Recent advances in sample preparation protocols and instrumentation allow current imaging mass spectrometry (IMS) to enable the visualization of small molecule tissue localization, including that of monoamine neurotransmitters, such as serotonin, dopamine, and norepinephrine. Although monoamine-producing neurons, and their projections and synaptic connections, have been thoroughly characterized, in situ monoamine localization within these circuits remains unclear. Moreover, studying the fluctuations in local monoamine concentration in response to physiological stimuli, drug administration, and neurodegenerative disease progression is worthwhile, and can be achieved by analyzing the in situ concentration maps afforded by coupling IMS with on-tissue derivatization protocols. Recent reports have shown that monoamines localize within cell bodies and also translocate to distant nerve terminals, indicating active transport along axons and/or local synthesis at the terminals. Moreover, IMS can reveal regionally segregated monoamine fluctuations, such as rapid dopamine fluctuation within the nucleus accumbens (NAc) subregion during pain sensation. Furthermore, since exogenous drug pharmacokinetics can also be visualized by IMS, this technique could provide powerful methodologies enabling the simultaneous imaging of monoamines and drugs that selectively regulate monoamine signaling, such as serotonin reuptake inhibitors (SSRIs). Therefore, IMS could reveal where SSRIs administered over the long-term accumulate and how they affect local monoamine metabolism.

中文翻译：

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单胺的原位成像定位和动力学。

样品制备方案和仪器的最新进展使当前的成像质谱（IMS）能够实现小分子组织定位的可视化，包括单胺神经递质（如5-羟色胺，多巴胺和去甲肾上腺素）的定位。尽管产生单胺的神经元及其投射和突触连接已得到充分表征，但这些电路中的单胺原位定位仍不清楚。此外，研究响应生理刺激，药物给药和神经退行性疾病进展的局部单胺浓度的波动是值得的，并且可以通过分析将IMS与组织衍生化方案耦合提供的原位浓度图来实现。最近的报道表明，单胺位于细胞体内并且也易位至远处的神经末梢，表明沿轴突的主动转运和/或在末梢的局部合成。此外，IMS可以揭示疼痛感过程中伏隔核（NAc）子区域内区域分离的单胺波动，例如快速多巴胺波动。此外，由于还可以通过IMS可视化外源药物的药代动力学，因此该技术可以提供强大的方法，使单胺和选择性调节单胺信号传导的药物（例如5-羟色胺再摄取抑制剂）的同步成像成为可能。因此，IMS可以揭示长期施用SSRI的位置以及它们如何影响局部单胺代谢。指示沿轴突的主动转运和/或末端的局部合成。此外，IMS可以揭示疼痛感过程中伏隔核（NAc）子区域内区域分离的单胺波动，例如快速多巴胺波动。此外，由于还可以通过IMS可视化外源药物的药代动力学，因此该技术可以提供强大的方法，使单胺和选择性调节单胺信号传导的药物（例如5-羟色胺再摄取抑制剂）的同步成像成为可能。因此，IMS可以揭示长期施用SSRI的位置以及它们如何影响局部单胺代谢。指示沿轴突的主动转运和/或末端的局部合成。此外，IMS可以揭示疼痛感过程中伏隔核（NAc）子区域内区域分离的单胺波动，例如快速多巴胺波动。此外，由于还可以通过IMS可视化外源药物的药代动力学，因此该技术可以提供强大的方法，使单胺和选择性调节单胺信号传导的药物（例如5-羟色胺再摄取抑制剂）的同步成像成为可能。因此，IMS可以揭示长期施用SSRI的位置以及它们如何影响局部单胺代谢。例如疼痛感期间伏伏核（NAc）子区域内的快速多巴胺波动。此外，由于还可以通过IMS可视化外源药物的药代动力学，因此该技术可以提供强大的方法，使单胺和选择性调节单胺信号传导的药物（例如5-羟色胺再摄取抑制剂）的同步成像成为可能。因此，IMS可以揭示长期施用SSRI的位置以及它们如何影响局部单胺代谢。例如疼痛感期间伏伏核（NAc）子区域内的快速多巴胺波动。此外，由于还可以通过IMS可视化外源药物的药代动力学，因此该技术可以提供强大的方法，使单胺和选择性调节单胺信号传导的药物（例如5-羟色胺再摄取抑制剂）的同步成像成为可能。因此，IMS可以揭示长期施用SSRI的位置以及它们如何影响局部单胺代谢。