Deparafinizacja i ekstrakcja białek z tkanek FFPE
Ułatw ekstrakcję białek ze skrawków tkanek utrwalonych w formalinie i zatopionych w parafinie (FFPE), stosując zoptymalizowane połączenie deparafinizacji, solubilizacji i sonikacji za pomocą wieloprobówkowego sonikatora VialTweeter. Protokół ten umożliwia dalsze analizy proteomiczne oparte na spektrometrii mas i jest zgodny z procedurami oczyszczania metodą SP3 oraz trawienia enzymatycznego.
Ta standardowa procedura operacyjna (SOP) jest przeznaczona dla personelu laboratoryjnego zajmującego się analizą proteomiczną próbek tkanek FFPE z wykorzystaniem sonikacji o wysokiej wydajności. Została zoptymalizowana do równoległego przetwarzania do dziesięciu próbek FFPE za pomocą wieloprobówkowego sonikatora VialTweeter.
Sonikator VialTweeter do jednoczesnej sonikacji 10 próbek, np. do lizy i ekstrakcji białek z próbek FFPE
Protokół: ekstrakcja białek z próbek FFPE za pomocą VialTweeter
Materiały i odczynniki
Odczynniki
- Ksylen (do zastosowań histologicznych)
- Etanol (absolutny 96%)
- Bufor do lizy:
- Inhibitor proteaz (opcjonalnie; np. cOmplete™ mini bez EDTA)
6 M chlorowodorek guanidyny
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (tris(2-karboksyetylo)fosfina)
40 mM CAA (2-chloroacetamid)
Sprzęt
- Wieloprobówkowy sonikator VialTweeter
- Probówki mikrowirówkowe o pojemności 1,5 mL lub 2,0 mL i niskiej zdolności wiązania
- Blok grzejny lub inkubator (ustawienia 95°C i 80°C)
- Mikrowirówka
- Termomikser (opcjonalny, ale zalecany)
Ilość materiału wejściowego
- 1–2 skrawki tkanki FFPE o grubości 10 µm na próbkę (tj. na fiolkę)
- Łącznie ~100 µg tkanki na próbkę (tj. na fiolkę)
LUB
Uwaga: do skrawania mikrotomowego używać nowych ostrzy, aby zminimalizować zanieczyszczenie drobinami parafiny.
Procedura
- Deparafinizacja
- Przenieść skrawki FFPE do probówek mikrowirówkowych o niskiej zdolności wiązania.
- Dodać 1 mL ksylenu, krótko wymieszać na wytrząsarce typu vortex.
- Inkubować przez 10 minut w temperaturze pokojowej.
- Wirować przy 14 000 × g przez 2 minuty; usunąć supernatant.
- Powtórzyć płukanie ksylenem jeszcze raz (kroki 2–4).
- Przepłukać osad 1 mL etanolu 96%, wymieszać na wytrząsarce typu vortex, a następnie wirować przy 14 000 × g przez 2 minuty. Usunąć supernatant.
- Powtórzyć płukanie etanolem jeszcze raz (łącznie 2 płukania etanolem).
- Suszyć osad na powietrzu przez 10 minut w temperaturze pokojowej przy otwartych pokrywkach, aby odparować pozostałości etanolu.
- Ekstrakcja białek i sonikacja
- Dodać 200 µL buforu do lizy do każdego suchego osadu.
Uwaga: chociaż sonikator mieści do 1 mL, objętość 200 µL jest optymalna do dalszego przetwarzania. - Wymieszać na wytrząsarce typu vortex lub przez delikatne pipetowanie.
- Dodać 200 µL buforu do lizy do każdego suchego osadu.
- Pierwsza inkubacja termiczna
- Inkubować probówki w temperaturze 95 °C przez 30 min, mieszając przy 400 rpm za pomocą termomiksera lub bloku grzejnego.
- Pozostawić próbki do ostygnięcia w temperaturze pokojowej przez 5 min.
- Pierwsza sonikacja za pomocą VialTweeter
- Umieścić probówki w VialTweeter.
- Ustawić VialTweeter UP200St na poniższe wartości i przeprowadzić sonikację.
- Druga inkubacja termiczna
Wyjąć probówki i ponownie inkubować w temperaturze 95 °C przez 15 min przy 400 rpm. - Druga sonikacja
Powtórzyć sonikację za pomocą VialTweeter przy tych samych ustawieniach (jak powyżej) przez dodatkowe 10 cykli (łącznie 15 min). - Klarowanie lizatu
- Wirować próbki przy 13 000 × g przez 10 min w temperaturze 23°C (temperatura pokojowa).
- Ostrożnie przenieść supernatant do nowej probówki Eppendorf Safe-lock o pojemności 2,0 mL. Unikać naruszania osadu.
- Dalsze przetwarzanie
Lizat jest teraz gotowy do oczyszczania metodą SP3 i trawienia enzymatycznego.
• Ustawić amplitudę (A) na 100%
• Ustawić tryb pulsacyjny (C) na 100%
• Zegar okresu: włączony
• Czas włączenia: 60s
• Czas wyłączenia: 30s
• Wartość graniczna: 15 min (odpowiada 10 cyklom)
(Uwaga dotycząca obliczeń: (60 s włączenia + 30 s wyłączenia) × 10 cykli = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter z 10 probówkami Eppendorf
Uwagi i dobre praktyki
- Ryzyko przegrzania podczas sonikacji jest ograniczane przez zaprogramowane cykle włączania i wyłączania.
- Po sonikacji unikać mieszania na wytrząsarce typu vortex, aby zapobiec agregacji białek.
Usuwanie odpadów i bezpieczeństwo
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów laboratoryjnych:
| Zalecane urządzenia | Objętość wsadu | Natężenie przepływu |
|---|---|---|
| Sonikator UIP400MTP do płytek 96-dołkowych | płytki wielodołkowe / mikrotitracyjne | n.a. |
| Ultradźwiękowy CupHorn | CupHorn do fiolek lub zlewki | n.a. |
| GDmini2 | ultradźwiękowy mikroreaktor przepływowy | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 do 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 do 500mL | 10 do 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 do 1000mL | 20 do 200mL/min |
| UP400St | 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min |
| Ultradźwiękowy przesiewacz sitowy | n.a. | n.a. |
Literatura / źródła
- 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.
Często zadawane pytania
Dlaczego próbki tkanek utrwala się metodą FFPE?
Utrwalanie w formalinie i zatapianie w parafinie (FFPE) stabilizuje morfologię tkanek i struktury białek poprzez tworzenie kowalencyjnych wiązań poprzecznych za pośrednictwem formaldehydu. Zatopienie w parafinie umożliwia długotrwałe przechowywanie w temperaturze pokojowej przy zachowaniu integralności histologicznej i molekularnej na potrzeby analiz retrospektywnych.
Jak przeprowadzić deparafinizację próbek FFPE?
Deparafinizacja obejmuje kolejne płukania rozpuszczalnikami w celu usunięcia parafiny: zazwyczaj dwie inkubacje z ksylenem, a następnie dwa płukania etanolem (96%). Po wirowaniu i suszeniu tkanka jest gotowa do dalszej ekstrakcji. Proces ten przywraca dostępność próbki dla lizy i trawienia enzymatycznego.
Jaki jest cel inkubacji termicznej?
Inkubacja termiczna oznacza kontrolowane poddawanie próbki określonej temperaturze przez określony czas w celu wywołania zmian biochemicznych lub fizycznych. W proteomice jest powszechnie stosowana do denaturacji białek, odwracania sieciowania wywołanego formaldehydem w tkankach FFPE lub zwiększania skuteczności buforu do lizy. Temperatura i czas trwania są kluczowymi parametrami, dostosowywanymi do docelowej reakcji lub rodzaju próbki.
Czym jest trawienie metodą SP3?
Przygotowanie próbek w jednym naczyniu wspomagane fazą stałą (SP3) to procedura proteomiczna wykorzystująca mikrokulki. Wykorzystuje mikrokulki paramagnetyczne do wiązania białek, umożliwiając wydajne oczyszczanie, zatężanie i trawienie enzymatyczne na mikrokulkach w warunkach denaturujących. SP3 minimalizuje straty próbki i jest wysoce kompatybilna z próbkami o małej ilości materiału wejściowego oraz próbkami FFPE.
Hielscher Ultrasonics produkuje homogenizatory ultradźwiękowe o wysokiej wydajności i wielkości od laboratoryjnej do przemysłowej.
