两步突破难题！湖大岳磊团队HydroWash新策略实现DESIMSI蛋白质成像双重提升

　　近日，湖南大学生物学院生物与化学质谱实验室岳磊教授团队在蛋白质质谱成像（MSI）领域取得重要突破。团队创新性地提出了组织蛋白质成像新策略:HydroWash。该方法创新性地将组织洗涤与明胶水凝胶调控相结合，协同增强蛋白的溶解性与离子化效率，从而在DESI-MSI中实现了蛋白质成像灵敏度与空间分辨率的双重提升。

　　相关研究成果以题为“Dual Enhancement of Protein Imaging in Complex Tissues Using HydroWash: A Sequential Washing and Hydrogel Conditioning Strategy for DESI-MS”的论文，发表在国际分析化学领域顶级期刊《Analytical Chemistry》上，并被遴选为当期封面文章(Front Cover)。这是团队在蛋白质质谱成像领域的首篇代表性成果，标志着在组织蛋白空间可视化研究方向实现了重要进展。

　　蛋白质是细胞生命活动的关键执行者，其在组织中的空间分布对于理解多种生理与病理过程具有重要意义。随着分子影像技术的快速发展，质谱成像(Mass spectrometry imaging，MSI)技术因其无标记、高通量和多组分检测优势，在组织蛋白可视化分析中展现出巨大潜力。然而，蛋白质分子复杂、溶解性低、离子化效率差，长期制约了其在组织切片中的高质量成像。开发灵敏度与空间分辨率兼优的蛋白质成像方法，已成为质谱成像领域的关键挑战。

　　为应对这一挑战，岳磊教授团队创新性地提出了组织蛋白质成像新策略:HydroWash。该方法创新性地将组织洗涤与明胶水凝胶调控相结合，协同增强蛋白的溶解性与离子化效率，从而在DESI-MSI中实现了蛋白质成像灵敏度与空间分辨率的双重提升。

 HydroWash策略流程图，示意图展示了HydroWash策略的两步操作流程:首先进行常规有机溶剂洗涤去除脂质，随后在组织表面施加明胶水凝胶模块，以改善蛋白溶解度并提升DESI-MS成像质量。

　　该策略在小鼠肾脏与脑组织中均展现出优异的蛋白成像性能。下图展示了小脑组织中髓鞘碱性蛋白(MBP)两个异构体在HydroWash处理后以40 um空间分辨率获得的高质量成像结果，不仅显著增强了蛋白信号强度，还实现了更清晰、真实且准确的空间定位，充分体现了该方法在高分辨率组织蛋白质谱成像中的应用潜力。

HvdroWash 策略在小脑组织中的蛋白成像效果，在小脑组织中，HydroWash策略显著增强了髓鞘碱性蛋白(MBP)两个异构体的质谱信号,配合 40 um 空间分辨率实现了真实、清晰且准确的蛋白空间分布成像。

　　两步策略，将传统组织清洗与水凝胶调节相结合，以增强 DESI-MS 蛋白质成像。机理研究表明，水凝胶调节洗涤后的残余盐含量，从而有助于提高电离效率。总体而言，HydroWash 在保持适当的空间分辨率的同时显着提高了蛋白质 MSI 信号强度。这表明 HydroWash 可以作为提高复杂生物组织中蛋白质成像质量的可行方法。

　　该研究由湖南大学岳磊教授(通讯作者)指导，博士研究生杨治渝作为第一作者。博士研究生杨治渝为第一作者完成。在岳磊教授的带领下，团队通力协作，系统验证了HydroWash 策略的通用性、稳定性与作用机制，拓展了 DESI-MSI在蛋白组织成像中的应用边界。该研究不仅推动了蛋白质组织成像技术的发展,也为多学科交叉中的空间蛋白可视化研究提供了全新手段。

　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.5c02392