Захват малые молекулы связь между тканей и клеток с использованием изображений масс-спектрометрия

Imaging масс-спектрометрия (IMS) был оптимизирован для характеризовать пространственное распределение молекулярных компонентов в три широко используемых приложений: фрагменты тканей, сфероидов и микробных колоний^1,2,3. Фрагменты тканей могут использоваться для оценки локализации метаболитов в контексте биологических условий в узле, либо целевых или нецелевого в пределах определенного диапазона массы. Однако различия между молекулярные особенности являются наиболее значительных и очевидно здоровых тканей по сравнению с больными условие, например, опухоль. Этот подход IMS особенно приспособлены для обнаружения болезни биомаркеров, однако, получение образцов тканей на отдельных стадиях прогрессирования заболевания (например, опухоль классы) исключает возможность идентификации сигналов, которые могут быть важны для инициирования болезни. Обмен информацией через пространство является вездесущий особенностью многих биологических систем, и кусочки ткани не может захватить этот динамический химических реле. Один из методов, который способен визуализации химического обмена и распространения является IMS микробной колоний, выращенных на плитах агара; малые молекулы способны распространять через и через агар и может быть захвачен через матрицы с помощью лазерной десорбции/ионизации (MALDI-TOF) масс-спектрометрии⁴. Этот рост установки может использоваться для идентификации молекул, обмениваются дискретных биологических образований (колоний) и также может определить направленность производства метаболит. Платформа, первоначально разработанный для роста микроорганизмов колонии была адаптирована к изучить первичный метаболизм эксплантов ткани, выросло с mammalian клеток, и МСМ была использована для оценки динамического химического обмена в системе экстракорпорального млекопитающих.

В последние несколько лет стало ясно, что высокий класс Серозный рак яичников (HGSOC) часто происходит в маточной трубе эпителия (FTE) и затем метастазирует в яичнике во время ранних заболеваний развития^{5,6, 7 , 8}. Причина, что онкогенной FTE клетки распространились на яичнике, где большие опухоли в конечном итоге формируют и далее метастазировать, в настоящее время непонятно. Предыдущие исследования были направлены на роль яичников белков в первичной метастазирования яичников; Однако недавно было продемонстрировано что переход от здоровой онкогенной ткани приводит к массовым нарушения клеточного метаболизма и изменяет производство малых молекул^9,10,11. Таким образом мы предположили, что малые молекулы, обмениваются ФТЕ и яичника может быть частично отвечает за основной метастазов HGSOC.

С помощью нашего недавно разработанные процедуры IMS, мы определили, что coculture онкогенной FTE и здоровой ткани яичника индуцирует производства норадреналина из яичника. Однако другие типы клеток или нормальные клетки ФТЕ не вызывают этот эффект. Чрезвычайный преимущество этого метода является, что могут быть визуализированы молекулярного производства и обмена сигналами, которые представляют реальных молекул, так что даже в coculture это можно определить источник сигнала. Это преимущество над анализ гомогенизированных образцов, где все пространственная информация теряется. В нашей модели системы мы смогли четко назначить производства норадреналина в яичнике. Норадреналина связано с метастазами и chemoresistance рака яичников, и наши обнаружения этой молекулы проверила, что метод Роман IMS может раскрыть биологически соответствующих молекул^{12,13, 14}. Эта проверка позволяет нам предложить, что это новое применение IMS может быть особенно полезно для исследовательских групп, которые пытаются определить малых молекул в coculture средах и понять раннего события, влияющие ячейки преобразования и метастаз. Общая цель этого метода заключается в том, для выяснения личности и пространственного распределения мелких молекул во время обмена между тканей и органов, представлены в vitro 3D клеточных культур или ex vivo ткани.