Αποπαραφίνωση και εκχύλιση πρωτεϊνών από FFPE
Διευκολύνετε την εκχύλιση πρωτεϊνών από τομές ιστών μονιμοποιημένων με φορμόλη και εγκλεισμένων σε παραφίνη (FFPE), χρησιμοποιώντας έναν βελτιστοποιημένο συνδυασμό αποπαραφίνωσης, διαλυτοποίησης και κατεργασίας με υπερήχους με μια συσκευή υπερήχων πολλαπλών σωληναρίων VialTweeter. Αυτό το πρωτόκολλο υποστηρίζει την επακόλουθη πρωτεωμική ανάλυση με βάση τη φασματομετρία μάζας και είναι συμβατό με ροές εργασίας καθαρισμού SP3 και ενζυμικής πέψης.
Αυτή η τυποποιημένη διαδικασία λειτουργίας (SOP) προορίζεται για εργαστηριακό προσωπικό που ασχολείται με την πρωτεωμική ανάλυση δειγμάτων ιστού FFPE χρησιμοποιώντας κατεργασία με υπερήχους υψηλής απόδοσης. Είναι βελτιστοποιημένη για έως και δέκα δείγματα FFPE που υποβάλλονται σε παράλληλη επεξεργασία με τη συσκευή υπερήχων πολλαπλών σωληναρίων VialTweeter.
Συσκευή υπερήχων VialTweeter για την ταυτόχρονη κατεργασία 10 δειγμάτων με υπερήχους, π.χ. για λύση και εκχύλιση πρωτεϊνών από δείγματα FFPE
Πρωτόκολλο: Εκχύλιση πρωτεϊνών από δείγματα FFPE με χρήση του VialTweeter
Υλικά και αντιδραστήρια
Αντιδραστήρια
- Ξυλόλιο (ποιότητας κατάλληλης για ιστολογία)
- Αιθανόλη (απόλυτη 96%)
- Ρυθμιστικό διάλυμα λύσης:
- Αναστολέας πρωτεασών (προαιρετικά· π.χ., cOmplete™ mini χωρίς EDTA)
6 M υδροχλωρική γουανιδίνη
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (τρις(2-καρβοξυαιθυλ)φωσφίνη)
40 mM CAA (2-χλωροακεταμίδιο)
Εξοπλισμός
- Συσκευή υπερήχων πολλαπλών σωληναρίων VialTweeter
- Σωληνάρια μικροφυγοκέντρησης χαμηλής δέσμευσης 1,5 mL ή 2,0 mL
- Θερμαντικό μπλοκ ή επωαστήρας (ρυθμίσεις 95°C και 80°C)
- Μικροφυγόκεντρος
- Θερμοαναμικτήρας (προαιρετικός αλλά συνιστώμενος)
Αρχική ποσότητα δείγματος
- 1–2 τομές ιστού FFPE πάχους 10 µm ανά δείγμα (δηλ., ανά φιαλίδιο)
- Συνολικά ~100 µg ιστού ανά δείγμα (δηλ., ανά φιαλίδιο)
Ή
Σημείωση: Χρησιμοποιήστε καινούργιες λεπίδες για τη μικροτομία, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η επιμόλυνση από υπολείμματα παραφίνης.
Διαδικασία
- Αποπαραφίνωση
- Μεταφέρετε τις τομές FFPE σε σωληνάρια μικροφυγοκέντρησης χαμηλής δέσμευσης.
- Προσθέστε 1 mL ξυλολίου και αναμείξτε σύντομα σε αναδευτήρα τύπου vortex.
- Επωάστε για 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου.
- Φυγοκεντρήστε στα 14.000 × g για 2 λεπτά· απορρίψτε το υπερκείμενο.
- Επαναλάβετε την πλύση με ξυλόλιο μία ακόμη φορά (Βήματα 2–4).
- Πλύνετε το ίζημα με 1 mL αιθανόλης 96%, αναμείξτε σε αναδευτήρα τύπου vortex και στη συνέχεια φυγοκεντρήστε στα 14.000 × g για 2 λεπτά. Απορρίψτε το υπερκείμενο.
- Επαναλάβετε την πλύση με αιθανόλη μία ακόμη φορά (συνολικά 2 πλύσεις με αιθανόλη).
- Αφήστε το ίζημα να στεγνώσει στον αέρα για 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου, με τα πώματα ανοιχτά, ώστε να εξατμιστεί η υπολειμματική αιθανόλη.
- Εκχύλιση πρωτεϊνών και κατεργασία με υπερήχους
- Προσθέστε 200 µL ρυθμιστικού διαλύματος λύσης σε κάθε ξηρό ίζημα.
Σημείωση: Παρότι η συσκευή υπερήχων δέχεται έως και 1 mL, τα 200 µL είναι η βέλτιστη ποσότητα για την επακόλουθη επεξεργασία. - Αναμείξτε σε αναδευτήρα τύπου vortex ή με ήπια αναρρόφηση και εκροή με πιπέτα.
- Προσθέστε 200 µL ρυθμιστικού διαλύματος λύσης σε κάθε ξηρό ίζημα.
- Πρώτη θερμική επώαση
- Επωάστε τα σωληνάρια στους 95 °C για 30 min, με ανάδευση στις 400 rpm, χρησιμοποιώντας θερμοαναμικτήρα ή θερμαντικό μπλοκ.
- Αφήστε τα δείγματα να κρυώσουν σε θερμοκρασία δωματίου για 5 min.
- Πρώτη κατεργασία με υπερήχους με το VialTweeter
- Τοποθετήστε τα σωληνάρια στο VialTweeter.
- Ρυθμίστε το VialTweeter UP200St στις παρακάτω τιμές και εκτελέστε κατεργασία με υπερήχους.
- Δεύτερη θερμική επώαση
Αφαιρέστε τα σωληνάρια και επωάστε ξανά στους 95 °C για 15 min, στις 400 rpm. - Δεύτερη κατεργασία με υπερήχους
Επαναλάβετε την κατεργασία με υπερήχους στο VialTweeter χρησιμοποιώντας τις ίδιες ρυθμίσεις (όπως παραπάνω) για 10 επιπλέον κύκλους (15 min συνολικά). - Διαύγαση του προϊόντος λύσης
- Φυγοκεντρήστε τα δείγματα στα 13.000 × g για 10 min στους 23°C (θερμοκρασία δωματίου).
- Συλλέξτε προσεκτικά το υπερκείμενο σε ένα νέο σωληνάριο Safe-lock Eppendorf 2,0 mL. Αποφύγετε τη διατάραξη του ιζήματος.
- Επακόλουθη επεξεργασία
Το προϊόν λύσης είναι πλέον έτοιμο για καθαρισμό SP3 και ενζυμική πέψη.
• Ρυθμίστε το πλάτος ταλάντωσης (A) στο 100%
• Ρυθμίστε την παλμική λειτουργία (C) στο 100%
• Χρονοδιακόπτης περιόδου: Ενεργός
• Χρόνος ενεργοποίησης: 60s
• Χρόνος απενεργοποίησης: 30s
• Οριακή τιμή: 15 min (αντιστοιχεί σε 10 κύκλους)
(Σημείωση υπολογισμού: (60 s ενεργοποίησης + 30 s απενεργοποίησης) × 10 κύκλοι = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter με 10 σωληνάρια Eppendorf
Σημειώσεις και βέλτιστες πρακτικές
- Ο κίνδυνος υπερθέρμανσης κατά την κατεργασία με υπερήχους μετριάζεται με προγραμματισμένους κύκλους ενεργοποίησης/απενεργοποίησης.
- Αποφύγετε την ανάμειξη σε αναδευτήρα τύπου vortex μετά την κατεργασία με υπερήχους, ώστε να αποτραπεί η συσσωμάτωση των πρωτεϊνών.
Διάθεση αποβλήτων και ασφάλεια
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων εργαστηριακού μεγέθους που διαθέτουμε:
| Συνιστώμενες συσκευές | Όγκος παρτίδας | Παροχή |
|---|---|---|
| Συσκευή υπερήχων UIP400MTP για πλάκες 96 βοθρίων | πλάκες πολλαπλών βοθρίων / μικροτιτλοδότησης | n.a. |
| CupHorn υπερήχων | CupHorn για φιαλίδια ή ποτήρι ζέσεως | n.a. |
| GDmini2 | μικροαντιδραστήρας ροής υπερήχων | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 έως 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 έως 1000mL | 20 έως 200mL/min |
| UP400St | 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min |
| Συσκευή ανάδευσης κοσκίνων με υπερήχους | n.a. | n.a. |
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Συχνές ερωτήσεις
Γιατί μονιμοποιούνται τα δείγματα ιστού ως FFPE;
Η συντήρηση με μονιμοποίηση σε φορμόλη και εγκλεισμό σε παραφίνη (FFPE) σταθεροποιεί τη μορφολογία των ιστών και τις πρωτεϊνικές δομές μέσω του σχηματισμού ομοιοπολικών διασταυρούμενων δεσμών με τη δράση της φορμαλδεΰδης. Ο εγκλεισμός σε παραφίνη επιτρέπει τη μακροχρόνια αποθήκευση σε θερμοκρασία δωματίου, διατηρώντας παράλληλα την ιστολογική και μοριακή ακεραιότητα για αναδρομικές αναλύσεις.
Πώς αποπαραφινώνω δείγματα FFPE;
Η αποπαραφίνωση περιλαμβάνει διαδοχικές πλύσεις με διαλύτες για την απομάκρυνση της παραφίνης: συνήθως δύο επωάσεις με ξυλόλιο, ακολουθούμενες από δύο πλύσεις με αιθανόλη (96%). Μετά τη φυγοκέντρηση και την ξήρανση, ο ιστός είναι έτοιμος για την επακόλουθη εκχύλιση. Αυτή η διαδικασία αποκαθιστά την προσβασιμότητα του δείγματος για λύση και ενζυμική πέψη.
Ποιος είναι ο σκοπός της θερμικής επώασης;
Η θερμική επώαση αναφέρεται στην ελεγχόμενη έκθεση ενός δείγματος σε καθορισμένη θερμοκρασία για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, με σκοπό την πρόκληση βιοχημικών ή φυσικών μεταβολών. Στην πρωτεωμική, χρησιμοποιείται συνήθως για τη μετουσίωση πρωτεϊνών, την αναστροφή των διασταυρούμενων δεσμών που σχηματίζονται από τη φορμαλδεΰδη σε ιστούς FFPE ή την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας του ρυθμιστικού διαλύματος λύσης. Η θερμοκρασία και η διάρκεια είναι κρίσιμες παράμετροι, προσαρμοσμένες στην επιδιωκόμενη αντίδραση ή στον τύπο του δείγματος.
Τι είναι η πέψη SP3;
Η προετοιμασία δειγμάτων σε ένα δοχείο με ενίσχυση μέσω στερεάς φάσης (Single-Pot Solid-Phase-enhanced Sample Preparation, SP3) είναι μια ροή εργασίας πρωτεωμικής που βασίζεται σε σφαιρίδια. Χρησιμοποιεί παραμαγνητικά σφαιρίδια για τη δέσμευση πρωτεϊνών, επιτρέποντας αποτελεσματικό καθαρισμό, συμπύκνωση και ενζυμική πέψη επί των σφαιριδίων υπό συνθήκες μετουσίωσης. Η SP3 ελαχιστοποιεί την απώλεια δείγματος και είναι σε μεγάλο βαθμό συμβατή με δείγματα μικρής αρχικής ποσότητας και δείγματα FFPE.
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής απόδοσης από εργαστηριακό έως βιομηχανικό μέγεθος.
