INCREASE IMAGE CLARITY AND SPECIFICITY USING DUAL MSI SOURCES AND MULTI-REFLECTING TIME-OF-FLIGHT ANALYZING METABOLITES IN MOUSE TESTIS

Význam tématu

Regulace lipidové homeostázy je klíčová pro mužskou plodnost a vývoj spermatogenních buněk. Vysoce rozlišovací zobrazovací hmotnostní spektrometrie (MSI) umožňuje lokalizovat molekuly přímo v tkáňových řezech, avšak komplexní struktura varlat vyžaduje kombinaci více ionizačních technik pro zvýšení specificity a citlivosti.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo porovnat DESI a MALDI MSI na jednom multi-reflektujícím TOF spektrometru (SELECT SERIES™ MRT) a analyzovat prostorové rozložení lipidů v myších varlatech ve pozitivním i negativním módu. Studie se zaměřila na zlepšení prostorového rozlišení, hmotnostní přesnosti a identifikaci jemné izotopové struktury.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: cryořezy myších varlat (10–20 µm) na standardních sklíčkách, skladování při –80 °C.
• DESI MSI: zdroj DESI XS, rozpouštědlo 95 % MeOH/5 % H₂O s 100 pg/µL Leu-enkephalinem, přímá desorpce–ionizace bez nanášení matice.
• MALDI MSI: HTX M5 nebulizační aplikátor, matice α-cyano-4-hydroxycinnamová kyselina (5 mg/mL v acetonitrilu/vodě 70/30 v/v).
• Hmotnostní analyzátory: SELECT SERIES MRT (kvadrupól + multi-reflecting TOF, rozlišení až 200 000 FWHM) a SYNAPT G2-Si Q-oaTOF (FWHM ~25 000).
• Software: MassLynx™ a HDI™ v1.6 pro vizualizaci obrazů, MetaboAnalyst pro statistické analýzy.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě MSI techniky detekovaly glycerofosfolipidy, triglyceridy a seminolipidy s odlišnou lokalizací v Sertoliho buňkách, Leydigových buňkách a různých stadiích zárodečných buněk.
Ultra vysoké rozlišení MRT MS (<200 000 FWHM) umožnilo oddělit izotopové složky s rozdíly <20 mDa, čímž byla dosažena hmotnostní přesnost sub-500 ppb.
PCA analýza dat jasně rozlišila tři hlavní tkáňové kompartmány. Porovnání spekter DESI a MALDI na SELECT SERIES MRT ukázalo komplementární ionizační profily a vysokou shodu klíčových lipidů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí detailní prostorové mapování lipidů ve specifických buněčných populacích varlat. Sub-ppm hmotnostní přesnost zvyšuje důvěryhodnost putativní identifikace. Kombinace DESI a MALDI na jednom spektrometru rozšiřuje rozsah detekovaných sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může směřovat k 3D MSI zobrazování, integraci s jednobuněčnou analýzou, rozšíření na jiné tkáně a využití strojového učení pro automatizovanou interpretaci obrazových dat.

Závěr

Použití dualních ionizačních zdrojů na vysoce rozlišovacím TOF spektrometru významně zlepšuje jasnost, specifičnost a identifikaci lipidů v komplexní testikulární tkáni.

Reference

1. Rodemer C. et al. Human Molecular Genetics 12:1881–1885.
2. Vos J.P. et al. Biochim. Biophys. Acta 1211:1250–149.
3. Siangcham T. et al. PLoS ONE 10(3):e0120412.
4. Ishizuka I. et al. J. Biochem. 1973;73(1):77–87.
5. Goto-Inoue N. et al. Glycobiology 2009;19(9):950–957.