Özet

Allerjik Rinit Sıçanlarının Nazal Mukoza Dokusu Kesitlerinde Çok Renkli İmmünoassay ile İmmünofloresan Etiketleme

Published: September 22, 2023
doi:

Özet

Bu protokol, alerjik rinitin sıçan modelini değerlendirmek için çok renkli bir immünofloresan tekniğini açıklar.

Abstract

Allerjik rinit (AR), dünya nüfusunun yaklaşık %10-20’sini etkileyen, primer olarak spesifik immünoglobulin E (IgE) aracılık eden, burun mukozasının kronik, enfeksiyöz olmayan inflamatuar bir hastalığıdır. İmmünofloresan (IF) boyama, hastalığa özgü protein ekspresyonunu tespit etmek için uzun süredir standart bir teknik olsa da, geleneksel IF teknikleri, aynı numunedeki üç veya daha fazla proteinin ekspresyon seviyelerini tespit etme yeteneklerinde sınırlıdır. Sonuç olarak, son yıllarda, hücrelerde veya dokularda birden fazla hedefin aynı anda etiketlenmesine izin veren çok renkli IF teknikleri geliştirilmiştir.

Bu protokol, bir AR sıçan modeli oluşturma, nazal mukozal örneklerin alınması ve çok renkli immünofloresan için teknik prosedürler için kapsamlı bir genel bakış sağlar. AR grubundaki tüm sıçanlar hapşırma, burun akıntısı ve burun kaşıntısı gibi tipik semptomlar sergiledi ve davranışsal gözlemler ≥5 puan aldı. Hematoksilen ve eozin (H&E) boyama, AR grubunda artmış inflamatuar hücre sayısı ve bozulmuş nazal mukozal bütünlük ortaya çıkardı. Çok renkli immünofloresan (mIF), RORγt ve TICAM-1 ekspresyonunun arttığını gösterirken, AR sıçanlarının burun mukoza dokusunda Foxp3 ekspresyonu azaldı.

Introduction

Allerjik rinit (AR), primer olarak spesifik immünoglobulin E (IgE)1,2’nin aracılık ettiği burun mukozasının kronik, enfeksiyöz olmayan inflamatuar bir hastalığıdır. Hapşırma, burun akıntısı, burun tıkanıklığı ve burun kaşıntısı gibi semptomlarla karakterizedir. Sanayileşme ve kentleşme ile birlikte, AR prevalansı giderek artmakta ve dünya nüfusunun yaklaşık %10-20’sini etkilemektedir1. İmmünofloresan (IF) tekniği, bir antikor-antijen bağlanma reaksiyonu kullanan bir floresan boyama yöntemidir. Biyolojik dokularda veya hücrelerde spesifik proteinlerin dağılımını ve ekspresyon seviyelerini tespit etmek ve ölçmek için kullanılabilir. AR araştırmasında IF, AR ile ilişkili sitokinler, inflamatuar hücreler, reseptörler ve daha fazlası dahil olmak üzere birden fazla hedefi aynı anda tespit edebilir ve AR patogenezinin ve ilaçların etkilerininaraştırılmasını kolaylaştırır 3,4,5,6.

Çok renkli immünofloresan (mIF) boyama işlemi, her boyama turu sırasında bir antikor elüsyon adımının eklenmesiyle geleneksel IF’ye çok benzer. Bu modifikasyon, sıralı tek etiketleme ve çoklu yeniden boyama turları yoluyla aynı doku kesitinde birden fazla biyobelirteçin aynı anda saptanmasını sağlar. mIF, tiramid sinyal amplifikasyonuna (TSA) dayanır ve tekrarlanan TSA floresan boyama döngülerine ve floresan sinyallerinikorurken antikorları uzaklaştırmak için mikrodalga ısıtmanın kullanılmasına izin verir 7,8. Konvansiyonel IF ile karşılaştırıldığında, mIF çeşitli avantajlar sunar: (1) konvansiyonel IF 9,10 ile tanımlanması zor olan zayıf eksprese edilmiş antijenleri tespit edebilir; (2) geliştirilmiş sinyal-gürültü oranı ile yüksek kaliteli boyama sağlar; (3) dokuya özgü yapıların ve ilgilenilen bölgelerin nicelleştirilmesine izin verir11; (4) çoklu yolakların çoğullanması, dokuları verimli bir şekilde kullanır ve sınırlı patolojik kaynakları korur12; (5) mIF aracılığıyla çok parametreli analiz, gizli biyolojik bilgileri ortaya çıkararak dokular hakkında daha derin bilgiler sunar13.

Genel olarak, mIF, aynı numune içinde farklı antijen ekspresyonlarının ve dağılımlarının gözlemlenmesine izin vererek hedef proteinlerin incelenmesini kolaylaştırır. Gelecekte, çoklu hedef proteinlerin ekspresyonunu ve dağılımını anlamak isteyen araştırmacılar bu tekniği değerli bir seçim olarak göreceklerdir. Bu çalışma, sıçanlardan alınan nazal mukoza örneklerinin AR ile boyanması için mIF’nin uygulanmasını göstermekte ve bir AR sıçan modelinin oluşturulmasını değerlendirmektedir.

Protocol

Deneysel protokol ve prosedürler, Chengdu Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi İdari ve Hayvan Araştırma Komitesi’nden onay almıştır (Kayıt numarası: 2022DL-010). 180-200 g ağırlığındaki sekiz haftalık erkek Sprague Dawley (SD) sıçanları ticari olarak elde edildi (Malzeme Tablosuna bakınız) ve kontrollü sıcaklık (23 ± 2 °C) ve bağıl nem ( ± ) ile doğal bir aydınlık/karanlık döngüsü altında barındırıldı. On iki sıçan rastgele iki gruba ayrıldı: kontrol gr…

Representative Results

Altı SD sıçan, OVA intraperitoneal enjeksiyon ve nazal zorlama yoluyla AR modeline başarılı bir şekilde indüklendi. AR, AR grubundaki tüm sıçanlarda indüklendi ve grubun% 100’ünü oluşturdu. AR grubundaki tüm sıçanlar hapşırma, burun akıntısı ve burun kaşıntısı gibi tipik semptomlar sergiledi. Tüm davranışsal gözlemler ≥5 puan aldı (Tablo 2). Modellemenin 21. günündeki H & E boyama sonuçları, kontrol sıçanlarında, burun mukoza…

Discussion

Allerjik Rinit (AR), çevresel ve genetik faktörlerin bir kombinasyonundan kaynaklanan burun mukozasının enfeksiyöz olmayan inflamatuar bir hastalığıdır. İş verimliliğini etkileyen, yaşam kalitesini düşüren, uykuyu, bilişsel işlevi bozan, sinirlilik ve yorgunluğa neden olan küresel bir sağlık sorunu haline geldi. AR, dünya nüfusunun %10-20’sini¹ etkilemekte ve önemli ekonomik maliyetler taşıyarak AB ülkelerinde yıllık 30-50 milyar avroya varan kayıplara neden olmaktadır18…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma, Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Departmanı (2021YJ0175) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Al(OH)3 Sollerbauer Biotechnology Co., Ltd A7130
75% ethanol Anhui Yiren An Co., Ltd 20210107
Ammonia Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd 2021070101
Anhydrous ethanol Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd 2022070501
Anti-fluorescence quenching sealer SouthernBiotech 0100-01
Automatic dyeing machine Thermo scientific Varistain Gemini ES
Carrier slides Nantong Mei Wei De Experimental Equipment Co., Ltd 220518001
Citrate-phosphate buffer  Servicebio biotechnology co., Ltd G1201
Citric acid antigen repair solution (PH 6.0) Xavier Biotechnology Co., Ltd G1201
Coverslip Nantong Mei Wei De Experimental Equipment Co. 220518001
Coverslip Nantong Mewtech Life Science Co., Ltd CS01-2450
CY3-Tyramide Sawell Biotechnology Co., Ltd G1223-50UL
DAPI Sawell Biotechnology Co., Ltd G1012
Decoloring shaker SCILOGEX S1010E
EDTA decalcification solution Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd CR2203047
Electric heating blast dryer  Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd DHG-9240A
Embedding box marking machine Thermo scientific  PrintMate AS
Embedding machine Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-P5
Fast tissue dewatering machine Thermo scientific STP420 ES
Film sealer Thermo scientific Autostainer 360
FITC-Tyramide Sawell Biotechnology Co., Ltd G1222-50UL
Fluorescence microscope Sunny Optical Technology Co.Ltd CX40
Foxp3 Affinity Biosciences Co., Ltd bs-10211R
Freezing table Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JB-L5
Goat Anti-Rabbit IgG H&L (HRP) Liankebio Co., Ltd GAR0072
Goat serum Biosharp BL210A
H&E staining kit Leagene DH0020
Hemostatic forceps Shanghai Medical Devices Co., Ltd J31010
Hydrochloric acid Sichuan Xilong Science Co., Ltd 210608
Immunohistochemical pen Biosharp BC004
Microwave oven Midea M1-L213B
Neutral gum Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd 10004160
Ovalbumin  Sollerbauer Biotechnology Co., Ltd A804010
Oven Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd DHG-9240A
Palm centrifuge SCILOGEX D1008E
Paraformaldehyde Beyotime Biotechnology Co., Ltd P0099-100ml
Pathology section scanner 3DHISTECH Kft Pannoramic SCAN 
PBS buffer Biosharp G4202
Pipette  Dragon KE0003087/KA0056573
Rorγt Affinity Biosciences Co., Ltd DF3196
Scalpel Quanzhou Excellence Medical Co., Ltd 20170022
Self-fluorescent quenching agent Sudan Black B Bioengineering Co., Ltd A602008-0025
Slicer Thermo scientific HM325
Slicing machine Thermo scientific HM325
Slide Nantong Mewtech Life Science Co., Ltd PC2-301
Sprague Dawley rats Sichuan Academy of Traditional Chinese Medicine SYX Equation 1 2023-0100
TICAM-1 Affinity Biosciences Co., Ltd DF6289
Tissue scissors Shanghai Medical Devices Co., Ltd J22120
Tissue spreading baking sheet machine Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JK-6
TYR-690 fluorescent dyes Shanghai Rutron Biotechnology Co., Ltd RC0086-34RM
Vortex mixer SCILOGEX SLK-O3000-S
Water bath-slide drier Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JK-6
Wax trimmer Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd JXL-818
Xylene Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd 2022051901

Referanslar

  1. Brożek, J. L., et al. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) Guidelines-2016 revision. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 140 (4), 950-958 (2017).
  2. Maurer, M., Zuberbier, T. Undertreatment of rhinitis symptoms in Europe: findings from a cross-sectional questionnaire survey. Allergy. 62 (9), 1057-1063 (2007).
  3. Ding, Y., et al. Alpha-linolenic acid improves nasal mucosa epithelial barrier function in allergic rhinitis by arresting CD4+ T cell differentiation via IL-4Rα-JAK2-STAT3 pathway. Phytomedicine: International Journal of Phytotherapy and Phytopharmacology. 116, 154825 (2023).
  4. Zhou, H., et al. Activation of NLRP3 inflammasome contributes to the inflammatory response to allergic rhinitis via macrophage pyroptosis. International Immunopharmacology. 110, 109012 (2022).
  5. Watts, A. M., Cripps, A. W., West, N. P., Cox, A. J. Modulation of allergic inflammation in the nasal mucosa of allergic rhinitis sufferers with topical pharmaceutical agents. Frontiers in pharmacology. 10, 294 (2019).
  6. Patel, N., et al. Fungal extracts stimulate solitary chemosensory cell expansion in noninvasive fungal rhinosinusitis. International Forum of Allergy & Rhinology. 9 (7), 730-737 (2019).
  7. Granier, C., et al. Tim-3 expression on tumor-infiltrating PD-1(+)CD8(+) T cells correlates with poor clinical outcome in renal cell carcinoma. Kanser Araştırmaları. 77 (5), 1075-1082 (2017).
  8. Badoua, C., et al. PD-1-ex pressing tumor-infiltrating T cells are a favorable prognostic biomarker in HPV-associated head and neck cancer. Kanser Araştırmaları. 73 (1), 128-138 (2013).
  9. Fedchenko, N., Reifenrath, J. Different approaches for interpretation and reporting of immunohistochemistry analysis results in the bone tissue – a review. Diagnostic Pathology. 9, 221 (2014).
  10. Faget, L., Hnasko, T. S. Tyramide signal amplification for immunofluorescent enhancement. Methods in Molecular Biology. 1318, 161-172 (2015).
  11. Parra, E. R., Villalobos, P., Rodriguez-Canales, J. The multiple faces of programmed cell death ligand 1 expression in malignant and nonmalignant cells. Applied Immunohistochemistry & Molecular Morphology.: AIMM. 27 (4), 287-294 (2019).
  12. Welsh, A. W., et al. Standardization of estrogen receptor measurement in breast cancer suggests false-negative results are a function of threshold intensity rather than percentage of positive cells. Journal of Clinical Oncology: Official Journal of the American Society of Clinical Oncology. 29 (22), 2978-2984 (2011).
  13. Parra, E. R., et al. Validation of multiplex immunofluorescence panels using multispectral microscopy for immune-profiling of formalin-fixed and paraffin-embedded human tumor tissues. Scientific Reports. 7 (1), 13380 (2017).
  14. Miao, M., Xiang, L., Miao, Y. Specification for preparation of allergic rhinitis animal model (draft). Chinese Traditional and Herbal Drugs. 49 (1), 50-57 (2018).
  15. Xu, J., et al. Astragalus polysaccharides attenuate ovalbumin-induced allergic rhinitis in rats by inhibiting nlrp3 inflammasome activation and nod2-mediated nf- κ b activation. Journal of Medicinal Food. 24 (1), 1-9 (2021).
  16. Bousquet, J., et al. Allergic rhinitis. Nature reviews. 6 (1), 95 (2020).
  17. Huang, C., et al. Expression of activated signal transducer and activator of transcription-3 as a predictive and prognostic marker in advanced esophageal squamous cell carcinoma. World Journal of Surgical Oncology. 13, 314 (2015).
  18. Leynaert, B., Bousquet, J., Neukirch, C., Liard, R., Neukirch, F. Perennial rhinitis: An independent risk factor for asthma in nonatopic subjects: results from the European Community Respiratory Health Survey. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 104 (2), 301-304 (1999).
  19. Guerra, S., et al. Rhinitis is an independent risk factor for developing cough apart from colds among adults. Allergy. 60 (3), 343-349 (2005).
  20. Greisner, W. A., Settipane, R. J., Settipane, G. A. Co-existence of asthma and allergic rhinitis: a 23-year follow-up study of college students. Allergy and Asthma Proceedings. 19 (4), 185-188 (1998).
  21. Pawankar, R., Mori, S., Ozu, C., Kimura, S. Overview on the pathomechanisms of allergic rhinitis. Asia Pacific Allergy. 1 (3), 157-167 (2011).
  22. Van Nguyen, T., et al. Anti-allergic rhinitis activity of α-lipoic acid via balancing th17/treg expression and enhancing nrf2/ho-1 pathway signaling. Scientific Reports. 10 (1), 12528 (2020).
  23. Ivanov, I. I., et al. The orphan nuclear receptor rorγt directs the differentiation program of proinflammatory IL-17+ T helper cells. Cell. 126 (6), 1121-1133 (2006).
  24. Fontenot, J. D., Gavin, M. A., Rudensky, A. Y. Foxp3 programs the development and function of CD4+CD25+ regulatory T cells. Nature Immunology. 4 (4), 330-336 (2003).
  25. Zhou, X., et al. Instability of the transcription factor Foxp3 leads to the generation of pathogenic memory T cells in Vivo. Nature Immunology. 10 (9), 1000-1007 (2009).
  26. Ziegler, S. F., Buckner, J. H. Foxp3 and the regulation of Treg/Th17 differentiation. Microbes and Infection. 11 (5), 594-598 (2009).
  27. Yaling, Y., Gui, Y., Shuqi, Q. Recent research advances of toll-like receptors and allergic rhinitis. Medical Recapitulate. 23 (7), 1273-1276 (2017).
  28. Shan, H., Jie, C. Correlation between TLR4 gene polymorphisms and allergic rhinitis. Journal of Clinical Otorhinolaryngology, Head, and Neck Surgery. 31 (13), 991-994 (2017).
  29. Xu, O., et al. Immunoregulatory mechanism of Treg cells and TICAM-1 patients with severe allergic rhinitis. Chinese Journal of Coal Industry Medicine. 23 (3), 303-306 (2020).
  30. Granier, C., et al. Tim-3 expression on tumor-infiltrating PD-1+CD8+ T cells correlates with poor clinical outcome in renal cell carcinoma. Kanser Araştırmaları. 77 (5), 1075-1082 (2017).
  31. Badoual, C., et al. PD-1 expressing tumor-infiltrating T cells are a favorable prognostic biomarker in hpv-associated head and neck cancer. Kanser Araştırmaları. 73 (1), 128-138 (2013).
  32. Gustavson, M. D., et al. Development of an unsupervised pixel-based clustering algorithm for compartmentalization of immunohistochemical expression using automated quantitative analysis. Applied Immunohistochemistry & Molecular Morphology. 17 (4), 329-337 (2009).
  33. Lu, S., et al. Comparison of biomarker modalities for predicting response to PD-1/PD-L1 checkpoint blockade: a systematic review and meta-analysis. JAMA Oncology. 5 (8), 1195-1204 (2019).
  34. Hernandez, S., et al. Multiplex immunofluorescence tyramide signal amplification for immune cell profiling of paraffin-embedded tumor tissues. Frontiers in Molecular Biosciences. 8, 667067 (2021).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Hu, Y., Luo, H., Li, J., Zhang, R., Fu, L., Ren, Q., Chen, Y., Huang, X., Zhou, Z., Yuan, H., Tian, L., Wang, X. Immunofluorescent Labeling in Nasal Mucosa Tissue Sections of Allergic Rhinitis Rats via Multicolor Immunoassay. J. Vis. Exp. (199), e65937, doi:10.3791/65937 (2023).

View Video