Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Immunohistokemisk farvning af B7-H1 (PD-L1) på paraffinindlejret lysbilleder af adenocarcinom i pancreas Tissue

Published: January 3, 2013 doi: 10.3791/4059

Summary

B7-H1 (PD-L1) og dens binding til PD-1 udgør en væsentlig tumorinduceret immunosuppressive signal i tumorens mikromiljø. En immunohistokemisk farvning teknik til karakterisering af ekspression og lokalisering af B7-H1 i pancreas adenocarcinom er beskrevet her.

Abstract

B7-H1/PD-L1, et medlem af B7-familien af ​​immun-regulerende celleoverfladeproteiner, spiller en vigtig rolle i den negative regulering af cellemedierede immunresponser gennem dens interaktion med dets receptor, programmeret død-1 (PD -1) 1,2. Overekspression af B7-H1 af tumorceller er blevet bemærket i et antal humane cancere, herunder melanom, glioblastom, og carcinomer i lunge, bryst, colon, ovarie og nyreceller, og har vist sig at hæmme anti-tumor T- celle immunitet 3-8.

For nylig er B7-H1 ekspression af pancreas adenocarcinom væv blevet identificeret som et potentielt prognostisk markør 9,10. Endvidere har blokering af B7-H1 i en musemodel af kræft i bugspytkirtlen vist sig at producere en anti-tumorrespons 11. Disse data antyder vigtigheden af ​​B7-H1 som et potentielt terapeutisk mål. Anti-B7-H1 blokade antistoffer er derfor ved at blive afprøvet i kliniske forsøg med henblik på mulmultiplum humane faste tumorer, herunder melanom og kræft i lunge, colon, nyre, mave og pancreas 12.

For at blive i stand til at identificere de patienter, der vil få gavn af B7-H1 målretning terapier, er det vigtigt at undersøge sammenhængen mellem udtryk og lokalisering af B7-H1 og patientens respons på behandling med B7-H1 blokade antistoffer. Undersøgelse af ekspressionen af ​​B7-H1 i menneskets bugspytkirtel adenocarcinom væv gennem immunhistokemi vil give en bedre forståelse af, hvordan dette samarbejde hæmmende signalmolekyle bidrager til undertrykkelse af antitumor immunitet i tumor mikromiljø. Anti-B7-H1 monoklonalt antistof (klon 5H1) udviklet af Chen og medarbejdere har vist sig at give pålidelige farvningsresultaterne i kryosektioner af flere typer af humane neoplastiske væv 4,8, men farvning af paraffinindlejrede objektglas havde været en udfordring indtil nylig 13-18. Vi har devløbet bort B7-H1 farvningsprotokol for paraffinindlejrede lysbilleder af adenocarcinom i pancreas væv. B7-H1 farvningsprotokol beskrevet her producerer konsekvent membranøs og cytoplasmatisk farvning af B7-H1 med lidt baggrund.

Protocol

B7-H1/PD-L1, et medlem af B7-familien af ​​immun-regulerende celleoverfladeproteiner, spiller en vigtig rolle i den negative regulering af cellemedierede immunresponser gennem dens interaktion med dets receptor, programmeret død-1 (PD -1) 1,2. Overekspression af B7-H1 af tumorceller er blevet bemærket i et antal humane cancere, herunder melanom, glioblastom, og carcinomer i lunge, bryst, colon, ovarie og nyreceller, og har vist sig at hæmme anti-tumor T- celle immunitet 3-8.

For nylig er B7-H1 ekspression af pancreas adenocarcinom væv blevet identificeret som et potentielt prognostisk markør 9,10. Endvidere har blokering af B7-H1 i en musemodel af kræft i bugspytkirtlen vist sig at producere en anti-tumorrespons 11. Disse data antyder vigtigheden af ​​B7-H1 som et potentielt terapeutisk mål. Anti-B7-H1 blokade antistoffer er derfor ved at blive afprøvet i kliniske forsøg for flere menneskersolide tumorer, herunder melanom og kræft i lunge, colon, nyre, mave og pancreas 12.

For at blive i stand til at identificere de patienter, der vil få gavn af B7-H1 målretning terapier, er det vigtigt at undersøge sammenhængen mellem udtryk og lokalisering af B7-H1 og patientens respons på behandling med B7-H1 blokade antistoffer. Undersøgelse af ekspressionen af ​​B7-H1 i menneskets bugspytkirtel adenocarcinom væv gennem immunhistokemi vil give en bedre forståelse af, hvordan dette samarbejde hæmmende signalmolekyle bidrager til undertrykkelse af antitumor immunitet i tumor mikromiljø. Anti-B7-H1 monoklonalt antistof (klon 5H1) udviklet af Chen og medarbejdere har vist sig at give pålidelige farvningsresultaterne i kryosektioner af flere typer af humane neoplastiske væv 4,8, men farvning af paraffinindlejrede objektglas havde været en udfordring indtil nylig 13-18. Vi har udviklet B7-H1 staining protokol for paraffinindlejrede lysbilleder af adenocarcinom i pancreas væv. B7-H1 farvningsprotokol beskrevet her producerer konsekvent membranøs og cytoplasmatisk farvning af B7-H1 med lidt baggrund.

1. De-parafinization

  1. Bake glider ved 55 ° C i 20 minutter.
  2. I en kemisk hætte, dias fordybe i xylen i 10 min.
  3. Fordybe dias i frisk xylen i 10 min.
  4. Nedsænke glider i 100% ethanol i 5 minutter.
  5. Nedsænkes glider i friske 100% ethanol i 5 minutter.
  6. Nedsænke glider i 95% ethanol i 5 minutter.
  7. Nedsænke glider i 80% ethanol i 5 minutter.
  8. Nedsænkes glider i deioniseret vand i 5 minutter.

2. Antigen Retrieval

  1. Nedsænkes objektglassene i Tris-EDTA-puffer (pH 9,0) og opvarmes i en trykkoger til 125 ° C i 30 sek, derefter 90 ° C i 10 sek.
  2. Lad objektglassene afkøle i 60 min.
  3. Fordybe dias i TBST i 5 minutter; REPEpå to gange.

3. Farvning

  1. Tør løsninger rundt vævet på dias. Markér en cirkel rundt om vævet med en hydrofob pen.
  2. Objektglassene anbringes i et fugtighedskammer og undgå tørring af vævet på objektglasset hele farvningsprocessen. Placer en dråbe (ca. 200 ul eller mere for at dække vævsområde helt) af peroxidase blok i den hydrofobe cirkel på objektglasset og inkuber objektglassene i peroxidase blok i 5 min.
  3. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter.
  4. Placer en dråbe BLOCK ACE blokerende buffer på de enkelte dias og inkuber i 15 min.
  5. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter.
  6. Sted en dråbe af avidin løsning på hvert objektglas, og der inkuberes i 15 minutter.
  7. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter.
  8. Sted en dråbe biotin løsning på hvert objektglas, og der inkuberes i 15 minutter.
  9. Skyl SLIdes med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter.
  10. Inkuber objektglassene med 1:1000 fortynding af muse-anti-B7-H1 monoklonalt antistof (klon 5H1) eller en muse-IgG1 κ isotypekontrol i 200 pi TBST ved 4 ° C natten over i 22 timer + / - 1 time. Den endelige antistof koncentration i TBST er 2,57 ug / ml.
  11. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter. Gentag to gange.
  12. Inkuber objektglassene med et biotin-konjugeret rotte-anti-muse-IgG1 sekundært antistof ved 1:500 koncentration (i 200 pi 2% gedeserum opløsning) i 30 minutter.
  13. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter. Gentag to gange.
  14. Sted en dråbe Streptavidin-Biotin Complex (skal fremstilles mindst 30 minutter før brug) på hvert objektglas, og der inkuberes i 15 minutter.
  15. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter. Gentag to gange.
  16. Sted en dråbe Amplification Reagent (fortyndet 2:1 med TBST) på hvert objektglas og inkuberes i 4 minutter.
  17. Skyl objektglassene med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter. Gentag to gange.
  18. Sted en dråbe Streptavidin-HRP på hvert objektglas, og der inkuberes i 15 minutter.
  19. Objektglassene skylles med TBST, derefter sted i TBST i 5 minutter. Gentag to gange.
  20. Placer en dråbe af 3,3-diaminobenzidin (DAB) substrat og kromogen på de enkelte dias og udvikle farven i 2 min.
  21. Umiddelbart efter farveudviklingen, skylning af objektglas med ddH 2 O i 1-2 min.
  22. Inkuberes objektglassene med en dråbe hæmatoxylin i 90 sekunder.
  23. Vask med ddH 2 O i 1-2 min.
  24. Vask med sæbevand postevand i 1-2 min.
  25. Vask med ddH 2 O i 1-2 min.

4. Dehydrering og montering

  1. Fordyb objektglassene i 80% ethanol i 3 min.
  2. Fordyb objektglassene i 95% ethanol i 3 min.
  3. Fordyb objektglassene i 100% ethanol i 5 min. Gentag.
  4. Fordyb dias i xylen i 5 min. Gentag.
  5. Tilføj en dråbeCytoseal 60 til slæden og sted dækglasset.

Tabel 1 indeholder de reagenser, der anvendes i de ovenfor beskrevne fremgangsmåder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En vellykket immunhistokemisk farvning af B7-H1 vil demonstrere den heterogene udtryk for B7-H1 (brun-signaler DAB farveudvikling) i pancreas adenocarcinom. Nogle pancreas adenocarcinoma celler har overvejende membranøs ekspression af B7-H1 (figur 1A), mens andre har enten overvejende cytoplasmatisk ekspression af B7-H1 eller lille ekspression af B7-H1 (figur 2 og 3). Normal pancreas kanalen epitel udtrykker lidt B7-H1 (figur 4). Farvning med et muse-IgG1 κ isotypekontrolantistof i stedet for den anti-B7-H1-antistof viser ringe baggrund farvning (figur 1B).

Figur 1
Figur 1. A. Immunohistokemisk farvning med anti-B7-H1, klon 5H1 antistof viser membranøs ekspression på visse pancreas-adenocarcinom-celler. B. Immunohistochemical farvning med isotypekontrol IgG1 udviser lille DAB farveudvikling på samme pancreas adenocarcinom væv.

Figur 2
Figur 2. B7-H1 ekspression i cytoplasmaet af pankreatiske adenocarcinomaceller.

Figur 3
Fig. 3. Nogle pancreas adenocarcinom celler udtrykker lidt B7-H1.

Figur 4
Figur 4. B7-H1-ekspression på normal pancreas ductal epitel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Immunohistokemisk farvning af B7-H1 på kryosektioner er blevet rapporteret i tidligere undersøgelser af forskellige cancere 3,4. Men kliniske tumorprøver normalt kun er tilgængelige i form af paraffinindstøbte blokke. Den 5H1 monoklonale antistof er for nylig blevet anvendt med succes til farvning af paraffin-indlejrede tumorvæv, herunder renalcellecarcinom, cervixkarcinom, blærecancer og melanoma 13-18. B7-H1 farvning af paraffin-indlejrede 9,19 eller kryostat 20 dele af pancreas adenocarcinom væv med andre monoklonale antistoffer er også blevet rapporteret. Her har vi vist vellykket farvning af paraffinindstøbte pancreas adenocarcinom væv med 5H1 monoklonalt antistof mod B7-H1. Ekspressionen af B7-H1 i pancreatisk adenocarcinom er heterogen, svarende til den i mange andre typer af maligniteter såsom melanom 4,21. Både membranøs og cytoplasmatisk ekspression af B7-H1 are observeret med adenocarcinoma celler (figur 1 og 2). Membranøs ekspression af B7-H1 er i overensstemmelse med dets biologiske funktion. Rolle cytoplasmatisk B7-H1 i neoplastiske væv stadig at blive undersøgt. Normale pankreatiske duktale epitel-eller acinære celler udtrykker ikke B7-H1 (figur 4).

Alle trinnene i denne protokol finder sted ved stuetemperatur bortset fra inkubation natten over ved 4 ° C. Antigen hentning betingelserne anvendt i denne B7-H1 farvningsprocedure ikke blev rapporteret i ovennævnte publikationer 9,19. Det amplifikationstrin var heller ikke ansat af disse undersøgelser. Vi fandt, at de kritiske trin i denne protokol omfatter antigenet hentning, den inkubation natten over med det primære antistof, amplifikationen, og DAB farveudvikling. Den fortynding af det primære antistof skal muligvis titreres lidt for hvert andet parti 5H1. Amplifikation er blevet holdt nøjagtigt på 4 min meden fortyndet amplifikationsreagens. Disse modifikationer giver tilstrækkelig amplifikation af positive signaler uden at forøge baggrunden. Udviklingen er typisk 2 min, men vi rutinemæssigt overvåge udviklingen under et mikroskop for at sikre optimal farvning med minimal baggrund. Med hver runde af farvning, inkluderer vi et lysbillede fra en tidligere parti og et dias af tonsil væv som positive kontroller. Paracortical farvning af B7-H1 i mandel er tidligere blevet beskrevet fire. Hvis baggrunden er høj, eller hvis det tager mere end 5 min at udvikle typiske signaler i disse kontrolforanstaltninger dias, anbefaler vi udskiftning af reagenser til de kritiske trin og kontrol af alle farvning trin.

Anvendelsen af ​​denne farvningsteknik muliggør kvalitativ og semikvantitativ analyse af B7-H1 ekspression og lokalisering af neoplastiske pancreas adenocarcinom-celler. Med ændring af fortyndingen af ​​det primære antistof, længden og fortynding af amplificatipå trin, og tidspunktet for farveudvikling, kan denne protokol anvendes på andre vævstyper. Vi har ændret denne protokol og har brugt det til brystkræft og sarkom væv. Som B7-H1, og dets binding til PD-1 udgør en væsentlig tumorinduceret immunosuppressive signal i tumorens mikromiljø, vil denne farvningsteknik lette forståelsen af ​​den rolle, som tumorens mikromiljø i tumorinitiering, progression og anti-tumor immunrespons.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen interessekonflikter erklæret.

Acknowledgments

EB, KMB, og HX bidrager ligeligt. Denne undersøgelse blev støttet af NCI SPORE i Mave Cancers P50 CA062924, NIH K23 CA148964, Lustgarten Foundation, Viragh Foundation, ASCO Young Investigator Award, NIH 5T32 CA0090701-28 Training Grant, Sol Goldman bugspytkirtlen Cancer Center, og National Bugspytkirtel Foundation.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CSA System Dako K1500 Includes the following reagents mentioned in the protocol: peroxidase block, streptavidin-biotin complex, amplification reagent, streptavidin-HRP, and DAB substrate and chromogen
Avidin/Biotin Blocking Kit Vector SP-2001
Block ACE Serotec BUF029
Biotin anti-mouse IgG1 BD 553441
Mouse IgG1 K Isotype Control eBioscience 14-4714-85
TBS(Tris-buffered saline), 10X Cellgro 46-012-CM 10xTBS contains 80 g/L NaCl and 24.2 g/L Tirs;
Diluted to 1X with ddH2O for washes;
Tween 20 Sigma-Aldrich P1379 1 ml added to 1 L of 1X TBS to make TBST
Target Retrieval, 20x Celerus Wave 014-3000-000 Diluted to 1x with ddH2O
190 Proof Ethyl Alcohol Pharmco-Aaper 111000190
200 Proof Ethyl Alcohol Pharmo-Aaper 111000200
Xylene VWR 95057-827
Hematoxylin Richard-Allan Scientific 72804
Cytoseal 60 Richard-Allan Scientific 8310-4
Coverslips Corning 2940-245
Humidity chamber Sigma H6644
Table 1. Reagents and equipment.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Flies, D. B., Chen, L. The new B7s: playing a pivotal role in tumor immunity. J. Immunother. 30, 251-260 (2007).
  2. Dong, H., Zhu, G., Tamada, K., Chen, L. B7-H1, a third member of the B7 family, co-stimulates T-cell proliferation and interleukin-10 secretion. Nat. Med. 5, 1365-1369 (1999).
  3. Curiel, T. J., Wei, S., Dong, H., Alvarez, X., Cheng, P., Mottram, P., Krzysiek, R., Knutson, K. L., et al. Blockade of B7-H1 improves myeloid dendritic cell-mediated antitumor immunity. Nat. Med. 9, 562-567 (2003).
  4. Dong, H., Strome, S. E., Salomao, D. R., Tamura, H., Hirano, F., Flies, D. B., Roche, P. C., Lu, J., Zhu, G. Tumor-associated B7-H1 promotes T-cell apoptosis: a potential mechanism of immune evasion. Nat. Med. 8, 793-800 (2002).
  5. Dong, H., Chen, L. B7-H1 pathway and its role in the evasion of tumor immunity. J. Mol. Med. (Berl). 81, 281-287 (2003).
  6. Strome, S. E., Dong, H., Tamura, H., Voss, S. G., Flies, D. B., Tamada, K., Salomao, D., Cheville, J., Hirano, F., Lin, W., Kasperbauer, J. L., Ballman, K. V., Chen, L. B7-H1 blockade augments adoptive T-cell immunotherapy for squamous cell carcinoma. Cancer Res. 63, 6501-6505 (2003).
  7. Hirano, F., Kaneko, K., Tamura, H., Dong, H., Wang, S., Ichikawa, M., Rietz, C., Flies, D. B., Lau, J. S., Zhu, G., Tamada, K., Chen, L. Blockade of B7-H1 and PD-1 by monoclonal antibodies potentiates cancer therapeutic immunity. Cancer Res. 65, 1089-1096 (2005).
  8. Thompson, R. H., Gillett, M. D., Cheville, J. C., Lohse, C. M., Dong, H., Webster, W. S., Krejci, K. G., Lobo, J. R., Sengupta, S., Chen, L., Zincke, H., Blute, M. L., Strome, S. E., Leibovich, B. C., Kwon, E. D. Costimulatory B7-H1 in renal cell carcinoma patients: Indicator of tumor aggressiveness and potential therapeutic target. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 17174-17179 (2004).
  9. Geng, L., Huang, D., Liu, J., Qian, Y., Deng, J., Li, D., Hu, Z., Zhang, J., Jiang, G., Zheng, S. B7-H1 up-regulated expression in human pancreatic carcinoma tissue associates with tumor progression. J. Cancer Res. Clin. Oncol. 134, 1021-1027 (2008).
  10. Loos, M., Giese, N. A., Kleeff, J., Giese, T., Gaida, M. M., Bergmann, F., Laschinger, M., WB, M., Friess, H. Clinical significance and regulation of the costimulatory molecule B7-H1 in pancreatic cancer. Cancer Lett. 268, 98-109 (2008).
  11. Okudaira, K., Hokari, R., Tsuzuki, Y., Okada, Y., Komoto, S., Watanabe, C., Kurihara, C., Kawaguchi, A., Nagao, S., Azuma, M., Yagita, H., Miura, S. Blockade of B7-H1 or B7-DC induces an anti-tumor effect in a mouse pancreatic cancer model. Int. J. Oncol. 35, 741-749 (2009).
  12. Wang, S., Chen, L. Immunobiology of cancer therapies targeting CD137 and B7-H1/PD-1 cosignal pathways. Curr. Top Microbiol. Immunol. 344, 245-267 (2011).
  13. Thompson, R. H., Webster, W. S., Cheville, J. C., Lohse, C. M., Dong, H., Leibovich, B. C., Kuntz, S. M., Sengupta, S., Kwon, E. D., Blute, M. L. B7-H1 glycoprotein blockade: a novel strategy to enhance immunotherapy in patients with renal cell carcinoma. Urology. 66, 10-14 (2005).
  14. Thompson, R. H., Kuntz, S. M., Leibovich, B. C., Dong, H., Lohse, C. M., Webster, W. S., Sengupta, S., Frank, I., Parker, A. S., Zincke, H., Blute, M. L., Sebo, T. J., Cheville, J. C., Kwon, E. D. Tumor B7-H1 is associated with poor prognosis in renal cell carcinoma patients with long-term follow-up. Cancer Res. 66, 3381-3385 (2006).
  15. Thompson, R. H., Dong, H., Kwon, E. D. Implications of B7-H1 expression in clear cell carcinoma of the kidney for prognostication and therapy. Clin. Cancer Res. 13, 709s-715s (2007).
  16. Karim, R., Jordanova, E. S., Piersma, S. J., Kenter, G. G., Chen, L., Boer, J. M., Melief, C. J., vander Burg, S. H. Tumor-expressed B7-H1 and B7-DC in relation to PD-1+ T-cell infiltration and survival of patients with cervical carcinoma. Clin. Cancer Res. 15, 6341-6347 (2009).
  17. Inman, B. A., Sebo, T. J., Frigola, X., Dong, H., Bergstralh, E. J., Frank, I., Fradet, Y., Lacombe, L., Kwon, E. D. PD-L1 (B7-H1) expression by urothelial carcinoma of the bladder and BCG-induced granulomata: associations with localized stage progression. Cancer. 109, 1499-1505 (2007).
  18. Brahmer, J. R., Drake, C. G., Wollner, I., Powderly, J. D., Picus, J., Sharfman, W. H., Stankevich, E., Pons, A., Salay, T. M., McMiller, T. L., Gilson, M. M., Wang, C., Selby, M., Taube, J. M., Anders, R., Chen, L., Korman, A. J., Pardoll, D. M., Lowy, I., Topalian, S. L. Phase I study of single-agent anti-programmed death-1 (MDX-1106) in refractory solid tumors: safety, clinical activity, pharmacodynamics, and immunologic correlates. J. Clin. Oncol. 28, 3167-3175 (2010).
  19. Wang, L., Ma, Q., Chen, X., Guo, K., Li, J., Zhang, M. Clinical significance of B7-H1 and B7-1 expressions in pancreatic carcinoma. World J. Surg. 34, 1059-1065 (2010).
  20. Nomi, T., Sho, M., Akahori, T., Hamada, K., Kubo, A., Kanehiro, H., Nakamura, S., Enomoto, K., Yagita, H., Azuma, M., Nakajima, Y. Clinical significance and therapeutic potential of the programmed death-1 ligand/programmed death-1 pathway in human pancreatic cancer. Clin. Cancer Res. 13, 2151-2157 (2007).
  21. Taube, J. M., Anders, R. A., Young, G. D., Xu, H., Sharma, R., McMiller, T. L., Chen, S., Klein, A. P., Pardoll, D. M., Topalian, S. L., Chen, L. Colocalization of inflammatory response with B7-h1 expression in human melanocytic lesions supports an adaptive resistance mechanism of immune escape. Sci. Transl. Med. 4, 127ra37 (2012).

Tags

Cancer Biology Medicine Immunology biokemi molekylærbiologi Cellular Biology Chemistry Oncology immunhistokemi B7-H1 (PD-L1) pancreas adenocarcinom pancreascancer pancreas tumor T-celle-immunitet cancer
Immunohistokemisk farvning af B7-H1 (PD-L1) på paraffinindlejret lysbilleder af adenocarcinom i pancreas Tissue
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bigelow, E., Bever, K. M., Xu, H.,More

Bigelow, E., Bever, K. M., Xu, H., Yager, A., Wu, A., Taube, J., Chen, L., Jaffee, E. M., Anders, R. A., Zheng, L. Immunohistochemical Staining of B7-H1 (PD-L1) on Paraffin-embedded Slides of Pancreatic Adenocarcinoma Tissue. J. Vis. Exp. (71), e4059, doi:10.3791/4059 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter