炎癥性腸病（Inflammatory Bowel Disease，IBD）是一組特定的腸道慢性疾病的統(tǒng)稱，主要包括潰瘍性結腸炎（UC）和 克羅恩氏?。–D）。IBD是病因不明的慢性和復發(fā)性炎癥，可增加患結腸炎相關癌癥的風險。當前的治療方法并非普遍有效，并且可能產生嚴重的不良影響。因此，早期發(fā)現(xiàn)和準確識別疾病類型對于采取正確的治療很重要。結腸組織很復雜，包含不同類型的細胞，因此需要一種細胞特異性的分析工具來改善診斷和預后。在這里，我們介紹了從IBD患者獲得的內窺鏡活檢的10微米（μm）空間分辨率的質譜成像（MSI）研究。由于脂質的組成在細胞類型之間有不同，因此脂質指紋可以充當每種病變的特征。

島津UK與西班牙巴斯克大學及巴利阿里群島帕爾馬大學附屬醫(yī)院消化內科共同研究MALDI成像技術，揭秘人炎癥性腸病樣品組織復雜性。

方  法

本研究的樣品收集得到了巴利阿里群島倫理研究委員會許可（IB 2118/13 PI）。將切除的人類結腸組織在液氮中速凍并冷凍切片，厚度為10μm。使用基質升華儀，將基質（1,5-二氨基萘， DAN）涂覆在組織切片上，并使用島津專為蛋白組學、組織成像設計的 MALDI-TOF-TOF （MALDI-7090）質譜儀采集數(shù)據(jù)（激光光斑直徑10μm，載物臺步長10μm，掃描范圍200-1200 Da）。

圖1 MALDI-7090

人體結腸的解剖學對MALDI-MS具有挑戰(zhàn)性，隱窩的襯里由單細胞厚層輪廓組成。因此，精心優(yōu)化的樣品制備和能夠實現(xiàn)高空間分辨率的MALDI儀器的結合對于提供結腸組織的準確表示至關重要。圖2顯示了m / z 861.550和885.550的MALDI圖像，以及相應的H＆E染色部分和分割圖像。固有層，隱窩和肌層清晰可見，這得益于MALDI-7090的10um空間分辨率。

圖2、H＆E的顯微鏡圖像與MALDI MS圖像（左）。離子分布的多重性表明，m / z 861.550處的離子特定于隱窩單元，而m / z 885.550處的離子特定于固有層。分割圖像（右）顯示上皮（白色）和固有層（橙色）之間的清晰分離。

采用6個潰瘍性結腸炎，6個對照組，7個克羅恩病和 7個對照進行數(shù)據(jù)分析。即使在單個像素級別，也可獲得出色的信噪比， 可以進行（亞）細胞水平的分析。

圖3顯示了PCA分類的結果。使用相關算法對MALDI圖像進行分割，揭示了脂質成分的真正復雜性。每個細胞群體都具有*的脂質特征， 能夠識別結腸細胞，隱膜細胞， 淋巴細胞或巨噬細胞。

圖3、LP和上皮（隱窩）的脂質特征分析

對照和疾病之間，以及在LP和上皮之間，脂質組成存在明顯差異。

結  論

使用基質升華和MALDI-7090，我們能夠確定克羅恩病和潰瘍性結腸炎的活檢切片中的脂質分布。固有層和隱窩中脂質分布的比較分析突出了脂質表達的重要差異。更深入的分析揭示了一個復雜的結構，其中每種細胞類型都具有特征性的脂質指紋。脂質表達的部分差異可能是由于免疫系統(tǒng)的浸潤細胞所致，從而增加了在分析這些復雜樣本時對空間敏感技術MALDI成像技術的需求。

島津MALDI成像系統(tǒng)，樣品處理采用基質升華涂覆方式，更好地形成結晶，自動化控制基質層厚度提高重復性。高性能的MALDI-7090，配有長壽命固態(tài)激光器，2kHz高速采集，UV自清潔技術，多用戶操作平臺可同時上載10塊靶板，是MALDI質譜成像、蛋白組學、脂類小分子、翻譯后修飾等研究理想平臺。