Odparafínovanie a extrakcia proteínov z FFPE
Uľahčite extrakciu proteínov z tkanivových rezov fixovaných formalínom a zaliatych do parafínu (FFPE) pomocou optimalizovanej kombinácie odparafínovania, solubilizácie a sonikácie s ultrazvukovým prístrojom VialTweeter pre viacero skúmaviek. Tento protokol podporuje následné proteomické analýzy založené na hmotnostnej spektrometrii a je kompatibilný s pracovnými postupmi zahŕňajúcimi prečistenie metódou SP3 a enzymatické štiepenie.
Tento štandardný operačný postup (SOP) je určený laboratórnym pracovníkom, ktorí vykonávajú proteomickú analýzu tkanivových vzoriek FFPE pomocou vysokovýkonnej sonikácie. Je optimalizovaný na paralelné spracovanie až desiatich vzoriek FFPE pomocou sonikátora VialTweeter pre viacero skúmaviek.
Sonikátor VialTweeter na súčasnú sonikáciu 10 vzoriek, napr. na lýzu a extrakciu proteínov zo vzoriek FFPE
Protokol: Extrakcia proteínov zo vzoriek FFPE pomocou prístroja VialTweeter
Materiály a reagencie
Reagencie
- Xylén (v kvalite na histologické účely)
- Etanol (absolútny 96%)
- Lyzačný pufor:
- Inhibítor proteáz (voliteľný; napr. cOmplete™ mini EDTA-free)
6 M guanidíniumchlorid
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (tris(2-karboxyetyl)fosfín)
40 mM CAA (2-chlóracetamid)
Vybavenie
- Ultrazvukový prístroj VialTweeter pre viacero skúmaviek
- Mikrocentrifugačné skúmavky s objemom 1,5 mL alebo 2,0 mL s nízkou väzbovou kapacitou povrchu
- Vyhrievací blok alebo inkubátor (nastavenia 95°C a 80°C)
- Mikrocentrifúga
- Termomixér (voliteľný, ale odporúčaný)
Vstupné množstvo vzorky
- 1–2 rezy tkaniva FFPE s hrúbkou 10 µm na vzorku (t. j. na liekovku)
- Celkovo ~100 µg tkaniva na vzorku (t. j. na liekovku)
ALEBO
Poznámka: Pri mikrotómii používajte nové čepele, aby ste minimalizovali kontamináciu parafínovými zvyškami.
Postup
- Odparafínovanie
- Preneste rezy FFPE do mikrocentrifugačných skúmaviek s nízkou väzbovou kapacitou povrchu.
- Pridajte 1 mL xylénu a krátko premiešajte na vortexovom miešadle.
- Inkubujte 10 minút pri izbovej teplote.
- Centrifugujte pri 14 000 × g počas 2 minút; supernatant zlikvidujte.
- Premytie xylénom zopakujte ešte raz (kroky 2–4).
- Premyte peletu 1 mL 96% etanolu, premiešajte na vortexovom miešadle a potom centrifugujte pri 14 000 × g počas 2 minút. Supernatant zlikvidujte.
- Premytie etanolom zopakujte ešte raz (celkovo 2 premytia etanolom).
- Peletu sušte na vzduchu 10 minút pri izbovej teplote s otvorenými viečkami, aby sa odparil zvyškový etanol.
- Extrakcia proteínov a sonikácia
- Ku každej suchej pelete pridajte 200 µL lyzačného pufra.
Poznámka: Hoci sonikátor umožňuje spracovať až 1 mL, na následné spracovanie je optimálny objem 200 µL. - Premiešajte na vortexovom miešadle alebo jemným pipetovaním.
- Ku každej suchej pelete pridajte 200 µL lyzačného pufra.
- Prvá tepelná inkubácia
- Inkubujte skúmavky pri 95 °C počas 30 min za pretrepávania pri 400 rpm s použitím termomixéra alebo vyhrievacieho bloku.
- Nechajte vzorky 5 min chladnúť pri izbovej teplote.
- Prvá sonikácia pomocou prístroja VialTweeter
- Vložte skúmavky do prístroja VialTweeter.
- Nastavte VialTweeter UP200St na nižšie uvedené hodnoty a vykonajte sonikáciu.
- Druhá tepelná inkubácia
Vyberte skúmavky a znova inkubujte pri 95 °C počas 15 min, pri 400 rpm. - Druhá sonikácia
Zopakujte sonikáciu na prístroji VialTweeter s rovnakými nastaveniami (ako vyššie) počas ďalších 10 cyklov (celkovo 15 min). - Vyčírenie lyzátu
- Centrifugujte vzorky pri 13 000 × g počas 10 min pri 23°C (izbová teplota).
- Opatrne preneste supernatant do novej skúmavky Eppendorf Safe-lock s objemom 2,0 mL. Dbajte na to, aby ste nenarušili peletu.
- Následné spracovanie
Lyzát je teraz pripravený na prečistenie metódou SP3 a enzymatické štiepenie.
• Nastavte amplitúdu (A) na 100%
• Nastavte pulzný režim (C) na 100%
• Časovač periódy: zapnutý
• Čas zapnutia: 60s
• Čas vypnutia: 30s
• Limitná hodnota: 15 min (zodpovedá 10 cyklom)
(Poznámka k výpočtu: (60 s zapnuté + 30 s vypnuté) × 10 cyklov = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter s 10 skúmavkami Eppendorf
Poznámky a osvedčené postupy
- Riziko prehriatia počas sonikácie sa zmierňuje naprogramovaným striedaním cyklov zapnutia a vypnutia.
- Po sonikácii sa vyhnite miešaniu na vortexovom miešadle, aby ste zabránili agregácii proteínov.
Likvidácia odpadu a bezpečnosť
Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej kapacite spracovania našich laboratórnych ultrazvukových prístrojov:
| Odporúčané zariadenia | Objem dávky | Prietok |
|---|---|---|
| Sonikátor UIP400MTP pre 96-jamkové platničky | viacjamkové / mikrotitračné platničky | n.a. |
| Ultrazvukový CupHorn | CupHorn pre liekovky alebo kadičku | n.a. |
| GDmini2 | ultrazvukový mikroprietokový reaktor | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 až 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 až 500mL | 10 až 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 až 1000mL | 20 až 200mL/min |
| UP400St | 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min |
| Ultrazvuková preosievačka | n.a. | n.a. |
Literatúra / Referencie
- 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.
Často kladené otázky
Prečo sa tkanivové vzorky fixujú vo forme FFPE?
Konzervácia fixáciou formalínom a zaliatím do parafínu (FFPE) stabilizuje morfológiu tkaniva a štruktúry proteínov vytváraním kovalentných priečnych väzieb pôsobením formaldehydu. Zaliatie do parafínu umožňuje dlhodobé skladovanie pri izbovej teplote pri zachovaní histologickej a molekulárnej integrity na retrospektívne analýzy.
Ako odparafínovať vzorky FFPE?
Odparafínovanie zahŕňa postupné premývanie rozpúšťadlami na odstránenie parafínu: zvyčajne dve inkubácie s xylénom, po ktorých nasledujú dve premytia etanolom (96%). Po centrifugácii a vysušení je tkanivo pripravené na následnú extrakciu. Tento proces obnovuje prístupnosť vzorky pre lýzu a enzymatické štiepenie.
Aký je účel tepelnej inkubácie?
Tepelná inkubácia znamená kontrolované vystavenie vzorky definovanej teplote počas určitého času s cieľom vyvolať biochemické alebo fyzikálne zmeny. V proteomike sa bežne používa na denaturáciu proteínov, rozrušenie priečnych väzieb vytvorených formaldehydom v tkanivách FFPE alebo zvýšenie účinnosti lyzačného pufra. Teplota a trvanie sú rozhodujúce parametre prispôsobené cieľovej reakcii alebo typu vzorky.
Čo je štiepenie metódou SP3?
Príprava vzoriek podporená pevnou fázou v jednej nádobe (SP3) je proteomický pracovný postup založený na použití guľôčok. Na viazanie proteínov využíva paramagnetické guľôčky, čím umožňuje účinné prečistenie, zakoncentrovanie a enzymatické štiepenie na guľôčkach za denaturačných podmienok. SP3 minimalizuje straty vzorky a je vysoko kompatibilný so vzorkami s malým vstupným množstvom materiálu a so vzorkami FFPE.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory vo veľkostiach od laboratórnych až po priemyselné.
