Tissue microarrays permet une méthode efficace pour obtenir des informations simultanées à partir d'une multitude de tissus. Pièces représentatives de tissus sont assemblés en un seul bloc de paraffine. Les articles du bloc sont utilisés pour l'immunohistochimie et l'analyse des profils d'expression de protéines. Balayage numérique génère des images correspondantes pour la distribution des données.
Le tissu microarray (TMA) fournit les moyens pour analyse à haut débit de multiples tissus et de cellules. La technique est utilisée dans le projet de l'Atlas des protéines humaines pour l'analyse globale des profils d'expression de protéines dans les tissus humains normaux, le cancer et les lignées cellulaires. Ici, nous présentons l'ensemble des 1 mm carottes, récupéré à partir de tissus au microscope représentatifs sélectionnés, dans un bloc de TMA seul destinataire. Le nombre et la taille des noyaux dans un bloc de TMA peut être modifiée à partir d'une quarantaine de deux noyaux mm à des centaines de 0,6 mm noyaux. L'avantage d'utiliser la technologie TMA est la quantité importante de données peuvent rapidement être obtenues en utilisant un protocole immunomarquage unique afin d'éviter la variabilité expérimentale. Il est important, seul le montant limité de tissus rares est nécessaire, ce qui permet l'analyse des cohortes de patients 1 2. Environ 250 sections consécutives (4 um d'épaisseur) peut être coupé à partir d'un bloc de TMA et utilisé pour immunohistochimique staining pour déterminer les profils d'expression de protéines spécifiques de 250 anticorps différents. Dans le projet de l'Atlas des protéines humaines, les anticorps sont générés vers toutes les protéines humaines et utilisé pour acquérir des profils protéiques correspondantes dans les deux tissus humains normaux de 144 individus et les tissus cancéreux de 216 patients différents, représentant les 20 formes les plus courantes de cancer chez l'homme. Immunohistochimique sur coupes colorées TMA lames de verre sont numérisés pour créer des images haute résolution à partir de laquelle les pathologistes capables d'interpréter et d'annoter les résultats de l'immunohistochimie. Images conjointement avec les données correspondantes des annotations basées sur la pathologie sont rendues publiques pour la communauté de recherche à travers le Human Protein Atlas portail ( www.proteinatlas.org ) (Figure 1) 3 4. L'Atlas des protéines humaines fournit une carte montrant la répartition et l'abondance relative des protéines dans le corps humain. Le ver de courantsion contient plus de 11 millions d'images avec des données d'expression de protéines pour 12.238 protéines uniques, correspondant à plus de 61% de l'ensemble des protéines codées par le génome humain.
L'immunohistochimie est de loin l'application la plus couramment utilisée pour les TMA. La combinaison de l'IHC et de TMA peut être utilisé dans plusieurs contextes différents, par exemple, criblage à haut débit des profils d'expression de protéines dans les tissus et les cellules 7 8 9 10, les études de découverte de biomarqueurs basés sur des échantillons de tissus provenant de grandes cohortes de patients 11 12 et plus la biologie des tumeurs de base études, y compris différents phénotypes et génotypes, les étapes de différenciation, la progression et les métastases 13. Un avantage de l'utilisation de TMA est que le matériel de grandes cohortes peuvent être analysés en même temps, les deux expériences réaliser des économies appréciables de matériel biologique et d'assurer plus reproductibles. En outre, l'utilisation de la technologie TMA permet d'économiser sur les coûts de réactif et le temps de traitement de laboratoire. Comme une TMA ne contient qu'une quantité limitée de tissu, l'hétérogénéité des tissus est un problème. Selon le type de tissu et les questions à traiter, plusieurs échantillons peuvent être nécessaires de la même specimen. Pour les tissus tumoraux, l'utilisation de deux à quatre cœurs de chaque spécimen est recommandé car il a été démontré que dans un degré élevé de précision dans la représentation des coupes de tissus entiers 13 14. Composition selon le tissu du diamètre des poinçons (allant de 0,6 mm à 2 mm) peut être ajustée. Les tissus sont complexes et composés de deux types différents de cellules plusieurs, des structures et de la matrice extra-cellulaire. La composition de chaque type de tissu différent contenant quantité variable de graisse, les vaisseaux sanguins, des tissus conjonctifs, des cartilages, etc, vont affecter la pression nécessaire pour le poinçonnage et la collecte des noyaux distincts. Il est donc d'une importance de pratiquer toutes les étapes de la procédure sur le matériel qui n'est pas de n'importe quelle valeur, avant de produire un TMA avec les tissus définis pour les expériences destinées.
Lorsque la coupe une variété de tissus différents dans un seul bloc TMA la composition du bloc pourrait influer sur la capacité d'acquérir des articles de haute qualité. Cetissus rtains, la peau, par exemple, la moelle osseuse, les graisses, le cerveau et du sein, de rendre la coupe du bloc de TMA difficile en raison de l'effet des différences de texture effectuant la façon dont les sections s'étendent dans le bain d'eau et comment dureté différente est coupé par la lame etc Il est donc recommandé pour les tissus de groupe avec des caractéristiques similaires, par exemple les tissus riches en lipides dans une TMA, le cas échéant. La majorité des tissus cancéreux sont en ce sens homogène, ce qui facilite la coupe de la TMA de cancer. Une autre méthode de sectionnement pour stabiliser les noyaux biopuces peuvent être utilisés lors de la manipulation d'un TMA avec des types hétérogènes de tissus. L'utilisation d'un ruban adhésif peut être utile pour éviter la perte de noyaux et l'automne-out dans la coupe TMA. L'utilisation de ruban adhésif doit être utilisé avec prudence, puisque la bande peuvent influer sur l'épaisseur des noyaux sectionnés et par la suite aussi le résultat de la coloration IHC 15. Dans la protéine humaine Atlas mettre en place un modèle de TMA de 9×8 (à l'exception des marqueurs) des noyaux are utilisé. Il est d'une importance d'obtenir le nombre maximal d'articles et de garder tous les tissus représentés dans le bloc. À enregistrer les réactifs et les temps de balayage, 2 articles sont placés sur une lame de verre permettant un modèle maximum de 9×8.
Le référentiel majeur pour l'information des protéines, source de protéines Universal 16 comprend environ 20.300 entrées commentaire protéines humaines, dont seulement environ 66% présentent des signes au niveau protéique. Aussi pour la majorité des gènes pour lesquels il existe des preuves de l'existence sur le niveau de la protéine, il est rare ou pas d'information sur la fonction des protéines et la distribution de l'expression. Un défi important pour l'avenir est d'analyser le modèle de distribution et l'abondance relative de ces protéines inconnues dans divers types de tissus humains. Les informations provenant de bases de données telles que Uniprot, ENSEMBL, les données publiées à partir de PubMed peut être utilisé comme un guide pour établir si les tendances coloration immunohistochimique utilisant des anticorps àpupilles protéines inconnues représentent les profils protéiques réels de la protéine cible. En outre, plusieurs stratégies de validation d'autres sont nécessaires pour assurer la fonctionnalité des anticorps, des anticorps pour la fonctionnalité par exemple dans des puces à protéines, Western blot, immunofluorescence, immuno-précipitation et pull-down expériences. Peut-être l'outil le plus important pour la validation de la fonctionnalité d'anticorps est d'utiliser des anticorps couplés, c'est à dire deux anticorps différents dirigés contre distinctes, non chevauchantes épitopes sur la protéine cible même, de comparer les résultats de dosage spécifique 17.
Basé sur les informations compilées, les anticorps ont été testés et adaptée en fonction de normes IHC et de l'expérience de tester et de valider plus de 35.000 anticorps dans le projet de l'Atlas des protéines humaines. Depuis plus de 20% de tous les gènes dont les profils protéiques, les données à partir d'anticorps appariées (2 ou plusieurs anticorps envers les non-chevauchement des épitopes sur la même protéine) a été utilisée pour déterminer un best esticompagnon du patron d'expression protéine correspondante. Anticorps couplés fournir une stratégie ultime pour valider spécifiques basés sur les modèles immunohistochimie l'expression de protéines. Cette stratégie est utile parce que la multitude de tissus différents inclus dans le dépistage de base augmente le risque de réactivité croisée. Il convient également de noter que certains tissus sont en général plus enclins à montrer de fond coloration des macrophages par exemple, le muscle lisse, des tubules distaux du rein et des hépatocytes dans le foie. D'autres questions à prendre en considération les variations dans les techniques de traitement des tissus au fil du temps pour les tissus prélevés sur des documents d'archives, ce qui peut entraîner des faux négatifs ou positifs inappropriée modèles de coloration IHC. Ce phénomène se rencontre également dans l'analyse grande section. Contrôles à la fois négatives et positives sont essentielles et doivent être utilisées lorsque cela est possible. Pour des études plus approfondies, y compris des analyses fonctionnelles, des lignées cellulaires avec l'expression forcée et spécifique knock-down de tr correspondantsanscripts (technologie siRNA) peut être utilisé pour créer des contrôles. Pour des résultats optimaux dans IHC, il est important de tester et d'utiliser les systèmes de recherche d'antigènes, depuis la fixation dans le formol induit des modifications chimiques différentes, par exemple de réticulation, l'hydrolyse des bases de Schiff de masquage de l'antigène 18.
En conclusion, à base d'anticorps protéomique employant la technologie TMA et l'IHC est une stratégie puissante pour générer des données d'expression de protéines à grande échelle. La protéine humaine du projet Atlas a été mis en place pour créer une carte de l'expression des protéines humaines dans les tissus humains normaux et cancéreux. L'objectif de ce projet est de présenter un premier projet d'un Atlas des protéines humaines complète d'ici à 2015. En plus de fournir des profils protéiques dans les organes et tissus normaux, cet effort constitue également un point de départ pour des projets de recherche biomédicale, y compris cliniques efforts de découverte de biomarqueurs. Le but ultime est d'ajouter une couche d'information suivante sur le dessus de la séquence du génome humain qui wiserez crucial pour une meilleure compréhension de la biologie sous-jacente divers états pathologiques, et de fournir une base pour l'élaboration de nouveaux outils diagnostiques et thérapeutiques.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu par des subventions de l'Knut et Alice Wallenberg fondation. Les états-majors entiers des centres de l'homme Atlas des protéines à Uppsala, Stockholm et l'Inde sont reconnus pour leurs efforts visant à générer de l'Atlas des protéines humaines. Les auteurs tiennent à remercier tout particulièrement Frank Hammar et Sofie Gustafsson de l'aide pour les photos et Elene Karlberg d'aide à la production TMA lors du tournage.
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 |