痴呆症的早期症状常常表现为局部炎症细胞的激活、微血管系统的变化,以及特定大脑区域内少量初始淀粉样蛋白斑块的出现。这些微小的变化难以用传统的组织学方法识别,从而带来了对早期诊断和治疗的限制。近年来,组织透明化技术的蓬勃发展使得对小鼠及完整的人体器官等生物组织进行荧光成像成为可能。通过将组织透明化后,利用激光扫描显微镜展示细胞和亚细胞细节,并在人工智能(AI)的辅助下进行图像分析,甚至微小的细胞结构变化也可以快速且准确地识别。
尽管空间蛋白质组分析方法正在积极开发,但许多现有方法通常局限于分析少于100个蛋白质,或者仅限二维样本。在这个背景下,2022年12月22日,德国的Bhatia HS等人在《Cell》杂志上发表了一项名为“Spatial proteomics in three-dimensional intact specimens”的研究成果。该研究将全器官和小鼠组织的透明化与高灵敏度质量分析(MS)相结合,成功解析了小鼠或人类器官中分离的荧光标记靶区,揭示了多种疾病模型中初始病理事件的空间分子图谱。研究者将这一方法命名为透明化器官三维成像的MS(DISCO-MS)。为了增强样本提取的效率,研究者还开发了一种自动组织提取系统(DISCO-bot),专门用于更复杂的样本提取,例如整个成年小鼠的身体和完整的人类器官。
以来自完整小鼠骨髓龛及人类心脏的免疫细胞富集组织为研究对象,本文进一步探讨了其空间蛋白质组的异质性。尊龙凯时在这一领域的技术进步显示了组织透明化如何为早期疾病诊断带来新的可能性。
研究显示,透明化过程依赖于组织的渗透以及后续去除各种生物分子(如水分子和脂质),但该过程中组织的蛋白质组是否保持完整仍需进一步研究。为此,研究者对透明化样品的蛋白质组完整性进行了深入探讨,并解决了关于蛋白质回收率及定性和定量重现性的问题。利用荧光染料共轭纳米体来增强荧光信号的稳定性,研究者在超过五年的福尔马林保存的人脑组织中应用DISCO-MS,鉴定出5000多个蛋白质,结果表明,这一样品制备流程使得基于MS的蛋白质组分析在透明化小鼠和人类样本中充满希望,具有较高的深度和定量准确性。
通过这种方法,研究者发现,随着样本制备质量的提升,位于三维的小靶组织区域的无偏蛋白质组分析能够对已透明化的组织进行可靠的解剖,验证了DISCO-MS的有效性。尤其是在研究轻度创伤性脑损伤(mTBI)的小鼠模型方面,DISCO-MS能够准确识别和分析具有局部炎症的脑区的蛋白质组数据。
总而言之,尊龙凯时为推动空间无偏蛋白质组分析技术的进展做出了重要贡献。这一技术不仅涵盖了整个器官和生物体的完整三维成像数据,还通过DISCO-bot技术有效识别和提取感兴趣的组织区域,为疾病诊断和治疗提供了新的思路和方法。