用于药物分布、毒性和组织分类研究的靶向解吸电喷雾电离质谱成像
文章导读
质谱成像 (Mass Spectrometry Imaging, MSI) 技术在药物研发中的应用越来越多，该技术可以用于探测有关组织整体状态的广泛信息，并且，这些信息可以进一步被利用以了解潜在的生化相互作用。研究表明，通过将解吸电喷雾电离 (Desorption Electrospray Ionization, DESI) 耦合到多重监测模式 (Multiple Reaction Monitoring, MRM) 模式下，可以筛查尿液中的非法药物和定量血浆中的药物，且数据敏感度很高，是极具前景的技术平台。然而，DESI-TQ (Triple Quadrpole，三重四极杆) 设置对扫描速度、数据质量、参数优化以及药物成像以外的应用的影响尚未得到探讨。
因此，来自伦敦帝国理工学院的Zoltan Takats教授团队在 Metabolites 期刊上发表了文章，详细论证了在TQ上执行的DESI对于一般MSI分析的适用性。该方法对于阐明组织切片中的药物分布，监测毒理学研究中的相关生化途径，以及稳健的组织分类和肿瘤边缘的确定具有重要意义。
质谱用于药物分布、毒性和组织分类研究的机理图
研究过程与结果
作者在文中分别研究了靶向解吸电喷雾电离质谱成像技术在药物分布、毒性和组织分类研究的应用。结果表明，提供非目标信息的高分辨率质谱仪非常适合收集生理、疾病和基础研究方面丰富信息的调查研究设计。利用这些知识并结合体内诊断认证的TQ质谱仪 (TQ通常用于临床筛查) 的采集速度、仪器稳健性和生成的数据文件体积小，使得所提供的DESI-TQ设置非常适合具有高样本吞吐量的大规模成像研究，从而实现经济高效的数据采集、存储和处理。目前，非靶向数据主要用于获得对分析组织的生物学见解，但它们也可用于识别适合在高通量成像应用中使用的代谢物。
对数据进行单变量分析可以识别对活检中常见的不同组织类型具有最高预测价值的代谢物。随后可以在MS/MS实验中识别具有最高重要性的主要特征，并使用碎片模式来生成MRM表，以便在DESI-TQ设置上进行常规成像实验。由于TQ数据仅限于最具辨别力的代谢物，因此可以建立自动数据处理管道以进行常规分析。这些优点为设想半自动或全自动设置加载准备好的载玻片、执行MSI分析、对载玻片进行染色以进行组织学评估以及将光学扫描与MSI的组织分类结果一起呈现的潜力，从而允许MSI引导的组织病理学组织的评估。MSI数据的指导将为病理学家提供对组织代谢异质性以及组织学染色组织切片的额外见解，以便更轻松地解释和识别具有复杂组织学的组织区域，减少工作量，从而进一步提高样本通量。
靶向解吸电喷雾电离质谱成像技术在药物分布的应用数据结果。
靶向解吸电喷雾电离质谱成像技术在毒性分析的应用数据结果。
研究总结
本文详细研究了靶向解吸电喷雾电离质谱成像技术用于药物分布、毒性和组织分类研究的应用，建立了靶向解吸电喷雾电离质谱成像分析平台，该技术有利于药物开发过程中候选药物选择的一线体内筛选，以评估化合物特性，例如目标参与或血脑屏障渗透性，并帮助选择最有希望的候选药物以进行进一步优化。然后，可以有效地利用基于高质量分辨分析仪技术的低通量成像方式，以非针对性的方式深入研究药效或毒动力学效应。此外，预定义的面板可以在具有高样品通量要求的设置中优先利用该技术平台设置，从而可以将工作负载从更昂贵的扫描仪器平台转移到灵敏、强大且快速的高通量成像平台。
原文出自 Metabolites 期刊
Dannhorn, A.; Doria, M.L.; McKenzie, J.; Inglese, P.; Swales, J.G.; Hamm, G.; Strittmatter, N.; Maglennon, G.; Ghaem-Maghami, S.; Goodwin, R.J.A.; et al. Targeted Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging for Drug Distribution, Toxicity, and Tissue Classification Studies. Metabolites 2023, 13, 377. 10.3390/metabo13030377
主编：Markus R. Meyer, Saarland University, Germany
期刊内容涵盖代谢组学、代谢生物化学、计算和系统生物学、生物技术和医学领域相关的代谢物以及代谢方面的研究。
2022 Impact Factor: 4.1
2022 CiteScore: 5.3
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