成像质谱（IMS）已得到优化，可用于表征三种广泛应用中分子特征的空间分布：组织切片、类球体以及微生物菌落1,2,3。组织切片可用于评估代谢物在宿主特定生物学背景下的定位情况，可针对特定质荷比范围进行靶向或非靶向分析。然而，当将健康组织与疾病状态（例如肿瘤）进行比较时，分子特征之间的差异最为显著且明显。这种IMS方法特别适用于疾病生物标志物的检测；然而，由于疾病进展过程中（如肿瘤分级）的组织样本通常仅在离散阶段获取，因而难以识别可能在疾病起始阶段起重要作用的信号。信息通过空间传递是许多生物系统的普遍特征，而组织切片无法捕捉这种动态的化学信号传递过程。一种能够可视化化学交换与扩散的技术是琼脂平板上培养的微生物菌落的IMS；小分子可在琼脂中扩散并穿过琼脂，进而通过基质辅助激光解吸/电离（MALDI-TOF）质谱进行检测4。该培养体系可用于鉴定不同独立生物实体（菌落）之间交换的分子，并可确定代谢物生成的方向性。最初为微生物菌落生长设计的实验平台已被改造用于研究哺乳动物细胞共培养的组织外植体的初级代谢，同时利用IMS评估体外哺乳动物系统中的动态化学交换过程。

近年来，研究逐渐明确，高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）通常起源于输卵管上皮（FTE），并在疾病早期发展过程中转移至卵巢5,6,7,8。目前尚不清楚为何具有肿瘤发生潜能的FTE细胞会扩散至卵巢，并在该处形成巨大肿瘤，进而发生进一步转移。以往的研究主要关注卵巢蛋白在HGSOC向卵巢原发性转移中的作用；然而，最近的研究表明，组织从正常状态向肿瘤发生状态的转变会导致细胞代谢的严重紊乱，并改变小分子的生成9,10,11。因此，我们提出假设：FTE与卵巢之间交换的小分子可能在HGSOC的原发性转移中起到部分介导作用。

利用我们新开发的成像质谱（IMS）方法，我们发现致瘤性输卵管上皮细胞（FTE）与健康卵巢组织共培养可诱导卵巢产生去甲肾上腺素。然而，其他细胞类型或正常的FTE细胞并未引发这一效应。该方法的一个显著优势在于，能够可视化反映真实分子的信号分子的生成与交换过程，因此即使在共培养体系中，也能明确信号的来源。这一点优于对匀浆样本的分析，后者会丢失所有空间信息。在我们的模型系统中，我们能够清晰地将去甲肾上腺素的产生定位至卵巢组织。已有研究将去甲肾上腺素与卵巢癌的转移及化疗耐药性相关联，而我们对该分子的检测结果证实，这种新型IMS方法能够揭示具有生物学意义的分子12,13,14。这一验证结果使我们提出，该IMS新应用可特别有助于致力于在共培养环境中鉴定小分子、并探究影响细胞转化与转移早期事件的研究团队。该方法的总体目标是阐明组织与器官之间交换过程中小分子的身份及其空间分布，这些组织或器官可由体外（in vitro）三维细胞培养或离体（ex vivo）组织来代表。

我们的实验方案能够绘制细胞与组织间的小分子化学通讯图谱，并已特别应用于探索卵巢癌转移过程中的小分子作用。本技术的主要优势在于能够在维持细胞和组织二维空间完整性的前提下，以无标记的方式检测小分子。该技术使我们能够以非靶向的方式深入探究小分子在卵巢癌转移中的贡献。

这可能会揭示出此前被忽视的新的治疗靶点和通路。该方法可轻松拓展至其他可在琼脂糖中培养的癌症，以及任何空间结构可能对最终细胞表型具有重要意义的其他疾病。确保所有细胞和组分均准备就绪，并在干燥过程中保持耐心，对该实验方案至关重要。

仓促的干燥步骤常常会导致质谱数据质量不佳。由于本方法的样品制备和干燥步骤与通常使用组织或琼脂上微生物的成像质谱实验有显著差异，因此对该方法进行可视化演示有助于理解。首先，在加热板上将琼脂糖加热至 70 摄氏度使其液化。

将八孔隔片置于经 ITO 处理的载玻片上方。通过标准的胰蛋白酶处理，收集 MOE 细胞至 15 毫升锥形管中，离心后加入 1 倍体积的 DMEM 培养基重悬，使细胞浓度达到每 150 微升含 50,000 个细胞，即所需最终密度的两倍。对于未分隔的共培养体系，使用镊子将卵巢组织块添加至四个孔的中央。

铺板前，将200微升细胞悬液与200微升液化琼脂糖分别加入各2毫升离心管中。移液时避免产生气泡。立即向每孔中加入300微升细胞-琼脂糖混合液，并对分隔器持续施加轻柔的向下压力，以确保孔间无泄漏或交叉混合。

确保无气泡产生，且卵巢保持在孔的中央。若移液过程中琼脂糖影响了卵巢的位置，需在琼脂糖冷却前，轻轻使用移液枪头将其调整至中央。随后，将玻片置于37°C、5%二氧化碳的湿润培养箱中孵育。

对于分隔共培养，需从薄而光滑的塑料上切割分隔条，可使用无菌一次性培养基盆的侧壁材料。将其切割至恰好能紧密贴合孔板斜边的宽度。

将八孔分隔器置于经 ITO 处理的载玻片上，并将塑料分隔条斜向插入各孔中。按照之前的方法制备细胞培养物，取 100 微升细胞悬液与 100 微升液化琼脂糖于 2 毫升离心管中混合。立即在分隔器的一侧加入 150 微升细胞-琼脂糖混合液，同时对分隔器保持向下的压力。

让琼脂糖冷却并凝固约一分钟，然后移除分隔器。用镊子将卵巢外植体放置在孔板空半侧的中央。在卵巢上方加入150微升细胞-琼脂糖混合物。

将载玻片置于37摄氏度、5%二氧化碳的湿化培养箱中孵育。四天后，从琼脂糖凝胶块中移除腔室分隔器。用扁平刮铲将琼脂糖凝胶边缘从腔室上分离，并轻轻向上提起腔室。

若有任何琼脂糖凝胶块发生移动，请轻轻调整其位置，确保彼此不接触。将载玻片置于37摄氏度的烘箱中约四小时，并每小时旋转90度，以确保样品受热均匀。载玻片必须完全干燥。

否则，样品可能在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪的高真空环境中发生爆炸。干燥载玻片并监测干燥进程是获得高空间分辨率和高质量质谱数据的最关键步骤。如果出现样品剥落或严重皱缩