Депарафинизация и извличане на протеини от FFPE
Улеснете извличането на протеини от тъканни срезове, фиксирани с формалин и включени в парафин (FFPE), чрез оптимизирана комбинация от депарафинизация, солюбилизация и ултразвукова обработка с многoепруветъчен ултразвуков апарат VialTweeter. Този протокол подпомага последващия протеомен анализ чрез масспектрометрия и е съвместим с работни процеси за пречистване чрез SP3 и ензимно разграждане.
Тази стандартна оперативна процедура (SOP) е предназначена за лабораторен персонал, който извършва протеомен анализ на FFPE тъканни проби чрез високоефективна ултразвукова обработка. Тя е оптимизирана за до десет FFPE проби, обработвани паралелно с многоепруветъчния ултразвуков апарат VialTweeter.
Ултразвуков апарат VialTweeter за едновременна ултразвукова обработка на 10 проби, напр. за лизис и извличане на протеини от FFPE проби
Протокол: извличане на протеини от FFPE проби с VialTweeter
Материали и реактиви
Реактиви
- Ксилен (с чистота за хистология)
- Етанол (абсолютен 96%)
- Буфер за лизис:
- Протеазен инхибитор (по избор; напр. cOmplete™ mini без EDTA)
6 M гуанидин хидрохлорид
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (Tris(2-carboxyethyl)phosphine)
40 mM CAA (2-Chloroacetamide)
Оборудване
- Многоепруветъчен ултразвуков апарат VialTweeter
- Микроцентрофужни епруветки от 1,5 mL или 2,0 mL с ниска адсорбция
- Нагревателен блок или инкубатор (настройки за 95°C и 80°C)
- Микроцентрофуга
- Термомиксер (по избор, но се препоръчва)
Изходно количество проба
- 1–2 среза от FFPE тъкан с дебелина 10 µm за всяка проба (т.е. за всяко флаконче)
- Общо ~100 µg тъкан за всяка проба (т.е. за всяко флаконче)
ИЛИ
Забележка: Използвайте нови остриета за микротомия, за да сведете до минимум замърсяването с парафинови остатъци.
Процедура
- Депарафинизация
- Прехвърлете FFPE срезовете в микроцентрофужни епруветки с ниска адсорбция.
- Добавете 1 mL ксилен и разбъркайте за кратко на вортекс.
- Инкубирайте 10 минути при стайна температура.
- Центрофугирайте при 14 000 × g за 2 минути; изхвърлете супернатанта.
- Повторете промиването с ксилен още веднъж (стъпки 2–4).
- Промийте утайката с 1 mL 96% етанол, разбъркайте на вортекс, след което центрофугирайте при 14 000 × g за 2 минути. Изхвърлете супернатанта.
- Повторете промиването с етанол още веднъж (общо 2 промивания с етанол).
- Оставете утайката да изсъхне на въздух за 10 минути при стайна температура с отворени капачки, за да се изпари остатъчният етанол.
- Извличане на протеини и ултразвукова обработка
- Добавете 200 µL буфер за лизис към всяка суха утайка.
Забележка: Въпреки че ултразвуковият апарат побира до 1 mL, 200 µL е оптималният обем за последваща обработка. - Смесете чрез разбъркване на вортекс или внимателно пипетиране.
- Добавете 200 µL буфер за лизис към всяка суха утайка.
- Първа термична инкубация
- Инкубирайте епруветките при 95 °C за 30 min с разклащане при 400 rpm, като използвате термомиксер или нагревателен блок.
- Оставете пробите да се охладят при стайна температура за 5 min.
- Първа ултразвукова обработка с VialTweeter
- Поставете епруветките във VialTweeter.
- Настройте VialTweeter UP200St на посочените по-долу стойности и извършете ултразвуковата обработка.
- Втора термична инкубация
Извадете епруветките и инкубирайте отново при 95 °C за 15 min, 400 rpm. - Втора ултразвукова обработка
Повторете ултразвуковата обработка с VialTweeter при същите настройки (както по-горе) за още 10 цикъла (общо 15 min). - Избистряне на лизата
- Центрофугирайте пробите при 13 000 × g за 10 min при 23°C (стайна температура).
- Внимателно прехвърлете супернатанта в нова епруветка Safe-lock Eppendorf от 2,0 mL. Избягвайте нарушаването на утайката.
- Последваща обработка
Лизатът вече е готов за пречистване чрез SP3 и ензимно разграждане.
• Задайте амплитудата (A) на 100%
• Задайте импулсния режим (C) на 100%
• Таймер за периодите: включен
• Време на включване: 60s
• Време на изключване: 30s
• Гранична стойност: 15 min (съответства на 10 цикъла)
(Забележка за изчислението: (60 s включено + 30 s изключено) × 10 цикъла = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter с 10 епруветки Eppendorf
Бележки и най-добри практики
- Рискът от прегряване по време на ултразвуковата обработка се намалява чрез програмирани цикли на включване/изключване.
- Избягвайте разбъркване на вортекс след ултразвуковата обработка, за да предотвратите агрегацията на протеини.
Обезвреждане на отпадъци и безопасност
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати с лабораторни размери:
| Препоръчителни устройства | Обем на партидата | Дебит |
|---|---|---|
| Ултразвуков апарат UIP400MTP за плаки с 96 ямки | многоямкови / микротитърни плаки | n.a. |
| Ултразвуков CupHorn | CupHorn за флакончета или бехерова чаша | n.a. |
| GDmini2 | ултразвуков микропроточен реактор | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 до 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 до 500mL | 10 до 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 до 1000mL | 20 до 200mL/min |
| UP400St | 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min |
| Ултразвуков ситов вибратор | n.a. | n.a. |
Литература / Източници
- Georgios Mermelekas, Mahshid Zarrineh, Rudi Branca, Fabio Socciarelli (2025): FFPE sections SP3 digestion – rapizyme and ACN. Protocols.io 2025
- Li, W., Chi, H., Salovska, B. et al. (2019): Assessing the Relationship Between Mass Window Width and Retention Time Scheduling on Protein Coverage for Data-Independent Acquisition. Journal of American Society for Mass Spectrometry. 30, 2019. 1396–1405.
- Salovska B., Li W., Bernhardt O.M., Germain P.L., Gandhi T., Reiter L., Liu Y. (2024): A Comprehensive and Robust Multiplex-DIA Workflow Profiles Protein Turnover Regulations Associated with Cisplatin Resistance. bioRxiv [Preprint]. Oct 31, 2024.
Често задавани въпроси
Защо тъканните проби се фиксират като FFPE?
Съхраняването чрез фиксиране с формалин и включване в парафин (FFPE) стабилизира морфологията на тъканите и структурите на протеините чрез образуване на ковалентни напречни връзки посредством формалдехид. Включването в парафин позволява дългосрочно съхранение при стайна температура, като запазва хистологичната и молекулната цялост за ретроспективни анализи.
Как да депарафинизирам FFPE проби?
Депарафинизацията включва последователни промивания с разтворители за отстраняване на парафина: обикновено две инкубации с ксилен, последвани от две промивания с етанол (96%). След центрофугиране и изсушаване тъканта е готова за последваща екстракция. Този процес възстановява достъпността на пробата за лизис и ензимно разграждане.
Каква е целта на термичната инкубация?
Термичната инкубация представлява контролирано излагане на проба на определена температура за определен период от време с цел предизвикване на биохимични или физични промени. В протеомиката тя често се използва за денатуриране на протеини, разкъсване на напречните връзки, образувани от формалдехид в FFPE тъкани, или повишаване на ефективността на буфера за лизис. Температурата и продължителността са критични параметри, съобразени с целевата реакция или вида на пробата.
Какво представлява разграждането чрез SP3?
Подготовката на проби в един съд, подпомогната от твърда фаза (SP3), е работен процес в протеомиката, базиран на микросфери. При него се използват парамагнитни микросфери за свързване на протеините, което позволява ефективно пречистване, концентриране и ензимно разграждане върху микросферите при денатуриращи условия. SP3 свежда до минимум загубата на проба и е много добре съвместим с проби с малко изходно количество и FFPE проби.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори с размери от лабораторни до промишлени.
