疾病相关分子在组织内如何分布？在显微镜下可见之前会发生什么变化？这些问题对许多疾病的早期诊断和靶向治疗至关重要。莱布尼茨分析科学研究所（ISAS）的研究人员首次成功结合两种互补的分析方法，创建了组织的高分辨率分子图谱。他们的图谱可同时显示不同的生物分子并揭示其空间分布。
研究人员现已在《分析化学》期刊上发表了这一开发成果及其应用，以法布雷病作为案例研究。
该团队将拉曼显微镜与AP-MALDI（常压基质辅助激光解吸电离）质谱成像（AP-MALDI-MSI）相结合。
拉曼显微镜能够捕捉分子类别和组织结构的化学特征，像素尺寸可达两微米，而AP-MALDI-MSI则能高精度识别和定位单个分子（像素小至五微米）。专门开发的软件自动合并两组数据，并在同一组织切片上以微米级精度进行空间对齐。
可靠的诊断评估信息
作为应用示例，研究人员检查了患有法布雷病的小鼠心脏组织。在这种罕见的遗传性代谢疾病中，某些脂质——三己糖基鞘脂醇（Gb3）——无法充分分解。随着时间推移，它们在心脏和肾脏等器官中积累，造成危及生命的损害。
为了实现使用拉曼显微镜和AP-MALDI-MSI对心脏组织图像的自动共注册，科学家们以像素级精度对它们进行了对齐。
"只有将拉曼显微镜与质谱成像相结合，才能获得组织内分子过程的全面图景。对于可靠的诊断评估，了解Gb3分子在组织中的确切积累位置非常重要，"ISAS脂质组学青年研究小组负责人、通讯作者之一的Sven Heiles博士说。
首次以微米精度绘制心脏组织中的脂质积累
分子图谱显示，在法布雷病中，Gb3在整个心脏组织中分布不均匀。相反，Gb3的不同分子变体形成了微小的、空间定义明确的积累区域。
"法布雷病的遗传原因和血液中升高的Gb3水平早已为人所知，研究中也描述了具有脂质储存的典型靶器官，"ISAS转化研究部门负责人、通讯作者之一的Kristina Lorenz博士说。
"然而，脂质在人体组织中在细胞和亚细胞水平上的分布——以及相关的个体间异质性——此前一直未能得到充分表征。这些新发现可能有助于我们未来更好地理解疾病的进程。"
下一步是将该方法应用于法布雷病患者的组织样本。目的是利用这些互补方法，更好地了解法布雷病个体表现中的疾病机制——并在此基础上，为诊断和治疗提供新方法。
除法布雷病外，研究重点还包括其他分子在组织内发生局部变化的疾病，如心血管疾病和代谢疾病。
【全文结束】