利用原位分割技术进行空间脂质组学分析，以评估多柔比星对肝癌细胞球体的药物作用

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Spatial lipidomics with in situ segmentation for profiling doxorubicin drug effect of hepatoma carcinoma cell spheroids

　　

摘要

直径超过500微米的三维肿瘤细胞球体（3D TCS）能够紧密模拟细胞间、细胞与细胞外间的相互作用以及组织特异性结构，已被证明是评估抗癌药物效果的合适模型。然而，在空间分子水平上分析多柔比星（DOX）对肝细胞癌（HCC）的治疗效果仍具有挑战性。在我们的研究中，我们建立了一种有效且可操作的方法，利用高空间分辨率的基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）技术，对Hep-G2细胞球体中每个微区域的DOX处理后的脂质变化进行原位筛选和可视化。3D TCS在10微米的空间分辨率下显示出丰富的内源性脂质种类及其空间分布。通过分割分析，成功表征了单个3D TCS的核心坏死区、中间静止区和外部增殖区。有趣的是，我们在坏死区、静止区和增殖区分别筛选并鉴定了71种、60种和56种不同的脂质分子。富集分析表明，甘油磷脂代谢是响应DOX处理的最显著通路。同时，异常的代谢过程促进了PA、PC、PI和SM的变化，限制了经DOX处理的肿瘤球体中核心坏死区的形成。总体而言，我们提出的空间脂质组学策略全面揭示了与DOX处理相关的代谢特征，这将为研究类器官或肿瘤组织以开发患者衍生疗法提供可能性。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

直径超过500微米的三维肿瘤细胞球体（3D TCS）能够紧密模拟细胞间、细胞与细胞外间的相互作用以及组织特异性结构，已被证明是评估抗癌药物效果的合适模型。然而，在空间分子水平上分析多柔比星（DOX）对肝细胞癌（HCC）的治疗效果仍具有挑战性。在我们的研究中，我们建立了一种有效且可操作的方法，利用高空间分辨率的基质辅助激光解吸/电离质谱成像（MALDI-MSI）技术，对Hep-G2细胞球体中每个微区域的DOX处理后的脂质变化进行原位筛选和可视化。3D TCS在10微米的空间分辨率下显示出丰富的内源性脂质种类及其空间分布。通过分割分析，成功表征了单个3D TCS的核心坏死区、中间静止区和外部增殖区。有趣的是，我们在坏死区、静止区和增殖区分别筛选并鉴定了71种、60种和56种不同的脂质分子。富集分析表明，甘油磷脂代谢是响应DOX处理的最显著通路。同时，异常的代谢过程促进了PA、PC、PI和SM的变化，限制了经DOX处理的肿瘤球体中核心坏死区的形成。总体而言，我们提出的空间脂质组学策略全面揭示了与DOX处理相关的代谢特征，这将为研究类器官或肿瘤组织以开发患者衍生疗法提供可能性。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。