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课题组在Talanta发表“黑色素细胞痣质谱成像研究”论文
发布时间:2021-04-10

黑素细胞痣作为一种最常见的良性皮肤肿瘤,其发病机制并不是很清楚。黑素细胞痣有一定的风险发展成为恶性黑素细胞瘤。当前,临床和病理分析仍然是黑素细胞痣诊断的金标准。然而,病理诊断过程需要对样品进行切除-冰冻切片-H&E-镜检-再次切除等过程直到将含有黑色素的组织完全切除干净,整个过程相对繁琐耗时,同时诊断的结果在很大程度上取决于外科医生的技能和经验,存在一定的主观性。为了提供一种检测黑素细胞痣的分子学方法并寻找和黑素细胞痣密切相关的生物标志物,全面系统的对黑素细胞痣中内源性化合物进行可视化的分析显得尤为重要。

质谱成像是近年来新兴的一种分子影像技术,通过将质谱扫描和可视化软件相结合研究生物组织中多种分子的位置信息和含量变化。质谱成像技术因其无需标记和修饰、前处理简单、可同时分析组织中多种化合物、空间分辨率较高等优势在临床诊断、蛋白质和代谢组学、药物代谢、病理学、生物学和医学以及环境与食品等诸多领域得到广泛应用。

近日,安徽医科大学第二附属医院皮肤科的吕永梅与本课题组合作,在黑素细胞痣的研究中取得新的进展,相关研究成果以“Cholesterol was identifed as a biomarker in human melanocytic nevi using DESI and DESI/PI mass spectrometry imaging”为题,于2021329日在线发表在期刊Talanta上(DOI: 10.1016/j.talanta.2021.122380)。

    解吸电喷雾电离质谱成像技术(DESI-MSI)可在敞开式环境下直接对复杂样品表面进行可视化分析,但是该方法有两个比较明显的缺点:对待测化合物有电离极性歧视以及分析复杂样品时存在较强的基质抑制效应。光电离分析技术具有软电离特性,灵敏度高,无电离极性歧视和抗基质效应强的优点。在本工作中,将解吸电喷雾电离质谱成像和解吸电喷雾电离/光电离质谱成像(DESI/PI MSI)技术相结合用来可视化分析黑素细胞痣中多种极性和非极性化合物的空间分布。借助这两种互补的质谱成像分析技术,黑素细胞痣样本中多达118种化合物可以被检测到。同时发现某些特异性的脂质可以用来区分痣区域和正常组织,如胆固醇、S1PPEFAsMAGDAG等。多元统计分析(Box-plotT-TestPCA)被用来寻找痣和正常组织中差异性表达的分子,结果发现胆固醇对两种组织的区分起到了至关重要的作用。免疫组织化学(IHC)实验发现黑素细胞痣区域HMGCRTSPO蛋白高表达,这与胆固醇的质谱成像图高度吻合,因此从蛋白质水平上解释了胆固醇在黑素细胞痣中聚集的原因。同时,胆固醇作为黑素细胞痣的生物标志物可以用来对黑素细胞痣进行诊断,我们的结果也为黑素细胞痣的治疗提供了一种新的思路,即通过控制胆固醇的合成、转运和代谢进而调控黑色素的生成。

                                                       图1. 实验流程图



 图2. 正离子模式下DESI-MSIDESI/PI-MSI得到的黑素细胞痣组织切片质谱图(A)、染色图(B)和成像图(C-P

 

 

该工作得到了科技部、基金委和中科院合肥大科学中心的支持。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914021003015