分类: 时空组学

1.石蜡包埋组织

1.1适用空转产品

百创S3000(全物种)

10x Visium HD(人鼠)

Xenium(人鼠)。

1.2收样时间

本指南针对样本为石蜡块或组织贴芯片寄送,如果有特殊情况需要上门服务,请与技术人员确认实验室仪器设备情况。组织寄送前请至少提前1周进行预约,百迈客接收到样本并确认样本无异常后,3-5天内安排RNA质检并反馈质检结果,质检合格后安排后续实验。

1.3样本要求

1.3.1组织取样后应尽快使用10%福尔马林或4%多聚甲醛(PFA)固定12-48h(参考各医院病理科样本固定的方法),其他固定条件建议先咨询或自行承担风险,优先推荐使用10%福尔马林固定;

1.3.2蜡块制作后需封蜡,避免出现组织风干、被腐蚀、发霉等情况;

1.3.3样本处理需保持组织原有结构,蜡块被包埋组织体积需要>0.5cm3;

1.3.4蜡块制作可参考各医院病理科制作蜡块的流程,制备方法可参考本手册1.4部分,要求脱水充分、浸蜡充分,切片可连续成片、无裂痕和空腔(组织本身自带除外),样本切片过程中不会与外部包埋的蜡分离。组织尺寸不应超过0.9cm×0.9cm×2cm,组织切片/芯片面积不应超过80%,样本过满会影响切片效果。

1.3.5为保证样本质量,降低实验风险,建议切取6-10片5μm厚的组织片(切片应包含完整的组织结构),放入1.5mL 离心管中(可存放于-80℃1个月),以便进行total RNA的提取和质量检测。DV200 ≥ 50%可进行后续实验操作,50%≥ DV200 ≥ 30%属于风险样本,需要与老师沟通是否上机。

1.4石蜡样本制备过程

石蜡样本的制备条件因实际组织类型、大小的不同,固定条件不等,以下方案仅供参考,需根据实际情况而定。

(1)取材及固定

取材后修剪至适合的大小,建议厚度2-5mm。将材料固定在10%甲醛或4%多聚甲醛,固定时间12-24h,最好不超过24h。

(2)脱水

固定后的组织中含有比较多的水分,使用不同浓度梯度(70%,80%,90%,2*95%和2*无水酒精的脱水程序)的乙醇对组织进行脱水,以确保组织中的水分完全去除干净,为后续的透明及浸蜡做好准备,时间从几十分钟到数小时不等。

(3)透明

脱水后的组织块放入二甲苯等透明剂中透明处理,通常浸泡两次,每次十几分钟。

(4)浸蜡

将透明后的组织块放入低熔点石蜡与二甲苯的混合液中,再逐步过渡到纯石蜡中恒温操作,温度通常在58℃-60℃左右,每次浸泡1-2h,多次浸蜡确保组织充分浸透石蜡。

(5)包埋

预先准备好包埋模具,将熔化的石蜡倒入模具中,迅速用镊子将组织块放入模具中的合适位置,注意组织的切面方向,期间组织可能会移位,需要调整合适位置。石蜡冷却凝固后,从模具中取出包埋好的组织蜡块,做好标记。

1.5样本的保存与运输

1.5.1 蜡块样本的保存与运输

保存条件:蜡块存放于 4~8℃。

运输条件:

a. 蜡块放入密封袋中密封,根据寄送距离和时间,选择大小合适的泡沫盒,其厚度不低于 3 cm,且封口严实,保证泡沫盒密闭,避免直接暴露阳光下;

b. 寄送使用冰袋寄送,寄送时间>24h,应不少于6块冰袋(13 cm×23 cm);

c. 样本做好防撞措施,建议使用泡沫、发泡纸等多层包裹以避免运送过程中碰撞影响样本;

d. 夏季因外界温度较高,可适当增加冰袋数量,确保样本运输过程中温度仍处于 2~8℃。

1.5.2 质检蜡片的保存与运输

1.5.2.1保存条件:

用于 FFPE样本RNA完整值DV200质检的蜡片应保存在1.5mL离心管中,外标签处写明样本名称和日期,装入自封袋密封保存。

1.5.2.2运输条件:

建议干冰运输,以防RNA降解。

1.5.3 组织贴芯片样本的保存与运输

1.5.3.1保存条件:

1.5.3.1.1组织石蜡块切片(5μm)后应将所需捕获的区域贴至粘附载玻片的指定区(红框标注处对应的芯片位置),箭头处可标记样本信息,便于后期核对;

注:需要捕获的组织区域应尽量贴片至捕获区域中央,所需玻片可提前邮件申请寄送。

1.5.3.1.2将FFPE组织中选择上机的位置贴在框线内,42℃烘箱/烤片机中烤片处理 3h后,放置于芯片盒或50ml离心管中,保存在4°C冰箱;

1.5.3.1.3若样本之前已染过HE,可先选择区域,而后重新贴白片,将所需位置贴于区域内,42℃烘箱/烤片机中烤片处理3h,室温过夜干燥后送样。若样本之前未染过H&E,可先切白片至公司进行HE染色后选择区域,再重新切片,将确定好的位置贴于红色区域内,42℃烘箱/烤片机中烤片处理3h,室温过夜干燥后送样。贴有组织的芯片放入芯片盒或50ml离心管中在室温干燥器中可保存2周。

1.5.3.2运输条件:

1.5.3.2.1样本封装

将贴好组织的玻片放入芯片储存盒,随后将芯片盒置入硬质盒内,防止受压变形;盒内放入干燥剂,确保芯片保持干燥。

1.5.3.2.2防撞防护

对装有芯片的硬质盒做好多层防撞包裹,建议使用泡沫、发泡纸等材料,避免运送过程中因碰撞损伤样本。

1.5.3.2.3装箱与控温

将包裹好的样本放入泡沫箱,确保温度为 4℃左右用于邮寄:依据寄送距离与时长,选用厚度不低于3cm、封口严实的泡沫盒,确保箱体密闭;夏季外界温度较高时,需在泡沫箱内放置冰袋,进一步维持低温环境,避免样本处于高温条件。

2.OCT包埋冰冻组织

2.1适用空转产品

百创S3000转录组(全物种)

百创空间免疫组(人)

百创空间ATAC(人鼠)

10x Visium HD(人鼠)

Xenium(人鼠)。

2.2收样时间

本指南针对样本为组织寄送,如果有特殊情况需要上门服务,请与技术人员确认实验室仪器设备情况。组织寄送前请至少提前1周进行预约,百迈客接收到样本并确认样本无异常后,3-5天内安排RNA质检并反馈质检结果,质检合格后安排后续实验。

2.3样本要求

2.3.1 10x空间转录组每块组织样本长宽不宜超过 6.5*6.5mm,百创S3000空间转录组每块组织样本长宽不宜超过 6.8*6.8mm,厚度>1.5mm,S4000空间转录组每块组织样本长宽不宜超过11*11mm,组织截面覆盖小于25%的组织,建议多个包埋成一个OCT 包埋块,组织间隔尽量小,但是不要重叠,多个组织保持在一个水平面充分利用捕获区域。

2.3.2 在样本量足够的情况下,每个动物样本最好准备至少2个包埋块,1份用于RNA 质检、切片选片、上透化芯片和表达芯片,另1份用做备份,避免因样本异常等特殊情况需要重新送样而耽误项目周期。

2.4 OCT包埋过程

2.4.1仪器与耗材

1) 所有器械和环境需要消毒灭菌,所有器械(如剪刀、镊子等)需要冰上预冷;

2) 在医用托盘上放一层冰,然后覆盖上一层锡箔纸,再铺几层无菌布,将个体放在无菌布上进行取样,保持整个取样过程在低温中进行,可以延缓核酸的降解,(动物组织建议针对活体或刚死亡个体进行解剖取样);

3) 动物组织如果取样后无法立即进行后续包埋实验,可以将样本清理干净后,暂时放入组织保护液(美天旎,货号130-100-008)或DPBS或生理盐水中并置于4℃冰箱暂存,暂存时间最长不要超过5h,以免造成RNA降解,RIN值质检不合格;

注:肝组织最好立即包埋,若要暂存需在冰上保存不超过2h,时间过长容易出现核碎裂。

4) 使用指定品牌的OCT(樱花牌-4583)或OCT(leica-FSC 22)进行包埋,OCT使用前在冰上倒置预冷30min。

2.4.2样本采集

1)取下新鲜组织,立即剔除结缔组织和脂肪组织等非研究所需的组织类型,对肿瘤组织的取材,应尽可能准确地判定肿瘤和正常组织,肿瘤组织应将周围的正常组织切除干净(正常组织也应将周围的肿瘤组织切除干净);

2) 迅速用预冷的PBS溶液(RNase free)或生理盐水将组织表面的残留血液冲洗干净,然后用医用吸水纸或无菌纱布吸净表面液体;

3) 如果组织体积较大,需要将组织切成长宽<6.5*6.5mm(10x Genomics/6.8*6.8mm(百创S3000)的小块,用7*7*5mm的特小号包埋盒进行包埋;取下的组织应立即进行后续包埋实验。实验室不提供组织冷冻包埋相关试剂,需客户网上自行购买。

2.4.3动物组织速冻包埋

下文提供了2种包埋方法:异戊烷+液氮包埋法、干冰包埋法。异戊烷+液氮包埋法,可以快速降温,保护细胞完整性,但操作较复杂,而且异戊烷对人体有一定的健康危害。干冰包埋法适合更多的组织类型,也可以得到较好的切片结果。故含水量高的,组织需要快速冷冻的样本优先建议使用液氮+异戊烷法其次为干冰法。

2.4.3.1 异戊烷+液氮包埋法

1) 用异戊烷(足以完全浸没组织)填充三分之二的金属烧杯,然后放入液氮杜瓦瓶中(液氮与异戊烷保持相同的水平面)以充分接触,孵育15分钟;

2) 将新鲜组织置于培养皿中,用干净的纱布或者纸巾吸干组织周围血水,尽量使组织表面干燥;

3) 标记包埋盒(样本名称、样本方向、包埋日期等,一定在冷冻之前,对包埋盒做标记,一旦冷冻包埋盒将很难标记信息,重要!);

4) 将包埋盒转移到冰上,在包埋盒中注入预冷OCT,注入量为包埋盒高度的1/4-1/3,避免产生气泡;

5) 冰上预冷镊子,将组织放入OCT中,调整好方向,用OCT覆盖任何裸露组织的表面,确认没有气泡,尤其是在组织附近,如果有气泡可用移液枪将气泡移除。以免影响组织切片形态结构(此步需要拍照记录,OCT 冷冻后会变白,将很难确定组织的方向);

6) 用镊子将包埋盒放到异戊烷上,不要使异戊烷浸入包埋盒内,直到组织冻结,冷冻时间可根据组织类型和大小而变化(如下图);

将OCT包埋的组织块和包埋盒用锡纸包裹好,做好样本标记,直接保存在–80℃的密封容器中,干冰运输。

注:脑组织推荐使用异戊烷+液氮方案进行包埋,肺组织优先石蜡包埋。含水量较高的病理性水肿的组织建议下面的沉糖包埋法

1)配置10%、20%蔗糖,将配置蔗糖溶液进行预冷;

2)配置10%甲醛溶液或4%多聚甲醛固定液,提前4℃预冷;

3)将新鲜组织置于培养皿中,用干净的纱布或者纸巾吸干组织周围血水,尽量使组织表面干燥;

4)将组织放入预冷的固定液中,冰上孵育10min;

5)孵育结束后将组织取出用预冷生理盐水清洗组织,清洗后放于预冷的10%蔗糖溶液中,并放置于冰上孵育,直至组织沉底。若组织直接沉底则转至预冷的20%蔗糖溶液中;

6)将组织从10%蔗糖溶液中取出,转至20%蔗糖溶液中,放置于冰上孵育,直至组织沉底。

7)用异戊烷(足以完全浸没组织)填充三分之二的金属烧杯,然后放入液氮杜瓦瓶中(液氮与异戊烷保持相同的水平面)以充分接触,孵育15分钟;

8)沉底后将组织取出,用预冷的1*PBS或生理盐水冲洗表面多余蔗糖;

9)冲洗干净后用干净的纱布或者纸巾吸干组织周围水份,尽量使组织表面干燥;

10)标记包埋盒(样本名称、样本方向、包埋日期等,一定在冷冻之前,对包埋盒做标记,一旦冷冻包埋盒将很难标记信息);

11)将包埋盒转移到冰上,在包埋盒中注入预冷OCT,避免产生气泡;

12)冰上预冷镊子,将组织放入OCT中,调整好方向,用OCT覆盖任何裸露组织的表面,确认没有气泡,尤其是在组织附近,如果有气泡可用移液枪将气泡移除。以免影响组织切片形态结构(此步需要拍照记录,OCT冷冻后会变白,将很难确定组织的方向);

13)用镊子将包埋盒放到异戊烷中,但不要使异戊烷浸入包埋盒内,直到组织冻结,冷冻时间可根据组织类型和大小而变化;

14)将OCT包埋的组织块和包埋盒用锡纸包裹好,做好样本标记,直接保存在–80℃的密封容器中,利用干冰运输。

2.4.3.2 干冰包埋法

无需异戊烷,直接用干冰粒进行包埋。

1) 将新鲜组织置于培养皿中,用干净的纱布或者纸巾吸干组织周围血水,尽量使组织表面干燥;

2) 标记包埋盒(样本名称、样本方向、包埋日期等,一定在冷冻之前,对包埋盒做标记,一旦冷冻包埋盒将很难标记信息,重要!);

3) 将包埋盒转移到冰上,在包埋盒中注入预冷OCT,注入量为包埋盒高度的1/4-1/3,避免产生气泡;

4) 冰上预冷镊子,将组织放入OCT中,调整好方向,用OCT覆盖任何裸露组织的表面,确认没有气泡,尤其是在组织附近,如果有气泡可用移液枪将气泡移除,以免影响组织切片形态结构(此步需要拍照记录,OCT 冷冻后会变白,将很难确定组织的方向);

5) 将包含组织和OCT的包埋盒放在干冰粒上轻轻按压(如下图,左),确保水平(否则会影响组织的方向,同时能保证干冰粒与包埋块的接触面积最大以达到快速降温的效果),直到包埋块完全冻结变白(如下图,右);

6) 将OCT包埋的组织块和包埋盒用锡纸包裹好,做好样本标记,直接保存在–80℃的密封容器中,干冰运输。

2.5样本的保存与运输

包埋后的组织用锡箔纸包住,放入密封袋中密封,放入样本盒在液氮或者-80℃冰箱长期保存,或者放置在干冰上进行冷冻运输,寄送到百迈客实验室,干冰寄送推荐用量约5kg/日。

不规范送样示例:

A. 包埋时组织放置靠近最下层,组织未被 OCT 包裹,导致样本 RNA 降解,质检不合格;

B. 组织暴露在空气中,导致样本降解,组织两侧无 OCT 支撑,展片时可能会破坏样本结构;

C. 组织较小,不满足做表达最小25%的要求;

D. 同一个包埋块包埋了多个样本,但不在同一个平面,并且每一个样本组织过小,覆盖区域有限,可能导致分析有效数据偏低。

2.6切片质控标准

组织形态学检测:对动物组织切片进行 H&E 染色,观察是否获取到目标区域,组织形态完整性是否在可接受范围内(例如是否有大的裂痕,存在明显的空泡、褶皱等)。

RNA 完整性检测:收取 10-15 张切片,利用高通量核酸分析仪(LabChip GX Touch HT),对样本进行 RNA完整性检测,要求RNA RIN≥6,则认为样本完整性满足实验要求,可以进行后续实验。具体切片质检量如下:

1)10 微米切片厚度,组织占包埋块面积的 1/5-1/4,质检量要求~20 张(左图);

2)10 微米切片厚度,组织占包埋块面积的>1/3,质检量要求~15 张(右图)。

注:空间免疫组和ATAC要求RNA RIN≥7,越大越好。

3.其他注意事项

1)测序数据量:10x Genomics 推荐 60G/样,百创 S3000 推荐 250G/样;

2)Xenium关注的重点是组织形态,故对做Xenium的样本中重要的质检是组织形态及 H&E染色,确保组织形态完整无断裂;空间转录组实验默认是通过H&E染色选片开展实验,如有荧光需求请与项目经理或技术联系;

3)在OCT凝固过程中,组织可能会在OCT中出现移位,需要在凝固过程中随时观察组织位置及时调整。

4.风险样本及原因

空间转录组及Xenium技术已经在人类和小鼠的多种类型样本上进行了测试。在人类样本方面,涵盖了乳腺癌、卵巢癌、肝癌、前列腺癌、黑色素瘤、大脑、结肠、扁桃体等。小鼠样本包括胚胎、肺、脑、小肠肾、心脏等组织。高脂肪、高钙化、高致密性、高结缔组织脱片风险较高,继续实验后基因表达得到的基因信息较少(脐带、骨、软骨、滑膜、肌腱、皮肤、胰腺、降解的样本等);本身细胞少,RNA含量更少的样本(血管组织、角膜组织、有研究本身样本中细胞类群很少的如卵母细胞等),后续数据分析基本拿不到很多的数据,考虑课题研究价值,可与技术联系进一步沟通是否进行实验。

5.生物安全性声明

我国法定的传染病分为三大类:甲类(一类)传染病包括霍乱和鼠疫;乙类(二类)传染病包括传染性非典肺炎、新型冠状病毒 (2019-nCoV)肺炎、艾滋病、病毒性肝炎、人感染高致病性禽流感、脊髓灰质炎、麻疹、流行性出血热、狂犬病、登革热、流行性乙型肝炎、细菌性和阿米巴性痢疾、肺结核、伤寒和副伤寒、炭疽、流行性脑脊髓膜炎、白喉、百日咳、新生儿破伤风、猩红热、布鲁士病、梅毒、淋病、钩端螺旋体病、血吸虫、疟疾。丙类(三类)传染病包括流行性感冒、流行性腮腺炎、流行性和地方性斑疹、伤寒、风疹、麻风病、急性出血性结膜炎、黑热病、丝虫病、包虫病、还有除了霍乱、细菌、阿米巴性痢疾、伤寒和副伤寒以外的感染性腹泻。

涉及上述传染病的科学研究需符合国家的相关规定,为严格遵守国家法律法规,本着对社会及相关操作人员负责的态度,我司要求客户方真实准确地提供样品的生物安全性信息,对样品是否含有上述感染性病原体进行事先说明。样品中含有上述感染性病原体时,客户方需要提供符合生物安全等级要求的实验室以便开展相关实验,实验进行时,客户方有义务协助我方实验员做好实验安全防护。客户方不得隐瞒样品的生物安全性信息,若出现样品含有感染性病原体而客户事先未告知我司的情况,一经发现我司将停止进行相关项目,已产生的费用由客户方承担。如因客户方提供的生物安全性信息不实、隐瞒样品感染性等有关情况等造成实验员及相关人员被感染、疾病传播等严重后果的,我司将按规定报告国家相关部门,并将通过法律等手段追究相关责任。

6.样品命名规则

样品名称只能包含字母和数字,且只能以字母开头;样品不能出现特殊符号(如♂、♀、^、*、_、#、|、@、!等)和中文及罗马字母,以防止样本名无效;

样本名要唯一;

样本名不能用字母大小写区分,避免使用易混淆的字母和数字;

样本名不能过长或过短,7个字符以内;

组名和样本名不能重复。

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