近年來，基于質(zhì)譜成像的空間代謝組學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究，如疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制、疾病原位標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)、新藥研發(fā)等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。賽默飛始終站在空間代謝組學(xué)技術(shù)的前沿，憑借卓越的創(chuàng)新能力，潛心打造的AFADESI-Orbitrap空間代謝組學(xué)解決方案在該領(lǐng)域贏得了國內(nèi)外學(xué)者青睞，研究成果頻頻亮相國際知名期刊。下面讓我們深入了解國內(nèi)學(xué)者如何利用AFADESI-Orbitrap技術(shù)探究癌癥代謝科學(xué)問題。
癌癥代謝機(jī)制研究
揭示胃癌腫瘤代謝重編程及交互作用研究
2023年5月，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所賀玖明團(tuán)隊(duì)在 Nature Communication發(fā)表了題為“Spatially resolved multi-omics highlights cell-specific metabolic remodeling and interactions in gasric cancer”[1]的文章。研究人員使用基于AFADESI-Orbitrap的空間代謝組、空間脂質(zhì)組以及空間轉(zhuǎn)錄組分別對(duì)人胃癌組織的代謝物、脂質(zhì)及基因表達(dá)改變進(jìn)行了研究。從代謝物、脂質(zhì)及基因表達(dá)的三個(gè)角度，揭示了胃癌樣本異質(zhì)性以及胃癌組織的代謝重編程。為理解腫瘤的代謝機(jī)制提供了新視角，同時(shí)也為癌癥的精準(zhǔn)治療提供了潛在的靶點(diǎn)。
圖1 空間分辨多組學(xué)揭示了胃癌的瘤內(nèi)異質(zhì)性
作者深入探究了腫瘤與其鄰近組織的空間轉(zhuǎn)錄組圖譜，并在腫瘤與正常組織交界處識(shí)別出一個(gè)特殊的‘界面’區(qū)域。利用AFADESI-Orbitrap質(zhì)譜成像空間代謝組技術(shù)進(jìn)行分析，揭示了脂肪酸(FAs)在腫瘤的能量代謝和信號(hào)傳導(dǎo)中扮演的關(guān)鍵角色。特別地，在腫瘤邊界的免疫和炎癥區(qū)域，觀察到長鏈不飽和脂肪酸的水平顯著升高。這些特定的脂肪酸很可能是通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能和促進(jìn)炎癥介質(zhì)的合成，對(duì)腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生影響。
揭示“下游代謝物與上游代謝酶關(guān)聯(lián)”的癌癥相關(guān)代謝變化
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所再帕爾 · 阿不力孜團(tuán)隊(duì)在PNAS期刊發(fā)表的題為“Spatially resolved metabolomics to discover tumor-associated metabolic alterations”[2]的研究論文，采用AFADESI-Orbitrap質(zhì)譜成像技術(shù)，建立了空間分辨代謝組學(xué)方法，從具有復(fù)雜異質(zhì)性的腫瘤組織中獲取代謝組及其空間原位分布信息，并提出一種“下游代謝物與上游代謝酶關(guān)聯(lián)” 的研究策略來表征腫瘤代謝改變。結(jié)合免疫組化分析驗(yàn)證，從代謝物和代謝酶兩個(gè)層次和組織原位深入探究食管癌的代謝改變，發(fā)現(xiàn)并可視化表征了食管癌異常的代謝通路及其代謝酶。
圖2 空間分辨代謝組學(xué)研究策略發(fā)現(xiàn)腫瘤代謝變化
基于AFADESI+Orbitrap方案的高靈敏性，作者發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了6個(gè)在食管癌中異常表達(dá)的代謝酶，其中吡咯-5-羧酸還原酶2和尿苷磷酸化酶1被首次發(fā)現(xiàn)在食管癌中異常改變。研究結(jié)果表明脯氨酸生物合成、谷氨酸代謝、尿苷代謝、組氨酸代謝、脂肪酸合成和多胺生物合成等代謝通路在食管癌組織中發(fā)生了顯著變化。這些癌癥代謝相關(guān)信息有助于增加對(duì)癌癥代謝重編程的理解。
AFADESI-Oribtrap讓精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)更精準(zhǔn)、更高效
上述癌癥研究的文獻(xiàn)中，采用了以空間代謝組學(xué)為核心的多組學(xué)方法，可以更全面地理解腫瘤及其微環(huán)境的代謝重編程與免疫互作，這也得益于質(zhì)譜成像空間代謝組學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用領(lǐng)域突破。近年來，AFADESI質(zhì)譜成像設(shè)備在自動(dòng)化、高通量、大視野、高空間分辨率等技術(shù)性能方面不斷升級(jí)，在軟件上，代謝物智能注釋、多樣本協(xié)同、藥物精準(zhǔn)定量和3D可視化等數(shù)據(jù)處理功能推陳出新，以及搭載的Orbitrap新系列高分辨質(zhì)譜儀不斷推出，AFADESI-Orbitrap解決方案展示了*的應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了整體動(dòng)物或組織微區(qū)中外源藥物和上千內(nèi)源代謝物無需標(biāo)記同時(shí)成像、腦代謝網(wǎng)絡(luò)成像、空間代謝流分析等，成為腫瘤精準(zhǔn)診治轉(zhuǎn)化研究和新藥時(shí)空代謝全景研究強(qiáng)有力的科研平臺(tái)。
現(xiàn)在，就讓我們一鍵探秘AFADESI-Orbitrap空間代謝組學(xué)解決方案，近距離體驗(yàn)賽默飛空間代謝組學(xué)技術(shù)如何賦能醫(yī)學(xué)研究及更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域！
AFADESI-Orbitrap空間代謝組學(xué)解決方案
AFADESI-Orbitrap五大技術(shù)亮點(diǎn)
1 高靈敏、高覆蓋：靈敏度達(dá)皮克水平，覆蓋超1500個(gè)代謝物
2 寬動(dòng)態(tài)范圍：≥3個(gè)數(shù)量級(jí)，真實(shí)呈現(xiàn)分布差異
3 全自動(dòng)化：放置8載玻片×9樣品，自動(dòng)識(shí)別掃描區(qū)間，7×24h無人值守自動(dòng)分析
4 高重復(fù)性、高可靠性：Orbitrap超高分辨率和高質(zhì)量軸穩(wěn)定性，無需實(shí)時(shí)校正，無懼基質(zhì)干擾，結(jié)果真實(shí)可靠
5 多模塊可選：標(biāo)準(zhǔn)8載玻片載物臺(tái)，整體動(dòng)物載物臺(tái)，低溫樣品載物臺(tái)，96、384或1536高通量載物臺(tái)
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參考文獻(xiàn)：
[1] Sun CheL, Wang AQ, He JM，et al. Spatially resolved multi-omics highlights cell- specific metabolic remodeling and interactions in gasric cancer.Nature Communication.2023.
[2] Sun CheL, Li TG, Zeper Abliza, et al. Spatially resolved metabolomics to discover tumor-associated metabolic alterations. PNAS,2019:116,52-57.
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