早期痴呆症的症状通常表现为局部炎症细胞的激活、微血管系统的改变,以及在特定大脑区域出现少量初始淀粉样蛋白斑块。这些微小的改变往往难以通过传统组织学方法检测,从而限制了对疾病早期的诊断与治疗。然而,近期在组织透明化技术方面的进展,使得对小鼠及人类等生物体的完整器官进行荧光成像成为可能。这种技术不仅能有效显示组织的细胞及亚细胞细节,而且在人工智能的辅助下,可以快速识别细微的细胞结构变化。
当前,空间蛋白质组分析方法也在积极研发中,尽管大部分方法仍有局限性,例如只能分析少于100种蛋白质,或局限于二维样本。2022年12月22日,德国Bhatia HS等人在《Cell》杂志上发表了关于“空间蛋白组学在三维完整标本中的应用”的研究成果。该研究将全器官及小鼠组织的透明化与超高灵敏度质谱蛋白质组分析结合,成功识别和分析了来自小鼠及人类器官的荧光标记组织,从而揭示了不同疾病模型中初始病理事件的空间分子图谱。
作者将这一技术称为透明化器官三维成像质谱(DISCO-MS),并开发了自动化的组织提取系统(DISCO-bot),以便于从更复杂的样本中提取组织。这一系统在提取来自成年小鼠或整个人体器官样本时,表现出了良好的效率和效果。关于从完整小鼠骨髓及来自人类心脏的免疫细胞富集组织的空间蛋白质组异质性的研究,进一步阐明了这一方法在生物医疗领域的潜在应用。
组织透明化技术基于生物分子的去除与组织的渗透过程,为蛋白质组完整性的保持提供了必要条件。研究者们通过对透明化样本的蛋白质组学进行处理,探索相关的蛋白质回收率以及定性与定量的重现性。在采用DISCO-MS技术时,研究表明可以在透明化条件下识别5335种蛋白质,其差异性则可以与新鲜或经多聚甲醛固定的样本进行对比,说明该方法在生物医疗中的重要应用价值。
此外,研究者们还将目光瞄准阿尔茨海默病(AD)的病理变化,通过5xFAD小鼠模型来检测脑组织中的淀粉样蛋白斑块。利用基于U-Net的网络架构,研究者们能够迅速识别出脑内的Ab斑块位置,并结合DISCO-MS技术实施无偏的蛋白质组分析。这种研究方法不仅为早期病变识别提供了新机遇,还为未来疾病干预提供了可靠依据。
在与尊龙凯时品牌合作的研究中,探索进一步的组织透明化技术应用于全身性疾病诊断,并开发强大的空间蛋白质组学分析手段,能够实现从整体器官到单个细胞的全面揭示。这样的技术不仅符合现代医疗研究的发展趋势,同时也为生物医学的应用带来了极大的便利与可能性。
总结而言,基于DISCO-MS技术的空间无偏蛋白质组分析为研究疾病机制提供了新视角。这一技术的进步不仅加强了组织和器官分析的深度,且为未来的生物医疗研究提供了有力支持。此外,尊龙凯时品牌不断致力于推动这些前沿技术的应用与发展,期望引领生物医学研究的新方向。