MALDI Mass Spectrometry Imaging Reveals Distinct Spatio-Molecular Phospholipid Distributions in Mouse Lungs
Aplikace | 2020 | BrukerInstrumentace
Prostorové rozložení jednotlivých lipidů je klíčové pro pochopení patofyziologie onemocnění, jako jsou astma, plicní fibróza, infekce či metastáze.
Autoři využili pozitronní i negativní ionizaci a on-tissue MS/MS k identifikaci a lokalizaci molekul fosfatidylinositolu, fosfatidylglycerolu, fosfatidové kyseliny a fosfatidylcholinů.
Instrumentace:
Segmentační analýza automaticky rozlišila anatomické oblasti, jako bronchioly, alveoly, svalovou tkáň a cévy, na základě lipidových profilů.
Negativní režim a on-tissue MS/MS identifikovaly fosfatidylinositoly, fosfatidylglyceroly a fosfatidové kyseliny s odlišnými prostorovými distribucemi.
MS/MS imaging prekurzorového iontu m/z 857,6 rozlišilo čtyři izomerické PIs s unikátními fragmentačními vzory a specifickou lokalizací.
Vývoj 3D MALDI-MSI pro objemovou anatomickou vizualizaci.
Kvantitativní přístupy a multimodální zobrazování spojující MSI s dalšími zobrazovacími metodami.
Metoda umožňuje vysoko prostorově rozlišenou lokalizaci a identifikaci fosfolipidů, což otevírá nové možnosti výzkumu patofyziologie plicních onemocnění.
MALDI, MS Imaging, LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceBruker
Souhrn
Význam tématu
V biologii plic mají fosfolipidy zásadní roli ve strukturální stabilitě a funkci plicního epitelu a v regulačních procesech při plicních onemocněních.Prostorové rozložení jednotlivých lipidů je klíčové pro pochopení patofyziologie onemocnění, jako jsou astma, plicní fibróza, infekce či metastáze.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout metodu pro zachování třírozměrné struktury myších plic a aplikovat MALDI-MSI pro detailní mapování rozdělení fosfolipidů v plicní tkáni.Autoři využili pozitronní i negativní ionizaci a on-tissue MS/MS k identifikaci a lokalizaci molekul fosfatidylinositolu, fosfatidylglycerolu, fosfatidové kyseliny a fosfatidylcholinů.
Použitá metodika a instrumentace
Příprava vzorku:- Naplnění myších plic 2% želatinou, rychlé zmrazení v kapalném dusíku a řezání na 10 μm řezy na ITO podložkách.
- Aplikace matrice 2,5-dihydroxybenzoové kyseliny (DHB) pro pozitivní ionty a 1,5-diaminonaftalenu (1,5-DAN) pro negativní ionty pomocí HTX TM sprayeru.
Instrumentace:
- Spektrometr Bruker rapifleX MALDI TOF/TOF.
- Analýza dat v softwaru flexImaging a SCiLS Lab pro prostorovou segmentaci a statistiku.
Hlavní výsledky a diskuse
Pozitivní ionizace odhalila lokalizaci fosfatidylcholinů PC(32:0) v okolí alveol, PC(34:2) v bronchiálních strukturách a hemu v centrálních cévách plic.Segmentační analýza automaticky rozlišila anatomické oblasti, jako bronchioly, alveoly, svalovou tkáň a cévy, na základě lipidových profilů.
Negativní režim a on-tissue MS/MS identifikovaly fosfatidylinositoly, fosfatidylglyceroly a fosfatidové kyseliny s odlišnými prostorovými distribucemi.
MS/MS imaging prekurzorového iontu m/z 857,6 rozlišilo čtyři izomerické PIs s unikátními fragmentačními vzory a specifickou lokalizací.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoké prostorové rozlišení lipidových map plicní tkáně.
- Možnost rozlišit izobarické lipidy a přesně je lokalizovat v anatomických strukturách.
- Segmentační software podporuje automatizované rozdělení tkáně dle biochemického složení.
- Uplatnění v základním výzkumu i studiích plicních onemocnění.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšíření aplikace na modely plicních onemocnění, jako je tuberkulóza, astma, plicní fibróza a metastatický nádor.Vývoj 3D MALDI-MSI pro objemovou anatomickou vizualizaci.
Kvantitativní přístupy a multimodální zobrazování spojující MSI s dalšími zobrazovacími metodami.
Závěr
MALDI-MSI v kombinaci s on-tissue MS/MS představuje výkonný nástroj pro detailní mapování plicního lipidomu.Metoda umožňuje vysoko prostorově rozlišenou lokalizaci a identifikaci fosfolipidů, což otevírá nové možnosti výzkumu patofyziologie plicních onemocnění.
Reference
- Scott AJ, Chandler CE, Ellis SR, Heeren RMA, Ernst RK. Maintenance of deep lung architecture and automated airway segmentation for 3D mass spectrometry imaging. Scientific Reports. 2019;9:20160.
- Fahy E, Sud M, Cotter D, Subramaniam S. LIPID MAPS online tools for lipid research. Nucleic Acids Research. 2007;35:W606–12.
Podobná PDF
CCS-aware SpatialOMx® enables highly confident and automatic lipid annotations with regiospecific context
2021|Bruker|Aplikace
Intensity (arb. unit) 132% 0% 100% PS 38:1 m/z 816.5747 ± 0.0122 1/K0 1.433 ± 0.01 Intensity (arb. unit) Mobility [1/K0] 136% 0% 100% PE 20:1_22:6 m/z 816.5517 ± 0.0122 1/K0 1.404 ± 0.01 m/z 1 mm CCS-aware SpatialOMx® enables…
Klíčová slova
ccs, ccsmaldi, maldispatialomx, spatialomximaging, imagingaware, awareannotation, annotationmobility, mobilityannotated, annotatedtims, timsannotations, annotationspasef, pasefbucket, bucketlipid, lipidsegmentation, segmentationlipids
High-performance MALDI imaging analysis of on-tissue digested proteins in mammalian FFPE tissues using the Bruker rapifleX MALDI-TOF/TOF
2017|Bruker|Aplikace
25 YEARS MALDI High-performance MALDI imaging analysis of on-tissue digested proteins in mammalian FFPE tissues using the Bruker rapifleX MALDI-TOF/TOF In this application note, we describe a workflow for MALDI Mass Spectrometry Imaging (MSI) of proteins from a variety of…
Klíčová slova
tissue, tissueffpe, ffpemaldi, maldiimage, imageimaging, imagingsegmentation, segmentationpeptides, peptidestof, tofrapiflex, rapiflexparaffin, paraffinsections, sectionsbruker, brukerscils, scilsstained, stainedwere
Lipid Visualization and Identification Through Collisional Cross Section Aided Correlation of MS Imaging and Ex Situ MS Data for MS-MS Identification
2015|Waters|Technické články
Lipid Visualization and Identification Through Collisional Cross Section Aided Correlation of MS Imaging and Ex Situ MS Data for MS-MS Identification Mark Towers and Emmanuelle Claude Waters Corporation, Wilmslow, UK G OA L CCS areas used to compare multiple datasets…
Klíčová slova
imaging, imaginglipid, lipidlipids, lipidsccs, ccslipi, lipietha, ethacollisional, collisionalcan, cansection, sectionisobaric, isobaricareas, areastissue, tissuedata, datacross, crosssitu
High-speed MALDI-TOF/TOF imaging of mouse brain tissue performed on intact proteins and after on-tissue digestion
2017|Bruker|Aplikace
High-speed MALDI-TOF/TOF imaging of mouse brain tissue performed on intact proteins and after on-tissue digestion The unique flexibility of MALDI-TOF/TOF systems facilitates tissue imaging of intact proteins as well as of tryptic peptides resulting from on-tissue digestion. While intact protein…
Klíčová slova
imaging, imagingmaldi, malditissue, tissuetof, tofcerebellum, cerebellumintact, intactcortex, cortexhistones, histonesspatial, spatialproteins, proteinspeptides, peptidesprotein, proteinrapiflex, rapiflexbrain, brainmouse