Biz dondurulmuş dokularda multispektral görüntüleme gerçekleştirmek için hızlı bir boyama yöntemi açıklar.
Yöntem makalesi
Biz dondurulmuş dokularda multispektral görüntüleme gerçekleştirmek için hızlı bir boyama yöntemi açıklar.
Formalin-sabit parafin gömülü (FFPE) dokularda multispektral floresan görüntüleme, tek bir doku örneğinde antijen koekspresyonu ve belirteçlerin mekansal dağılımı hakkında bilgi sağlayabilen birden fazla belirteç saptanmasını sağlar. Ancak, formalin-sabit dokular için uygun antikoreksikliği tespit edilebilir belirteçlerin doğasını kısıtlayabilir. Buna ek olarak, boyama yöntemi zaman alıcıdır. Burada dondurulmuş dokularda multispektral floresan görüntüleme yapmak için hızlı bir yöntem açıklanmaktadır. Yöntem kullanılan florofor kombinasyonları, fare ve insan dondurulmuş dokuların boyama için ayrıntılı adımlar ve tarama, edinim ve analiz prosedürleri içerir. Boyama analizi için, ticari olarak kullanılabilen yarı otomatik multispektral floresan görüntüleme sistemi kullanılır. Bu yöntemle, en fazla altı farklı belirteçler lekeli ve tek bir dondurulmuş doku bölümünde tespit edildi. Makine öğrenme analiz yazılımı kantitatif analiz için kullanılabilecek hücreleri fenotip olabilir. Burada dondurulmuş dokular için açıklanan yöntem FFPE dokularında tespit edilemeyen veya FFPE dokuları için antikor bulunmayan belirteçlerin saptanmasında yararlıdır.
Mikroskobik görüntüleme tekniklerindeki son gelişmeler, biyolojik süreçler ve hastalık durumları hakkındaki bilgi mizi ve anlayışımızı önemli ölçüde geliştirmiştir. Kromozomimmünohistokimya (IHC) yoluyla dokularda proteinlerin yerinde tespiti patolojide rutin olarak yapılmaktadır. Ancak, kromojenik IHC boyama kullanarak birden fazla belirteç lerin saptanması1 zorlu ve birden fazla biyolojik belirteçtekbir doku örneğinde etiketlendiği multipleks immünoresans (mIF) boyama yaklaşımları kullanmak için yeni yöntemler geliştirilmektedir. Doku mimarisi, hücrelerin mekansal dağılımı ve antijen ko-ekspresyonu ile ilgili bilgiler tek bir doku örneği2yakalanır, çünkü birden fazla biyolojik belirteçlerin tespiti yararlıdır. Multispektral floresan görüntüleme teknolojisinin kullanımı birden fazla biyolojik belirteç lerin tespitini mümkün kılmıştır. Bu teknolojide, belirli optik kullanarak her bir florofor floresan spektrumları ayrılabilir veya "karışmamış", herhangi bir spektral crosstalk olmadan birden fazla belirteçlerin algılanmasını sağlayan3. Multispektral floresan görüntüleme hücre biyolojisi, preklinik ilaç gelişimi, klinik patoloji ve tümör immün profilleme4,5,5,6kritik bir yaklaşım haline gelmektedir. Daha da önemlisi, bağışıklık hücrelerinin aralıklı dağılımı (özellikle CD8 T hücreleri) mevcut tümörleri olan hastalar için bir prognostik faktör olarak hizmet verebilir7.
Çokleksi floresan boyama için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir ve aynı anda veya sırayla yapılabilir. Eşzamanlı boyama yönteminde, tüm antikorlar tek bir adımda bir kokteyl olarak doku etiketlemek için bir araya eklenir. UltraPlex teknolojisi hapten konjuge birincil antikorlar bir kokteyl ve florofor konjuge anti-hapten ikincil antikorlar bir kokteyl kullanır. InSituPlex teknolojisi8 aynı anda bir amplifikasyon adım ve son olarak birincil antikor her benzersiz DNA dizisi tamamlayıcı florofor konjuge problar takip doku eklenir benzersiz DNA konjuge birincil antikorlar bir kokteyl kullanır. Bu teknolojilerin her ikisi de nükleer boyama için dört belirteç artı 4',6-diamino-2-fenilindole (DAPI) tespitisağlar. Eşzamanlı multipleks boyama için diğer iki yaklaşım ikincil iyon kütle spektrometresi dayanmaktadır9. Hyperion Görüntüleme Sistemi 37 belirteçleri tespit etmek için görüntüleme kitle sitometri10 kullanır. Bu teknoloji dokuları lekelemek için metal konjuge antikorlar bir kokteyl kullanır, ve dokuların belirli alanlarda bir lazer tarafından ablated ve metal iyonları tespit edilen bir kitle sitometre aktarılır. Başka bir benzer teknoloji IONPath, hangi multiplexed iyon ışını görüntüleme teknolojisi11kullanır. Bu teknoloji, metal konjuge antikorları ablate lazer yerine değiştirilmiş bir kütle spektrometresi alet ve oksijen iyon kaynağı kullanır. Tüm bu eşzamanlı multipleks boyama yaklaşımları birden fazla belirteçlerin saptanmasını sağlarken, DNA, haptens veya metallerin antikorlara konjugasyonu için yapılan maliyetler, ablasyon nedeniyle doku kaybı ve karıştırmayı ortadan çıkarmak için kapsamlı görüntü işleme hafife alınamaz. Ayrıca, kitleri ve boyama protokolleri şu anda sadece FFPE dokular için kullanılabilir ve özel paneller geliştirmek ek zaman ve harcama gerektirir.
Sıralı multipleks boyama yöntemi, aksine, bir işaretleyici bir antikor ile doku etiketleme içerir, antikor kaldırmak için sıyırma, birden fazla işaretleri etiketlemek için bu sürecin ardışık tekrarları takip12. Tiramid sinyal amplifikasyonu (TSA) en sık kullanılan ardışık çoklama yöntemidir. Diğer iki çoklama teknolojisi, eşzamanlı ve sıralı boyama yöntemlerinin bir kombinasyonunu kullanır. CODEX platformu13, 50'ye kadar belirteç tespit etmek için süreci görüntüleme, sıyırma ve yineleme nin ardından indeksli polimerizasyon adımı kullanılarak florofor ile etiketlenen benzersiz DNA oligonükleotid dizilerine konjuge antikorlardan oluşan bir kokteyl kullanır. MultiOmyx multiplex boyama yaklaşımı14 üç ila dört florofor konjuge antikorlar bir kokteyl ile boyama bir yineleme, görüntüleme, floroforlar söndürme, ve tek bir bölümde 60 belirteçleri kadar tespit etmek için bu döngünüks. Eşzamanlı multipleks boyama yöntemine benzer şekilde, çok çeşitli belirteçler tespit edilebilirken, boyama, görüntü edinme, işleme ve analiz de dahil olmak üzere zaman geniştir. Sıyırma/söndürme adımı, doku örneğinin ısıtılması ve/veya beyazlatma işlemini içerir ve böylece, sıralı multipleks boyama yaklaşımı genellikle ısıtma veya ağartma üzerine doku bütünlüğünü koruyan FFPE dokularda gerçekleştirilir.
Formalin fiksasyonu ve sonraki parafin katıştırma klinik ortamda kolayca yapılır, doku blokları nın saklanması kolaydır ve birkaç multipleks boyama protokolü mevcuttur. Ancak, işleme, katıştırma ve FFPE dokuların deparafinizasyon, yanı sıra antijen alma15, antikorlar daha iyi epitoplar erişebilirsiniz hangi bir süreç, zaman alıcıdır. Ayrıca, FFPE dokularında yer alan işleme otofloresans katkıda16 ve maskeler hedef epitoplar, değişkenlik ve FFPE dokularda antijenleri tespit etmek için mevcut antikor klon eksikliği ile sonuçlanan17,18,19. Bir örnek insan lökosit antijeni (HLA) sınıf I alel20olduğunu. Buna karşılık, dokuların hızlı dondurma önce veya sabitleme sonra kapsamlı işleme adımları içermez, antijen alma ihtiyacını atlatmak21,22, ve hedeflerin daha geniş bir yelpazede tespit etmek için yararlı hale. Bu nedenle, multispektral floresan görüntüleme için dondurulmuş dokuların kullanılması preklinik ve klinik çalışmalar için hedefleri tespit etmek için değerli olabilir.
FFPE dokuları kullanırken yukarıda belirtilen sınırlamalar göz önüne alındığında, dondurulmuş dokularda multispektral floresan görüntüleme yapılıp yapılamayacağını sorduk. Bu soruyu çözmek için, birden fazla antijeni tespit etmek için florofor konjuge antikorlardan oluşan bir panel kullanarak eşzamanlı çok katlı boyama yöntemini test ettik ve yarı otomatik multispektral görüntüleme sistemi kullanarak boyama analiz ettik. Aynı anda 90 dakika içinde tek bir doku bölümünde altı belirteçleri kadar leke başardık.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Laboratuarımızdan fare dalak ve HLF16 fare tümör dokuları23 elde edildi. İnsan bademcik dokusu ticari bir satıcıdan satın alındı. Ayrıntılar Malzeme Tablosu'ndaverilmiştir.
1. Doku Katıştırma
2. Kriyoding
3. Antikor ve Florofororların Seçimi
NOT: Doku boyama önce, sağlam ve özellikle aseton sabit doku sıralı bölümler içinde ilgi onların antijenleri leke olacak antikor klonları doğrulanmalıdır. Bazı antikorlar farklı bir fiksatif gerektirebilir ve paneldeki diğer antikorlarla uyumlulukları da ampirik olarak belirlenmelidir. Amaç aynı zamanda DAPI, FITC, Cy3, Texas Red ve Cy5 için epifloresan filtreleri ile tespit edilebilir minimal örtüşme ile florofores belirlemektir.
4. Boyama
NOT: Doku rehidrasyonu ve kaymayı Coplin kavanozunda yapıldı. Bloke ve antikor kuluçka adımları nemlendirilmiş bir slayt kutusunda gerçekleştirildi.
5. Spektral Kütüphane Hazırlama
6. Multispektral Görüntüleme
NOT: Spektral kitaplık oluşturulduktan ve doğrulandıktan sonra, çoklekeli slayt için aşağıdaki adımları gerçekleştirin.
7. Hücre Segmentasyonu ve Fenotitipleme Yoluyla Multispektral Görüntülerin Analizi
NOT: Gözlüklü karışık olmayan görüntüyü doğruladıktan sonra, hücre segmentasyonu adım adım talimatlar sağlayacak makine öğrenme yazılımı kullanılarak gerçekleştirilebilir. Doku segmentasyonu burada yapılmadı. Panelde bir veya daha fazla dokuspesifik belirteç varsa ve özellikle doku dağınıksa doku segmentasyonu yapılmalıdır.
8. Görüntü ve Analiz Tablolarının İhracatı
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dondurulmuş dalak kesitlerinde tek lekeli belirteçlerin tespiti
Yarı otomatik görüntüleme sistemi, daha geniş bir dalga boyu algılama25aralığına olanak tanıyan sıvı kristal konserve filtre (LCTF) sistemi kullandığından ve burada sinyal amplifikasyon adımları yapılmadığından, ilk olarak mikroskoptaki her bir belirteç için birincil çekimli antikorlarımızın tespitini optimize ettik. Bir örnek Şekil 1'degösterilmiştir , her tek lekeli işaretçi sözde re...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dondurulmuş dokular yaygın geleneksel doğrudan ve dolaylı yöntem32kullanarak bir doku üzerinde üç ila dört belirteçleri31 tespit etmek için mIF görüntüleme için kullanılmıştır. Doğrudan yöntemde, antikorlar floresan boyalar veya kuantum nokta33 doku etiketlemek için konjuge edilir, dolaylı yöntemde ise, konjuge olmayan bir birincil antikor özellikle birincil antikor tanıyan bir florofor-konjuge ikincil antikor takip doku etiketlemek için kullanılır. ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa etmesi gereken çıkar çatışmaları yok.
Görüntüleme ve analiz rehberliği, Chicago'daki Illinois Üniversitesi'nde Araştırma Kaynakları Merkezi - Araştırma Histolojisi ve Doku Görüntüleme Çekirdeği tarafından, Araştırma dan sorumlu Rektör Yardımcısı'nın desteğiyle kurulmuştur. Çalışma NIH / NCI RO1CA191317 clp, NIH / NIAMS (SBDRC hibe 1P30AR075049-01) Dr A. Paller ve Robert H. Lurie Kapsamlı Kanser Merkezi desteği ile Northwestern Üniversitesi'nde İmmünoterapi Değerlendirme Çekirdek desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Aseton (histolojik derece) | Fisher Scientific | A16F-1GAL | Sabitleme dokuları |
| Alexa Fluor 488 anti-fare CD3 | BioLegend | 100212 | Klonu - 17A2; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 488, eBioscience anti-insan CD20 | ThermoFisher Scientific | 53-0202-82 | klonu - L26; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 555 Fare anti-Ki-67 | BD Biyolojik bilimler | 558617 | Birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 594 anti-insan CD3 | BioLegend | 300446 | Klonu - UCHT1; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 594 anti-fare CD8a | BioLegend | 100758 | Klonu - 53-6.7; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 647 anti-insan CD8a | BioLegend | 372906 | Klonu - C8/144B; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 647 anti-fare CD206 (MMR) | BioLegend | 141711 | Klonu - C068C2; birincil konjuge antikor |
| Alexa Fluor 647 anti-fare CD4 Antikoru | BioLegend | 100426 | Klonu - GK1.5; primer konjuge antikor |
| C57BL / 6 Fare | Charles River Laboratuvarları | 27 | Multispektral eğitim için kullanılan fare donmuş dokuları |
| Coplin Jar | Sigma Aldrich | S6016-6EA | Slaytları yeniden nemlendirme ve yıkama |
| DAPI Çözümü BD | Biosciences | 564907 | Nükleik Asit lekesi |
| Elmas Beyaz Cam Şarjlı Slaytlar | DOT Scientific | DW7590W | Doku kesitlerinin yapıştırılması |
| Dulbecco'nun Fosfat Tamponlu Tuzlu Suyu 1x (Ca ve Mg olmadan) | Fisher Scientific | MT21031CV | Yıkama ve seyreltici |
| Altın Mühür Kapak Fişleri | ThermoFisher Scientific | 3306 | Lekeli dokuların korunması |
| İnsan Normal Bademcik OCT donmuş doku bloğu | AMSBio | AMS6023 | Multispektral boyama için kullanılan insan donmuş dokusu |
| İnsan Serumu 1x | İkizler Biyo-Ürünler | 100-512 | İnsan dokuları için bloke edici ve seyreltici |
| inForm | Akoya Biosciences | Sürüm 2.4.1 | Makine öğrenimi yazılımı |
| PerCP / Cyanine5.5 anti-insan CD4 | BioLegend | 300529 | Klonu - RPA-T4; birincil konjuge antikor |
| PerCP-Cy 5.5 Sıçan Anti-CD11b | BD Biosciences | 550993 | Klonu - M1/70; birincil konjuge antikor |
| Fenografik | Akoya Biosciences | Sürüm 1.0.8 | Tüm slayt tarama yazılımı |
| ProLong Elmas Antifade Mountant | ThermoFisher Scientific | P36965 | Montaj ortamı |
| Araştırma Kriyostat | Leica Biosystems | CM3050 S | Dokuları |
| Superblock 1x | ThermoFisher Scientific | 37515 | Fare dokularının bloke edilmesi |
| Tissue-Tek O.C.T Solüsyonu | Sakura Finetek | 4583 | Doku gömme |
| Vectra 3.0 Otomatik Kantitatif Patoloji Görüntüleme Sistemi, 6 Slayt | Akoya Biosciences | CLS142568 | Yarı otomatik multispektral görüntüleme sistem |
| Vectra Yazılımı | Akoya Biosciences | Sürüm 3.0.5 | Mikroskobu çalıştırmak için yazılım |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste
İzin iste