기록 포르말린 고정 및 (FFPE) 포함 된 파라핀은 임상 시료는 질병의 조사를 위해 가치있는 소재입니다. 여기에서 우리는 microdissected FFPE 조직의 깊이있는 단백체 분석을 허용하는 샘플 준비 워크 플로를 보여줍니다.
보존 임상 물질은 인간의 질환의 프로테오믹스 연구를위한 유일한 소스입니다. 여기에서 우리는 포르말린의 대규모 정량 분석이 고정 파라핀 (FFPE) 조직 수 있도록 최적화 된 프로토콜을 설명합니다. 절차는 네 가지 단계를 포함한다. 첫번째는 FFPE 재료 및 그 세포의 미세 절제로부터 섹션들의 준비이다. 두 번째 단계에서는 절연 세포 용균 및 '필터 주었 샘플 준비'(FASP) 기법을 사용하여 처리된다. 이 단계에서, 단백질 시료의 용해에 사용되는 시약의 고갈 및 엔도의 lysC 및 트립신을 사용하여 두 단계로 분해된다.
각 소화 후에, 펩티드는 별도의 분획에 수집하고 자신의 콘텐츠는 매우 민감한 형광 측정을 사용하여 결정된다. 마지막으로, 펩타이드 '피펫 팁'마이크로 컬럼에 분획됩니다. 의 lysC-펩티드 반면 4 분획으로 분리하는 트립신 PEptides 2 분획으로 분리된다. 이러한 방식으로 제조 된 샘플은 10000 단백질의 깊이까지 재료의 분 양에서 프로테옴의 분석을 허용한다. 따라서, 설명 워크 플로우는 잠재적 인 바이오 마커 및 약물 표적의 식별뿐만 아니라 시스템 전체의 패션에 질병을 연구하는 강력한 기술이다.
파라 포름 알데히드로 고정하고 파라핀 (FFPE)에 포함하면 보존 및 임상 조직 재료의 pathomorphologic 조사를 위해 표준 방법입니다. 보존 된 조직의 현미경은 질병과 관련된 형태 학적 변화의 식별 및 질병 관련 항원의 발생 감지 및 채점을 할 수 있습니다. FFPE 시료 전형적 일부만이 이러한 분석에서 사용되기 때문에, 임상 재료의 많은 양이 보관 유지 및 연구의 다른 유형에 이용 될 수있다.
최근 년 동안 생명 과학 분야의 연구는 강력한 프로테오믹스 기술에 의해 강화되었다. 이 기술은 수있는 복잡한 단백질 혼합물에있는 단백질의 수천의 식별 및 정량. 기술의 중요한 특징은 대규모 분석을위한 물질의 미량 만이 필요하다는 것이다. 최근 프로테오믹스 연구 단백질이 거의 샘플의 규모에 연구 될 수 있다는 입증LETE는 1, 2, 프로테옴. 조사의이 유형은 세포의 구성과 질병에 비정상적인 수준에서 발생하는 단백질의 그룹의 식별에 시스템 전체 통찰력을 가능하게한다. 이 연구는 큰 질량 분석 능력을 요구하는 반면, 최근의 작업은 식별 비슷한 정도 측정 3의 하나 일 이내에 달성 할 수 있다는 것을 보여 주었다.
상대적으로 낮은 샘플 양의 요구 사항 및 보존 임상 시료의 폭 넓은 가용성은 FFPE 소재의 프로테오믹스 탐구 (리뷰 4 참조) 활성화 방법을 개발하기 위해 우리와 다른 사람을 유혹. 우리는 고정 된 조직을 5에서 단백질의 정량 추출을 허용하는 프로토콜을 개발 한 열처리에서 포르말린 고정의 가역성을 활용. 우리는 고정 절차는 단백질뿐만 아니라, 적어도 일부의 번역 후 변형뿐만 아니라 유지하는 것으로 나타났습니다. Phosphorylation 및 N-글리코 실화 그러나 FFPE 샘플 5, 그것은 철저하게 통제 조직의 수집, 저장 및 고정 상태입니다을위한 전제 조건을 사용하여 공부하실 수 있습니다. 다음으로, 우리는 고정 된 조직의 레이저 캡처 미세 절제 및 단백체 원자로 기반의 샘플 처리 6, 7에 대한 방법을 최적화했다. 대장 암에 대한 대규모 연구는 임상 자료 8에서 microdissected에서 7,500 단백질의 정량 분석을 허용했다. 마지막으로, 우리는 연속 – 두 단계의 단백질 소화 프로토콜 9를 적용하여 microdissected 재료의 탐구의 방법을 개선했습니다. 하나의 효소를 사용하는 일반적인 소화 전략에 비해,이 절차는 더 시퀀스 고유 펩티드의 생성을 가능하게하고, 그 결과, 단백질 동정 높은 깊이 초래한다. microdissected 사람의 대장 선종의 분석은 샘플 3 당 9,500 단백질의 깊이 단백체 분석을 허용했다. 이 스터드우리는 적어도 2 펩티드와 88-89% 단백질을 식별 할 수 있도록 샘플 당 55,000 펩티드를 매핑 예. 여기에서 우리는 LC-MS/MS 분석을위한 FFPE 재료에서 시료 준비를 위해 최적화 된 프로토콜을 제시한다. 이 프로토콜은 반응기 형식 (FASP)에 대한 미세 절제 조직 조각의 제조, 절연 세포의 용해 및 시료 처리를 포함 6. 그 다음 우리는 펩타이드 수율의 spectrofluorometric 결정을 설명하는, 최적의 펩티드 식별을 위해 중요도가 높은 작업을 질량 분석기에 의해. 마지막으로, 우리는 강한 음이온 교환 (SAX) 기반의 펩티드 분획에 대한 분리 기술을 보여줍니다. 이 방법에서 펩티드의 분리 및 최종 정리 둘 피펫 팁 마이크로 컬럼 (10), (11)를 이용하여 수행된다. 이 단계는 선택적이지만 더 몇 마이크로 그램 이상의 펩티드가 단일 샘플로부터 획득 될 수있는 연구에 추천된다. SAX-분류는 실질적으로 답하라의 수와 동적 범위를 증가시킬 수있다명시된 내용 및 단백질 서열 범위 3, 10를 확장합니다.
핵산 시퀀싱 및 마이크로 어레이 기술과 비교 깊이 프로테오믹스 기술에 의해 FFPE 물질을 연구 할 수있는 능력은 바이오 마커 및 약물 표적의 발견에 새로운 관점을 엽니 다. 설명 프로토콜은 특성화 및 10,000 단백질의 규모에 microdissected 세포 인구의 프로테옴 정량 할 수 있습니다. microdissected 물질을 덜 사용하는 경우보다 작은 데이터 세트가 생성 될 수 있지만, 아마도, 대부분의 경우 이들 또한 귀중한 임상 데이터를 제공 할 수있다. 따라서, 하나의 샘플은 MED-FASP 절차 후에 직접 분석 할 수있다 이하 분획으로 분리 될 수있다. FASP 절차는 단백질 분해 효소의 유형과 호환되기 때문에, 다른 효소 또는 결합 단백질 digestions 6에서 사용할 수 있습니다.
FFPE 소재의 품질은 분석에서 가장 중요한 문제가 될 것으로 보인다. 우리는 수정 같은 기원의 조직 만에서 오는이 다르다는 것을 경험ENT 클리닉 독특한 특성을 가지고 있었다. 다른 병원에서 유사한 물질이 거의 쓸모없는 반면, 우리는 높은 수율에 펩타이드를 생성 할 수 있었던 하나의 소스에서 조직을 사용. 그것은인가 고정 및 매립 절차뿐만 아니라 보관 조건은 임상 물질 (12)의 특성에 영향을 미치는 주요 요인임을 보인다. 따라서 더 큰 프로젝트를 시작하기 전에 몇 가지 샘플의 특성을 테스트하는 것이 좋습니다.
많은 출판물 과거 FFPE 소재의 사용을보고 하였다. 그러나, 이들 연구에서 확인 된 단백질의 개수 이상 1,000-2,000 단백질 4를 초과하지 않았다. 10,000 개 이상의 단백질을 포함하는 인간의 세포 특정 프로테옴의 크기를 고려할 때, 이러한 연구는 거의 하우스 키핑 기능에 관련된 매우 풍부한 단백질에 제한은 매우 피상적 인 그림을 제공 할 만 할 수 있었다. 우리 프로토콜은 임상 또는 생물학적 재료 (F)의 효과적인 분리를 가능하게ROM은 조직을 보존하고 용해 단백질 처리 및 펩티드 예비 분별에 최적화되어있다. 결과적으로 우리의 샘플 준비 워크 플로우는, 하이 엔드 질량 분석에 결합 할 때, 거의 완전한 프로테옴에 대한 통찰력을 할 수 있습니다. 주목할만한,이 분 샘플 양을 요구 가능합니다.
보존 된 조직을 사용하는 주요 장점은 자신의 상대적인 폭 넓은 가용성이다. FFPE 샘플 몇 년 수십 년 동안 보관하고, 때로는 쓸모없는 것으로 간주, 지금, 프로테오믹스 기술 덕분에, 임상 연구 등의 가치가 높은 자료를 나타납니다. 많은 질병이 FFPE 소재의 신선 또는 냉동 자료 조사를하여 연구 할 수있는 반면 것은 드문 질환 (12)을 공부에 특히 중요 할 것 같다, 샘플의 대표 세트는 일반적으로 시간이 오래 걸립니다의 컬렉션이었다.
The authors have nothing to disclose.
저자 방법을 시연에 대한 지속적인 지원과 부인 카타리나 Zettl은 주셔서 감사합니다 박사 마티아스 맨.
이 작품은 과학의 발전을위한 막스 플랑크 협회에 의해 지원되었다.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
MembraneSlide 1.0 PEN | Carl-Zeiss Microscopy GmBH, Goettingen, Germany | 415190-9041-000 | |
Adhesive Cap 200 opaque | Carl-Zeiss Microscopy GmBH, Goettingen, Germany | 415190-9181-000 | |
Mayer’s hematoxylin solution | Sigma-Aldrich St. Louis, MO | MHS32 | |
Forensic 30k | Merck Millipore Darmstadt, Germany | MRCF0R030 | (Previously sold as Microcon YM-30) |
Empore Anion | Bioanalytical technologies 3M Company ST. Paul, MN | 2252 | |
Empore C18 | Bioanalytical technologies 3M Company ST. Paul, MN | 2215 | |
Trypsin | Promega | 2014-06-27 | |
Endoproteinase Lys-C | Wako | 129-02541 |