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了解代謝組學的伙伴們都知道,取一小塊動物、植物組織做代謝組學實驗,就可以知道其中含有哪些物質,但是代謝物在樣本上的空間分布信息損失了。物質代謝和變化發生的場所息息相關,有沒有什么方法既能夠了解物質的定性定量結果,又能了解物質的分布情況呢?01、空間代謝組空間代謝組學(Spatial Metabolomics)結合了質譜成像(Mass Spectrometry Imaging, MSI)和代謝組學,利用離子源直接掃描生物樣品成像,不僅可以鑒定上百種甚至上千種代謝物的結構和相對含量,還可以在同一張組織切片上同時分析大量代謝物的空間分布特征,為傳統代謝組學分析提供了全新的可視化視角,實現對代謝物進行定性、定量、定位三個維度的深入分析。先來看空間代謝組學的主要成果——代謝物空間分布圖,一篇空間代謝組文章當中可少不了展示好看的成像圖。圖1. 大鼠腦冠狀面切片成像圖(空間分辨率30μm)圖中以顏色的變化和深淺清晰地展示了物質在不同區域的含量高低,還可以直接與H&E染色結果或者免疫熒光等圖像結合來看,更容易了解檢測到了哪些代謝物,它們在哪里定位,以及分子之間存在哪些空間上的關聯信息。02、MALDI-MSI基質輔助激光解吸電離質譜成像百趣空間代謝組學選用TransMIT AP-SMALDI 10,這是由德國吉森大學世界知名質譜學家Bernhard Spengler教授研制開發,并成功商品化的常壓基質輔助激光解吸電離離子源,是目前MALDI質譜F成像中分辨率最高的離子源(空間分辨率≤5μm)。在20世紀90年代末,范德堡大學(Vanderbilt University)的Caprioliet及其同事,首次將MALDI-MSI技術應用于生物組織中的分子成像研究,開啟了被稱為質譜分析無標記分子成像的研究新領域,F如今MALDI-MSI質譜成像是當前應用最廣泛的領先技術,已經在臨床疾病、生物學研究、藥物開發等各個領域都做出了重大貢獻。圖2. TransMIT AP-SMALDI 10質譜成像系統高空間分辨率——更清晰的成像 更微小的細節空間分辨率指成像中最小像素的直徑大小,因此高空間分辨率是準確判斷生物組織內化學物質分布的前提條件。AP-SMALDI-MSI可實現5μm的高分辨質譜成像,能夠可視化樣本代謝成分在細胞水平上的空間分布和細微差別。圖3. 不同空間分辨率下小鼠大腦切片的質譜成像圖在選擇合適的空間分辨率時,需要根據關注的樣本和組織區域大小來決定。對于小鼠全腦樣本,臨床組織切片等組織水平樣本,空間分辨率選擇100μm就能夠很好地展示組織結構,如果有進一步需求,還可以選擇更高的50μm進行檢測,獲得更清晰可觀的成像圖。對于一些面積較小的樣本或感興趣的區域,例如面積在5mm2以下時,為了使圖像擁有足夠分辨樣本不同結構的清晰程度,就需要更高的分辨率來進行成像。百趣空間代謝組學提供最高10μm空間分辨率,即使再微小的區域也能夠呈現代謝物分布細節。如圖在小鼠眼球的視網膜邊緣部分,百趣以10μm的高空間分辨率,實現在1.5mm*1.5mm極小區域的質譜成像,并檢測得到的脂質數量有150+,清晰展現不同脂質在眼球組織上的分布差異。圖4. 小鼠眼球樣本脂質物質的質譜成像圖(1.5mm*1.5mm,空間分辨率10μm)高質量分辨率——更準確的定性質量分辨率決定了質譜儀區分出兩個質量相近離子的質量最小差值。TransMIT AP-SMALDI 10是其基于Orbitrap設計的一款離子源,Orbitrap是近20年來高分辨質譜技術上最重要的突破,該質譜是目前體積最小的高分辨質譜儀。TransMIT AP-SMALDI 10質譜成像系統搭載超高分辨質譜Thermo Scientific™ Q Exactive™,質量分辨率可高達140,000,同時獲得高空間分辨率和高質量準確度的雙重特性,實現了真正意義上的高分辨質譜成像。圖5. 高質譜分辨率有效區分m/z接近的不同物質大氣壓操作環境——更廣的檢測范圍不需要在真空條件下進行樣本分析,質譜檢測可以分析的化合物種類范圍更廣,而且可以避免基質在真空條件下揮發損失造成分子離子峰的信號衰減和成像誤差。TransMIT AP-SMALDI 10離子源與Obitrap高分辨率質譜儀結合獨具特色,兼具高空間分辨率、高質量分辨率和質量精度,能夠應用于不同組織中多種內源性和外源性物質的可視化檢測,如脂類、氨基酸、核酸和糖類等。目前,技術已成功應用于藥學、植物學、動物學、環境科學、海洋生物學、微生物學、單細胞研究等眾多學科及研究領域,并受到越來越多專家與學者的關注與青睞,多項研究成果發表在Science、Nature Methods、Nature Microbiology、the Plant Journal、New Phytologist、Analytical Chemistry等國際頂級期刊及SCI期刊。圖6. 黃曲霉毒素處理的玉米根系的AP-SMALDI質譜成像(空間分辨率15μm)03、AP-SMALDI-MSI實驗流程圖7. AP-SMALDI-MSI實驗流程質譜成像技術是無標記檢測技術,無需放射性同位素或熒光標記,無需染色,樣品制備流程簡單。百趣空間代謝組學提供制備切片到統計分析,全套的空間代謝組學研究服務。實驗中嚴格控制樣本制備過程,保證最終質譜成像結果的可靠性和真實性。04、樣本準備指南臨床、動物、植物、昆蟲樣本等樣本類型都能夠進行空間代謝組學檢測?梢灾苯訉⑼暾麡颖炯乃蛠碛晌覀冐撠熐衅,或者也可以提供制備后的樣本切片。注意樣本不能經過福爾馬林浸泡、H&E染色、熒光標記等處理。生物組織樣本可以為冷凍樣本或新鮮生物組織樣本。新鮮樣本建議液氮速凍后,以鋁箔或冷凍保存管(如50ml離心管)在-80℃進行保存。寄送時建議選擇加厚的泡沫箱,使用足量干冰寄送,保證樣本全部埋在干冰當中,上下都有干冰覆蓋。植物樣本可以為整株帶土新鮮樣本,或是取下的植物器官,如根、莖、葉、花等,可以依據樣本情況選擇常溫、冰袋或干冰寄送。常規樣本檢測面積在1cm2以內,如果超過該面積范圍,請先聯系我們再寄樣。...
12月11日,由江蘇省研究型醫院學會、環特生物共同主辦的學科能力提升計劃“揭榜掛帥”項目——《斑馬魚PDX及類器官模型指導實體腫瘤精準治療臨床應用研究》合作啟動儀式在南京舉行。本次會議旨在深入貫徹落實國家創新驅動發展戰略和人才戰略,進一步推進江蘇省醫學重點學科建設,提升衛生健康科技自主創新能力,推動江蘇省衛生健康事業和生物醫藥產業高質量發展。 啟動儀式由江蘇省研究型醫院學會副秘書長劉曉珊主持,江蘇省科學技術協會學會學術部副部長馮異香,江蘇省研究型醫院學會會長呂凌,環特生物創始人、科學家李春啟博士,中國藥科大學生命科學與技術學院院長王琛教授,東南大學附屬中大醫院陳寶安教授,南京醫科大學細胞生物學系主任林凡,江蘇省人民醫院肝膽中心成峰主任團隊,浙大二院胃腸外科金曉立主任團隊,江蘇省腫瘤醫院胸外科尹榮副院長團隊,環特生物副總經理潘忠軍,環特生物技術官朱曉宇博士,環特生物高級科學家繆文鈺博士及學會律師代表史明月等共同出席項目合作啟動儀式,為江蘇省醫學重點學科建設及江蘇省衛生健康事業和生物醫藥產業發展賦能! 江蘇省研究型醫院學會會長、總項目負責人呂凌致辭 01、主辦方致辭,共啟新征程 項目啟動儀式上,江蘇省研究型醫院學會會長、總項目負責人呂凌,環特生物創始人、科學家李春啟博士分別代表主辦方致辭。 呂會長表示,當前,研究型醫院已成為新時代醫學事業發展的主流,江蘇醫療事業正在經歷由臨床型醫院向研究型醫院的轉型升級階段。醫院的轉型升級,需要學科的高質量發展。人才隊伍提檔升級與開展協同創新是實現學科高質量發展的關鍵,而這也是開展學科能力提升計劃“揭榜掛帥”項目合作的主要原因。 對于未來如何實現研究型醫院建設,實現學科高質量發展,他提出了以下三點:一是推動醫學企業、醫學學會與醫院的跨領域跨學科跨界的三方協同合作,推動學科發展實現理論和臨床實踐的相互結合;二是推動研究型醫院標準建設,圍繞24家單位積極開展研究型醫院建設情況調研,了解建設情況;三是開展研究型學科亞專業排名,做好研究型學科、研究型人才評審,深入優勢學科研究,激勵醫療科技創新體系建設。 環特生物創始人、科學家李春啟博士對出席此次儀式的專家及團隊表示感謝,并結合個人工作中的經歷,介紹了目前癌癥疾病治療轉化創新的可行性、必要性及緊迫性。 李博表示,通過學科能力提升計劃“揭榜掛帥”合作項目深入開展臨床轉化研究,幫助癌癥病人尋找更優治療方法,有助于全面推動各類癌癥學科建設,推動建立和健全研究型醫院發展標準體系。 對于環特生物未來在健康事業及生物醫藥產業的發展,他提出三個目標:一是利用當前發展條件,將環特生物建設成為國內外知名生物科技公司,實現在醫療醫藥及健康服務領域的可持續發展;二是針對食道癌、胃癌、結腸癌的靶向抗癌醫學研究已進展到臨床二期實驗階段,希望通過團隊的努力可以成功,從而服務于患者;三是積極開展臨床轉化研究,努力實現癌癥病人個性化精準醫療的檢測服務。 江蘇省腫瘤醫院胸外科×環特生物合作項目簽約儀式 02、“揭榜掛帥”項目簽約 啟動儀式上,江蘇省腫瘤醫院胸外科×環特生物、江蘇省人民醫院肝膽中心×環特生物、浙大二院胃腸外科×環特生物“揭榜掛帥”項目簽約儀式正式舉行。 江蘇省腫瘤醫院副院長尹榮教授、江蘇省人民醫院肝膽中心成峰教授、浙大二院胃腸外科金曉立教授團隊代表分別與環特生物科學家李春啟、環特生物技術官朱曉宇、環特生物副總經理潘忠軍進行肺癌、肝癌、胃癌合作項目簽約。 江蘇省人民醫院肝膽中心×環特生物合作項目簽約儀式 浙大二院胃腸外科×環特生物合作項目簽約儀式 此次“揭榜掛帥”項目簽約儀式,標志著環特生物與多家國內知名醫院正式達成合作關系。在新的起點上,環特生物將攜手更多的知名醫院,充分發揮各自的技術優勢與資源優勢,共同推進肺癌、肝癌、胃癌等癌癥疾病醫療學科建設,為研究型醫院發展貢獻新的科研力量! 03、《斑馬魚PDX及類器官模型指導胃癌精準治療臨床應用研究》項目研討會 項目研討會上,環特生物高級科學家繆文鈺博士介紹了《斑馬魚PDX及類器官模型指導實體腫瘤精準治療臨床應用研究》項目的整體規劃和工作進展。 基于當今癌癥臨床現狀,繆博強調,斑馬魚PDX及類器官模型指導實體腫瘤精準治療臨床應用研究有四個重要目標,一是開發更精準的指導臨床醫藥的檢測方法;二是建立內器官腫瘤藥品模型,推進精準醫療;三是建立生物樣本庫,開展后續研究;四是制作疾病模型,研究基因相關性。 為提升癌癥疾病治療水平,斑馬魚PDX及類器官模型不僅可以利用其周期短的優勢,縮短腫瘤類藥品實驗時間,而且,可以應用其藥理實驗結果與臨床試驗結果進行對比,為開展精準醫療提供數據支撐,切實提高癌癥疾病研究能力,形成模型藥理實驗和臨床研究相結合的研究體系,從整體上提高癌癥?漆t生診療水平,提升患者存活率。通過企業與醫院資源合作共享,將推動癌癥疾病的一系列高水平臨床研究。 江蘇省腫瘤醫院副院長尹榮教授 江蘇省腫瘤醫院副院長尹榮教授就《斑馬魚PDX及類器官模型指導肺癌精準治療臨床應用研究》做了詳細的闡述。尹榮教授團隊致力于肺癌的基礎與臨床研究,依托“江蘇省惡性腫瘤分子生物學及轉化醫學重點實驗室”,以斑馬魚PDX模型和類器官模型為實驗基體,通過構建院級腫瘤生物樣本庫并搭建肺癌臨床大數據平臺,主要圍繞“肺癌發生發展的基因組、轉錄組特征及分子機制”開展系列研究。 江蘇省人民醫院肝膽中心成峰教授 江蘇省人民醫院肝膽中心成峰教授指出,其團隊開展斑馬魚PDX模型和類器官模型的構建,為肝癌病人提供個體化用藥指導,提升患者腫瘤化療精準性、高患者生活質量,實現小鼠PDX模型的補充或替代并在臨床中應用推廣。 浙大二院胃腸外科金曉立教授團隊致力于胃腸癌癥領域建設,主要針對我國高發惡性腫瘤胃癌,開展斑馬魚PDX模型和類器官模型的構建,為胃癌病人提供個體化用藥指導,提升患者腫瘤化療精準性,實現小鼠PDX模型的補充或替代并在臨床中應用推廣。 04、現場專家論證評審 在專家論證評審階段,中國藥科大學生命科學與技術學院院長王琛教授、東南大學附屬中大醫院陳寶安教授、南京醫科大學細胞生物學系主任林凡教授作為特邀專家對項目進行論證評審。 林凡教授認為,斑馬魚PDX模型和類器官模型的構建可以更好地預測藥物療效,開展精準治療,有助于攻克癌癥治療難關。 陳寶安教授表示,斑馬魚PDX模型和類器官模型的構建有助于推動癌癥學科建設,提升研究型醫院醫療水平,同時也為南京同類項目提供借鑒經驗,是非常值得肯定的項目。 王琛教授總結,斑馬魚PDX模型和類器官模型的構建不僅在國內對于癌癥疾病治療具有重大意義,對于國際此類領域也產生重大影響。他建議,項目組應當更加精益求精,提高項目完成質量,努力成為行業標桿典范。 江蘇省科學技術協會學會學術部副部長馮異香在會議閉幕講話中對此次項目的成功啟動表示祝賀。他對此次合作項目表示肯定,并希望江蘇省研究型醫院學會能繼續保持創新,為研究型醫院發展繼續貢獻力量。 此次學科能力提升計劃“揭榜掛帥”項目啟動儀式,是推動醫學創新轉化實質性發展的重要力量,具有里程碑式的意義。未來,環特生物將攜手更多的企業、醫院、協會積極參與到項目中,持續進行斑馬魚生物評價技術、基因編輯技術及類器官技術迭代與創新,凝聚社會力量,深度挖掘、創新斑馬魚技術的應用場景,推進醫學轉化高質量發展,實現更高的社會效益和經濟效益,推動江蘇省醫療水平更上一個臺階,從而造福廣大癌癥疾病患者,助力實現健康中國戰略!...
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