年度盘点 | 总IF:170+,空间代谢组学6大医口领域深度研究思路
质谱成像作为一种新型的分子影像技术，能够直接从生物组织中获得大量已知或未知的内源性代谢物和外源性药物等分子的结构、含量和空间分布信息。实现生物组织中上千代谢物的定性、定量和定位分析，结合生物信息学分析，发展为空间代谢组学方法，可从生物组织原位发现差异代谢物，并识别其生物学功能。
本篇小鹿盘点6篇空间代谢组学在科学研究中的经典应用~总IF:170+，平均IF：29，了解医口不同领域的空间代谢组学研究思路，助力您的科学研究！！
IF:60+ 空间代谢组学在鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性中的研究
本篇由瑞士洛桑联邦理工学院Gioele La Manno和Giovanni D’Angelo教授/课题组在Science期刊（IF：63.714）发表了题为“Sphingolipids control dermal fibroblast heterogeneity ”的研究成果，通过高分辨率质谱成像、单细胞转录组学、RNA测序技术等研究方法，以人真皮成纤维细胞（dHFs）为研究的对象，发现了人真皮成纤维细胞（dHFs）的特征，探究了真皮成纤维细胞的异质性机理，描绘了真皮成纤维细胞的脂质和转录图谱。为研究真皮成纤维细胞的脂质组成、转录和表型状态提供了理论依据。
研究思路：
IF:38.585 空间多组学技术破译胶质母细胞瘤研究
2022年6月，来自德国弗莱堡大学医学中心的Dieter Henrik Heiland团队在Cancer Cell期刊（IF:38.585）发表的题为“Spatially resolved multi-omics deciphers bidirectional tumor-host interdependence in glioblastoma”的研究成果，采用空间转录组学、空间代谢组学和蛋白质组学（成像质谱流式，IMS）研究方法，发现了胶质母细胞瘤基本特征，并确立了以免疫和代谢应激因素为标志的微环境，阐述了局部区域肿瘤-宿主的相互依赖性。这些研究进一步强调了在空间分辨的背景下由于微环境引起的神经胶质瘤的各种转录适应的必要性，为进一步探索早期胶质母细胞瘤复发和治疗抗性提供了重要信息。
研究思路：
研究结论：
该团队的工作揭示了GBM中五个空间上组织成分在空间转录组学、空间代谢组学和蛋白质组上不同的特征，证明译患者之间区域共享的转录程序，推断胶质母细胞瘤是由谱系状态的空间分离组织而成的，并可适应炎症或代谢刺激。通过证明宿主环境在重塑转录程序的作用，提供了对患者间异质性、早期GBM复发和治疗的新见解。
在实验技术上方面，文章采用了诸多先进的实验技术，空间转录组（stRNA-seq），空间代谢组学和蛋白组学（成像质谱流式，IMS），这为科研工作者提供了更为广阔的技术视野。在大数据分析方面，作者尝试了很多创新算法，基于机器学习的像素级分类器解决空间精度问题，基于CNA 管道解决拷贝数变异定量问题，这为组学大数据分析领域提供了更多新的见解。在机制探索上，作者联合利用预测算法和体内外模型结合的方式，逐步验证潜在机制，为读者在探索GBM机制方面提供了新的科研视角。
IF:19.865空间代谢组学解析肾脏特异性代谢动力学
2022年9月，莱顿大学医学中心课题组在Nature Metabolism期刊（IF:19.865）发表了题为“Analyzing cell-type-specific dynamics of metabolism in kidney repair”的研究成果，研究提出了一种先进的空间分辨率代谢组学方法，运用基质辅助激光解吸/电离质谱成像结合同位素示踪的空间代谢组学方法。这种方法允许在一个复杂的异质性组织结构的背景下，绘制中心碳代谢的细胞类型特异性的动态变化（如肾脏），结合多路免疫荧光染色，该方法可以检测目标细胞类型的代谢变化和营养分配，这在双侧肾缺血-再灌注损伤（bIRI）实验模型中得到了证实。
研究思路:
IF:18.187空间代谢组学探究肠道菌群改善大脑多巴/多巴胺水平
本篇为Signal Transduction and Targeted Therapy（IF：18.187）发表的题为 “Oral berberine improves brain dopa/dopamine levels to ameliorate Parkinson's disease by regulating gut microbiota ”的研究成果，通过空间代谢组学和LC-MS非靶向代谢组学，对小鼠模型进行口服小檗碱和肠道菌移植研究，发现了肠道菌群是体内多巴/多巴胺的新来源，为小檗碱用来改善帕金森病提供了理论依据。
研究思路：
研究结论：
本文章使用小鼠模型，通过常规LC-MS非靶代谢技术，研究了口服小檗碱对小鼠血液、粪便和脑等多巴/多巴胺的变化，发现了肠道菌群是体内多巴/多巴胺的新来源，且通过影响肠道菌群丰度来增加多巴/多巴胺的含量。还通过空间代谢组学，观察到了BBR和肠道菌群对小鼠大脑中纹状体多巴胺的变化。
IF:17.956 空间代谢组学探究结核病模型中的药代动力学
本篇为Science Translational Medicine（IF:17.956）上发表了题为“Pharmacokinetics of rifapentine and rifampin in a rabbit model of tuberculosis and correlation with clinical trial data”的研究成果，本研究开发了一种结核病的兔子模型，在单剂量或多剂量的利福平或利福喷丁产生人类等效的血浆暴露后，在给药后的不同时间点处死兔子，然后运用空间代谢组学、LC-MS/MS和PET-CT等技术测量病灶药物的药代动力学和组织药物分布。
研究思路：
研究结论：
本研究开发了一种结核病的兔子模型，在单剂量或多剂量的利福平或利福喷丁产生人类等效的血浆暴露后，在给药后的不同时间点处死兔子，然后利用空间代谢组学、LC-MS/MS和PET-CT等技术测量病灶药物的药代动力学和组织药物分布，很好地解释了利福喷丁的临床表现并不优于利福平是由于利福喷丁对肺空洞性病变的渗透不良造成的。
IF:15.283空间代谢组学肺癌患者治疗的反应机制
2022年5月在Cancer communications（IF:15.283）(London, England)发表的题为 “Spatial metabolomics for evaluating response to neoadjuvant therapy in non‐small cell lung cancer patients ”的研究成果，通过空间代谢组学质谱成像技术，对接受化疗治疗的和未接受化疗治疗的NSCLC患者进行研究，开发了高准确性的代谢分类器，为评估NSCLC患者的组织病理学反应提供了另一种方法。
研究思路：
研究结论：
本文章通过空间代谢组学技术和机器学习相结合，开发出了比MPR和TNM分期的准确性、敏感性和特异性更高的代谢物分类器，证明了这种结合的方式是一种强大而有前途的方法。此外，还证明了在肿瘤和基质中评估的代谢允许将NAC应答者和非应答者患者分层为不同的预后组。因此，空间代谢组学可能为评估NSCLC患者的组织病理学反应提供另一种方法。
文末看点｜lumingbio
AFADESI-MSI空间代谢组技术，可检测空间分辨率包括100um*100um、40um*40um等多种空间分辨率。已建立多种脑、心、肝等多种组学的空间代谢组自建数据库。AFADESI-MSI平台不涉及基质喷涂，定性到的物质中30%为脂质，70%为700Da或者500Da以下的小分子物质，可更均衡地涵盖1000Da以下的小分子物质。
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