MASS SPECTROMETRY IMAGING STUDY OF LIPID METABOLITES IN THE ADULT MOUSE TESTIS

Význam tématu

Lipidové metabolity ve varleti hrají klíčovou roli při spermatogenezi, energetickém metabolismu a celkové funkci reprodukčního systému. Prostorová analýza jejich distribuce umožňuje odhalit heterogenitu buněčných populací a stadia zrání semenných tubulů, což je zásadní pro studium plodnosti a patologických stavů.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl komplexně charakterizovat lokální rozložení různých tříd lipidů v dospělém myším varleti. Autoři využívají multimodální přístup kombinující MALDI-MSI a DESI-MSI, aby porovnali výhody obou ionizačních režimů, zkoumali rozdíly mezi buněčnými oblastmi a optimalizovali prostorové rozlišení.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: Kryostatické řezy myšího varlete, nanesené na mikroskopická sklíčka, uchované při –80 °C.
• MALDI-MSI: Spektrometr SYNAPT HDMS G2-Si (Waters) s Nd:YAG laserem (355 nm), matrix α-CHCA (pozitivní mód) a 9-AA (negativní mód), m/z 100–1200, pixel 30 µm.
• DESI-MSI: Spektrometr Xevo G2-XS Q-ToF (Waters), rozprašovač 98 % MeOH/2 % H₂O, pozitivní i negativní mód, pixelové rozlišení 25 a 50 µm.
• Data processing: Software HDI a MassLynx pro vizualizaci, EZ Info (PCA, OPLS-DA) a MetaboAnalyst pro statistické analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse

• Negativní MALDI: Výrazná lokalizace seminolipidů (m/z 795, 809, 821, 823) v semenných kanálcích; PI lipidy bohaté v Leydigových buňkách a krevních cévách.
• Pozitivní MALDI: Rozdílné profily fosfatidylcholinů (PC) mezi Sertoli/ranými zárodečnými buňkami (PC 34:1, 34:2, 36:4), zrálými germinálními buňkami (PC 38:5, 38:6) a Leydig/cévními buňkami (PC 36:1, 36:2, 38:4).
• DESI: Doplnění MALDI detekcí triglyceridů nad m/z 900, s lepší strukturální definicí při 25 µm pixelu oproti 50 µm.
• Statistická analýza (PCA, OPLS-DA) jasně rozlišila tři buněčné regiony podle intenzity klíčových iontů.

Přínosy a praktické využití metody

• Prostorové mapování lipidu v heterogenních tkáních usnadňuje identifikaci biomarkerů stadia zrání.
• Podpora histologické diagnostiky a hodnocení reprodukční toxicity.
• Možnost aplikace v QA/QC průmyslové analýzy a výzkumu plodnosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Zvýšení prostorového rozlišení (<10 µm) a 3D MSI pro detailní mapování.
• Integrace s dalšími zobrazovacími metodami (mikroskopie, imunohistochemie).
• Kvantifikace lipidů a spojení s metabolomickými daty pro modelování buněčného metabolismu.

Závěr

Komplementární použití MALDI- a DESI-MSI odhalilo rozdílné lipidové profily v jednotlivých buněčných zónách myšího varlete. Výsledky potvrzují, že lipidové signatury lze využít k určení stadia zrání semenných tubulů a k hlubšímu pochopení reprodukčních mechanismů.

Reference

1. Rodemer C et al. Human Molecular Genetics. 12:1881–1885.
2. Vos JP et al. Biochimica et Biophysica Acta. 1211:1250–149.
3. Siangcham T et al. PLoS ONE. 10(3):e0120412.
4. Ishizuka I et al. Journal of Biochemistry. 73(1):77–87 (1973).
5. Goto-Inoue N et al. Glycobiology. 19(9):950–957 (2009).