Описанный здесь протокол позволяет проводить внутриклеточное окрашивание белковых мишеней, для которых отсутствуют коммерчески доступные антитела, валидированные для проточной цитометрии. В качестве репрезентативного примера было проведено окрашивание субъединицы 1 фактора сплайсинга 3a (SF3A1) — повсеместно экспрессируемого белка сплайсинга, локализующегося в ядре; окрашивание выполняли с использованием кроличьих поликлональных антител, полученных против пептида, соответствующего аминокислотам 18–37 SF3A1 (SF3A118–37; EPKQPTEEEASSKEDSAPSK)18,19.
Для оценки процесса окрашивания клетки окрашивали неконъюгированными антителами к SF3A118–37 первичные поликлональные антитела либо до, либо после обработки только параформальдегидом (PFA) или последовательной обработки PFA + EtOH (Рисунки 1 и 2). Как и ожидалось, SF3A1-положительная популяция не была обнаружена в образцах, окрашенных до обработки ПФА (Pre-PFA) или до последовательной обработки ПФА и EtOH (Pre-EtOH) (Рисунок 2A). Окрашивание, выполненное только после обработки ПФА (Post-PFA), выявило небольшую популяцию SF3A1-положительных клеток (Рисунок 2B). Напротив, отчетливая популяция SF3A1-положительных клеток наблюдалась только в том случае, когда окрашивание проводили после пермеабилизации этанолом (Post-EtOH) (Рисунок 2B). Эти результаты указывают на то, что данный рабочий процесс позволяет выявить существенно более интенсивное окрашивание SF3A1 после пермеабилизации EtOH, чем после обработки только PFA.

Рисунок 2. Оценка окрашивания SF3A1 после фиксации параформальдегидом и пермеабилизации этанолом. Репрезентативные графики проточной цитометрии живых клеток K562, отрицательных по красителю жизнеспособности, показывающие флуоресценцию DyLight 488 (DL488) в зависимости от площади бокового рассеяния (SSC-A). Область, выделенная рамкой, указывает на популяцию SF3A1-положительных (SF3A1⁺) клеток. SF3A1, субъединица 1 фактора сплайсинга 3a; PFA, параформальдегид; EtOH, этанол. (A) Окрашивание антителами к SF3A1, проведенное до фиксации PFA (Pre-PFA; слева) или до последовательной фиксации PFA и пермеабилизации EtOH (Pre-EtOH; справа). (B) Окрашивание антителами к SF3A1, проведенное после фиксации PFA (Post-PFA; слева) или после последовательной фиксации PFA и пермеабилизации EtOH (Post-EtOH; справа). (C) Сравнение окрашивания SF3A1 после пермеабилизации EtOH в течение 2 h или в течение ночи. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Чтобы определить, влияет ли продолжительность воздействия EtOH на окрашивание или целостность клеток, клетки обрабатывали EtOH в течение либо 2 ч, либо в течение ночи. Анализ методом проточной цитометрии не выявил существенных различий в интенсивности окрашивания или видимой целостности клеток между этими двумя условиями (Рисунок 2C). Эти результаты указывают на то, что 2 ч пермеабилизации EtOH обеспечили окрашивание, сопоставимое с инкубацией в течение ночи в протестированных условиях.
После подтверждения того, что пермеабилизация EtOH обеспечивает детектируемое окрашивание SF3A1 (Рисунок 2B), и установления базового уровня окрашивания SF3A1 в отсутствие конкурирующего пептида (Рисунок 3A), специфичность антител была оценена с помощью пептидной конкуренции. Клетки инкубировали либо с SF3A118–37, либо с неспецифическим контрольным пептидом, соответствующим аминокислотам 778–793 SF3A1 (SF3A1778–793; GAVIHLALKERGGRKK). Пептиды добавляли вместе с первичными антителами (Протокол, Шаг 7). Инкубация с избытком специфического пептида SF3A118–37 снизила процент SF3A1-положительных клеток до уровня, сопоставимого с неокрашенным контролем, в то время как неспецифический пептид SF3A1778–793 заметно не изменил профиль окрашивания (Рисунок 3B,C). Эксперименты по титрованию пептидов продемонстрировали дозозависимое ингибирование связывания антител когнатным пептидом SF3A118–37 (IC50 = 21.6 nM), в то время как при молярном избытке неспецифического пептида SF3A1778–793 до 50 раз ингибирования не наблюдалось (Рисунок 3D). Эти результаты показывают, что анализ пептидной конкуренции может быть использован для оценки ингибирования связывания антител методом проточной цитометрии.

Рисунок 3. Дозозависимое конкурентное ингибирование окрашивания антителами к SF3A1 когнатным пептидом. Репрезентативные диаграммы проточной цитометрии живых, негативных по красителю жизнеспособности клеток K562, показывающие флуоресценцию DyLight 488 (DL488) в зависимости от площади бокового рассеяния (SSC-A). Область в рамке указывает на популяцию SF3A1-положительных (SF3A1⁺) клеток. SF3A1, субъединица 1 фактора сплайсинга 3a. (A) Неокрашенный контроль и окрашивание антителами к SF3A1. (B) Окрашивание на SF3A1 после дозозависимого добавления когнатного пептида SF3A1(18–37). (C) Окрашивание на SF3A1 после дозозависимого добавления неспецифического пептида SF3A1(778–793). Концентрации пептидов составляли 216, 43.3, 21.7, 10.8, 5.4 и 2.7 nM; соответствующие молярные соотношения пептида к антителу, указанные на рисунке, были рассчитаны относительно концентрации антител к SF3A1 4.33 nM. (D) Кривая конкурентного ингибирования, показывающая процент SF3A1-положительных клеток в зависимости от концентрации пептида. Когнатный пептид SF3A1(18–37) ингибировал связывание антител дозозависимым образом, в то время как пептид SF3A1(778–793) этого не делал. Полумаксимальная ингибирующая концентрация (IC₅₀) для когнатного пептида составила 21.6 nM, определенная с использованием наилучшей аппроксимации по нелинейной модели зависимости ингибитора от нормализованного ответа с переменным наклоном. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Наконец, протокол был оценен по способности детектировать рецептор эритропоэтина (EpoR) — клеточный поверхностный рецептор, который также присутствует внутри клетки во время биосинтеза рецептора и после индуцированной лигандом интернализации20,21. EpoR представляет собой белок из 508 аминокислот, состоящий из внеклеточного N-концевого домена, одного трансмембранного участка (аминокислоты 251–273) и внутриклеточного C-концевого домена. Неконъюгированные кроличьи поликлональные антитела к EpoR (BS-1424R), ранее валидированные для вестерн-блоттинга, иммуногистохимии и иммунофлуоресценции, но не для проточной цитометрии22,23,24,25,26, применялись с использованием описанного выше алгоритма окрашивания. По данным производителя, антитела BS-1424R были получены против аминокислот 330–365 внутриклеточного домена EpoR.
При окрашивании клеток перед обработкой ПФА (Pre-PFA), <10% клеток K562 оказались положительными при окрашивании на EpoR (Рисунок 4A). Напротив, примерно 77% и 84% клеток K562 оказались положительными после обработки только PFA (Post-PFA) и последовательной обработки PFA и EtOH (Post-EtOH) соответственно (Рисунок 4B–D). В отличие от окрашивания на SF3A1, усиление окрашивания EpoR наблюдалось после применения обоих методов подготовки — Post-PFA и Post-EtOH (сравните Рисунки 2B и 4D). Эти результаты согласуются с расположением эпитопа BS-1424R в пределах внутриклеточного домена EpoR. Обнаружение иммунореактивности EpoR при обоих вариантах окрашивания указывает на то, что обработка PFA достаточно пермеабилизирует плазматическую мембрану клеток K562 для обеспечения связывания антител с внутриклеточным эпитопом. В данной схеме работы использование одного вторичного антитела требует оценки поверхностных и внутриклеточных пулов EpoR с использованием раздельно обработанных и окрашенных образцов. Это ограничение может быть преодолено путем использования первичных антител, полученных у разных видов животных, что позволит проводить мультиплексное детектирование с помощью видоспецифических вторичных антител.

Рисунок 4. Детекция рецептора эритропоэтина (EpoR) в клетках K562 при различных условиях фиксации и пермеабилизации. Репрезентативные графики проточной цитометрии живых K562-клеток, отрицательных по красителю жизнеспособности, показывающие флуоресценцию DyLight 488 (DL488) в зависимости от площади бокового светорассеяния (SSC-A). Выделенная область указывает на популяцию EpoR-положительных (EpoR⁺) клеток. Окрашивание на EpoR проводили с использованием поликлональных антител BS-1424R, полученных к аминокислотам 330–365 внутриклеточного домена EpoR. (A) Окрашивание на EpoR до фиксации PFA (Pre-PFA). (B) Окрашивание на EpoR после фиксации PFA (Post-PFA). (C) Окрашивание на EpoR после последовательной фиксации PFA и пермеабилизации EtOH (Post-EtOH). (D) Количественное определение EpoR-положительных клеток при каждом условии окрашивания. Данные представлены как среднее значение ± стандартная ошибка среднего (SEM) по трем независимым экспериментам (n = 3). Статистическая значимость определялась с помощью t-критерия Стьюдента. P < 0.01 отмечено **. Показаны сравнения Pre-PFA с Post-PFA и Pre-PFA с Post-EtOH. Ab, антитело; EpoR, рецептор эритропоэтина; PFA, параформальдегид; EtOH, этанол. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.