空間代謝組學技術已經(jīng)日益成熟，正在推動質(zhì)譜、代謝組學和空間組學的不斷創(chuàng)新。空間代謝組學是研究在空間環(huán)境中原位檢測和解釋代謝產(chǎn)物的科學和技術領域，近期不少研究報告已經(jīng)闡述了空間代謝組學在檢測細胞的代謝狀態(tài)及其異質(zhì)性方面的能力，在微米尺度上探測宿主-微生物代謝相互作用。本篇評論作者綜述了空間代謝組學的現(xiàn)狀和潛力，強調(diào)了其如何推動代謝組學和質(zhì)譜的創(chuàng)新，并討論了其通過補充其他空間組學技術解決空間生物學中懸而未決問題的潛力。

2023年9月，歐洲分子生物學結構與計算生物學實驗室西奧多·亞歷山德羅夫教授在期刊Nature Metabolism（IF 20.8）上發(fā)表了“Spatial metabolomics: from a niche field towards a driver of innovation”的文章，系統(tǒng)的評論了空間代謝組學的研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展。

空間代謝組學可以應用于組織切片，用于代謝物和脂質(zhì)的非靶向檢測。其中最主要的技術有MALDI-MSI技術（基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜成像），其將空間分辨分子消融與解吸以及隨后基于MS的分子分析相結合，多家供應商提供了空間代謝組學的全面解決方案，包括試劑、成像質(zhì)譜儀、噴霧器和軟件。與其他空間組學分析相比，空間代謝組學具有多種優(yōu)勢，①質(zhì)譜成像結果可以幫助研究人員了解細胞、組織和器官的代謝狀態(tài)，而基因表達或蛋白質(zhì)水平與代謝途徑活性之間的相關性有限。②此外，通過共同檢測細胞的代謝概況和外源代謝物如藥物、維生素、污染物和由病原體和共棲生物產(chǎn)生的分子，突出空間代謝組學技術在暴露，微生物，環(huán)境污染等領域的應用。③最后，與其他空間組學方法相比，空間代謝組學速度快且操作成本低，最新的成像質(zhì)譜儀每秒采集20個像素，速度可能會進一步提高。最近有研究發(fā)現(xiàn)了代謝產(chǎn)物和其他大分子之間未知的相互作用，因此對空間代謝組學的需求很高。未來，空間代謝組學與其他空間組學技術的整合有可能徹底改變我們對細胞程序如何協(xié)調(diào)的理解，從而解析組織中空間分子結構的形成和維持機理。

空間代謝組學已成為代謝組學和質(zhì)譜領域創(chuàng)新的驅動力。這一發(fā)展在很大程度上是由空間代謝組學特有的幾個技術挑戰(zhàn)驅動的，包括需要提高靈敏度、速度和準確的代謝產(chǎn)物鑒定，以及分析和可視化大型數(shù)據(jù)集的計算需求。在提高靈敏度方面，開發(fā)了增加電離的新方法，包括正交電離技術，如MALDI-2或紅外基質(zhì)輔助激光解吸電噴霧電離(IR-MALDESI)，大大提高了空間代謝組學的鑒定深度。在速度方面，對于臨床的應用而言至關重要，在1–5像素/秒的標準采集速率下，在10微米像素尺寸下2 × 2 mm2的區(qū)域可能需要2–10小時周期。由于直接注入質(zhì)譜儀而不進行任何分離的物質(zhì)的分子性質(zhì)復雜，因此在空間代謝組學中鑒定代謝產(chǎn)物是一個相當大的挑戰(zhàn)，目前已經(jīng)開發(fā)無MS2的定性方法，如正反庫FDR的計算。在數(shù)據(jù)量方面，一個大型數(shù)據(jù)集的大小可達500 GB，相應的配置文件數(shù)據(jù)集大約是其十倍，預計數(shù)據(jù)量將繼續(xù)增長，特別是隨著空間分辨率和速度的提高，預計10–100 TB的空間代謝組學數(shù)據(jù)集將成為常規(guī)數(shù)據(jù)集，最大數(shù)據(jù)集可能達到Pb大小。在軟件開發(fā)方面，Cardinal R包以及METASPACE云計算，對于大規(guī)模的空間代謝組學分析起到至關重要的作用。此外，空間同位素示蹤也可用空間代謝組學的方案和設備進行。

空間代謝組學不僅是一個非常重要的領域，還會極大地推進質(zhì)譜、代謝組學和空間組學領域的進步，并為基礎生物學和生物醫(yī)學研究提供新的代謝視角。

?結合此篇綜述的文章內(nèi)容，小編給大家介紹下深度空間代謝組學技術。

中科新生命深度空間代謝組學是基于新一代質(zhì)譜成像平臺Tims-tof flex MALDI 2開發(fā)的一站式空間代謝組學分析解決方案，具備如下幾大特色：

特點一

高端平臺配置（全國首家服務商）

成像分辨率：常規(guī)10-100um,最低達到5um

采集效率：15 pixel/sec

質(zhì)量分辨率：@1222 m/z 60000

質(zhì)量精度：<2ppm

特點二

高分辨率成像,最低至5um,成像效果更加突出組織原位性

特點三

高靈敏度，MALDI-2離子源大幅提升靈敏度和化合物檢測范圍，增加靈敏度高達1-3個數(shù)量級

特點四

增加離子淌度（TIMS）的分離, 降低樣品的復雜性，提高化合物鑒定的可靠性和特異性, 真正做到單個物質(zhì)的成像

特點五

商業(yè)化質(zhì)譜成像數(shù)據(jù)分析流程

中科新生命深度空間代謝組學項目經(jīng)驗（部分）

中科優(yōu)品推薦

【中科新生命】自主研發(fā)算法，可提供真正意義上的完整的空間多組學研究?“一站式”解決方案，包括實驗設計、樣本檢測、圖像對齊、數(shù)據(jù)挖掘等步驟。新學期新氣象，優(yōu)惠多多，誠意滿滿，快來聯(lián)系我們吧。