Parafiinin poisto ja proteiinien uutto FFPE-näytteistä
Helpota proteiinien uuttoa formaliinifiksoiduista, parafiiniin valetuista (FFPE) kudosleikkeistä käyttämällä optimoitua parafiinin poiston, liuotuksen ja moniputkiultraäänilaitteella VialTweeter tehtävän ultraäänikäsittelyn yhdistelmää. Tämä protokolla tukee myöhempää massaspektrometriaan perustuvaa proteomiikkaa ja soveltuu työnkulkuihin, joihin sisältyy SP3-puhdistus ja entsymaattinen pilkkominen.
Tämä vakiotoimintaohje (SOP) on tarkoitettu laboratoriohenkilöstölle, joka analysoi FFPE-kudosnäytteiden proteomeja tehokasta ultraäänikäsittelyä käyttäen. Se on optimoitu enintään kymmenen FFPE-näytteen rinnakkaiseen käsittelyyn moniputkiultraäänilaitteella VialTweeter.
Ultraäänilaite VialTweeter 10 näytteen samanaikaiseen ultraäänikäsittelyyn, esimerkiksi FFPE-näytteiden lyysiin ja proteiinien uuttoon
Protokolla: proteiinien uutto FFPE-näytteistä laitteen VialTweeter avulla
Materiaalit ja reagenssit
Reagenssit
- Ksyleeni (histologiseen käyttöön soveltuva laatu)
- Etanoli (absoluuttinen 96 %)
- Lyysipuskuri:
- Proteaasinestäjä (valinnainen; esim. cOmplete™ mini EDTA-free)
6 M guanidiinihydrokloridi
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (tris(2-karboksietyyli)fosfiini)
40 mM CAA (2-klooriasetamidi)
Laitteet
- Moniputkiultraäänilaite VialTweeter
- 1,5 mL:n tai 2,0 mL:n mikrosentrifugiputket, joiden pintaan näyte sitoutuu vähän
- Lämpöblokki tai inkubaattori (95 °C:n ja 80 °C:n asetukset)
- Mikrosentrifugi
- Lämpösekoitin (valinnainen mutta suositeltava)
Näytemäärä
- 1–2 leikettä 10 µm:n paksuista FFPE-kudosta näytettä eli näyteputkea kohden
- Yhteensä ~100 µg kudosta näytettä eli näyteputkea kohden
TAI
Huomautus: käytä mikrotomileikkauksessa uusia teriä parafiinijäämien aiheuttaman kontaminaation minimoimiseksi.
Menettely
- Parafiinin poisto
- Siirrä FFPE-leikkeet mikrosentrifugiputkiin, joiden pintaan näyte sitoutuu vähän.
- Lisää 1 mL ksyleeniä ja sekoita lyhyesti vorteksisekoittimella.
- Inkuboi 10 minuuttia huoneenlämmössä.
- Sentrifugoi 14 000 × g:n voimalla 2 minuuttia; poista supernatantti.
- Toista ksyleenipesu vielä kerran (vaiheet 2–4).
- Pese pelletti 1 mL:lla etanolia (96 %), sekoita vorteksisekoittimella ja sentrifugoi sitten suhteellisella keskipakoisvoimalla 14 000 × g 2 minuuttia. Poista supernatantti.
- Toista etanolipesu vielä kerran (yhteensä 2 etanolipesua).
- Kuivaa pellettiä ilmassa 10 minuuttia huoneenlämmössä kannet avoinna, jotta jäljellä oleva etanoli haihtuu.
- Proteiinien uutto ja ultraäänikäsittely
- Lisää 200 µL lyysipuskuria kuhunkin kuivaan pellettiin.
Huomautus: vaikka ultraäänilaitteeseen mahtuu enintään 1 mL, 200 µL on optimaalinen tilavuus jatkokäsittelyä varten. - Sekoita vorteksisekoittimella tai pipetoimalla varovasti.
- Lisää 200 µL lyysipuskuria kuhunkin kuivaan pellettiin.
- Ensimmäinen lämpöinkubointi
- Inkuboi putkia 95 °C:ssa 30 min sekoittaen nopeudella 400 rpm lämpösekoittimella tai lämpöblokilla.
- Anna näytteiden jäähtyä huoneenlämmössä 5 min.
- Ensimmäinen ultraäänikäsittely laitteella VialTweeter
- Aseta putket ultraäänilaitteeseen VialTweeter.
- Aseta VialTweeter UP200St -laitteeseen alla olevat arvot ja käsittele ultraäänellä.
- Toinen lämpöinkubointi
Poista putket ja inkuboi uudelleen 95 °C:ssa 15 min nopeudella 400 rpm. - Toinen ultraäänikäsittely
Toista ultraäänikäsittely laitteella VialTweeter samoilla asetuksilla (kuten yllä) vielä 10 jakson ajan (yhteensä 15 min). - Lysaatin kirkastus
- Sentrifugoi näytteitä 13 000 × g:n voimalla 10 min 23 °C:ssa (huoneenlämmössä).
- Kerää supernatantti varovasti uuteen 2,0 mL:n Safe-lock Eppendorf -putkeen. Vältä pelletin häiritsemistä.
- Jatkokäsittely
Lysaatti on nyt valmis SP3-puhdistukseen ja entsymaattiseen pilkkomiseen.
• Aseta amplitudiksi (A) 100 %
• Aseta pulssitustilaksi (C) 100 %
• Jaksoajastin: käytössä
• Käyntiaika: 60 s
• Taukoaika: 30 s
• Raja-arvo: 15 min (vastaa 10 jaksoa)
(Laskentahuomautus: (60 s käyntiä + 30 s taukoa) × 10 jaksoa = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter 10 Eppendorf-putken kanssa
Huomautukset ja parhaat käytännöt
- Ultraäänikäsittelyn aikaista ylikuumenemisriskiä vähennetään ohjelmoiduilla käynti- ja taukojaksoilla.
- Vältä vorteksisekoittimen käyttöä ultraäänikäsittelyn jälkeen proteiinien aggregoitumisen estämiseksi.
Jätteiden hävittäminen ja turvallisuus
Alla oleva taulukko antaa käsityksen laboratoriokokoisten ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Suositellut laitteet | Erätilavuus | Tilavuusvirta |
|---|---|---|
| UIP400MTP – ultraäänilaite 96-kuoppalevyille | monikuoppa- / mikrotiitterilevyt | n.a. |
| Ultraäänilaite CupHorn | CupHorn näyteputkille tai dekantterilasille | n.a. |
| GDmini2 | ultraäänimikrovirtausreaktori | n.a. |
| VialTweeter | 0,5–1,5 mL | n.a. |
| UP100H | 1–500 mL | 10–200 mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10–1 000 mL | 20–200 mL/min |
| UP400St | 10–2 000 mL | 20–400 mL/min |
| Ultraääniseularavistin | n.a. | n.a. |
Kirjallisuus / lähteet
- 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.
Usein kysytyt kysymykset
Miksi kudosnäytteet fiksoidaan FFPE-menetelmällä?
Formaliinifiksointi ja parafiiniin valaminen (FFPE) vakauttavat kudoksen morfologiaa ja proteiinirakenteita muodostamalla kovalenttisia ristisidoksia formaldehydin avulla. Parafiiniin valaminen mahdollistaa pitkäaikaisen säilytyksen huoneenlämmössä säilyttäen histologisen ja molekyylitason eheyden retrospektiivisiä analyysejä varten.
Miten poistan parafiinin FFPE-näytteistä?
Parafiinin poistossa käytetään peräkkäisiä liuotinpesuja: tyypillisesti kaksi inkubointia ksyleenissä, joita seuraa kaksi pesua etanolilla (96 %). Sentrifugoinnin ja kuivauksen jälkeen kudos on valmis myöhempään uuttoon. Tämä prosessi palauttaa näytteen käsiteltävyyden lyysiä ja entsymaattista pilkkomista varten.
Mikä on lämpöinkuboinnin tarkoitus?
Lämpöinkuboinnilla tarkoitetaan näytteen hallittua altistamista määritellylle lämpötilalle tietyn ajan biokemiallisten tai fysikaalisten muutosten aikaansaamiseksi. Proteomiikassa sitä käytetään yleisesti proteiinien denaturointiin, formaldehydin muodostamien ristisidosten purkamiseen FFPE-kudoksissa tai lyysipuskurin tehon parantamiseen. Lämpötila ja kesto ovat kriittisiä parametreja, jotka sovitetaan tavoitellun reaktion tai näytetyypin mukaan.
Mitä SP3-pilkkominen tarkoittaa?
Yhdessä astiassa tehtävä kiinteän faasin tehostama näytteenkäsittely (Single-Pot Solid-Phase-enhanced Sample Preparation, SP3) on helmiin perustuva proteomiikan työnkulku. Siinä käytetään paramagneettisia helmiä proteiinien sitomiseen, mikä mahdollistaa tehokkaan puhdistuksen, konsentroinnin ja helmiin sitoutuneiden proteiinien entsymaattisen pilkkomisen denaturoivissa olosuhteissa. SP3 minimoi näytehäviön ja soveltuu erittäin hyvin pieniin näytemääriin ja FFPE-näytteisiin.
Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriomittakaavasta aina teolliseen mittakaavaan asti.
