Neue Technologiekarten Moleküle in Einzelzellen, um Krankheitsmechanismen aufzudecken

Gewebe bestehen aus einer heterogenen Mischung verschiedener Zelltypen, die unser Verständnis ihrer biologischen Funktionen und Studien zur Krankheit erschweren. Jetzt hat ein von der University of Osaka geleitete multi-institutioneller Team eine neue Technologie entwickelt und bereitgestellt, um die Verteilung von Komponenten in einer einzelnen Zelle zu visualisieren und den Weg für ein viel besseres Verständnis von Krankheiten in komplexen biologischen Proben zu ebnen.

T-SPESI (TAPPING-Mode-Scan-Sonde-Elektrospray-Ionisation) ist eine Technik, die die Analyse des räumlichen Layouts von Molekülen in einer Probe ermöglicht. Mehrere Mikroproben verschiedener Regionen einer Zelle werden durch eine Technik, die als Massenspektrometrie bezeichnet, zur Analyse übertragen und übertragen, die die genauen chemischen Komponenten in dieser Region bestimmen kann. „Wir haben eine neue T-SPESI-Einheit entwickelt, mit der wir die Mikroskopieprobe in mehreren Modi visualisieren können“, erklärt der Hauptautor Yoichi Otsuka. „Wir können den Probenahmeprozess auch direkt beobachten, da die Mikroproben für die Massenspektrometrieanalyse entnommen werden.“

Durch die Änderung ihrer zuvor entwickelten T-SPESI-Technologie konnte das Team die Analyseeinheit über einem umgekehrten Fluoreszenzmikroskop positionieren. Dies ermöglicht die Beobachtung des Stichprobenprozesses sowie die direkte Beobachtung der Probe selbst. Die Probe kann in verschiedenen Modi abgebildet werden, sodass die fluoreszenz markierten Zielmoleküle, Bestimmung der Verteilung der Merkmale auf der Zelloberfläche und die Bildgebung der Stellen der chemischen Komponenten der Zelle nachgewiesen werden können.

Diese Technologie kann die Verteilung von intrazellulären Lipiden und Fettverbindungen visualisieren, die bei metabolischen Prozessen eine Schlüsselrolle spielen. Es ist bekannt, dass abnormale Verteilungen und Funktionen von Lipiden mit Krankheiten verbunden sind.

Als wir unsere Technologie auf Modellzellen anwendeten, konnten wir die Lipide in jeder einzelnen Zelle unter Verwendung der Massenspektrometrie -Bildgebung beobachten, die Zelle direkt durch Fluoreszenzmikroskopie visualisieren und auch die Oberflächenform der Zelle bestimmen. „

Michisato Toyoda, Senior Autor

Sie konnten auch Unterscheidungen zwischen verschiedenen Zellenarten mit unterschiedlichen zellulären Zusammensetzungen nachweisen. „Dies ermöglicht ein Verständnis der mehrdimensionalen molekularen Informationen einzelner Zellen in einer Probe von erkranktem Gewebe“, sagt Otsuka.

Diese aufregende neue Technologie wird einen großen Einfluss auf unsere Fähigkeit haben, die Prozesse zu verstehen, die der Entwicklung von Krankheiten in komplexen biologischen Proben zugrunde liegen und es uns ermöglichen, die komplexen Gemische und Wechselwirkungen von Zellen zu verstehen, die in Gewebeproben vorhanden sind. Dies wird zur Entwicklung fortschrittlicher Therapien und diagnostischer Techniken für eine Vielzahl von Krankheiten beitragen.

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