Tissue microarrays permite a um método eficiente para obter informações simultâneas a partir de uma infinidade de tecidos. Partes representativas de tecidos são montados em um único bloco de parafina. Secções do bloco são utilizados para imuno-histoquímica e análise dos padrões de expressão da proteína. Escaneamento digital gera imagens correspondentes para distribuição de dados.
O tecido microarray tecnologia (TMA) fornece os meios para alto rendimento análise de múltiplos tecidos e células. A técnica é utilizada dentro do projecto da proteína humana Atlas para análise global de padrões de proteínas de expressão em tecidos humanos normais, o cancro e linhas celulares. Aqui apresentamos a montagem de núcleos de 1 mm, recuperados de tecidos representativos microscopicamente selecionados, em um único bloco receptor TMA. O número e tamanho dos núcleos em um bloco de TMA pode ser variado de aproximadamente 40 mm 2 núcleos para centenas de 0,6 mm núcleos. A vantagem de usar TMA tecnologia é que grande quantidade de dados pode rapidamente ser obtido usando um protocolo de imunocoloração único para evitar a variabilidade experimental. Importante, apenas a quantidade limitada de tecido de escassos, é necessário, o que permite a análise de coortes de pacientes grandes 1 2. Aproximadamente 250 secções consecutivas (4 mm de espessura) pode ser cortado a partir de um bloco de TMA e utilizado para imuno-histoquímica staining para determinar os padrões de expressão específicos de proteína por 250 anticorpos diferentes. No ser humano projecto Proteína Atlas, os anticorpos são gerados para todas as proteínas humanas e usada para adquirir perfis de proteínas correspondentes em ambos os tecidos humanos normais a partir de 144 indivíduos e tecidos cancerosas de 216 pacientes diferentes, que representam as 20 formas mais comuns de cancro humano. Seções imunohistoquímica, TMA em lâminas de vidro são digitalizados para criar imagens de alta resolução a partir do qual podem interpretar os patologistas e anotar o resultado da imuno-histoquímica. Imagens juntamente com os correspondentes dados baseados em patologia de anotação são feitas publicamente disponível para a comunidade de pesquisa através da Human Protein Atlas portal ( www.proteinatlas.org ) (Figura 1) 3 4. O Atlas proteína humana fornece um mapa mostrando a distribuição e abundância relativa das proteínas no corpo humano. A versão atualSion contém mais de 11 milhões de imagens com dados de proteínas de expressão para 12.238 proteínas únicas, correspondentes a mais de 61% de todas as proteínas codificadas pelo genoma humano.
A imunohistoquímica é de longe a aplicação mais comumente usado para TMAs. A combinação de IHC e TMAs pode ser usado em várias configurações diferentes, o rastreio de alto rendimento, por exemplo de padrões de proteínas de expressão em tecidos 7 8 9 10 e células, estudos de descoberta de biomarcadores com base em amostras de tecido de coortes grandes 11 12 e mais biologia tumor básica estudos, incluindo diferentes fenótipos / genótipos, os estágios de diferenciação, progressão e metástase 13. Uma vantagem de usar TMAs é que o material a partir de grandes grupos podem ser analisadas de uma só vez, ambas as experiências de poupança de material biológico valioso e assegurando mais reprodutíveis. Além disso, a utilização de TMA tecnologia reduz os custos dos reagentes e tempo de processamento de laboratório. Como um TMA contém apenas uma quantidade limitada de tecido, a heterogeneidade dos tecidos é um problema. Dependendo do tipo de tecido e questões a serem tratadas, várias amostras podem ser necessários a partir do mesmo specimen. Para tecidos tumorais, a utilização de dois a quatro núcleos a partir de cada amostra é recomendada como foi mostrado para resultar em um alto grau de precisão na representação de secções de tecido inteiras 13 14. Dependendo da composição do tecido do diâmetro dos punções (variando de 0,6 mm a 2 mm) pode ser ajustada. Os tecidos são complexos e composto de ambos os vários tipos de células diferentes, estruturas e de matriz extra-celular. A composição de cada tipo de tecido diferente contendo quantidade variável de gordura, os vasos sanguíneos, tecido conjuntivo, cartilagem etc, vai afetar a pressão necessária para perfurar e coleta de núcleos separados. É, portanto, de importância para a prática de todas as etapas do procedimento em material que não é de qualquer valor, antes de produzir uma TMA com tecidos definidos para os experimentos pretendidos.
Quando a secção de uma variedade de diferentes tecidos dentro de um bloco de TMA a composição do bloco poderia influenciar a capacidade de adquirir secções de alta qualidade. Cetecidos rtain, por exemplo, pele, medula óssea, do cérebro, gordura e da mama, tornar o seccionamento do bloco de TMA difícil devido ao efeito das diferenças de textura que efectuam como secções esticar no banho de água e como dureza diferente é cortado pela lâmina etc Portanto, é recomendável para os tecidos do grupo com características semelhantes, por exemplo, tecido adiposo rico em uma TMA, quando aplicável. A maioria dos tecidos de cancro são, neste sentido, homogénea, o que facilita o corte de TMAs cancerosas. Um método alternativo para a estabilização de seccionamento dos núcleos microarray pode ser empregue quando manusear uma TMA com tipos heterogéneos de tecidos. A utilização de uma fita adesiva pode ser útil para evitar a perda de núcleos e cair para fora na TMA-seccionado. A utilização de fita adesiva deve ser empregada com cautela, dado que a fita pode influenciar a espessura de núcleos, seccionados e, posteriormente, também o resultado de IHC coloração 15. No Human Protein Atlas set-up modelo de uma TMA de 9×8 (excluindo marcadores) núcleos de are utilizado. É de importância para se obter o número máximo de secções e manter todos os tecidos representados em todo o bloco. Para poupar reagentes e do tempo de digitalização, 2 secções são colocadas sobre uma lâmina de vidro, permitindo um modelo máximo de 9×8.
O maior repositório de informações de proteína, 16 Universal Resource Protein inclui aproximadamente 20,300 analisadas entradas de proteínas humanas, das quais apenas aproximadamente 66% têm evidência ao nível das proteínas. Também para a maioria dos genes para os quais há evidência da existência sobre o nível de proteína, existe pouca ou nenhuma informação sobre a função da proteína e da distribuição de expressão. Um desafio importante para o futuro é analisar o padrão de distribuição e abundância relativa destas proteínas desconhecidas em vários tipos de tecido humano. A informação a partir de bases de dados tais como UniProt, Ensembl, os dados publicados de PubMed pode ser utilizado como um guia para determinar se os padrões de coloração imuno-histoquímica utilizando anticorpos paraenfermarias proteínas desconhecidas representam perfis de proteínas reais da proteína alvo pretendido. Além disso, várias estratégias de validação outros são necessários para garantir a funcionalidade de anticorpos, por exemplo, a funcionalidade de anticorpos em matrizes de proteína, Western blot, imunofluorescência, imuno-precipitação e pull-down experimentos. Talvez o mais importante ferramenta para a validação da funcionalidade do anticorpo é a utilização de anticorpos emparelhados, isto é, dois anticorpos diferentes criado contra separados, não sobrepostos epítopos na proteína alvo mesmo, para comparar-ensaio específico resultado 17.
Com base na informação recolhida, os anticorpos são testadas e ajustadas de acordo com padrões de IHC e da experiência de testar e validar mais de 35.000 anticorpos no projeto Human Protein Atlas. Durante mais de 20% de todos os genes com perfis de proteínas, os dados de anticorpos emparelhados (2 ou mais anticorpos em relação de não sobreposição epítopos sobre a mesma proteína) tem sido usado para determinar uma melhor estimativacompanheiro do padrão correspondente expressão da proteína. Anticorpos emparelhados proporcionar uma estratégia final para a validação específicas imunohistoquímica baseados padrões de expressão de proteínas. Esta estratégia é valiosa porque a multidão de diferentes tecidos incluídos na seleção de base aumenta o risco de reatividade cruzada. Deve também ser notado que certos tecidos são em geral mais propenso a mostrar fundo coloração macrófagos por exemplo, músculo liso, túbulos distais no rim e hepatócitos no fígado. Outras questões a considerar incluem variações de técnicas de processamento de tecidos ao longo do tempo para os tecidos retirados de material de arquivo, que pode resultar em falsos negativos ou positivos inadequado padrões de coloração IHQ. Este fenômeno também é encontrado na análise de grande parte. Controles negativos e positivos são vitais e devem ser usados sempre que possível. Para estudos mais aprofundados, incluindo análises funcionais, linhas de células com expressão forçada e específica knock-down de tr correspondentesanscripts (tecnologia siRNA) pode ser usado para criar controles. Para melhores resultados em IHC, é importante para testar e utilizar sistemas de recuperação de antigénio, uma vez que a fixação de formalina induz modificações químicas diferentes, por exemplo, de ligação cruzada, a hidrólise de bases de Schiff de mascaramento do antigénio 18.
Em conclusão, baseados em anticorpos proteômica empregando tecnologia e TMA IHC é uma estratégia eficaz para gerar dados de expressão de proteínas em grande escala. The Human Protein Atlas projeto foi criado para criar um mapa de expressão da proteína humana em tecidos humanos normais e cancerosas. O objetivo deste projeto é apresentar um primeiro esboço de um Atlas Proteína abrangente Humano até 2015. Além de fornecer perfis de proteína em órgãos e tecidos normais, esse esforço também fornece um ponto de partida para projectos de investigação biomédica, incluindo esforços de descoberta de biomarcadores clínicos. O objetivo final é adicionar uma camada de informação seguinte no topo da seqüência do genoma humano que wivai ser crucial para uma compreensão mais profunda da biologia subjacente a vários estados de doença, e fornecer uma base para o desenvolvimento de novas ferramentas de diagnóstico e terapêutica.
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi suportado por concessões do Knut e Alice Wallenberg Foundation. As equipes inteiras dos centros de proteínas humanas Atlas em Uppsala, Estocolmo e Índia são reconhecidos por seus esforços para gerar o Atlas proteína humana. Os autores gostariam de agradecer especialmente a Frank Hammar e Sofie Gustafsson para obter ajuda com as fotos e Karlberg Elene de assistência com a produção TMA quando as filmagens.
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Wash buffer | Thermo Fisher Scientific | TA-999-TT |
Citrate buffer pH6 | Thermo Fisher Scientific | TA-250-Pm1X |
Antibody diluent | Thermo Fisher Scientific | TA-125-UD |
UltraVision LP HRP polymer | Thermo Fisher Scientific | TL-125-HL |
DAB plus substrate system | Thermo Fisher Scientific | TA-125-HDX |
Ultra V Block | Thermo Fisher Scientific | TA-125-UB |
Primary Antibody Enhancer | Thermo Fisher Scientific | TL-125-PB |
Mayers hematoxylin | Histolab | 01820 |
PERTEX | Histolab | 00871.0500 |
Name of the equipment | Company | Catalogue number |
Manual tissue micro arrayer | Estigen, Beecher Instrument | MTA-1 |
Waterfall microtome | Thermo Fisher Scientific | Microm HM 355S |
Automated image scanner | Aperio Technologies | XT |
Automated slide staining system | Thermo Fisher Scientific | Autostainer 480S-2D |
Automated slide staining system for deparafinization and dehydration | Leica Biosystems | Autostainer XL |
Automated glass coverslipper | Leica Biosystems | CV5030 |
Decloaking chamber | Biocare Medical | DC2008INTEL |