點開這篇文章，我相信您完全是抱着一種新鮮感進來的。
悄悄的告訴您
懷着疑問、不解、好奇和探究的心理看這篇文章就對了！
到底是什麼打破了“次元壁”？
相信您已經知道答案了~
那到底什麼是空間代謝組學？
空間代謝組學又有什麼用呢？
首先
不得不先展示一張精美的圖片
圖1 | 食管癌組織（癌變與癌旁不同組織）潛在標誌物的分佈特徵[ 1 ]
在這個看臉的世界，任何團隊都要有個顏值擔當，文章的顏值擔當是誰呢？
圖唄
曾有編輯就明言“我審文章先看圖！”
因此，出版社對圖像的質量越來越重視，很多期刊的內容也採用圖文方式展示，更不要說各大頂級期刊了~
就看近幾期的Science一打開，幾幅大圖映入眼簾，怎一個大氣了得?
那麼空間代謝組最直觀的感受就是從圖上就能征服您？
可能又有些老師說:“膚淺”我是搞科研的，只作好看的圖就能搞好科研嗎？
ε=(´ο｀*)))唉！那不得不探討這麼一個問題爲什麼要進行空間代謝組研究？
代謝組學的研究目標是儘可能對生物系統中所有代謝物進行定性和定量的分析，是研究代謝物譜、代謝表型、代謝變化、代謝途徑和發現生物標誌物強大的分析工具。色譜-質譜聯用技術整合了色譜的高效分離能力和質譜的強大分析功能，具有靈敏度高、選擇性好、動態範圍寬、信息豐富等優點，已成爲代謝組學研究最常用的分析技術，能夠在單次分析中獲得數千種代謝物的信息，在血液、尿樣和細胞等生物樣品的代謝組學分析中佔據重要地位。
然而，對於結構複雜和異質性高的生物組織或器官中的代謝物分析，色譜質譜聯用分析方法具有侷限性，原因是其分析過程中所需的組織勻漿、代謝物提取、純化和富集等前處理過程丟失了代謝物在組織中的空間分佈信息。
質譜成像（Mass Spectrometry Imaging, MSI）作爲一種新型的分子影像技術，能夠直接從生物組織中獲得大量已知或未知的內源性代謝物和外源性藥物等分子的結構、含量和空間分佈信息。相對於其他成像方法（如熒光成像、放射性標記成像等），該技術無需化學或放射性標記、不需複雜樣品前處理，具有高特異性、高通量和空間信息保留的突出優勢。質譜成像技術可以實現生物組織中上千代謝物的定性、定量和定位分析，結合生物信息學分析，發展爲空間代謝組學方法，可從生物組織原位發現差異代謝物，並識別其生物學功能。
圖2 | 小鼠腎臟標誌性代謝物空間成像圖[2]
質譜成像的離子化的方式主要有基質輔助激光解吸電離（Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectrometry, MALDI）質譜和解吸電噴霧離子化（Desorption Electrospray Ionization, DESI）質譜。
MALDI-MSI分析中非常關鍵的一點是需要添加基質來吸收激光能量，實現被測物的離子化，但基質的添加容易帶來被測物空間位移、低分子量代謝物受干擾和重複性差等問題[3]，主要對脂質類化合物具有較好的分析效果，空間分辨率最高可以達到數個微米。
DESI-MSI作爲新型敞開式質譜成像技術，其突出的優勢是在大氣壓條件且敞開式環境下，不需要進行復雜的樣品前處理和基質輔助，可更真實反映樣品表面分子分佈特徵，DESI-MSI空間分辨率在數十微米，可以實現組織微區的分辨。
經過十年的努力，自主研發AFADESI（Air Flow Assisted Desorption Electrospray Ionization，AFADESI，簡稱爲AFAI）-MSI質譜成像技術，開發了圖形化交互界面的數據處理軟件，實現了獨特的生物組織空間代謝組學分析。AFAI-MSI是一種高靈敏、高覆蓋、寬動態範圍、強特異性的組織中代謝物成像分析技術，靈敏度可達到pg級、代謝物含量動態範圍跨越3個數量級[2]，實現了組織微區的精確表徵和質量數相近代謝物的準確識別，可對組織大小爲2mm×2mm—15cm×10cm的樣本進行代謝物空間成像分析。該技術解決了生物組織中低含量代謝物難檢測、覆蓋種類少和成像質量差等技術難題，可實現生物組織中約1500個代謝物的成像分析，包括膽鹼類、多胺類、氨基酸類、肉鹼類、核苷類、核苷酸類、有機酸類、碳水化合物類、膽固醇類、膽酸類和脂質類等，並精確表徵與識別功能代謝物在組織亞區域的分佈特
徵[2]。
空間代謝組學可應用在多個研究領域進行應用，能夠解決具有空間分佈差異或者結構差異相關的生物學問題。如在醫學領域對疾病分子機制、生殖發育、腫瘤代謝與腫瘤免疫、腫瘤分子病理診斷、生物標誌物篩選、藥物藥理和毒理等進行研究，在農林牧漁領域對發育學、脅迫分子機制、基因調控機制、植物藥用成分定位等進行研究。
經過十年的技術沉澱，我們在腦、腎、肝、脾等多種組織以及不同類型的腫瘤組織，甚至到整體小鼠/大鼠的空間代謝成像上，積累了較爲豐富的經驗。AFAI-MSI技術也已在Advanced Science、PNAS、Theranostics、AC等雜誌發表文章10餘篇。我們衷心的希望AFAI-MSI空間代謝組技術能夠幫助到更多的科研同仁，爲您們的科研工作帶來便利，提供高價值的實驗數據，實現以生物科技，成就他人，造福大衆的使命。
賀玖明
2021年3月
於中國醫學科學院藥物研究所
備註：最後感謝賀玖明老師對本文（分割線以下部分）的撰寫和大力支持~
賀玖明
博士生導師，中國醫學科學院藥物研究所天然藥物活性物質與功能國家重點實驗室 研究員。主持國家自然科學基金項目3項、國家重大科學研究計劃任務1項；參與重大新藥研發專項項目等多項國家級課題。主持1個靶向抗腫瘤的水溶性紫杉醇前藥研發；發表署名SCI論文93篇，包括第一或通訊作者發表Adv. Sci., PNAS，Anal. Chem.等論文。曾獲2010年北京市科學技術獎二等獎（2）、CAIA2019特等獎（2）。擔任Acta Pharmaceutica Sinica B 青年編委，北京藥理學會藥代專業委員會委員等。
文獻參考：
[1] Spatially resolvedmetabolomics to discover tumor-associated metabolic alterations.[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2019. 116(1):52-57.
[2] A Sensitive and Wide Coverage Ambient Mass Spectrometry ImagingMethod for Functional Metabolites Based Molecular Histology.[J]. Advancedscience (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany), 2018. 5(11):1800250.
[3] Wu Q, Chu JL, RubakhinSS, Gillette MU, Sweedler JV. Dopamine-modified TiO2 monolith-assisted LDI MSimaging for simultaneous localization of small metabolites and lipids in mousebrain tissue with enhanced detection selectivity and sensitivity. Chem Sci.2017;8(5):3926-3938.
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