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生命与环境科学学院王晓东教授团队在《Chemical Communications》《Analytical Chemistry》连续四次发表封面文章
编辑:孙洪波    已读: 次    发布日期:2023/03/30

近日,中央民族大学生命与环境科学学院(质谱成像与代谢组学国家民委重点实验室)王晓东教授团队通过系统研究发现聚丙烯酰胺凝胶(Polyacrylamide gel,PAAG)作为一种新型包埋剂可显著提高MALDI-MSI前处理流程中生物组织样本中切片的质量,并增强小分子代谢物和脂质的原位检测及成像表征性能。这是在MALDI源质谱成像新方法开发领域取得的又一项重要进展,相关研究成果以“Polyacrylamide gel as a new embedding medium for the enhancement of metabolite MALDI imaging”为题,发表在分析化学综合权威期刊《Chemical Communications》(Nature Index收录)上,该研究论文同时被遴选为期刊封面文章(Front Cover)。这是王晓东教授团队继在分析化学顶级期刊Analytical Chemistry》(2021, 93(35), 11920-11928, Front Cover)、《Chemical Communications》(2021, 57(82), 10707-10710, Back Cover)、《Chemical Communications》(2022, 58(5), 633-636, Front Cover)连续三次发表封面文章后,第四次入选期刊封面文章(Front Cover),中央民族大学皆为该系列论文的第一作者单位和通讯作者单位。

近年来,基质辅助激光解析电离质谱成像(MALDI-MSI)作为一种发展较为成熟的分子影像技术,普遍适用于生物样本表面蛋白质、多肽、脂类、能量代谢产物等多种生物分子成像分析。基于MALDI-MSI高通量、高灵敏度、无需标记等优势,该技术已经逐渐发展成为一种强大的分子影像技术。目前MALDI-MSI技术已被广泛应用于医学、动物学、植物学、药理学等诸多基础研究领域,该技术的广泛应用极大地推动了各类空间组学的研究进展,为各领域的研究和开发带来了革命性的变化。

样品前处理是MALDI-MSI整体实验流程的基础与关键,合适的样品前处理方法,更是MALDI-MSI检测重复性和准确性的重要保障。截至目前,尽管许多常规包埋方法已被广泛应用于诸多生物组织样本形态维持及小分子、脂质、蛋白质的原位检测及成像,但目前大多数包埋方法仍不能较好地满足MALDI-MSI全面的检测需求。许多研究表明多种包埋剂具有一定的理化性质缺陷:例如,大多数包埋剂对于脆弱易碎组织兼容性不强,无法为其提供足够强的形态维持效果;有些包埋剂背景干扰现象明显,在包埋剂使用的同时会不可避免的引入额外的干扰信号,一些包埋剂使用的加热步骤容易引起内源性分子的改变等等。因此,开发适用脆弱组织形态有效维持并增强内源性分子原位检测及成像的新型包埋剂对于扩大MALDI-MSI技术在生物组织样本中的应用范围具有重要意义。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/CC/D2CC07075H.

该文研究表明:该包埋剂具有良好的支持和保护效果,稳定的化学性质、低背景离子干扰、温和快速的处理流程等优势,同时适用于脆弱样品组织样本表面多种内源性代谢分子和脂质的正离子及负离子模式检测及成像表征。研究发现,该包埋剂不仅适用于小鼠肝组织表面多种内源性小分子和脂质的原位表征,且对于鱼眼这一典型脆弱动物组织也具有较好的适用性。该新型包埋剂的发现为进一步拓展了MALDI-MSI在脆弱组织的代谢及脂质组学研究领域中的应用提供了一定的技术支持。该项研究是在开发出一种利用MALDI-MSI在非导电玻片上实现FFPE组织切片蛋白原位检测和成像的新方法(CAT-RSGS)(Chemical Communications, 2021, 57(82), 10707-10710)、新型甲醇洗涤策略用以增强动植物组织蛋白质MADI-MSI原位表征性能(Analyst, 2023, 48(4), 823-831)后的又一重要进展。

学院2020级硕士生杨晨钰、2021级硕士生吴冉和2020级博士生刘海强为该论文的共同第一作者,王晓东教授为该论文的通讯作者,这也是学院教师第三次在分析化学综合权威期刊《Chemical Communications》上发表封面文章。

该项研究工作得到国家自然科学基金(31770384、21605164)、中央民族大学青年学术团队项目(10301-02200301)、国家民委重点实验室建设基金(10301-02200303)等资助。

王晓东教授是2015年我校引进的海外优秀人才,2018年入选国家民委中青年英才培养计划,博士生导师。主要从事质谱成像、蛋白质组学、代谢组学技术研发与应用工作。

(王晓东供稿,周宜君、金军、王乔审校)


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