JP5775156B2 - ホルマリン固定パラフィン包埋組織切片中のタンパク質の賦活化処理システム及び賦活化処理方法 - Google Patents
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Description
まず、パラフィン包埋組織切片からパラフィンを除去した後、水和処理を施して脱パラフィン組織切片を得る(S1)。このようにして得られた脱パラフィン組織切片に含まれるタンパク質の分子内では、ホルマリン固定化処理の際に単一アミノ酸残基の結合、ヒドロメチル基によるメチレン架橋の形成、特に一級アミノ基やフェニル基を介して強固なメチレン架橋が生じているので、賦活化処理液中で加熱処理をすることで架橋を解離する(S2:以下、これを「賦活化処理」という)。さらに、賦活化処理の際に脱パラフィン組織切片に付着した賦活化処理液を洗浄する(S3)。その後、洗浄後の脱パラフィン組織切片をトリプシン等の消化酵素で処理し、該組織切片に含まれるタンパク質をペプチドに加水分解する(S4)。最後に、酵素処理された脱パラフィン組織切片にマトリックス溶液を滴下してマトリックスを堆積させる(S5)。こうして作製された切片試料がMALDI質量分析に供される。
ホルマリン固定処理後にパラフィン包埋処理が施されたホルマリン固定パラフィン包埋組織切片からパラフィンを取り除いた脱パラフィン組織切片の測定領域を質量分析するために、当該測定領域に含まれるタンパク質分子内のホルマリン固定で生じた架橋を解離して該タンパク質分子を賦活化させるタンパク質賦活化処理システムであって、
賦活化処理液を前記脱パラフィン組織切片の前記測定領域を内包する分注領域内の全体に分注する分注部と、
前記分注領域に前記賦活化処理液が分注された前記脱パラフィン組織切片を飽和水蒸気により加熱する湿熱処理部と
を備えることを特徴とする。
ホルマリン固定処理後にパラフィン包埋処理が施されたホルマリン固定パラフィン包埋組織切片からパラフィンを取り除いた脱パラフィン組織切片の測定領域を質量分析するために、当該測定領域に含まれるタンパク質分子内のホルマリン固定で生じた架橋を解離して該タンパク質分子を賦活化させるタンパク質賦活化処理方法であって、
賦活化処理液を前記脱パラフィン組織切片の前記測定領域を内包する分注領域内の全体に分注する分注工程と、
前記分注領域に前記賦活化処理液が分注された前記脱パラフィン組織切片を飽和水蒸気により加熱する湿熱処理工程と
を有することを特徴とする。
分注部10は、脱パラフィン組織切片30を載せたサンプルプレート34を載置するための載置台11と、賦活化処理液を格納する貯液容器(図示せず)と、賦活化処理液を分注するための分注器12を備えている。
湿熱処理部20は、賦活化処理液31が分注された脱パラフィン組織切片30を載せたサンプルプレート34を、耐圧性を有する容器内に格納し、所定の温度及び時間で飽和水蒸気により前記脱パラフィン組織切片30を加熱するものである。
分注部10と湿熱処理部20とは互いに別体であっても良いし、一体であっても良い。 また、分注部10は、賦活化処理液の分注だけでなく、その後の酵素処理及びマトリックス堆積処理において、所定の処理液を脱パラフィン組織切片30に付与する際にも使用することができる。
本実施例では、賦活化処理システム1の分注部10としてケミカルプリンタCHIP-1000を適用し、また湿熱処理部20としてオートクレーブKS-243(株式会社トミー精工製)を適用した。
水和処理後の脱パラフィン腎臓組織切片30をスライドグラス用サンプルプレートに載置し、ケミカルプリンタCHIP-1000にセットするとともに、賦活化処理液として10mM Tris-HCl(pH10.0)/0.1%n-オクチル-β-D-グルコシド溶液を貯液容器に充填した。さらに、図4(a)に示すように、前記脱パラフィン腎臓組織切片30に複数個設定した1000μm四方の分注領域32に、200μmの間隔で賦活化処理液31を分注した。即ち、1つの分注領域32の一辺に200μmの間隔で計6スポットを設定し、6スポット×6スポットの計36スポットに賦活化処理液31を分注した。
至適分注量を検討するために、分注量は1スポットあたり合計500pL、1000pL、2000pL、2500pL、3000pL、3500pL、4000pL、4500pL、5000pL、7500pL及び10000pLの計11条件とした。スポット上に1滴100pLを当該量分、滴下することで(即ち、1スポットに合計2500pLを分注したいときは、100pLを25滴、組織上に滴下することで)、目的の体積の賦活化処理液を分注した。
次に、湿熱処理後の脱パラフィン腎臓組織切片30をケミカルプリンタCHIP-1000に再びセットし、酵素処理液として100μg/mLトリプシン/10mM重炭酸アンモニウム/5%イソプロパノール溶液を貯液容器に充填した。賦活化処理液31を分注した全てのスポットに、前記酵素処理液を合計5000pLずつ分注し、恒温庫にて37℃で180分間静置することにより、脱パラフィン腎臓組織切片30の分注領域32に含まれるタンパク質を加水分解した。さらに、マトリックス溶液として50mg/mL 2,5-ジヒドロキシ安息香酸/50%アセトニトリル/0.1%トリフルオロ酢酸溶液を貯液容器に充填し、150μmの間隔で合計7500pLずつ分注して、2,5-ジヒドロキシ安息香酸を脱パラフィン腎臓組織切片30に堆積させた。こうして得られた切片試料をMALDI質量分析へ供した。MALDI質量分析の測定条件については後述する。
上記実施例と同じ方法で脱パラフィン処理及び水和処理を施したマウスの脱パラフィン腎臓組織切片30を、上記実施例と同じ組成の賦活化処理液に浸漬した状態で、110℃で10分間オートクレーブにて湿熱処理した。湿熱処理後の脱パラフィン腎臓組織切片30を賦活化処理液から取り出し、賦活化処理液を取り除くために、前記脱パラフィン腎臓組織切片30を70%エタノールで5分間浸漬し、十分に洗浄した。洗浄後の脱パラフィン腎臓組織切片30の酵素処理及びマトリックス堆積処理については上記実施例と同じ条件にて実施した。得られた切片試料について、実施例と同じ測定条件にてMALDI質量分析を行った。
装置:マトリックス支援レーザー脱離イオン化一飛行時間型質量分析計 AXIMA-QIT(株式会社島津製作所製)
レーザー:5Hz、2 shots/point
照射間隔:50μm
イオン極性:positive
測定質量領域モード:MID MASS
測定質量範囲:m/z 700-2500
測定領域:500μm×500μm
測定ポイント:11×11=121 points
上記測定質量範囲において各質量電荷比のピーク強度を獲得し、各検出ピークの前後100ピークずつの最小強度を各検出ピークのバックグラウンドとみなして前記ピーク強度から差し引いた後に、各ピーク強度を全ピーク強度の総和で除する補正を行った。本実施例の検出ピークを比較例における同じ質量電荷比の検出ピークと比較し、比較例に対し2倍以上の検出強度があり、かつ統計的意義(p<0.05)のある検出ピークを選出した。
まず、図5は、本実施例において賦活化処理液の分注量毎の検出ピーク数を示したグラフである。検出ピーク数は、賦活化処理液の分注量1000pLまでは、賦活化処理液の分注量が大きくなるにつれて増加する傾向を示し、分注量1000pLにおける検出ピーク数は分注量500pLの時の約2倍であった。また、検出ピーク数は分注量1000pLから2500pLにおいて頭打ちとなった。このことから、分注量500pLの賦活化処理液は、分注領域32内のタンパク質を賦活化する上で十分な体積とはいえないが、分注量1000pL以上であれば、分注領域32内のタンパク質を十分に賦活化できることが示された。
その一方、検出ピーク数は、賦活化処理液の分注量が3000pLを超えると急激に減少する傾向を示した。これは、賦活化処理液の分注量がある一定以上になると、脱パラフィン腎臓組織切片30に形成された賦活化処理液の液滴が合体してしまい、賦活化処理液が分注領域32の外へ流出することにより、賦活化処理液中に移行した生体成分が分注領域32内から失われるためと考えられる。
これらの結果によれば、賦活化処理液を独立した液滴として分注できるのは、1スポットあたりの分注量2500pLまでということができる。
また、図7は、図6のマスピークプロファイルのうち代表的な検出ピーク(m/z1274、m/z1443、m/z1509、m/z1529、m/z1745及びm/z1961)を拡大したものであり、濃い線は賦活化処理液を2500pLずつ分注した本実施例において、また薄い線は比較例において得られた検出ピークを示す。いずれの質量電荷比においても、本実施例の検出ピークは比較例の検出ピークの2倍以上のピーク強度を示した。
10…分注部
11…載置台
12…分注器
20…湿熱処理部
30…脱パラフィン組織切片
31…賦活化処理液
32…分注領域
33…測定領域
34…サンプルプレート
Claims (11)
- ホルマリン固定処理後にパラフィン包埋処理が施されたホルマリン固定パラフィン包埋組織切片からパラフィンを取り除いた脱パラフィン組織切片の測定領域を質量分析するために、当該測定領域に含まれるタンパク質分子内のホルマリン固定で生じた架橋を解離して該タンパク質分子を賦活化させるタンパク質賦活化処理システムであって、
賦活化処理液を前記脱パラフィン組織切片の前記測定領域を内包する分注領域内の全体に分注する分注部と、
前記分注領域に前記賦活化処理液が分注された前記脱パラフィン組織切片を飽和水蒸気により加熱する湿熱処理部と
を備えることを特徴とするタンパク質賦活化処理システム。 - 前記分注部が、前記分注領域内において互いに独立した複数の液滴となるように前記賦活化処理液を分注する
ことを特徴とする請求項1に記載のタンパク質賦活化処理システム。 - 前記分注部が、前記分注領域内において互いに独立した複数の液滴となるように前記賦活化処理液を所定の間隔で分注する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のタンパク質賦活化処理システム。 - 前記分注領域が前記複数の液滴で覆われるように、各液滴の体積及び分注間隔が設定されていることを特徴とする請求項2または3に記載のタンパク質賦活化処理システム。
- 前記分注部が、前記賦活化処理液を前記分注領域内の同一のスポットに複数回分注する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のタンパク質賦活化処理システム。 - ホルマリン固定処理後にパラフィン包埋処理が施されたホルマリン固定パラフィン包埋組織切片からパラフィンを取り除いた脱パラフィン組織切片の測定領域を質量分析するために、当該測定領域に含まれるタンパク質分子内のホルマリン固定で生じた架橋を解離して該タンパク質分子を賦活化させるタンパク質賦活化処理方法であって、
賦活化処理液を前記脱パラフィン組織切片の前記測定領域を内包する分注領域内の全体に分注する分注工程と、
前記分注領域に前記賦活化処理液が分注された前記脱パラフィン組織切片を飽和水蒸気により加熱する湿熱処理工程と
を有することを特徴とするタンパク質賦活化処理方法。 - 前記分注工程において、前記賦活化処理液が前記分注領域内において互いに独立した複数の液滴となるように分注されることを特徴とする、請求項6に記載のタンパク質賦活化処理方法。
- 前記分注工程において、前記賦活化処理液が前記分注領域内において互いに独立した複数の液滴となるように所定の間隔で分注されることを特徴とする、請求項6または7に記載のタンパク質賦活化処理方法。
- 前記分注領域が前記複数の液滴で覆われるように、各液滴の体積及び分注間隔が設定されていることを特徴とする、請求項7または8に記載のタンパク質賦活化処理方法。
- 前記分注工程において、前記賦活化処理液が前記分注領域内の同一のスポットに複数回分注されることを特徴とする、請求項6から請求項9のいずれかに記載のタンパク質賦活化処理方法。
- 前記賦活化処理液のpHが9以上であることを特徴とする、請求項6から請求項10のいずれかに記載のタンパク質賦活化処理方法。
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