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【研究成果】脂質を包括的に可視化する新たな空間解析手法の開発 －多層的な質量分析イメージングで脂質の空間制御の解明に貢献－
2026年5月28日
Credits: WPI-Bio2Q
Bio2Qの研究者らによって共同執筆され、学術誌『Analytical Chemistry』に掲載された本研究は、単一組織切片上でのデュアルポラリティおよびMS2空間リピドミクスを容易にする、高解像度イメージングのための連続マトリックス支援レーザー脱離イオン化（MALDI）質量分析プラットフォームである「SMASHイメージング」を導入しています。これらの研究者らは、最適化されたイオンモビリティ、マトリックス塗布、およびレーザー条件を通じて、同一の組織ピクセルの反復的な高解像度イメージングを達成できることを実証し、5 μmの空間解像度において数百の脂質種の可視化および構造特性評価を可能にしました。これらの知見は、SMASHイメージングを空間リピドミクスのための強力なマルチモーダル・プラットフォームとして確立するものであり、分子アノテーションの正確性を向上させ、組織における脂質の組織化（分布構造）の統合的な高解像度マッピングを可能にします。
| タイトル | SMASH Imaging: A Serial Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry Strategy for High-Resolution Imaging Facilitates Dual-Polarity and MS2 Spatial Lipidomics on a Single Tissue Section |
|---|---|
| 著者 | Haruki Uchino¹, Hiroshi Tsugawa¹,²,³,⁴, Makoto Arita¹,⁴,⁵,⁶ |
| 簡単な説明 | Bio2Qの研究者らによって共同執筆され、『Analytical Chemistry』誌に掲載された本研究は、単一の組織切片上での反復的なMALDI質量分析イメージング解析を可能にする、マルチモーダル空間リピドミクスのための新しいアプローチである「SMASHイメージング」を提示しています。この研究は、従来のMALDI-MSI（質量分析イメージング）ワークフローにおける大きな限界に対処するものです。従来のワークフローでは、MALDIのデータ取得を行うたびにサンプリングされた組織領域が部分的に破壊され、同一ピクセルの反復解析が困難または不可能になるため、正イオン解析、負イオン解析、およびMS/MS解析には通常、別々の組織切片が必要とされていました。イメージングのワークフローを最適化することにより、これらの研究者らは、高い空間解像度と再現可能なデータ品質を維持しながら、同一の組織ピクセルに対してMALDI-MSIを繰り返し実行できることを示しました。
著者らはSMASHイメージングをマウス脳組織に適用し、30 μmの解像度で400種類以上の脂質種をアノテーション（同定）し、さらに5 μmに及ぶ空間解像度での反復イメージングを可能にするマルチモーダル空間リピドミクスデータセットを生成しました。このプラットフォームはさらに、並行蓄積・連続フラグメンテーション（prm-PASEF）を用いたMS2データ取得を統合し、組織切片内で直接、脂質種の構造特性評価を可能にしました。統合されたデュアルポラリティイメージング、MS/MS解析、および空間相関アプローチにより、脳の解剖学的に明確な領域にわたるスフィンゴ脂質、糖脂質、およびリン脂質の高度に解像された局所分布が明らかになりました。著者らはさらに、レーザーマイクロダイセクションによって切り出された脳領域から生成されたLC-MS/MSデータセットとの比較を通じて、SMASHイメージングの生物学的な正確性を検証し、これら独立した（直交する）分析アプローチ間での強い一致を実証しました。 総合すると、これらの知見は、SMASHイメージングを、単一組織切片内での高い空間解像度、デュアルポラリティデータ取得、およびMS2レベルの分子特性評価を組み合わせた先進的な空間リピドミクスプラットフォームとして確立するものであり、組織における脂質組織化（構成）の統合的な高解像度マッピングを可能にし、複雑な生物学的システムにおける空間的な分子構造の研究を向上させます。 |
| DOI | 10.1021/acs.analchem.5c03738 |
| 雑誌名 | Analytical Chemistry |
| 巻号ページ | 98巻13号, 9540–9554 |
| 出版年月日 | 2026年3月26日 |
Affiliations
- Laboratory for Metabolomics, RIKEN Center for Integrative Medical Sciences, 1-7-22 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa 230-0045, Japan
- Department of Biotechnology and Life Science, Tokyo University of Agriculture and Technology, 2-24-16 Nakamachi, Koganei-shi, Tokyo 184-8588, Japan
- RIKEN Center for Sustainable Resource Science, 1-7-22 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa 230-0045, Japan
- Cellular and Molecular Epigenetics Laboratory, Graduate School of Medical life Science, Yokohama City University, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa 230-0045, Japan
- Division of Physiological Chemistry and Metabolism, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Keio University, 1-5-30 Shibakoen, Minato-ku, Tokyo 105-8512, Japan
- Human Biology-Microbiome-Quantum Research Center (WPI-Bio2Q), Keio University, 35 Shinanomachi, Shinjuku-ku, Tokyo 160-8582, Japan
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