2022年,“生物大分子與微生物組"被列為國自然重點項目,由此掀起了空間蛋白組學技術的研究熱潮,其中免疫組織化學(IHC,Immunohistochemistry)作為最早的空間蛋白組學技術,衍生出了很多新興的研究方法。IHC是利用抗原-抗體特異性結合的原理,通過化學反應使標記抗體的顯色劑顯色以確定細胞內抗原,并對其進行定位、定性及定量的研究。
隨著空間蛋白組學技術的不斷發(fā)展,利用IHC進行的傳統(tǒng)多標記方案,也就是在連續(xù)切片上進行單標染色,很明顯已經不能適用于研究人員的高通量檢測需求。于是,mIHC技術就應運而生了,它可以做到在一個樣本中進行多重熒光染色。相比于傳統(tǒng)的組化技術,mIHC在復雜的腫瘤微環(huán)境中蛋白表達和共定位分析或其他生理過程中有較高應用價值,尤其是在樣本數(shù)較少的情況下,可以做到同時檢測多達10種熒光染料。
目前,mIHC有兩大技術——經典的TSA技術和新興的SignalStar技術。那么,這兩種技術我們該怎么去選擇呢?接下來就帶大家一起來看看吧~
Part 01 TSA技術簡介
1.TSA技術原理
酪氨酸信號放大 (Tyramide dignal amplification,TSA) 技術,是利用辣根過氧化酶 (Horseradish Peroxidase, HRP) 對靶蛋白進行高密度原位標記的酶學檢測方法。簡單來說,就是利用二抗上帶有的HRP(而不是直接偶聯(lián)熒光素),來催化后續(xù)添加入體系的非活性熒光素。熒光素在HRP和過氧化氫的作用下被活化,跟臨近蛋白的酪氨酸殘基共價偶聯(lián),使得蛋白樣品與熒光素穩(wěn)定結合;然后微波清洗,前一輪非共價結合的抗體被洗掉,共價結合的熒光素還留存在樣品上。再換個一抗來第二輪孵育,周而復始。等到所有抗體孵育結束,熒光素都結合好后,最后去檢測結果。
圖1 TSA技術原理圖
2. TSA操作步驟
1)使用TSA技術,你需要準備:嚴格驗證的高特異性抗體、HRP偶聯(lián)的針對一抗種屬亞型特異的二抗、酪胺熒光素、多光譜成像系統(tǒng);
2)孵育一抗二抗:利用二抗上帶有的HRP催化后續(xù)添加入體系的非活性酪胺熒光素;
3)加入酪胺:酪胺熒光素在HRP和過氧化氫的作用下被活化,跟臨近蛋白的酪氨酸殘基共價偶聯(lián),使得蛋白樣品與熒光素穩(wěn)定結合;
4)微波清洗:通過微波清洗去除已連接的一抗和二抗,共價結合的熒光素還留存在樣品上,再孵育新的靶點的一抗和二抗;
5)檢測:等到所有抗體孵育結束,熒光素都結合好后,使用熒光顯微鏡檢測結果。
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Part 02 SignalStar™ Multiplex IHC技術簡介
1. SignalStar技術原理
SignalStar技術是使用帶有寡核苷酸標簽的特異性抗體,結合du有的信號放大系統(tǒng)并使用熒光成像檢測的多重免疫組化(mIHC) 技術,可在常規(guī)FFPE樣本中同時檢測3-8個靶標蛋白,且兼容常見下游成像平臺及分析軟件。
圖2 對石蠟包埋的人胃腺癌進行 SignalStar™ 多重免疫組化分析結果圖
2. SignalStar操作步驟
1)將寡核苷酸偶聯(lián)的抗體加入到經過脫蠟,復水以及抗原修復處理的FFPE組織中;
2) 一次添加所有抗體,然后進行溫和固定;
3)互補寡核苷酸與前4個抗體的偶聯(lián)標簽雜交;
4)使用熒光寡核苷酸產生并放大信號(AF488, AF594, AF647, AF750);
5)寡核苷酸連接;
6)寡核苷酸特異性酶去除所有熒光信號;
7)互補寡核苷酸與偶聯(lián)抗體上的寡核苷酸標簽進行第二輪雜交;
8)使用熒光寡核苷酸產生并放大信號(AF488, AF594, AF647, AF750);
9)寡核苷酸連接。
圖3 SignalStar™實驗流程圖
Part 03 TSA 技術vs SignalStar技術
TSA技術與SignalStar技術各有優(yōu)缺點,對比如下:
TSA | SignalStar |
同時標記多種蛋白(最多9標10色) | 同時標記多種蛋白(最多8標9色) |
一抗來源不再受限(同種屬多標) | 一抗來源不再受限(同種屬多標) |
連接辣根過氧化物酶的同種屬二抗 | 熒光寡核苷酸不會導致表位遮蔽 |
強熒光防淬滅(無需避光操作) | 抗體一次性添加,節(jié)省時間 |
檢測靈敏度超高,成倍提高熒光信號(增強10-1000倍) | 檢測靈敏度超高 |
驗證靶標多 | 組織結構、抗原不容易破壞 |
成本較低 | 優(yōu)化過的實驗方案,試劑齊全,傻瓜式操作,開箱即用 |
實驗流程耗時長 | 驗證靶標有限 |
對于研究者來說,進行mIHC實驗需要準備抗體和多重熒光二抗試劑盒,可以提供4-7色的多色試劑盒及輔助試劑。除此之外,我們還可提供mIHC整體解決方案,包括試劑、服務等等。其中,愛必信多色服務最多九指標十色(含DAPI)的多重熒光免疫組化服務,樣本種屬涵蓋人、小鼠、大鼠、豬等;組織類型以腫瘤樣本居多,涵蓋肺、胃、肝、腎、腸等各大器官,甲狀腺、胰腺、唇腺、淚腺等各大腺體,另還有眼球、神經、大腦等特殊樣本;切片類型涵蓋石蠟切片、組織芯片(TMA)、冰凍切片、大組織切片、厚切片等,并提供全片掃描和定量分析。
圖4 Absin全景多靶點染色成像分析平臺
Part 04常見問題解答
Q1:波修復抗原每一輪染色都要做嗎?可以用抗體洗脫液替代嗎?抗體洗脫液用在哪個步驟?
A1:染第一個抗體之前做抗原修復,是為了使被石蠟或者固定劑封閉的抗原決定簇重新暴露出來,使得抗體能夠識別到抗原;在染后面每一個抗體之前的抗原修復,目的是為了去除掉上一輪染色的抗體和殘留沒有結合上的染料,其實更準確的叫法是“抗體洗脫",也就是說第一次的抗原修復是真正的抗原修復,后面的抗原修復實際上是“抗體洗脫",“抗體洗脫"可以用抗體洗脫液(abs994)替換,特別是細胞、冰凍切片或者骨樣本,但第一次抗原修復不能被抗體洗脫液替代,冰凍切片可以不進行抗原修復,染色效果欠佳時,可以考慮嘗試進行抗原修復,推薦冰凍切片快速抗原修復液(5×)(abs9207)。
Q2:脫蠟水合步驟中“10%中性福爾馬林浸片10min,滅菌水洗片1min,重復3次"目的是什么?我們以前做石蠟切片的時候沒有這一步。
A2:這是后固定的步驟,固定充分的組織可以省略此步。
Q3:做好的多色片子,無法進行及時掃描,該如何保存?
A3:需要避光防震,在4℃條件下保存。
Q4:樣本可以做成冰凍切片嗎?
A4:可以的??乖迯筒襟E不推薦用加熱的方法,推薦用抗體洗脫液(abs994)
Q5:所有操作要避光嗎?
A5:不需要,在常規(guī)環(huán)境下操作就可以,染料的熒光強度很高。
Q6:抗體修復液每一輪修復都要更換嗎?
A6:是的,每一輪都要根據(jù)抗體選擇相應的修復液。
Q7:染料的選擇會影響后染色嗎,有共定位的話怎么辦?
A7:共定位的情況,我們可以通過單一通道觀察來更好的檢測各指標的分布情況,染料不會對染色有影響,串色的情況需要預實驗做充足,包括抗體稀釋比例,染料與放大液比例,修復條件的確定。
Q8:多色用的一二抗各是什么種屬?
A8:多色的優(yōu)勢在于一二抗種屬無需特別要求,一抗根據(jù)樣本種屬選擇既可,二抗根據(jù)一抗選擇即可,多個抗體組合,種屬不會有影響。
Q9:抗體洗脫和微波修復哪種方式洗脫效果更好?
A9:微波修復洗脫更穩(wěn)定,抗體洗脫液對大多數(shù)抗體都管用,難洗的抗體延長洗脫時間就可以啦!
Q10:我的組織還有GFP蛋白,給結果的時候能排除干擾嗎?
A10:可以的,結果分析的時候可以避免綠色通道,分析軟件賦予的顏色是偽彩色,可以更換其他顏色。
Q11:在指標與染料的搭配以及染色順序上,有什么規(guī)律嗎?
A11:并沒有一個特別的線性關系,和蛋白的種類、表達量以及修復條件都有關系,所以會多因素考慮,多嘗試,預實驗很重要。
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