцветного ИГХ используется стратегия последовательного хромогенного окрашивания на основе щелочной фосфатазы (AP) с применением различных субстратов, что позволяет четко визуально дифференцировать сигналы двух антигенов при световой микроскопии.
Оба рабочих процесса включают этапы депарафинизации тканей, регидратации, восстановления антигенов, блокировки, окрашивания, дегидратации, просветления и замыкания. Приготовление реагентов имеет решающее значение для качества и воспроизводимости окрашивания (см. Supplementary File 1). Аналогично, надлежащие разведения первичных антител также критически важны для успешного протокола окрашивания; разведение проводится непосредственно перед использованием в 2.5% нормальной сыворотке лошади или козы, в зависимости от вида хозяина соответствующего вторичного антитела (см. Table 1). Список видоспецифичных вторичных антител, используемых для одноцветного и двухцветного окрашивания, также представлен в Table 2. При одноцветном ИГХ применяются реагенты для просветления и замыкания на основе ксилола, тогда как для двухцветного ИГХ требуются альтернативы без ксилола (например, Histo-Clear), поскольку субстрат частично растворим в ксилоле (см. список субстратов в Table 3).