Модели органоидов, полученные из первичных тканевых стволовых клеток, эмбриональных стволовых клеток или индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК)1,2,3, продвинули вперед исследования в области биологии человека, предложив трехмерные модели, которые точно имитируют функции, специфичные для органов, помогая в изучении развития человека, механизмов заболеваний и разработки лекарств 4,5. В этом контексте разгадка сложностей органоидов мозга имеет решающее значение для понимания как физиологического, так и патологического развития мозга 6,7, что требует таких технологий, как масс-спектрометрическая визуализация (MSI)8,9. MSI, в отличие от традиционной масс-спектрометрии, позволяет напрямую картировать без меток сотни и тысячи биомолекул в пределах одного участка ткани, обеспечивая подробное представление о пространственном распределении молекул, таких как липиды, пептиды, аминокислоты, лекарства и их метаболиты, без необходимости использования специальных молекулярных зондов10,11. Кроме того, молекулярные изображения MSI могут быть совместно зарегистрированы на гистологическом и иммуноокрашенном срезах, что дает полное представление о морфологии тканей, клеточной специфичности и молекулярном составе.
MSI имеет значительные перспективы для исследований органоидов, предлагая понимание молекулярной основы заболеваний, генетических и фенотипических отношений и реакции на стимулы окружающей среды 12,13,14,15. В фармацевтической промышленности MSI облегчает анализ абсорбции, распределения, метаболизма и элиминации лекарственных средств в доклинических моделях11,16. Кроме того, он помогает в разложении их биотрансформированных метаболитов, которые могут быть фармакологически активными17.
Среди методов MSI преобладают матричная лазерная десорбция/ионизация (MALDI), десорбционная электрораспыление ионизации (DESI) и масс-спектрометрия вторичных ионов (SIMS) 9,18,19,20,21. Из них MALDI-MSI выделяется своей универсальностью, широким диапазоном масс, возможностями прямого анализа и совместимостью с различными тканеспецифическими химическими соединениями22. Однако, несмотря на свой потенциал, применение MALDI-MSI в исследованиях органоидов мозга остается недостаточно изученным. Чтобы восполнить этот пробел, был введен специализированный протокол анализа органоидов головного мозга с высоким разрешением MALDI-MSI (HR-MALDI-MSI) для оптимизации сохранности тканей, выбора матрицы и условий визуализации, обеспечивая надежное получение высококачественных данных. Этот подробный протокол демонстрирует возможности HR-MALDI-MSI, чтобы предоставить исследователям дополнительный арсенал для использования мощи этой технологии для изучения метаболического ландшафта органоидов с беспрецедентной детализацией.