FFPE样本,即福尔马林固定石蜡包埋组织样本。在临床研究中组织离体后,其原有的形态功能很难完整地保存,因此通过甲醛固定以及石蜡包埋的方式可以最大限度地保存样本的完整性以及生物大分子的完整性,因此FFPE样本也成为了临床蛋白质组学研究的宝贵资源。但是目前FFPE样本蛋白组学样本制备仍存在着标准化程度低、效率低、重复性低和扩展性差等问题,靶点科技给您介绍一种FFPE样本蛋白组学样本制备新方法 ---Covaris 自动声波聚焦技术。
Covaris AFA聚焦超声+S-Trap 方法-FFPE样本蛋白提取新方法
图1. 多种处理组合实验表。FFPE处理,传统:二甲苯-乙醇,探头,甲醇-氯仿;HYPERsol:SDS溶解,AFA超声,S-Trap。新鲜冰冻处理,FPS:冰冻,探头,S-Trap;FUS:冰冻,超声,S-Trap。
Covaris AFA聚焦超声+S-Trap 方法提高了FFPE样品的覆盖深度
首先,作者用质谱检测了多种处理组合的人类肝脏样品,发现相较于传统(“XPM")的FFPE样品处理,HYPERsol (“DUS")的结果是多识别11211种(37%)肽类和644种(24%)蛋白质组,接近于新鲜冰冻样品检测深度(“FPS")。相较于传统工作流程,DPS和HYPERsol的平均蛋白质序列覆盖率均有显著提高,从20.0%到23.9%(图2)。
图2. 相较于传统的工作流程,HYPERsol提高了FFPE样本的蛋白覆盖深度。a 新鲜肝脏样品被制作成新鲜冰冻样品或FFPE样品。b 实验条件表。c、d 不同条件下的肽类和蛋白质组数量鉴定。e 不同条件下蛋白质序列覆盖率的密度图。星号:与FPS相比;n = 3;* :p < 0.05,** :p < 0.01,*** :p < 0.001。
Covaris AFA聚焦超声+S-Trap 方法提取FFPE蛋白质与新鲜冰冻组织相媲美
接下来,作者评估了FFPE样本中提取的蛋白质与冰冻组织中提取的蛋白质的差异程度。蛋白质组数据集的皮尔逊相关系数显示,HYPERsol(FFPE)数据集与FUS(冰冻)数据集非常相似,平均相关系数达0.936,显著高于传统方法与FUS相似性(0.852)。火山图表明,“HYPERsol与FUS处理"的蛋白质组的相对丰度差异显著小于“传统和FUS处理"蛋白质组的相对丰度差异,HYPERsol法处理FFPE样本更能真实还原原始组织的组成(图3)。总体而言,利用HYPERsol法从FFPE样本中提取蛋白质与从冰冻组织中提取蛋白质的水平相媲美!
图3. HYPERsol产生的蛋白质组学数据与新鲜冰冻组织相似。b、c不同条件下肽类和蛋白质组的数量鉴定。n = 3;星号:与HYPERsol相比;* :p < 0.05,** :p < 0.01,*** :p < 0.001。d 散点图描述了每个实验条件的蛋白质组数据与FUS数据之间的相关性,R值:皮尔逊相关系数。e 相关矩阵描述了所有成对运行比较中的皮尔逊相关系数。f、g 火山图比较了传统和FUS条件下、HYPERsol和FUS条件下检测到的蛋白质的相对丰度差异。
FFPE存档样本蛋白质组学鉴定成为可能
以上,作者证实了HYPERsol法在FFPE样本的蛋白质提取中占据重要优势。此外,作者对以往难以诊断的恶性外周神经鞘膜瘤(MPNST),以及与其难以区分的黑色素瘤和滑膜肉瘤进行分析,发现HYPERsol法特别适合于鉴定新的免疫组织化学(IHC)标记,以促进组织形态学非特异的肿瘤诊断。
图4. HYPERsol使FFPE存档组织样本的蛋白质组学鉴定成为可能。a−c 恶性外周神经鞘膜瘤、黑色素瘤和滑膜肉瘤的H&E染色。d 3种肿瘤类型中识别的蛋白质组数箱图。e 3种肿瘤类型之间检测到的蛋白质重叠维恩图。f 散点图,描绘标本的储存期与已确定的蛋白质组数之间的关系。虚线表示具有95%可信区间的最佳拟合线;R值和P值基于皮尔逊与乘积矩相关性。g、h MPNST和黑色素瘤、黑色素瘤和滑膜肉瘤中差异蛋白表达的火山图。I-k TYR、TLE1和ICAM5在3种肿瘤中的丰度表达。* : p<0.001,** : p<0.0001。
总结
参考文献:Dylan M. Marchione, et al. HYPERsol: High-Quality Data from Archival FFPE Tissue for Clinical Proteomics. J. Proteome Res. 2020, 19(2): 973-983.