【质谱新应用】研究人员用质谱成像监视早期卵巢癌

全球每年有超过23万卵巢癌新发病例，死亡人数达15万。中国每年约有5.2万名女性被确诊为卵巢癌，约2.2万人死于卵巢癌，相当于每10分钟就有一人被确诊，每20分钟就有一人因其死亡。由于早期症状不明显，病人很难察觉。当卵巢癌在病人身上被发现时，这种疾病往往进展得惊人，常常是发现肚子变大了，有腹水时才会就医，而这时往往已是中晚期，这也是为什么科学家们希望更好地了解卵巢癌是如何开始的以及它是如何扩散的。一项新的研究利用质谱成像( MSI )通过暴露卵巢癌的早期化学驱动因素来做到了这一点。

高级别浆液性卵巢癌是卵巢癌患者死亡的主要原因，其分子病理与输卵管上皮细胞相近，大部分浆液性卵巢癌的起源与输卵管有关。伊利诺伊大学教授Joanna E. Burdette想知道输卵管中的癌细胞和卵巢细胞之间是否存在某种早期交流。幸运的是，Burdette的同事Laura M. Sanchez专门追踪在MSI细胞间穿梭的小信使分子。她用质谱图像揭示了分子在三维组织培养中的位置和质荷比，创建了“生物样品的分子图”。

研究人员利用质谱成像法，可视化了小鼠卵巢组织周围化学信号的空间分布，以响应八种不同的细胞环境，包括被设计成代表健康输卵管细胞和输卵管衍生的卵巢癌细胞。利用MSI，Sanchez、Burdette和同事设计了一个癌症细胞与小鼠卵巢交流的监视系统。他们从小鼠体内取出卵巢，放入琼脂糖凝胶的孔中，孔中有癌变的小鼠输卵管细胞或正常的输卵管细胞。他们让细胞生长四天，然后干燥每个样品平板，用基质辅助激光解吸电离飞行时间( MALDI-TOF )质谱成像。

将小鼠卵巢置于输卵管癌细胞旁边的琼脂糖凝胶中(上图)

质谱图像显示去甲肾上腺素从卵巢向外扩散(下图)

与健康细胞的孔相比，33个与特定的质荷比相对应的信号在容纳癌细胞的孔中显示得更频繁。一个特别强的信号来自去甲肾上腺素，它既是一种神经递质也是一种含量很小的激素，研究人员发现只有当来自输卵管的癌细胞存在时，去甲肾上腺素的浓度才会显著增加并集中在卵巢周围，但是研究人员还没有一种方法来确定去甲肾上腺素的来源。

为了确定哪些细胞释放了去甲肾上腺素，研究人员将卵巢放在一边，将癌性输卵管细胞放在另一边。四天后，他们发现去甲肾上腺素从卵巢向癌细胞扩散。研究人员怀疑癌细胞以某种方式“劫持“卵巢细胞来诱导外来信息。前四天，来自输卵管癌细胞的初始信号可能会触发去卵巢释放甲肾上腺素信息，使输卵管和卵巢之间的交流发生了变化，癌细胞发生了迁移。

去甲肾上腺素

质谱成像研究表明，随着正常输卵管细胞进化成侵袭性细胞，特别是当它们靠近卵巢时,输卵管和卵巢之间的联系会发生变化，影响生殖组织之间的正常化学信号传递，癌细胞接管了输卵管和卵巢之间的通讯，刺激卵巢释放小分子激素去甲肾上腺素，创造了更有利于其生长的环境，去甲肾上腺素水平的增加导致癌细胞从输卵管迁移到卵巢。