Příprava vzorků, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/Orbitrap
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Formalinem fixované parafinem embedované (FFPE) tkáňové bloky představují rozsáhlý archiv biologicky významných vzorků v nemocnicích a biobankách. Proteomická analýza těchto archivních vzorků pomocí hmotnostní spektrometrie odhaluje informace o expresi a post-translačních modifikacích proteinů, které jsou klíčové pro pochopení onemocnění, identifikaci biomarkerů a personalizovanou medicínu.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat protokol pro extrakci proteinů z FFPE tkání kompatibilní s hmotnostně spektrometrickou (MS) přípravou vzorků a následnou LC-MS/MS analýzou. Protokol byl ověřen na vzorcích prsní, plicní a tlustostřevní tkáně, porovnán se zmraženými (FF) vzorky a testován pro robustnost napříč normálními i tumorovými vzorky.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda byla rozdělena do klíčových kroků:
- Odstranění parafinu a rehydratace sekcí (1–2 hodiny)
- Lýza a dekrosslinking v EasyPep lysis bufferu s mechanickým rozrušením micro pestlem a sonikací, následné zahřívání při 95 °C (2 hodiny) a centrifugace (0,5 hodiny)
- Digesce a příprava peptidů pomocí EasyPep Mini MS Sample Prep Kit
- Kvantifikace proteinů barvivem BCA a peptidů kolorimetrickým peptide assay
- TMT10plex izobarické značení, quenche, kombinace vzorků
- Frakcionace pomocí Pierce High pH Reversed-Phase spin kolonek
- LC-MS/MS na systému Thermo Scientific Dionex Ultimate 3000 Nano LC se 50 cm C18 EASY-Spray kolonkou (acetonitrilový gradient 5–50 %), detekce na Q Exactive HF Hybrid Quadrupole-Orbitrap
- Analýza dat v Proteome Discoverer 2.2 se Sequest HT, vyhledávání proti databázi Uniprot, FDR 1 %
Hlavní výsledky a diskuse
Optimalizovaný protokol s EasyPep lysis pufrem a mechanickou homogenizací vedl k nejvyšším výtěžkům proteinů ve všech testovaných tkáních. Z každého vzorku bylo identifikováno 2 000–3 500 proteinů. Aplikace TMT10plex reagencií umožnila relativní kvantifikaci až 5 000 proteinů napříč vzorky. Porovnání FFPE a čerstvě zmražených vzorků vykázalo srovnatelný počet identifikovaných proteinů, PCA analýza jasně oddělila jednotlivé typy tkání a biologické replikáty. Analýzy odhalily i specifické rozdíly v abundanci proteinů mezi tumorovými a normálními vzorky.
Přínosy a praktické využití metody
Optimalizovaný workflow umožňuje využít rozsáhlá FFPE archiva pro proteomické studie, poskytuje vysokou reprodukovatelnost a kompatibilitu s komerčními sadami a LC-MS/MS platformami. Metoda je vhodná pro průmyslovou QA/QC, traslační výzkum a objevování biomarkerů ze vzácných či starších vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Vývoj v oblasti hromadných izobarických značících činidel s vyšším plexem, aplikace datově nezávislé akvizice (DIA), profiling post-translačních modifikací, single-cell proteomika z FFPE sekcí a automatizovaná příprava vzorků v kombinaci s AI-řízenou analýzou dat otevírají nové možnosti pro hluboké proteomické charakterizace archivních tkání.
Závěr
Studie představuje robustní, reprodukovatelný a široce aplikovatelný protokol pro extrakci a analýzu proteinů z FFPE tkání. Metoda zajišťuje vysoké výtěžky, identifikaci tisíců proteinů a je kompatibilní s rutiními LC-MS/MS platformami a izobarickými značeními.
Reference
- Kara Zehr, Bhavin Patel, Amarjeet Flora, Penny Jensen, Sergei Snovida, Ryan Bomgarden, Kay Opperman, John C Rogers. An Optimized Sample Preparation Method of Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Tissues for Mass Spec Applications. Thermo Fisher Scientific, 2020.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.