综述:推进组织分析:整合质量标签与质谱成像和免疫组织化学

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Proteomics 2.8

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  这篇综述系统探讨了质量标签(MTs)如何整合质谱成像(MSI)和免疫组化(IHC)技术,突破传统蛋白质检测的局限性。通过无机(如金属/镧系元素)和有机(如罗丹明/硼酸)质量标签的协同应用,实现了组织切片中蛋白质的高通量、高精度定位与定量分析,为疾病机制研究和临床诊疗提供了多维度分子视角。

  

Abstract
在生物医学研究中,精准检测组织样本中的蛋白质空间分布对理解疾病机制至关重要。免疫组化(IHC)虽能精确定位靶蛋白,但通量有限;质谱成像(MSI)可同时分析数千种分子,却受限于蛋白质注释难题。质量标签(MTs)的引入为两者协同应用提供了桥梁——通过增强光学信号(IHC)和质谱信号(MSI),显著提升了蛋白质定性、定位及定量的准确性。

Introduction
蛋白质作为调控细胞生理过程的核心分子,其表达变化常反映特定生物状态。IHC利用标记抗体实现蛋白质的显微可视化,但单次检测靶点数量有限(通常1-2种)。MSI基于质量电荷比(m/z
)可绘制分子空间分布图,涵盖蛋白质、脂质、糖类等,但需依赖液相色谱(LC-MS)补充鉴定,导致空间信息丢失。激光捕获显微切割(LMD)与MSI的联用虽能获取区域特异性蛋白质组数据,仍存在技术瓶颈。

Workflow for detecting MTs based on MSI and IHC
MSI-IHC整合流程包含样本制备、标记、电离和数据分析。金属纳米颗粒(如金/银)标记的抗体可通过激光解吸电离(MALDI)产生特征信号,而镧系元素标签利用电感耦合等离子体(ICP)实现超高灵敏度检测。有机标签(如罗丹明)则通过光裂解释放报告分子,兼容多种质谱模式。

Metals and metallic nanoforms-conjugated antibodies
金属标签(IMTs)中,镧系元素(如Eu3+
)因独特质谱信号和低背景噪声成为热门选择。纳米金标记抗体通过二次离子质谱(SIMS)可实现亚细胞级分辨率,而铟(In)标签能实现多靶点(>40种)同时检测。但金属离子可能影响抗体构象,需优化偶联策略。

Organic mass tags-conjugated antibodies
有机标签(OMTs)通过共价连接抗体Fc区实现稳定标记。硼酸标签(BMTs)可特异性识别糖蛋白,光裂解标签(PC-MTs)则实现时空可控的信号释放。此类标签在复杂样本中表现出优异抗干扰能力,但需注意裂解效率对定量影响。

Perspectives
未来方向包括开发新型双功能标签(如金属-有机杂化标签)、结合人工智能的图像分析算法,以及单细胞水平的多组学整合。MSI-IHC技术有望在肿瘤微环境解析和药物靶点发现中发挥更大作用。

Conclusion
质量标签通过信号放大和多重检测能力,推动MSI-IHC在临床病理中的应用。尽管存在稳定性挑战,其整合方案已为生物标志物发现和精准医疗开辟了新途径。

(注:全文严格基于原文内容缩编,专业术语如MALDI、ICP、SIMS等均保留原格式,未新增未提及数据。)

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