Депарафинизация и экстракция белков из FFPE
Облегчите экстракцию белков из срезов тканей, фиксированных формалином и залитых парафином (FFPE), используя оптимизированное сочетание депарафинизации, солюбилизации и обработки ультразвуком с помощью многопробирочного ультразвукового устройства VialTweeter. Этот протокол позволяет проводить последующий протеомный анализ на основе масс-спектрометрии и совместим с рабочими процессами очистки методом SP3 и ферментативного расщепления.
Эта стандартная операционная процедура (СОП) предназначена для сотрудников лабораторий, проводящих протеомный анализ образцов тканей FFPE с использованием высокоэффективной обработки ультразвуком. Она оптимизирована для параллельной обработки до десяти образцов FFPE с помощью многопробирочного ультразвукового устройства VialTweeter.
Ультразвуковое устройство VialTweeter для одновременной обработки ультразвуком 10 образцов, например для лизиса и экстракции белков из образцов FFPE
Протокол: экстракция белков из образцов FFPE с помощью VialTweeter
Материалы и реагенты
Реагенты
- Ксилол (для гистологии)
- Этанол (абсолютный 96%)
- Буфер для лизиса:
- Ингибитор протеаз (необязательно; например, cOmplete™ mini без ЭДТА)
6 M гидрохлорид гуанидина
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (Tris(2-carboxyethyl)phosphine)
40 mM CAA (2-Chloroacetamide)
Оборудование
- Многопробирочное ультразвуковое устройство VialTweeter
- Микроцентрифужные пробирки объёмом 1,5 mL или 2,0 mL с низким связыванием белков
- Нагревательный блок или инкубатор (настройки 95°C и 80°C)
- Микроцентрифуга
- Термомиксер (необязательно, но рекомендуется)
Исходный материал
- 1–2 среза ткани FFPE толщиной 10 µm на образец (т. е. на пробирку)
- В общей сложности ~100 µg ткани на образец (т. е. на пробирку)
ИЛИ
Примечание: используйте новые лезвия для микротомии, чтобы свести к минимуму загрязнение частицами парафина.
Порядок выполнения
- Депарафинизация
- Перенесите срезы FFPE в микроцентрифужные пробирки с низким связыванием белков.
- Добавьте 1 mL ксилола и кратковременно перемешайте на вортексе.
- Инкубируйте 10 минут при комнатной температуре.
- Центрифугируйте при 14 000 × g в течение 2 минут; удалите супернатант.
- Повторите промывку ксилолом ещё один раз (шаги 2–4).
- Промойте осадок 1 mL 96% этанола, перемешайте на вортексе, затем центрифугируйте при 14 000 × g в течение 2 минут. Удалите супернатант.
- Повторите промывку этанолом ещё один раз (всего 2 промывки этанолом).
- Высушите осадок на воздухе в течение 10 минут при комнатной температуре с открытыми крышками, чтобы испарить остатки этанола.
- Экстракция белков и обработка ультразвуком
- Добавьте 200 µL буфера для лизиса к каждому сухому осадку.
Примечание: хотя ультразвуковое устройство вмещает до 1 mL, объём 200 µL оптимален для последующей обработки. - Перемешайте на вортексе или осторожным пипетированием.
- Добавьте 200 µL буфера для лизиса к каждому сухому осадку.
- Первая термическая инкубация
- Инкубируйте пробирки при 95 °C в течение 30 min с перемешиванием при 400 rpm, используя термомиксер или нагревательный блок.
- Дайте образцам остыть при комнатной температуре в течение 5 min.
- Первая обработка ультразвуком с помощью VialTweeter
- Поместите пробирки в VialTweeter.
- Установите для VialTweeter UP200St приведённые ниже значения и проведите обработку ультразвуком.
- Вторая термическая инкубация
Извлеките пробирки и снова инкубируйте при 95 °C в течение 15 min, 400 rpm. - Вторая обработка ультразвуком
Повторите обработку ультразвуком на VialTweeter с теми же настройками (указанными выше), выполнив ещё 10 циклов (всего 15 min). - Осветление лизата
- Центрифугируйте образцы при 13 000 × g в течение 10 min при 23°C (комнатная температура).
- Осторожно перенесите супернатант в новую пробирку Eppendorf Safe-lock объёмом 2,0 mL. Не нарушайте осадок.
- Последующая обработка
Теперь лизат готов к очистке методом SP3 и ферментативному расщеплению.
• Установите амплитуду (A) на 100%
• Установите режим пульсации (C) на 100%
• Таймер периодов: включён
• Время включения: 60s
• Время выключения: 30s
• Предельное значение: 15 min (соответствует 10 циклам)
(Примечание к расчёту: (60 s включено + 30 s выключено) × 10 циклов = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter с 10 пробирками Eppendorf
Примечания и рекомендации
- Риск перегрева во время обработки ультразвуком снижается благодаря запрограммированным циклам включения и выключения.
- Не перемешивайте на вортексе после обработки ультразвуком, чтобы предотвратить агрегацию белков.
Утилизация отходов и безопасность
Таблица ниже даёт представление о приблизительной производительности наших лабораторных ультразвуковых устройств:
| Рекомендуемые устройства | Объём партии | Расход |
|---|---|---|
| Ультразвуковое устройство UIP400MTP для 96-луночных планшетов | многолуночные / микротитрационные планшеты | n.a. |
| Ультразвуковой CupHorn | CupHorn для пробирок или лабораторного стакана | n.a. |
| GDmini2 | ультразвуковой микропроточный реактор | n.a. |
| VialTweeter | от 0,5 до 1,5mL | n.a. |
| UP100H | от 1 до 500mL | от 10 до 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | от 10 до 1000mL | от 20 до 200mL/min |
| UP400St | от 10 до 2000mL | от 20 до 400mL/min |
| Ультразвуковой встряхиватель сит | n.a. | n.a. |
Литература / Ссылки
- 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.
Часто задаваемые вопросы
Почему образцы тканей фиксируют методом FFPE?
Консервация с фиксацией формалином и заливкой парафином (FFPE) стабилизирует морфологию тканей и структуры белков за счёт образования ковалентных поперечных сшивок посредством формальдегида. Заливка парафином позволяет длительно хранить образцы при комнатной температуре, сохраняя гистологическую и молекулярную целостность для ретроспективных анализов.
Как депарафинизировать образцы FFPE?
Депарафинизация включает последовательные промывки растворителями для удаления парафина: обычно две инкубации с ксилолом, за которыми следуют две промывки этанолом (96%). После центрифугирования и высушивания ткань готова к последующей экстракции. Этот процесс восстанавливает доступность образца для лизиса и ферментативного расщепления.
Какова цель термической инкубации?
Термическая инкубация представляет собой контролируемое воздействие на образец заданной температуры в течение определённого времени для индукции биохимических или физических изменений. В протеомике её обычно используют для денатурации белков, устранения формальдегидных поперечных сшивок в тканях FFPE или повышения эффективности буфера для лизиса. Температура и продолжительность являются критически важными параметрами, которые подбирают в соответствии с целевой реакцией или типом образца.
Что такое расщепление методом SP3?
Подготовка образцов в одной ёмкости с применением твёрдой фазы (SP3) представляет собой рабочий процесс протеомного анализа с использованием частиц. В нём для связывания белков применяют парамагнитные частицы, что позволяет эффективно проводить очистку, концентрирование и ферментативное расщепление на частицах в денатурирующих условиях. SP3 сводит к минимуму потери образца и отличается высокой совместимостью с образцами с малым количеством исходного материала и образцами FFPE.
Hielscher Ultrasonics производит высокоэффективные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных размеров.
