אנו מציגים זרימת עבודה מטבולומית מרחבית רב-מודאלית המשלבת הדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) והדמיית אינפרא אדום בינוני (MIR) על אותו קטע רקמה לניתוח מטבולי וביוכימי שנפתר מרחבית.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מציגים זרימת עבודה מטבולומית מרחבית רב-מודאלית המשלבת הדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) והדמיית אינפרא אדום בינוני (MIR) על אותו קטע רקמה לניתוח מטבולי וביוכימי שנפתר מרחבית.
מטבולומיקה מרחבית היא תחום המתפתח במהירות למיפוי התפלגות המטבוליטים בתוך רקמות, איברים ואפילו תאים בודדים. גישה זו מספקת מידע מטבולי הקשרי, שהוא קריטי להבנת ההטרוגניות הביוכימית של מערכות ביולוגיות. הדמיית אינפרא אדום בינוני (MIR) והדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) התגלו כגישות עוצמתיות למטבולומיקה מרחבית, שכל אחת מהן מציעה יתרונות ייחודיים ומשלימים. במחקר זה, אנו מציגים זרימת עבודה לביצוע הדמיית MIR ו-MSI יינון לייזר בעזרת מטריצה (MALDI-MSI) על אותו קטע רקמה, הכולל פרוצדורות ניסיוניות, רישום משותף של הדמיה, שילוב נתונים וניתוח ביואינפורמטיקה. הדמיית MIR משמשת כשיטה במעלה הזרם, המאפשרת ניתוח ביוכימי לא הרסני של רקמות. לאחר מכן, מטריצה מופקדת ברקמה עבור MALDI-MSI, בהנחיית המידע המרחבי המתקבל מהדמיית MIR. התמונות משולבות לאחר רישום משותף, ומאפשרות ניתוח מטבולומיקה מרחבית רב-מודאלית באמצעות כלים ביואינפורמטיים מתקדמים כגון Seurat. השילוב של הדמיית MIR ו-MSI מייצג התקדמות טרנספורמטיבית במטבולומיקה מרחבית, ומציע הזדמנויות חסרות תקדים לחקור את המורכבות המרחבית והכימית של תהליכים מטבוליים הן בבריאות והן בחולי. גישה רב-מודאלית זו טומנת בחובה פוטנציאל משמעותי להנעת חידושים בגילוי סמנים ביולוגיים, אבחון מחלות ופיתוח טיפולי.
מטבולומיקה מרחבית כוללת מיפוי מטבוליטים בהקשר הרקמה המקורי שלהם על ידי שילוב הדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI), או טכניקות אחרות שנפתרו מרחבית, עם ניתוח מטבולי, המציע תובנות לגבי חילוף החומרים ברזולוציה תת-רקמתית, תאית או תת-תאית 1,2,3,4,5,6,7,8 . בין שיטות ההדמיה הללו, מיקרוסקופ אינפרא אדום בינוני (MIR) זוכה לתשומת לב הולכת וגוברת בשל יכולתו למפות כי....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול נערך בהתאם לפרוטוקול הניסוי בבעלי חיים (DSF-2024-004) שאושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של המרכז למשאבי חיות מעבדה באוניברסיטת פודן.
הערה: מחקר זה מספק זרימת עבודה לביצוע הדמיית MIR ו-MALDI-MSI באותו קטע רקמה. גישה משולבת זו כוללת הליכים ניסיוניים, רישום משותף של תמונה, היתוך נתונים וניתוח ביואינפורמטיקה במורד הזרם (איור 1C). הדמיית MIR משמשת כשיטה במעלה הזרם, המאפשרת מיפוי ביוכימי לא הרסני וללא תוויות של הרקמה. בהנחיית המידע המרחבי מהדמיית MIR, מטריצה מיושמת לאחר מכן לרכישת MALDI-MSI. לאחר רישום משותף מדויק, מערכי הנתונים משולבים לניתוח משו....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לאמת את אסטרטגיית המטבולומיקה המרחבית הרב-מודאלית שתוארה לעיל, יישמנו אותה במודל עכבר של סרטן. תאי הגידול עברו שינוי גנטי כדי לבטא חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP), המאפשר לוקליזציה מדויקת של אזור הגידול באמצעות הדמיה פלואורסצנטית. איור 2A מציג תוצאות הדמיית QCL-MIR ללא תוויות עם כיסוי ספקטרלי של 950-1800 ס"מ-1, המכונה "אזור טביעות אצבע". רצועות MIR מייצגות מסומנות באיור 2A, כגון מתיחת P=O (1240 ס"מ-1, חומצות גרעין ושומנים פוספטים), אמיד II.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, אנו מציגים אסטרטגיית מטבולומיקה מרחבית רב-מודאלית המשלבת הדמיית MSI ו-MIR כדי לאפשר פרופיל מטבולי בעל תפוקה גבוהה וספציפית מולקולרית על אותן דגימות. הדמיית MIR מאפשרת מיפוי כימי ללא תוויות ולא הרסני המבוסס על תנודות מולקולריות, ומספק מידע קבוצתי מבני ופונקציונלי מפורט. לעומת זאת, MSI מספק רגישות וספציפיות גבוהות לזיהוי וכימות מטבוליטים, ומבסס אותו כאבן פינה במחקר מטבולומיקה. על ידי שילוב שתי השיטות הללו, הוא יכול לספק הבנה מקיפה יותר של הטרוגניות מטבולית, תוך מינוף החוזקות המשלימות .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים לד"ר יילונג זואו מאוניברסיטת ווסטלייק על תמיכתם בהדמיית MALDI2-MSI, ולמשרד Bruker Scientific Technology Co., Ltd. בשנחאי על הסיוע בהדמיית MIR מבוססת QCL. אנו מודים גם לד"ר שוגואו סאן, אוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה על שסיפק באדיבות עכברי KrasLSL-G12D/+ Tp53fl/fl Rb1fl/fl ZsgreenLSL . מחקר זה נתמך על ידי מענקים ממחלות כרוניות לא מדבקות - התוכנית הלאומית למדע וטכנולוגיה (2023ZD0500400 ל-L.S., G.W. ו-D.Y.), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 22377016 ל-L.S.), והקרן של אוניברסיטת פודאן והמחקר הבסיסי של קאו'ג'יאנג (מס' 24FCA08 עד L.S.). אנו מודים גם למתקן הליבה של המכללה הרפואית ש....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4% פרפורמלדהיד, תמיסת קיבוע רקמות | סנגון ביוטק | ||
| אלבומין סרום בקר | סיגמא אולדריץ' | 126615 | |
| C57BL/6JNifdc עכברי | צ'ארלס ריבר | 219 | |
| CaF2 שקופיות | Crystran | CAFP25-1 | |
| Cryostat microtome | Dakewe Biotech | CT520 | |
| Cytospec | Peter Lasch | גרסה 2.10.01 | תוכנה לניתוח נתוני MIR, כולל תיקון בסיס, נורמליזציה, יצירת תמונה וניתוח היפרספקטרלי. |
| מאגר DPBS | פישר סיינטיפיק | 14-190-250 | |
| סרום בקר עוברי | Gibco | 10270106 | |
| מייבשי הקפאה | LABCONCO | FreeZone | |
| ג'לטין | Sigma-Aldrich | G1890 | Type A, מעור חזיר |
| מאגר HBSS | Sangon Biotech | ||
| DMEM עתיר גלוקוז | ThermoFisher Scientific | ||
| Matlab | MathWorks | Matlab R2024a | תוכנה לניתוח נתוני MIR, כולל תיקון בסיסי, נורמליזציה, יצירת תמונה וניתוח היפרספקטרלי. |
| מערכת הדמיית ספקטרומטריית מסה יינון לייזר בעזרת מטריקס (MALDI-MSI) | Bruker Daltonics GmbH | timsTOF fleX MALDI-2 | |
| מתנול | סינופארם מגיב כימי | 10014108 | |
| mMass | Institute of Entomology, המרכז לביולוגיה של האקדמיה הצ'כית למדעים, צ'כיה | גרסה 5.5.0 | תוכנה לניתוח נתוני MSI. ייבא את נתוני ה-MSI הגולמיים למעבדת SCILS לעיבוד מקדים. בצע קטיף שיא ב-mMass בעוצמה יחסית > 0.01%. |
| מטריצת N-(1-נפתיל) אתילנדיאמין דיהידרוכלוריד (NEDC) | סיגמא אולדריץ' | 222488 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | ThermoFisher Scientific | ||
| 15140122 לייזר מפל קוונטי מיקרוסקופיה אינפרא אדום בינוני (QCL-MIR) | Bruker Optics GmbH | LUMOS II ILIM | |
| זרחן אדום | Sigma-Aldrich | 8.0727 | |
| SCiLS Lab | Bruker Daltonics | SCiLS Lab 2024b | תוכנות לניתוח נתוני MSI. ייבא את נתוני ה-MSI הגולמיים למעבדת SCILS לעיבוד מקדים. בצע קטיף שיא ב-mMass בעוצמה יחסית > 0.01%. |
| מרסס | HTX Technologies | TM | |
| טריפסין, 0.25% EDTA | ThermoFisher Scientific |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה פורסם
הסרטון יגיע בקרוב