空间代谢组学与MALDI质谱成像

MALDI质谱成像（MALDI-MSI）是一种在空间代谢组学中广泛应用的技术，它可以直接对生物样品进行高分辨率、高通量、高覆盖率的分子成像，揭示样品中不同代谢物的空间分布和变化。MALDI-MSI技术的原理是利用基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI-MS）技术对样品进行逐点扫描，记录每个像素点的质谱信号，然后根据不同的质荷比（m/z）值重建出代谢物的二维或三维分布图。

MALDI-MSI技术在空间代谢组学中的应用非常广泛，包括植物、动物、微生物、临床医学等领域。例如：

- 《Spatial Metabolomics of the Human Kidney using MALDI Trapped Ion Mobility Imaging Mass Spectrometry》|Anal Chem.(DOI: 10.1021/acs.analchem.0c02051)，这篇文章使用MALDI Trapped Ion Mobility Imaging Mass Spectrometry（MALDI TIMS IMS）技术对人类肾脏进行了空间代谢组学分析，检测到了大量的低分子量代谢物，并揭示了它们在肾脏不同区域的分布特征。文章表明，MALDI TIMS IMS技术可以提供高灵敏度、高分辨率和高覆盖率的空间代谢组学信息。

《SpaceM reveals metabolic states of single cells》| Nature Methods (DOI:10.1038/s41592-021-01198-0)，这篇文章介绍了一种新的空间代谢组学方法，叫做SpaceM，它可以利用MALDI质谱成像和机器学习算法来揭示单个细胞的代谢状态。文章展示了SpaceM在人类肝癌组织和小鼠胚胎发育中的应用，发现了不同细胞类型和功能状态之间的代谢差异。文章认为，SpaceM是一种强大的工具，可以用于研究细胞代谢异质性和功能调控。

《MALDI–mass spectrometry imaging: the metabolomic visualization》| Metabolomics Perspectives (DOI:10.1016/B978-0-323-85062-9.00015-5)，这篇文章总结了MALDI质谱成像技术的原理、样品制备策略、极性代谢物和脂质分析等方面，并介绍了它在生物医学和药物领域中的应用。文章指出，MALDI质谱成像技术可以提供高通量、高分辨率、高覆盖率和无标记的空间代谢组学信息，对于阐明代谢物的合成、积累和调控机理至关重要。

- 《Spatially resolved isotope tracing reveals tissue metabolic heterogeneity in vivo》|Nature Methods(DOI:10.1038/s41592-021-01378-y)，这篇文章提出了一种新的空间代谢组学方法，叫做Iso-imaging，它可以结合稳定同位素注入和MALDI质谱成像来实现对哺乳动物组织中代谢活性的定量分析和空间分辨。文章展示了Iso-imaging在小鼠肝脏、心脏和肾脏中的应用，揭示了不同组织区域之间的代谢异质性和功能差异。文章认为，Iso-imaging是一种创新的工具，可以用于研究生理和病理条件下的组织代谢。

肿瘤方向的应用案例有很多，以下是一些关于MALDI质谱成像在空间代谢组学中的应用案例，例如：

- 《Comparing DESI-MSI and MALDI-MSI Mediated Spatial Metabolomics and Their Applications in Cancer Studies》| Front. Oncol.（DOI: 10.3389/fonc.2022.891018），这篇文章比较了DESI-MSI和MALDI-MSI两种空间代谢组学技术，并介绍了它们在癌症研究中的应用，包括乳腺癌、食管癌、胶质母细胞瘤和肺癌。文章指出，空间代谢组学是一种有前景的方向，可以研究癌症的复杂代谢过程和生物标志物。

《Spatially resolved metabolomics to discover tumor-associated metabolic alterations》| CHEMISTRY (DOI: 10.1073/pnas.180895011)，这篇文章使用空间代谢组学方法来发现肿瘤相关的代谢变化，包括三七中的代谢物时空变化、大鼠大脑中的神经递质网络、人类肝癌组织中的代谢状态等。文章表明，空间代谢组学可以提供细胞水平的代谢信息，揭示代谢物与生物结构和功能的关系。

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