Visualizing the Neuropeptide Distribution in the Common Eastern Bumble Bee using trapped ion mobility MALDI Imaging

Význam tématu

Neuropeptidy jsou klíčové pro regulaci mozkových, endokrinních a exokrinních funkcí, jejich prostorová distribuce v tkáni je ale obtížně analyzovatelná. Integrace selektivního odstranění rušivých molekul s iontovou mobilitou výrazně zvyšuje citlivost MALDI zobrazování.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat možnost vizualizace a lokalizace neuropeptidů v mozku čmeláka Bombus impatiens pomocí kombinace MALDI-2 a trappované iontové mobility (TIMS). Výzkum poskytuje detailní mapy distribuce vybraných peptidů a ověřuje metodiku prostřednictvím histologických srovnání.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava 10 µm tkáňových řezů na IntelliSlides
• Sekvenční ethanoly 70 % a 95 % k odstranění lipidů a soli
• Nástřik matrice α-cyano-4-hydroxycinnamic acid pomocí HTX M5 sprayer
• MALDI-2 zobrazování na timsTOF fleX s aktivovanou TIMS v pozitivním módu
• Prostorové rozlišení 20 µm, rozsah m/z 800–2500, rampovací čas 100 ms, 150 laserových zásahů/pixel
• Kombinace s histologickým barvením hematoxylin-eosin a analýzou v QuPath

Hlavní výsledky a diskuse

• Distribuce neuropeptidů (tachykinin, allatostatin, SIF, sNPF) odhalila strukturu centrálního těla a houbovitých těl v mozku
• Multiplexní přístup spojil molekulární zobrazování s morfologií tkáně pomocí H&E barvení
• Separace signálů podle kolizního průřezu (CCS) efektivně odstranila rušivé interferenční signály, čímž zajistila přesnou lokalizaci

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší citlivost a specifičnost detekce neuropeptidů in situ
• Schopnost filtrovat rušivé signály z lipidů a solí
• Potenciál v neurochemických studiích, farmacii a behaviorální biologii hmyzu

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodika může být rozšířena na další modelové organismy a různé typy tkání. Integrace s dalšími zobrazovacími přístupy a vylepšená optimalizace CCS parametru pro širší spektum biomolekul otevře nové aplikace v biosciences.

Závěr

Kombinace MALDI-2 zobrazování a trappované iontové mobility na platformě timsTOF fleX umožnila citlivé a přesné mapování neuropeptidů v mozku čmeláka. Oddělení signálů podle CCS zásadně zlepšuje kvalitu prostorových obrazů a rozšiřuje možnosti in situ neurochemické analýzy.

Reference

• Menzel R. The honeybee as a model for understanding the basis of cognition. Nat Rev Neurosci 13, 758–768 (2012).
• Pratavieira M. et al. MALDI imaging analysis of neuropeptides in the Africanized honeybee (Apis mellifera) brain: effect of ontogeny. Journal of Proteome Research 13, 3054–3064 (2014).