什么是TSA?
TSA是酪胺信号放大技术(Tyramide Signal Amplification)之简称。利用基于IHC免疫组化的“<一抗-二抗-HRP>底物”原理及步骤,TSA荧光化合物在HRP催化下与靶点附近的酪氨酸残基结合,生成稳定荧光化合物。与普通免疫荧光相比,TSA技术:
● 可将信号放大10-1000倍。
● 荧光化合物具有理想的光、热、pH稳定性。
● 多色荧光标记不受一抗种属限制。
TSA多色荧光标记为什么要去除抗体?
同种属一抗在同一样本中的多色荧光标记一直是难题。 TSA技术利用荧光化合物的热稳定性,采用微波煮沸的方式将附着在样本上的<一抗-二抗-HRP>复合物变性和解离,而荧光化合物则始终结合在样本原位。
在下一轮TSA荧光标记过程中,新的<一抗-二抗-HRP>复合物将新的荧光化合物结合样本原位。
通过N轮重复的“标记→抗体解离”步骤则能标记N种荧光。这是TSA多色荧光标记不受一抗种属限制的原理和精髓。
● 一抗选择:选择好用的一抗及其组合,TSA多色荧光标记成功了一半!
选择用于临床病理诊断的抗体。
选择文献报道的抗体。
尽量选择单抗,谨慎选择多抗。
小鼠标本不要选择小鼠来源的一抗(细胞染色除外)。
石蜡样本推荐Abcam标注IHC-P的抗体,尤以KO-VALIDATED (敲除验证)为佳。
● 二抗选择:好的二抗也很重要!
使用经过预吸附(也称交叉吸附)的二抗,以降低潜在物种交叉反应导致的非特异性背景,这对免疫细胞丰富的样本尤其重要。
尽量选择HRP直接标记的二抗:节省实验流程,提高特异性。
选择HRP多聚体二抗,可显著提高信噪比。
● 利用阳性样本进行抗体特异性验证:具有专业知识背景很重要!
查阅发表文献,获知抗原表达及抗体特异性的关键信息。
建议从DAB显色的IHC开始。
根据信号的组织定位、细胞定位、胞膜/胞核/胞浆/细胞器定位,综合验证抗体特异性。记录获得最佳信号的一抗浓度、孵育时间和温度,二抗孵育时间,显色时间等关键信息。
抗体的选择
TSA与IHC、IF的区别
● TSA vs. IHC:注意样本自发荧光
都依靠HRP的催化作用:IHC形成DAB沉淀,TSA形成活性荧光化合物。
TSA信号放大作用显著强于DAB。请适量降低根据IHC 确定的一抗浓度。
TSA荧光多标需考虑样本自发荧光的影响,如角蛋白丰富的样本、脂褐质丰富的脑组织和淋巴瘤样本、骨组织及骨髓样本、过固定样本等。请在开始标记前确定样本是否有自发荧光。可利用TissueGnostics的光谱拆分功能对背景荧光进行扣除,或在标记时避免使用和自发荧光同一通道的TSA染料。
● TSA vs. IF:防止信号放大过度
TSA信号放大过度现象在以IF为经验的用户中比较突出,特别是细胞TSA荧光标记。
TSA和IF虽然都属于荧光信号放大,但原理不尽相同。 IF流程无需去除内源性过氧化物酶;TSA标记请务必去除组织或细胞中的内源性过氧化物酶, 特别是肝脏、肾脏、骨、免疫器官来源的组织和细胞,否则会造成较强的背景染色。
IF:信号等比放大;TSA:信号非线性放大
IF:1-2个二抗可结合1 个一抗,1 个二抗可标记1-3个荧光分子>信号最多放大2X3=6倍。 放大效应不会随着时间延长。
TSA:HRP酶促反应在线性期内(0~T2)可持续活化10-1000个荧光分子,反应最终饱和,进入平台期(T2- T3)。平台期之后,不同位点之间信号的差异会被逐渐拉平。
以CEP164的表达为例:CEP164在细胞中心体中高表达,在睫状囊泡中低表达,但在TSA标记过程中,过长反应时间(15min)缩小了这种差异,让睫状囊泡中的信号看起来和中心体一样强。
由此可见,TSA对于低丰度靶点的检出具有巨大优势,但也要考虑信号放大过度造成的影响: 对于中高丰度靶点,请从原一抗浓度1 /10-1 /5开始测试使用TSA。 细胞实验请将TSA从1:200~500稀释开始测试。
设置反应时间梯度,记录最佳反应时间。如需考虑表达差异,应在T2之前中止反应。
TSA荧光化合物在HRP催化下发生活化,与靶点附近的酪氨酸残基结合生成稳定的荧光化合物。 在多色标记过程中,当两个靶点抗原距离接近时,上一轮反应将抗原附近的酪氨酸耗竭,导致下一轮荧光结合不上的问题,称为占位效应。
● TSA荧光化合物的作用半径为5~10nm,半径外的占位效应不会发生。
● 组织中的酪氨酸位点较为丰富,占位效应并不经常发生。
● 占位效应通常发生在距离接近且表达差异较大的靶点之间,例如PD1和CD3,如果先做CD3并且信号放大过度,确实会导致PD1 染色弱甚至染不上的问题;某些表达广泛且丰度高的靶点,例如外源性表达的GFP分子,在信号放大过度时也可能会耗竭整个细胞的酪氨酸位点。
解决办法:“先低后高”、“先少后多”和适度原则:先染丰度低、表达范围少的靶点,后染丰度高、表达范围广的靶点。
TSA的占位效应
染色先后顺序的确立
在TSA多色荧光标记中,每种荧光都与样本牢牢结合,一旦某个靶点标记失败则无法回头,导致前功尽弃。科学设置染色先后顺序,有助于顺利获得理想结果。
● 抗体必须逐个验证
在熟悉每个靶点及对应抗体的情况之前,不要贸然做多色标记。
● 靶点先后顺序的选择
不能长时间修复的抗原,安排到第一轮;需长时间修复的则安排到最后一轮。
遵循上述“先低后高”、“先少后多”原则。 如果存在难以去除的抗体,请安排到最后一轮。
● 荧光先后顺序的选择
对于工业用户或者染色工作量大的用户,工作流程可能不包括镜下观察每轮染色效果,因此通常 不考虑荧光先后顺序(俗称“盲染”)。请遵循平衡原则。
对于科研用户,边染边观察是值得鼓励的流程。通道之间无先后顺序考量,但在同一通道内,建议先染低丰度靶点荧光,后染高丰度靶点;尽量先染短波长荧光,后染长波长荧光。
应用案例
人肺癌组织5色
人结肠癌组织6色
小鼠脑组织6色
人肺腺癌组织7色
人阑尾组织7色
人结肠癌组织10色
相关文献
01、Identification of cervical cancer stem cells using single-cell transcriptomes of normal cervix, cervical premalignant lesions, and cervical cancer eBioMedicine 2023
02、A type I interferon footprint in pre-operative biopsies is an independent biomarker that in combination with CD8+ T cell quantification can improve the prediction of response to neoadjuvant treatment of rectal adenocarcinoma OncoImmunology 2023
03、A Deep-Learning-Computed Cancer Score for the Identification of Human Hepatocellular Carcinoma Area Based on a Six-Colour Multiplex Immunofluorescence Panel Cells 2023
04、CD226 identifies functional CD8+ T cells in the tumor microenvironment and predicts a better outcome for human gastric cancer Front Immunol.2023
05、Single-Cell Profiling of Tumor Immune Microenvironment Reveals Immune Irresponsiveness in Gastric Signet-Ring Cell Carcinoma Gastroenterology 2023
产品说明书
荧光染料光谱信息:
备注:稀释比列为建议参数值,实际使用比例会依据样本类型、成像设备、实验室温度、一抗浓度、孵育时间和温度、二抗孵育时间等因素的不同而不同,建议使 用时做预实验并务必详细记录实验条件。
原始图像全景图
单通道拆色图
备注:以上案例为使用奥地利TissueGnostics公司 多光谱成像系统进行扫描以及图像拆分,供参考。
原始图像区域图像
Q&A:
案例演示