Methodenartikel

Moleculaire beeldvorming van organoïden van het menselijk brein met behulp van massaspectrometrie

1.7K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66997

⸱

27 september 2024

 ,  ,  , 
1Department of Pediatrics -Neurology, Baylor College of Medicine, 2Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute, Texas Children's Hospital, 3Department of Pathology & Immunology, Baylor College of Medicine, 4Center for Drug Discovery, Baylor College of Medicine, 5Department of Neuroscience, Baylor College of Medicine

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Er is een geavanceerde methode ontwikkeld voor massaspectrometriebeeldvorming (MSI) van hersenorganoïden die het mogelijk maakt om metabolietverdelingen binnen deze modellen in kaart te brengen. Deze technologie biedt inzicht in metabole routes van de hersenen en metabolietsignaturen tijdens de vroege ontwikkeling en bij ziekte, en belooft een beter begrip van de menselijke hersenfunctie.

Samenvatting

Hersenorganoïdemodellen dienen als een krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van de ontwikkeling en functie van het menselijk brein. Massaspectrometriebeeldvorming (MSI), een geavanceerde technologie, stelt ons in staat om de ruimtelijke verdeling van diverse moleculen zoals lipiden, suikers, aminozuren, medicijnen en hun metabolieten binnen deze organoïden in kaart te brengen, allemaal zonder dat er specifieke moleculaire sondes nodig zijn. Hoogwaardige MSI-gegevens staan of staan met een nauwgezette monstervoorbereiding. Fixatieven spelen een cruciale rol, maar conventionele opties zoals glutaaraldehyde, paraformaldehyde en cryopreservatie zoals sucrose kunnen onbedoeld invloed hebben op weefselmetabolieten. Optimale fixatie houdt in dat het snel invriest in vloeibare stikstof. Voor kleine organoïden is het echter geschikter om de organoïden rechtstreeks van de incubator over te zetten naar een verwarmde inbeddingsoplossing, gevolgd door invriezen in droogijsgekoelde ethanol. Een andere cruciale stap is de inbedding voorafgaand aan cryosectie, waarvoor ook materialen nodig zijn die compatibel zijn met MSI, aangezien traditionele opties de matrixafzetting en ionisatie kunnen verstoren. Hier wordt een geoptimaliseerd protocol voor MALDI-MSI met hoge resolutie van organoïden van het menselijk brein gepresenteerd, dat monstervoorbereiding, doorsnede en beeldvorming met behulp van massaspectrometrie omvat. Deze methode toont de moleculaire distributie van kleine metabolieten, zoals aminozuren, met een hoge massanauwkeurigheid en gevoeligheid. Als zodanig kan het, in combinatie met complementaire studies van hersenorganoïden, helpen bij het verlichten van complexe processen die de vroege hersenontwikkeling, metabole cellottrajecten en onderscheidende metabolietsignaturen regelen. Bovendien geeft het inzicht in de precieze locaties van moleculen in de organoïde, wat ons begrip van de ruimtelijke organisatie van 3D-hersenorganoïdemodellen verrijkt. Naarmate het vakgebied zich verder ontwikkelt, wordt een groeiend aantal studies verwacht die MSI gebruiken om zich te verdiepen in hersenorganoïden en complexe biologische systemen, waardoor het begrip van de metabolische aspecten van de menselijke hersenfunctie en -ontwikkeling wordt verdiept.

Inleiding

Organoïde modellen, afgeleid van primaire weefselstamcellen, embryonale stamcellen of geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's)1,2,3 hebben het onderzoek naar menselijke biologie bevorderd door driedimensionale modellen aan te bieden die orgaanspecifieke functies nauwkeurig nabootsen, wat helpt bij de studie van menselijke ontwikkeling, ziektemechanismen en ontdekking van geneesmiddelen 4,5. Binnen deze context is het ontrafelen van de complexiteit van hersenorganoïden van cruciaal belang voor het begrijpen van zowel fysiologische als pathologische hersenontwikkeling 6,7, waarvoor technologieën zoals massaspectrometriebeeldvorming (MSI)8,9 nodig zijn. MSI, anders dan traditionele massaspectrometrie, maakt het mogelijk om honderden tot duizenden biomoleculen binnen een enkele weefselsectie direct, labelvrij in kaart te brengen, waardoor gedetailleerde inzichten worden verkregen in de ruimtelijke verdeling van moleculen-achtige lipiden, peptiden, aminozuren, geneesmiddelen en hun metabolieten, zonder dat er specifieke moleculaire sondes nodig zijn 10,11. Bovendien kunnen moleculaire MSI-beelden worden geregistreerd op histologische en immunogekleurde secties, waardoor een uitgebreid beeld wordt verkregen van weefselmorfologie, celspecificiteit en moleculaire inhoud.

De MSI is veelbelovend voor organoïdenonderzoek en biedt inzicht in de moleculaire basis van ziekten, genetische-fenotyperelaties en reacties op omgevingsstimuli 12,13,14,15. In de farmaceutische industrie faciliteert MSI de analyses van de absorptie, distributie, metabolisme en eliminatie van geneesmiddelen in preklinische modellen11,16. Bovendien helpt het bij het oplossen van hun bio-getransformeerde metabolieten, die farmacologisch actief kunnen zijn17.

Van de MSI-methoden overheersen matrix-geassisteerde laserdesorptie/ionisatie (MALDI), desorptie-elektrospray-ionisatie (DESI) en secundaire ionenmassaspectrometrie (SIMS) 9,18,19,20,21. Hiervan onderscheidt MALDI-MSI zich door zijn veelzijdigheid, brede massabereik, directe analysemogelijkheden en compatibiliteit met verschillende weefselspecifieke chemische verbindingen22. Ondanks het potentieel blijft de toepassing van MALDI-MSI in het onderzoek naar hersenorganoïden echter onderbelicht. Om deze kloof te dichten, is een op maat gemaakt protocol voor MALDI-MSI (HR-MALDI-MSI)-analyse van hersenorganoïden met hoge resolutie geïntroduceerd om weefselbehoud, matrixselectie en beeldvormingsomstandigheden te optimaliseren, waardoor een betrouwbare verwerving van hoogwaardige gegevens wordt gegarandeerd15. Dit gedetailleerde protocol toont de mogelijkheden van HR-MALDI-MSI om onderzoekers het extra arsenaal te bieden om de kracht van deze technologie te benutten om het metabolische landschap van organoïden in ongekend detail te verkennen.

Protocol

De algemene overloop van het protocol is weergegeven in figuur 1. De details van de reagentia en de apparatuur die in het onderzoek zijn gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel.

1. Voorbereiding van de sectie hersenorganoïden

  1. Bereid hersenorganoïden (2-3 mm groot wanneer ze 30-60 dagen in cultuur zijn) uit geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) volgens eerder gepubliceerde rapporten23,24 en verzamel ze op een gewenst tijdstip met behulp van brede boringen.
    1. Was de bereide organoïden driemaal met 1x Dulbecco's fosfaatgebufferde zoutoplossing (DPBS) zonder CaCl2 en MgCl2 op kamertemperatuur om de media te spoelen en daarna zeer snel met gedestilleerd water op kamertemperatuur om eventuele zouten uit de DPBS te spoelen.
  2. Bereid 10% van de gelatineoplossing van koude vishuid door de gelatine (10 mg in 100 ml DPBS) te roeren en te verwarmen bij 70-80 °C gedurende 2 uur, verplaats de oplossing vervolgens gedurende 30 minuten naar de incubator 37 °C om bubbels te verwijderen en in evenwicht te brengen met de temperatuur van de incubator waar organoïden werden gekweekt.
    OPMERKING: Het wordt aanbevolen om gelatine voor elk experiment vers te bereiden, maar het kan indien nodig tot 1 week worden gebruikt (bewaren bij 4 °C). Gelatine stolt bij kamertemperatuur en moet voor gebruik als inbeddingsoplossing worden opgewarmd om vloeibaar te worden.
  3. Prik de organoïde vast in het midden van een plastic mal (25 mm x 20 mm x 5 mm) met de kleine pipetpunt en giet voorzichtig de 10% gelatine-inbeddingsoplossing in de vorm totdat de organoïde volledig is ondergedompeld (de vorm moet ongeveer voor de helft gevuld zijn).
    1. Plaats de vorm in een petrischaal op droogijs met koude 100% ethanol om het snel in te vriezen (1-2 min). Als het volledig bevroren is, wat blijkt uit de verandering van kleur naar effen wit, haal je het organoïde-gelatineblok uit de petrischaal, wikkel het in aluminiumfolie of plaats het in een tinnen beker, afgesloten om waterconcentratie te voorkomen, en bewaar bij -80°C tot klaar om te cryosectie.
  4. Voor cryosectie plaatst u de plastic blokken met organoïden in de cryokamer bij -20 °C tot -25 °C gedurende 10-15 minuten om in evenwicht te komen met de kamertemperatuur. Snijd de organoïden in secties van 14 μm met behulp van cryotoom en ontdooi op met indiumtin gecoate glasplaatjes (ITO-dia's) voor MSI.
  5. Scan onmiddellijk structureel uniforme doorsneden in de massaspectrometer of sluit ze af in de container en bewaar ze bij -80°C voor later onderzoek.

2. Matrix voorbereiding en toepassing voor MALDI-MSI

  1. Voor MALDI-MSI spuit u de objectglaasjes en bedek u de weefselsecties met de matrix, een organische verbinding die helpt bij het ioniseren van verschillende metabolieten25. Verschillende matrices worden gebruikt voor het afbeelden van verschillende soorten moleculen; Daarom moet eerst de meest geschikte matrix voor het onderzoek worden gekozen.
    OPMERKING: Deze studie concentreerde zich op de lokalisatie en distributie van kleine metabolieten en aminozuren die verband houden met mitochondriale metabole routes, en de matrix werd dienovereenkomstig gekozen (voor het in kaart brengen van lipiden, zie Cappuccio et al.)15. okt.
  2. Ten eerste, bij het verwijderen van de ITO-dia's van -80 °C, plaatst u de dia onmiddellijk gedurende 20 minuten in een exsiccator om condensatie van atmosferisch water op de oppervlakken te minimaliseren.
  3. Bereid N-(1-naftyl) ethyleendiaminedihydrochloride (NEDC), dat een geschikte matrix is voor kleine metabolieten omdat het een sterk signaal geeft van de analyt van belang zonder interferentie met achtergrondsignalen onder de m/z van 500 Da26. Spuit 10 mg/ml NEDC-oplossing in 70% methanol op de organoïde secties na het drogen van de objectglaasjes met behulp van een verwarmde pneumatische sproeier.
  4. Stel de parameters van de matrixsproeier als volgt in: nozzletemperatuur = 75 °C, nozzlesnelheid = 1.250 mm/min, pompdebiet = 100 μL/min, aantal gangen = 8, spoorafstand = 2,5 mm, gasdebiet 3L/min, droogtijd =10 s en 10 psi stikstofgasdruk.

3. MALDI-MSI-instrumentatie

  1. Om een MALDI-MSI-platform met hoge resolutie te bereiken voor het visualiseren van organoïde metabolieten in de hersenen, monteert u een MALDI-ionenbron met een dual-ion trechterinterface op een massaspectrometer.
  2. Gebruik een aangesloten Q-geschakelde, frequentie-tripled Nd-laser met een golflengte van 349 nm, een herhalingsfrequentie van 1 kHz en een pulsenergie van ongeveer 1,3-1,4 μJ.
  3. Om oversampling te voorkomen, stelt u de laser scherp op een spotgrootte met een diameter van ~15 μm.
  4. Bevestig het monster aan de MALDI-injectortrap. Bedien en onderhoud de hogedruk-ionentrechter op 7.4-7.5 Torr en houd de lagedruk-ionentrechter op 1.6-1.8 Torr.
  5. Pas radiofrequentiespanningen van 604 kHz, 80 V0-piek en 780 kHz, 191 V0-piek toe op respectievelijk de hoge- en lagedruk-ionentrechters.
  6. Om de gevoeligheid voor kleine metabolieten in het lage massabereik te verbeteren, worden de RF-amplitudes in de lage- en hogedruktrechter van de MALDI-MSI-bron verlaagd tot respectievelijk ongeveer 20% en 15%.
  7. Stel de massaresolutie in op 70.000. Selecteer het gebied en de pixelgrootte (25 μm/pixel) die moeten worden gemeten in de MALDI-injectorsoftware.

4. MALDI-MSI data-acquisitie en data-analyse

  1. Verkrijg gegevens in het m/z-bereik van 80-900 in zowel negatieve als positieve ionenmodi. Scan de monsters met een laterale resolutie van 25 μm per pixel voor organoïde secties van 14 μm.
  2. Stel de ioneninjectietijd op de massaspectrometer in op 250 ms en verkrijg Fourier Transform Mass Spectra (FTMS) in de profielmodus terwijl de automatische versterkingsregeling (AGC) is uitgeschakeld26.
  3. Gebruik de NEDC-matrixpieken als een interne online massakalibratie, wat resulteert in een massanauwkeurigheid van beter dan ±5 ppm.
  4. Gebruik compatibele software om de gegevens te verwerken. Importeer de MSI-spectrale gegevens rechtstreeks in de software, voer vervolgens een basislijncorrectie uit met behulp van een convolutiealgoritme en normaliseer de gegevens met behulp van het totale aantal ionen (TIC).
  5. Genereer de functielijst met ionenafbeeldingen uit de onbewerkte gegevensbestanden met behulp van een bin-breedte van Δm/z = 0,01 of ±5 ppm om m/z-afbeeldingen te onderscheiden op basis van massadefect en pixeldekking.
  6. Genereer valse kleuren (Jet) of RGB (rood-groen en blauw) beelden van individuele metabolietionensoorten. Upload de m/z-lijst met onbewerkte gegevensbestanden verkregen van MALDI-MSI naar de Human Metabolome Database (HMDB) (massatolerantie <5 ppm ten opzichte van de theoretische m/z) om metabolieten te identificeren.
    OPMERKING: De exacte massa en voorspelde formule en structuur van de metaboliet verkregen uit de LC-MS/MS-gegevens worden ook gebruikt om metabolomics-databases (bijv. HMDB, Metlin) te doorzoeken voor vergelijking en identificatie van metabolieten.

Resultaten

Hier is een protocol dat moleculaire (metabole) beeldvorming optimaliseert met behulp van MSI (Figuur 1, zie ook Cappuccio et al.)15. De meest betrouwbare gegevens en conservering van weefselmorfologie werden bereikt met 10% gelatine uit koude vishuid, zoals bevestigd door histologische kleuring van seriële secties. Met behulp van inbedding van visgelatine van 60-daagse menselijke hersenorganoïden werden de Krebs-cyclusgerelateerde metabolieten in kaart gebracht met behulp van MSI, waarbij hun ruimtelijke verdeling werd aangetoond (Figuur 2).

Over het algemeen leverde het geoptimaliseerde protocol consequent robuuste resultaten op, met 10% gelatine uit koude vishuid als het voorkeursmateriaal voor inbedding en NEDC-matrixspuitinstellingen die waren verfijnd om de beeldresolutie te verbeteren. De gedetecteerde kleine metabolieten in hersenorganoïden geven waardevolle inzichten in de moleculaire complexiteit van dit weefsel.

figure-results-1
Figuur 1: Algemene pijplijn van onderzoek naar organoïde metaboloom in de menselijke hersenen. Organoïden afgeleid van individuele fibroblasten via geïnduceerde pluripotente stamcellen worden gebruikt voor LC-MS en MSI om de ruimtelijke verdeling van metabolieten te benadrukken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: In kaart brengen van Krebs-cyclusgerelateerde metabolieten. Identificatie en distributie van Krebs-cyclusgerelateerde metabolieten met behulp van 60-daagse organoïden afgeleid van gezonde controles met behulp van MSI. Hematoxyline- en eosinekleuring worden getoond. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

Het verfijnde protocol voor MALDI-MSI met hoge resolutie van menselijke hersenorganoïden behandelt nauwgezet cruciale stappen om de betrouwbaarheid van de resultaten te garanderen. Het bewaren van monsters komt van het grootste belang naar voren, en om weefselscheuren en -beschadiging te voorkomen, wordt een alternatieve vriesmethode voorgesteld met een verwarmde inbeddingsoplossing en droogijsgekoelde ethanol. Dit protocol werkt het beste voor weefsel van de minuscule grootte, zoals organoïden van de menselijke hersenen15. Inbeddingsmaterialen zoals een optimale snijtemperatuur (OCT) verbinding en Formaline-Fixed Paraffin Embedding (FFPE) worden afgeraden vanwege hun interferentie met matrixafzetting en ionisatie. In plaats daarvan wordt 10% gelatine uit koude vishuid gemarkeerd als de optimale inbeddingsoplossing, wat de werkzaamheid ervan aantoont bij het behoud van de weefselintegriteit tijdens cryo-sectie15. Verder is de keuze van de matrix en de depositietechnieken, zoals droog spuiten, absoluut noodzakelijk om de delokalisatie van kleine metabolieten met een lage m/z te minimaliseren en de beeldresolutie te verbeteren.

De robuustheid en betrouwbaarheid van het protocol worden onderbouwd door de succesvolle detectie en visualisatie van een breed spectrum van moleculen in menselijke hersenorganoïden15, wat onschatbare inzichten oplevert in hun ruimtelijke verspreiding en potentiële biologische betekenis. Deze bevindingen vergroten het begrip van het ingewikkelde moleculaire landschap in hersenorganoïden aanzienlijk, en verduidelijken cruciale signaalroutes en metabolische processen die ten grondslag liggen aan de ontwikkeling en functie van de hersenen.

Hoewel de huidige gegevens nieuwe inzichten verschaffen in de lokalisatie van diverse soorten, moet de Spectroglyph MALDI-beeldvormingsbron die in deze studie is gebruikt, nog een resolutie op celniveau bereiken (momenteel op ~10-20 μm). Andere platforms, zoals Bruker's timsTOF en Water's MRT, kunnen een eencellige resolutie leveren bij 5 μm, en daarom is het belangrijk om in gedachten te houden welk instrument voor experimenten moet worden gebruikt.

Ondanks deze beperkingen is HR-MALDI-MSI van hersenorganoïden met hoge resolutie veelbelovend. De mogelijkheid om metaboliet- en lipideverdelingen binnen organoïden in kaart te brengen, biedt een uniek punt op metabole cellottrajecten, routes en verschillende signaturen die cruciaal zijn voor de ontwikkeling en rijping van organoïden. Deze methodologie dient als een brug tussen conventionele histologie en moleculaire analyse, waardoor een beter begrip van de onderlinge verbanden tussen genoom, fenomeen en omgevingsreacties mogelijk wordt.

Samenvattend is het geoptimaliseerde protocol voor HR-MALDI-MSI van organoïden in het menselijk brein een waardevolle aanwinst voor onderzoekers die organoïdemodellen verkennen. Deze methode legt de basis voor verdere opheldering van de moleculaire fijne kneepjes die ten grondslag liggen aan de ontwikkeling en functie van de hersenen door kritieke stappen nauwgezet aan te pakken, problemen op te lossen en beperkingen te erkennen. Naarmate de MSI-technologie evolueert en steeds toegankelijker wordt, is het klaar om ons begrip van vroege menselijke ontwikkeling, ziektemodellering en ontdekking van geneesmiddelen te vergroten.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

We danken de leden van het Maletic-Savatic-laboratorium, in het bijzonder Danielle Mendonca, een afgestudeerde student, voor nuttige discussies en opmerkingen over dit werk, en Baylor College of Medicine Advanced Technology Core-ondersteuning van de NMR en Drug Metabolism Core. Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door subsidies van het National Institute of Mental Health (1R01MH130356 tot M.M.S), het Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (R61/R33HD099995 tot F.L.), het Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development van de National Institutes of Health (P50HD103555) voor het gebruik van de Microscopy Core-faciliteit, de Pathology Core-faciliteit en de Human Disease Cellular Models Core-faciliteit. Bovendien is dit werk gedeeltelijk gefinancierd met federale fondsen van het Translational Research Institute for Space Health via NASA Cooperative Agreement NNX16AO69A, grant RAD01013 (M.M.S), NASA onder contract 80ARC023CA004 getiteld "MORPH: Multi-Organ Repair Post Hypoxia" (M.M.S.) evenals Autism Speaks (G.C), Simons Foundation Pilot Award (M.M.S.) en Cynthia en Antony Petrello
Schenking (M.M.S).

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
(1S, 2S)-1,2-di-1-Naphthyl-ethylenediamine dihydrochlorideSigma-Aldrich (St. Louis, MIA)1052707-27-3Matrixsubstantie voor MALDI-MS, ≥99,0% (HPLC)
1× Dulbecco’s fosfaatgebufferde zoutoplossing (DPBS)Life Technologies, VS14190-144Zonder CaCl2 en MgCl2
ART Wide Bore Filtered Pipette TipsThermo Fisher Scientific, Massachusetts, VS2069GVerminder potentiële besmetting
CryomoldsTissue-Tek25608-916Standaardvorm met vlakke oppervlakte 
EntellanFisher ScientificM1079610500Dekglasjes
Eosin YFisher Scientific (Waltham, MA, VS)E511-25Gecertificeerde biologische kleurstof
VisgelatineSigma-Aldrich (St. Louis, MIA)G7041Poedervorm van huid van koudgewatervissen
HematoxylinenFisher Scientific (Waltham, MA, VS)517-28-2Gecertificeerde biologische kleurstof Verhoogde druk beeldvormingsbron met
HTX M5+ sproeierHTX Technologies LLC, Carrboro, VSMatrixsproeier
Indium tinHudson Surface Technology,PL-IF-000010-P25Biedt een geleidend oppervlak voor MALDI-beeldvorming
MALDI-ionisatiebronSpectroglyph LLC, VSdubbele ionisatietrechterinterface
MethanolFisher Scientific (Waltham, MA, VS)67-56-1HPLC-kwaliteit
oxide (ITO) geleidend–gecoate glazen  New York, Verenigde Staten
VarkensgelatineSigma-Aldrich (St. Louis, MIA)G1890Poedervorm van varkenshuid
Q-Exactive massaspectrometerThermo Fisher Scientific, Massachusetts, VSHogeresolutie massaspectrometrie
SCiLS Lab software versie 2024a Pro voor het verwerken van de gegevens 
WaterFisher Scientific (Waltham, MA, VS)W6500HPLC-kwaliteit
(Waltham, MA, VS)

Referenties

  1. Sasai, Y. Next-generation regenerative medicine: Organogenesis from stem cells in 3D culture. Cell Stem Cell. 12 (5), 520-530 (2013).
  2. Clevers, H. Modeling development and disease with organoids. Cell. 165 (7), 1586-1597 (2016).
  3. Takebe, T., Wells, J. M. Organoids by design. Science. 364 (6444), 956-959 (2019).
  4. Sandoval, S. O., et al. Rigor and reproducibility in human brain organoid research: Where we are and where we need to go. Stem Cell Rep. 19 (6), 796-816 (2024).
  5. Dei-Ampeh, A. K., Shah, M., Cappuccio, G., Young, D. W., Maletic-Savatic, M. Human models as new tools for drug development and precision medicine. Phenotyping of Human iPSC-derived Neurons. , 155-171 (2023).
  6. Choi, W. T., et al. Metabolomics of mammalian brain reveals regional differences. BMC Sys Bio. 12 (S8), 127(2018).
  7. Kandel, P., et al. Oleic acid is an endogenous ligand of TLX/NR2E1 that triggers hippocampal neurogenesis. PNAS. 119 (13), e2023784119(2022).
  8. Tang, C., et al. Analytical platforms and techniques to study stem cell metabolism. Methods Mol Biol. 1842, 265-281 (2018).
  9. Chen, K., Baluya, D., Tosun, M., Li, F., Maletic-Savatic, M. Imaging mass spectrometry: A new tool to assess molecular underpinnings of neurodegeneration. Metabolites. 9 (7), 135(2019).
  10. Zhang, H., et al. Mass spectrometry imaging for spatially resolved multi-omics molecular mapping. NPJ Imaging. 2 (1), (2024).
  11. Spruill, M. L., Maletic-Savatic, M., Martin, H., Li, F., Liu, X. Spatial analysis of drug absorption, distribution, metabolism, and toxicology using mass spectrometry imaging. Biochem Pharmacol. 201, 115080(2022).
  12. Sekera, E. R., Akkaya-Colak, K. B., Lopez, A., Mihaylova, M. M., Hummon, A. B. Mass spectrometry imaging and histology for the analysis of budding intestinal organoids. Anal Chem. 96 (10), 4251-4258 (2024).
  13. Wang, Y., Hummon, A. B. MS imaging of multicellular tumor spheroids and organoids as an emerging tool for personalized medicine and drug discovery. J Biol Chem. 297 (4), 101139(2021).
  14. Bakker, B., et al. Preparing ductal epithelial organoids for high-spatial-resolution molecular profiling using mass spectrometry imaging. Nat Protoc. 17 (4), 962-979 (2022).
  15. Cappuccio, G., Khalil, S. M., Osenberg, S., Li, F., Maletic-Savatic, M. Mass spectrometry imaging as an emerging tool for studying metabolism in human brain organoids. Front Molecular Biosci. 10, 1181965(2023).
  16. Khalil, S. M., et al. MALDI Imaging mass spectrometry visualizes the distribution of antidepressant duloxetine and its major metabolites in mouse brain, liver, kidney, and spleen tissues. Drug Metab Dispos. 52 (7), 673(2024).
  17. Swales, J. G., Hamm, G., Clench, M. R., Goodwin, R. J. A. Mass spectrometry imaging and its application in pharmaceutical research and development: A concise review. Int J Mass Spectrom. 437, 99-112 (2019).
  18. Müller, W. H., Verdin, A., De Pauw, E., Malherbe, C., Eppe, G. Surface-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging: A review. Mass Spectrom Rev. 41 (3), 373-420 (2022).
  19. Langridge, J. I., Claude, E. Matrix-assisted laser desorption and desorption electrospray ionization mass spectrometry coupled to ion mobility. Methods Mol Biol. 2084, 245-265 (2020).
  20. Khalil, S. M., Römpp, A., Pretzel, J., Becker, K., Spengler, B. Phospholipid topography of whole-body sections of the Anopheles stephensi mosquito, characterized by high-resolution atmospheric-pressure scanning microprobe matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging. Anal Chem. 87 (22), 11309-11316 (2015).
  21. Khalil, S. M., Sprenger, R. R., Hermansson, M., Ejsing, C. S. DDA-imaging with structural identification of lipid molecules on an Orbitrap Velos Pro mass spectrometer. J Mass Spectrom. 57 (9), e4882(2022).
  22. Bender, K. J., et al. Sample preparation method for MALDI mass spectrometry imaging of fresh-frozen spines. Anal Chem. 95 (47), 17337-17346 (2023).
  23. Paşca, A. M., et al. Functional cortical neurons and astrocytes from human pluripotent stem cells in 3D culture. Nat Methods. 12 (7), 671-678 (2015).
  24. Qian, X., Song, H., Ming, G. Brain organoids: Advances, applications and challenges. Development. 146 (8), dev166074(2019).
  25. Ferguson, C. N., Fowler, J. W. M., Waxer, J. F., Gatti, R. A., Loo, J. A. Mass spectrometry-based tissue imaging of small molecules. Adv Mass Spectrom Biomed Res. 806, 283-299 (2014).
  26. Wang, J., et al. MALDI-TOF MS imaging of metabolites with a N -(1-Naphthyl) Ethylenediamine Dihydrochloride matrix and its application to colorectal cancer liver metastasis. Anal Chem. 87 (1), 422-430 (2015).

Herprints en machtigingen

Tags

Massaspectrometrie-beeldvormingmetabolietenmappingMALDI MSImonstervoorbereidingcryosectieruimtelijke metabolomicsmenselijke hersenontwikkelingmetabole profilering
Moleculaire beeldvorming van organoïden van het menselijk brein met behulp van massaspectrometrie
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.