Préparation d’échantillons pour analyse lipidique rapide dans le cerveau de drosophile à l’aide de l’imagerie par spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice

Yuki X. Chen; Kelly Veerasammy; Jun Yin; Tenzin Choetso; Tiffany Zhong; Muniyat A. Choudhury; Cory Weng; Ethan Xu; Mayan A. Hein; Rinat Abzalimov; Ye He

doi:10.3791/63930

Article de méthode

Préparation d’échantillons pour analyse lipidique rapide dans le cerveau de drosophile à l’aide de l’imagerie par spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice

DOI :

10.3791/63930

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14 juillet 2022

Yuki X. Chen^*¹^,⁵^,⁶ , Kelly Veerasammy^*¹^,² , Jun Yin^*³ , Tenzin Choetso¹^,⁴ , Tiffany Zhong⁷ , Muniyat A. Choudhury¹^,⁴^,⁵ , Cory Weng¹^,⁴^,⁵ , Ethan Xu⁸ , Mayan A. Hein⁹^,¹⁰ , Rinat Abzalimov² , Ye He¹

¹Advanced Science Research Center, Neuroscience Initiative, the City University of New York, Graduate Center New York, ²Advanced Science Research Center, Structural Biology Initiative, the City University of New York, Graduate Center, ³National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health, ⁴The City College of New York, CUNY, ⁵Macaulay Honors College, CUNY, ⁶Graduate School of Public Health and Health Policy, The City University of New York, ⁷Princeton University, ⁸Ardrey Kell High School, ⁹The Borough of Manhattan Community College, CUNY, ¹⁰Gallatin School of Individualized Study, New York University

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

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L’objectif de ce protocole est de fournir des conseils détaillés sur la préparation appropriée des échantillons pour l’analyse des lipides et des métabolites dans de petits tissus, tels que le cerveau de la drosophile , en utilisant l’imagerie par spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI).

Résumé

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Le profilage lipidique, ou lipidomique, est une technique bien établie utilisée pour étudier la totalité du contenu lipidique d’une cellule ou d’un tissu. Les informations acquises à partir de la lipidomique sont précieuses pour étudier les voies impliquées dans le développement, la maladie et le métabolisme cellulaire. De nombreux outils et instruments ont contribué aux projets de lipidomique, notamment diverses combinaisons de techniques de spectrométrie de masse et de chromatographie liquide. L’imagerie par spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI MSI) est récemment apparue comme une technique d’imagerie puissante qui complète les approches conventionnelles. Cette nouvelle technique fournit des informations uniques sur la distribution spatiale des lipides dans les compartiments tissulaires, ce qui était auparavant impossible sans l’utilisation de modifications excessives. La préparation de l’échantillon de l’approche MALDI MSI est essentielle et, par conséquent, est au centre de cet article. Cet article présente une analyse lipidique rapide d’un grand nombre de cerveaux de drosophiles intégrés dans un composé à température de coupe optimale (OCT) afin de fournir un protocole détaillé pour la préparation de petits tissus pour l’analyse lipidique ou l’analyse de métabolites et de petites molécules via MALDI MSI.

Introduction

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Les lipides sont impliqués dans un large éventail de processus biologiques et peuvent être classés en cinq catégories en fonction de leur diversité structurelle: acides gras, triacylglycérols (TAG), phospholipides, lipides stéroliques et sphingolipides¹. Les fonctions fondamentales des lipides sont de fournir des sources d’énergie pour les processus biologiques (c.-à-d. TAG) et de former des membranes cellulaires (phospholipides et cholestérol). Cependant, des rôles supplémentaires des lipides ont été notés dans le développement et les maladies, et ont été largement étudiés dans le domaine biomédical. Par exemple, des rapports ont montré que le....

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Protocole

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1. Intégration de la tête de mouche

REMARQUE: L’ensemble de la procédure prend ~45-60 min.

Préparez l’étape du composé à température de coupe optimale (composé OCT) avec une surface plane.
1. Ajouter OCT dans un cryomoule en plastique (15 mm x 15 mm x 5 mm) à la moitié de la profondeur du cryomoule et éviter la formation de bulles. Laissez le moule sur une surface plane pendant plusieurs minutes, puis transférez-le sur de la glace sèche.
2. Gardez le cryomoule à plat sur la glace sèche et laissez l’OCT former une surface plane et uniforme. Attendez que l’OCT soit complètement solidifié dans le moule. U....

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Résultats

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La perte du récepteur neuronal LpR1 de la lipocaline gliale sécrétée par les astrocytes (GLaz), un homologue de la drosophile de l’ApoD humain, a été supposée pouvoir provoquer une diminution de la teneur globale en lipides dans le cerveau de la drosophile. Pour tester cela, MALDI MSI a été utilisé pour profiler les lipides dans les cerveaux mutants LpR1^−/− et de type sauvage de la drosophile, ce qui est expliqué ci-dessous.

L’expérience a été réa.......

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Discussion

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Comme démontré dans l’étude sur les variations de la composition lipidique dans les cerveaux mutants et sauvages de drosophiles, MALDI MSI peut être une technique d’imagerie sans marquage précieuse pour l’analyse in situ des modèles de distribution moléculaire dans les organes de petits insectes. En effet, étant donné que les lipides sont distribués à la fois dans le tissu cérébral et dans les corps adipeux des têtes de drosophile, les approches lipidomiques conventionnelles basées sur la chrom.......

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.

Remerciements

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Yuki X. Chen, Kelly Veerasammy et Mayan Hein sont soutenues par le programme de recherche d’été CUNY de la Sloan Foundation (CSURP). Jun Yin est soutenu par le programme de recherche intra-muros du projet numéro 1ZIANS003137 des National Institutes of Health. Le soutien à ce projet a été fourni par un prix PSC-CUNY à Ye He et Rinat Abzalimov, financé conjointement par le Congrès du personnel professionnel et l’Université de la ville de New York.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Acide 2,5-dihydroxybenzoïque (DHB)	Millipore Sigma Aldrich	85707-1G-F
Andwin Scientific ; CRYOMOULE 15X15X5	Fisher Scientific	NC9464347
Andwin Scientific ; Tissue-Tek CRYO-OCT Compound	Fisher Scientific	14-373-65
Pinceau d’artiste MSC #5 1/8 X 9/16 TRIM RED SABLE	Fisher Scientific	50-111-2302
autoflex speed MALDI-TOF MS system	Bruker Daltonics Inc		MALDI-TOF MS instrument
BD ; Seringue avec embouts Luer-Lok	Fisher Scientific	14-823-16F
BD ; Vacutainer Aiguilles à seringue à usage général	Fisher Scientific	23-021-020
Bruker Daltonics ; LAMES DE VERRE MALDI IMAGNG	Fisher Scientific	NC0380464
Drierite, avec indicateur, 8 mailles, ACROS Organics		AC219095000
Epson Perfection V600 Photo Scanner	Amazon	Perfection V600
Fisherbrand ; Enveloppe de diapositives 5 places	Fisher Scientific	HS15986
Fisherbrand ; Multimètre numérique à portée automatique	Fisher Scientific	01-241-1
FlexImaging v3.0	Bruker Daltonics Inc		Bruker MS Logiciel d’analyse d’imagerie
HPLC Grade Methanol	Fisher Scientific	MMX04751
HPLC Grade Water	Fisher Scientific	W5-1
HTX M5 Pulvérisateur	HTX Technologies, LLC		Matrice chauffée automatique pulvérisateur
Kimberly-Clark Professional ; Kimtech Science Essuie-glaces Kimwipes Delicate Task	Fisher Scientific	06-666A
MSC ; Sac de congélation Ziploc	Fisher Scientific	50-111-3769
SCiLS Lab (2015b)	SCiLS Lab		Logiciel avancé d’analyse de données MALDI MSI
Thermo Scientific ; CryoStar NX50 Cryostat	Fisher Thermo Scientific	95-713-0
Thermo Scientific ; Dessiccateur en polycarbonate transparent Nalgene	Fisher Scientific	08-642-7

Références

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Park, J., et al. Bioactive lipids and their derivatives in biomedical applications. Biomolecules & Therapeutics. 29 (5), 465-482 (2021).
Augustin, K., et al. Mechanisms of action for the medium-chain trig....

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Mots-clés

Analyse lipidomique spectrom trie de masse MALDI profilage lipidique cryosectionnement d p t de matrice inclusion en OCT hom ostasie lipidique c r brale

Préparation d’échantillons pour analyse lipidique rapide dans le cerveau de drosophile à l’aide de l’imagerie par spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice

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