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炎癥性腸病苦不堪言,?MALDI-7090成像技術(shù)揭秘其樣品組織復(fù)雜性

閱讀:239        發(fā)布時(shí)間:2021-1-5

 

炎癥性腸?。?/span>Inflammatory Bowel Disease,,IBD)是一組特定的腸道慢性疾病的統(tǒng)稱,主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和 克羅恩氏?。–D),。IBD是病因不明的慢性和復(fù)發(fā)性炎癥,可增加患結(jié)腸炎相關(guān)癌癥的風(fēng)險(xiǎn),。當(dāng)前的治療方法并非普遍有效,,并且可能產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。因此,,早期發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確識別疾病類型對于采取正確的治療很重要,。結(jié)腸組織很復(fù)雜,包含不同類型的細(xì)胞,,因此需要一種細(xì)胞特異性的分析工具來改善診斷和預(yù)后,。在這里,我們介紹了從IBD患者獲得的內(nèi)窺鏡活檢的10微米(μm)空間分辨率的質(zhì)譜成像(MSI)研究,。由于脂質(zhì)的組成在細(xì)胞類型之間有不同,,因此脂質(zhì)指紋可以充當(dāng)每種病變的特征。

 

島津UK與西班牙巴斯克大學(xué)及巴利阿里群島帕爾馬大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科共同研究MALDI成像技術(shù),,揭秘人炎癥性腸病樣品組織復(fù)雜性,。

 

 

 

本研究的樣品收集得到了巴利阿里群島倫理研究委員會許可(IB 2118/13 PI)。將切除的人類結(jié)腸組織在液氮中速凍并冷凍切片,,厚度為10μm,。使用基質(zhì)升華儀,將基質(zhì)(1,5-二氨基萘,, DAN)涂覆在組織切片上,,并使用島津?qū)榈鞍捉M學(xué)、組織成像設(shè)計(jì)的 MALDI-TOF-TOF (MALDI-7090)質(zhì)譜儀采集數(shù)據(jù)(激光光斑直徑10μm,,載物臺步長10μm,,掃描范圍200-1200 Da),。

 

 

1 MALDI-7090

 

人體結(jié)腸的解剖學(xué)對MALDI-MS具有挑戰(zhàn)性,隱窩的襯里由單細(xì)胞厚層輪廓組成,。因此,,精心優(yōu)化的樣品制備和能夠?qū)崿F(xiàn)高空間分辨率的MALDI儀器的結(jié)合對于提供結(jié)腸組織的準(zhǔn)確表示至關(guān)重要。圖2顯示了m / z 861.550和885.550的MALDI圖像,,以及相應(yīng)的H&E染色部分和分割圖像,。固有層,隱窩和肌層清晰可見,,這得益于MALDI-7090的10um空間分辨率,。

 

 

2、H&E的顯微鏡圖像與MALDI MS圖像(左),。離子分布的多重性表明,,m / z 861.550處的離子特定于隱窩單元,而m / z 885.550處的離子特定于固有層,。分割圖像(右)顯示上皮(白色)和固有層(橙色)之間的清晰分離,。

 

采用6個(gè)潰瘍性結(jié)腸炎,6個(gè)對照組,,7個(gè)克羅恩病和 7個(gè)對照進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,。即使在單個(gè)像素級別,也可獲得出色的信噪比,, 可以進(jìn)行(亞)細(xì)胞水平的分析,。

 

3顯示了PCA分類的結(jié)果。使用相關(guān)算法對MALDI圖像進(jìn)行分割,,揭示了脂質(zhì)成分的真正復(fù)雜性,。每個(gè)細(xì)胞群體都具有*的脂質(zhì)特征, 能夠識別結(jié)腸細(xì)胞,,隱膜細(xì)胞,, 淋巴細(xì)胞或巨噬細(xì)胞。

 

 

3,、LP和上皮(隱窩)的脂質(zhì)特征分析

 

對照和疾病之間,,以及在LP和上皮之間,脂質(zhì)組成存在明顯差異,。

 

 

 

結(jié)  

 

使用基質(zhì)升華和MALDI-7090,,我們能夠確定克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎的活檢切片中的脂質(zhì)分布。固有層和隱窩中脂質(zhì)分布的比較分析突出了脂質(zhì)表達(dá)的重要差異,。更深入的分析揭示了一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu),,其中每種細(xì)胞類型都具有特征性的脂質(zhì)指紋。脂質(zhì)表達(dá)的部分差異可能是由于免疫系統(tǒng)的浸潤細(xì)胞所致,,從而增加了在分析這些復(fù)雜樣本時(shí)對空間敏感技術(shù)MALDI成像技術(shù)的需求,。

 

島津MALDI成像系統(tǒng),,樣品處理采用基質(zhì)升華涂覆方式,更好地形成結(jié)晶,,自動(dòng)化控制基質(zhì)層厚度提高重復(fù)性,。高性能的MALDI-7090,配有長壽命固態(tài)激光器,,2kHz高速采集,,UV自清潔技術(shù),多用戶操作平臺可同時(shí)上載10塊靶板,,是MALDI質(zhì)譜成像,、蛋白組學(xué)、脂類小分子,、翻譯后修飾等研究理想平臺,。

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