10-plex IF ve eşleştirilmiş sanal H& Farklı metodolojilerle hazırlanmış iki slayt üzerinden 34 insan doku tipini kapsayan 136 doku mikroarray çekirdeği için E görüntüleri oluşturuldu (Şekil 2). Bu temsilci görüntüler, korunmuş doku morfolojisiyle başarılı çoklu boyama ve doku mikroarray çekirdeklerinde birden fazla biyobelirteçin net tespitini göstermektedir. Bir slayt otomatik slayt boyaıcıyı, diğeri ise manuel slayt hazırlama sürecini kullanıyordu. Manuel yöntemle, örtücü odası tabanlı yöntemle, doku ayrılması ve kaybedilen veya kaymış çekirdekler ile daha fazla doku artefaktı gözlemlenmiştir (Şekil 3). Bu artefaktlar, örnek veya çekirdek başına analiz edilebilir doku bölgesini azaltarak aşağıya doğru çoklu görüntü analizini etkiler. Bu gözlemler, protokolün çeşitli doku tiplerinde güvenilir çoklu boyama ve görüntüleme sağladığını doğrulamaktadır.
Başarılı çoklu görüntüleme, korunmuş doku morfolojisi, boyama turları arasında tutarlı hizalanma ve net, spesifik biyobelirteç sinyal algılamayla gösterilir. Buna karşılık, optimal olmayan sonuçlar, analiz edilebilir bölgeleri azaltan ve sonraki analizi engelleyen doku kopması, sinyal kaybı veya görüntüleme artefaktları ile karakterize edilir.
Sonra, PANCK (epitel dokusu), CD31 (endotel doku), aSMA (stromal doku), keratin 15 (K15; bazal epitel), vimentin (mezenkimal hücreler), Ki67 (proliferasyon belirteci), CD8 (sitotoksik T hücreleri) ve FOXP3 (TREG'ler) gibi belirteçlerin boyama profili her iki slayt hazırlama tekniğinde karşılaştırıldı ve manuel yöntemle niteliksel (görsel olarak) küçük bir sinyal azalması gözlemlendi (Şekil 4A). Dijital Patoloji Yazılımında biyobelirteç sınıflandırma eşikleri kullanılarak, örnekler veri setindeki ~630K hücrenin her biri için pozitif ve negatif popülasyonlara katmanlandı (Şekil 4B). Belirtici sinyalinin nicel değerlendirmesi, dijital patoloji analiz iş akışından elde edilen yoğunluk ölçümleri kullanılarak gerçekleştirildi. Popülasyon yoğunluğu tahminleri (eğriyi altındaki alan nüfusun %100'ünü temsil eder) ve medyan yoğunluk değerleri, otomatik sürgü boyama cihazı kullanıldığında pozitif popülasyonlarda 5/8 biyobelirteçte manuel sürece kıyasla ılımsız artışlar göstermiştir (Şekil 4C).
Panel tamamlandıktan sonra, yukarıda açıklanan belirteçler Lamin B1 (nükleer zar) ve p16 (siklin-bağımlı kinaz inhibitörü) için ek biyobelirteçlerle eşleştirildi; böylece göreceli doku bolluğu ve tüm 10 belirtecin tek bir örnek boyunca dağılımı görselleştirildi (Şekil 5). Çok sayıda biyobelirteçin profil yapılabilmesi, yaşlı olma alanında özellikle faydalıdır; bu alan, geçerli bir sınıflandırma sağlamak için birden fazla ortogonal belirteçin değerlendirilmesinedayanır 2. Burada, p16 yüksek ve düşük popülasyonlarda Lamin B1 yoğunluğundaki değişiklikleri profil edebildik. Önemli olarak, bu bir çoklu hücre örneği olduğundan, bu hücreler aynı doku içindeki diğer hücre tiplerinin dağılımıyla karşılaştırıldığında mekânsal bir bağlama yerleştirilebildi (Şekil 6A). Dijital Patoloji Yazılımı sınıflandırma eşiği aracılığıyla, bu boyama p16 pozitif hücrelerin negatif muadillerine göre daha düşük Lamin B1 seviyeleriyle ilişkili olduğunu göstermek için nicele edildi (Şekil 6B), bu profil, daha önce tanımlanan yaşlanma ile ilişkili işaretdesenleri 12 ile tutarlıdır. Ayrıca Lamin B1 negatif hücrelerin p16 seviyelerinin daha yüksek olduğunu gözlemledik (Şekil 6C). Dijital Patoloji Yazılımı'ndaki fenotip fonksiyonu kullanılarak (hücreleri tek hücre segmentasyonu ve çoklu belirteçlerin eşik noktasına göre sınıflandırır), bu belirteçlerin kombinasyonu, bir hücre popülasyonunu yaşlanmış olarak tanımlamak için kullanıldı; yani hem p16 pozitif hem de Lamin B1 negatif olanlar. Daha sonra, bu hücrelerin tüm çekirdeklerdeki oranı doku tipine göre ve her biri 10 belirteç ayrı ayrı olarak nicelendirildi (Şekil 6D). Bu çıktı, çoklu doku veri seti içindeki birden fazla doku tipi arasında biyobelirteç tanımlı hücre popülasyonlarının nicel karşılaştırmasını mümkün kılar. Analiz boru hattı tek hücre seviyesinde çalışsa da, mevcut veri seti öncelikle popülasyon düzeyindeki dağılımlar kullanılarak sunulmaktadır. Bu veri setindeki nispeten düşük p16-pozitif hücre bolluğu, p16 ile Lamin B1 arasında hücre hücre sağlam korelasyon analizi için istatistiksel gücü sınırlayabilir ve bu nedenle bu tür ilişkiler temkinli yorumlanmalıdır.

Şekil 1: Tam çoklu immünfloresan iş akışını gösteren şema. Bu şekilin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Çoklu görüntülemenin genel görünümü: (A-B): Sanal H& Otomatik slayt boyacı veya manuel slayt hazırlama süreçleriyle hazırlanan slaytların doku bütünlüğünü görselleştirmek için DAPI boyama ve Cy3 otofloresansından üretilen 1. tur Cy3 otofloresansından üretilen E görüntüleri. (C-D): Tüm biyobelirteçlerin çoklu IF boyaması. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Eser türlerine örnekler: Esas olarak slayt hazırlığı sırasında üretilebilen farklı tür eserlerin temsil edici örnekleri. Kısmi doku ayrılması, odak dışı bölgeler olarak gözlemlenebilir ve sonraki turlarda doku hizasında sorunlara yol açabilir. Eksik çekirdekler deneysel gücü azaltır ve genellikle hassas doku tiplerinde orantısız şekilde gerçekleşir. Kaymış veya üst üste düşen çekirdekler, bir çekirdek TMA üzerindeki konumundan ayrılıp başka bir bölgeye yapıştığında ortaya çıkar; bu da gizli çekirdeği analiz etmeyi zorlaştırarak örnek kaybını artırır. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: BOND otoboyaıcı ile manuel slayt hazırlama floresan sinyalinin karşılaştırılması: (A): Yapısal belirteçler pan sitokeratin (PANCK), CD31 ve alfa düz kas aktini (aSMA) için temsil IF boyama. Bu üç görselin birleşimi ilk sütunda gösterilmiştir. (B): Digital Pathology Software ikili sınıflandırma analiz maskeleri, farklı hücre tiplerinde pozitif belirtici tespit edilir: CD31 (kırmızı), FOXP3 (turkuaz), Ki67 (sarı), CD8 (beyaz), PANCK (yeşil). Beyaz kutu, alt panellerde dijital yakınlaştırma bölgesini gösterir. (C): Hücre popülasyonlarında biyobelirteç yoğunluğunun doku hazırlama yöntemi (otomatik bir slayt boyacı = kırmızı, manuel = mavi) ve belirtici pozitifliği (koyu = negatif, ışık = pozitif) ile gruplandırılması. Her yoğunluk grafikinin altındaki alan, analiz edilen hücre popülasyonunun %100'ünü temsil eder. AF = Otofloresans. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Tam çoklu panel: Ek dokusundan temsil eden görüntülerde A-B: tam 10-plex IF paneli C: PANCK (yeşil), D: CD31 (kırmızı), E:aSMA (sarı), F: K15 (pembe), G: Vimentin (beyaz), H: Lamin B1 (turkuaz), I:p16 (altın), J: Ki67 (parlak sarı), K: CD8 (parlak yeşil) ve L: FOXP3 (mor). Beyaz kutu = dijital zoom (Merge, CD31, aSMA, K15, Vim, LB1, s16), kesik kutu = dijital zoom (Ki67, CD8, FOXP3). Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: Yaşlanma belirteci tespiti: (A): Pankreas dokusu görüntülerinden elde edilen temsil IF ile Lamin B1 (turkuaz) ve p16 (altın) ile diğer işaretleyiciler PANCK (yeşil), CD31 (kırmızı) ve Vimentin (beyaz) ile mekansal ilişki gösteriliyor. (B): P16 pozitif ve negatif hücre popülasyonlarında Lamin B1 (LB1) çekirdeği yoğunluğunun nicelendirilmesi. (C): Lamin B1 (LB1) pozitif ve negatif hücre popülasyonlarında p16 hücre yoğunluğunun nicelenmesi. Yoğunluk alanı, eğri altındaki alan, nüfusun %100'ünü temsil eder. (D): Her biyobelirteç veya yaşlanma fenotipi (p16+/LB1-ve) için ortalama çekirdek yüzdesi pozitifliğinin Z-skoru normalize ısı haritası, doku tipleri arasında geçerlidir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.