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MALDI引导的空间定位组学--对肿瘤亚细胞群的深度蛋白组分析

发布时间: 2020-03-24 14:39 来源:布鲁克(北京)科技有限公司-质谱仪器

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  MALDI Guided SpatialOMx,即基于质谱成像定位的空间多组学分析,完美的将MALDI成像技术和传统LC-MS/MS组学流程结合在了一起,它的特点是利用了MALDI成像技术能在分子原位对生物分子进行定位的特点,在生物组织的内部锁定目标微区(ROI,Region of Interests),在对该目标微区实施激光微切割(LCM,laser capture microdissection)后,进行LC-MS/MS组学分析,从而实现了深度的蛋白组信息挖掘。

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  马斯特里赫特多模型分子成像研究所(Maastricht MultiModal Molecular Imaging institute)质谱成像部主任,荷兰马斯特里赫特大学(Maastricht University)

  Ron M.A. Heeren教授的实验室侧重于分子成像技术研究和与临床相结合的应用开发,发表了超过200篇科研论文,他的H因子(H-index)高达到38。

  Ron M.A. Heeren教授实验室利用空间定位组学工作流程,对来自于乳腺癌患者的肿瘤组织,进行了蛋白质分子特征的深度研究。

  在对组织切片进行化学基质喷涂之后,利用布鲁克timsTOF fleX质谱系统,针对脂质成分进行成像数据采集。在洗去基质之后,对该组织切片实施H&E染色得到如图1所示的染色结果,用于后续的病理学评估和目标微区ROI的锁定。

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  MALDI成像数据经过布鲁克成像软件SCiLS Lab 2019c的聚类分析,结合对肿瘤区域的病理学标注,确定了三个肿瘤亚细胞群的目标微区ROI,即图1中的Segment 1-3。先由MatLab R2018a软件对上述的微区数据进行初步的处理和优化,然后导入Leica LMD7000中,分别对三个目标微区ROI实施了激光微切割。将所获得的细胞簇(约2000个细胞)分别进行还原、烷基化、酶切,再经过布鲁克nanoElute液相系统分离,最后进入布鲁克timsTOF fleX质谱仪,在PASEF模式下进行了一级质谱和二级质谱的数据采集。所获得的数据被导入到PEAKS X中进行数据库检索,最后将检索结果用基因肿瘤学软件PANTHER V.13.1进行分析。

  实验结果表明,三个肿瘤亚细胞群表现出不同的蛋白组学特征:肿瘤亚细胞群1和2的“生物调控”和“发展进程”呈现为明显的低表达,而肿瘤亚细胞群3的“细胞组织”呈现了明显的高表达。

  布鲁克timsTOF fleX质谱仪同时具备MALDI成像功能和LC-MS/MS组学分析功能,成功地实现了空间定位组学工作流程中的关键步骤。与传统组学的“整体匀浆方法”相比,空间定位组学充分地考虑到乳腺癌组织中不同的肿瘤亚细胞群之间的差异性,并分别对各个肿瘤亚细胞群体进行了有针对性的、深度的蛋白组分析。以上的众多优点使得空间定位组学为精准地揭示乳腺癌的致病机理奠定了坚实的基础。

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