整体动物体内药物组织原位分布的质谱成像分析新方法研究

如何反映生物体内组织原位药物的动态变化及药物对疾病生理网络中内源性小分子的调控作用是目前药物分析领域面临的难点问题。质谱成像可以反映组织切片中分子空间分布及其含量的大小，是生命科学前沿领域最具发展潜力的分析技术。本项目拟采用自行研制的新型敞开式空气动力辅助离子化质谱技术，选择在研的抗肝癌一类新药CAT-1，开展其在整体动物组织分布的成像分析新方法研究。本项目将构建和完善质谱成像技术平台，研究海量原始质谱数据中药物作用相关信息的挖掘算法，旨在建立一种整体动物组织中药物分布分析的质谱成像新方法，不仅实现药物及其代谢产物和内源性小分子等物质的成像，并通过药物干预下的正常和肿瘤模型动物的成像对比分析，直观呈现药物对不同器官中密切相关内源性小分子的动态影响（动态过程的成像）。本研究可提供一种整体动态直观的药物分析新方法，为深入了解药物对疾病生理网络中小分子的调控作用提供新的研究手段。

分子影像技术已经成为新药研发的重要研究工具。但药物及其代谢产物和相关内源性代谢物在动物体内同时成像分析依然面临挑战。质谱成像可以反映物体表面或组织切片中分子空间分布及其含量的相对大小，已成为生命科学领域研究的前沿课题。本项目采用新型常压敞开式空气动力辅助离子化质谱（AFAI-MS）技术，构建了AFAI-MSI质谱成像技术硬件和软件平台，建立了整体动物体内药物和内源性代谢物的同时成像分析新方法。AFAI-MSI质谱成像技术平台可在常压敞开环境下操控，具有很大的样品操作空间，非常适合大面积物体的表面成像分析；AFAI-MSI技术可兼容多种质谱分析器；本研究建立的AFAI-MSI体内药物成像新方法，从整体动物水平实现了药物及其代谢产物的成像分析，更为重要的是，可同时直观呈现整体动物组织器官中“成千上万”未知内源性代谢物的分布，对深入理解药物对疾病网络中小分子的调控作用提供实验依据和支持，有望发展成为新药研发的新型研究工具。