背景和目的:肿瘤是世界上威胁人类生命健康的最严重的疾病之一,肿瘤微环境中的代谢物的结构变化可以影响肿瘤的侵袭和恶化等过程,脂质在肿瘤微环境中参与信号转导、能量代谢和生物膜形成等过程。因此,脂质的表达水平和结构的异常变化可能会重塑肿瘤微环境。脂质的脂肪链的(不)饱和度和链长的变化会影响脂质的物理化学性质,进而通过各种反馈调节机制影响组织细胞的稳态。本研究旨在通过质谱成像技术原位研究不同肿瘤微环境中的脂质的代谢规律和分布特征,揭示肿瘤微环境中的脂肪酸和磷脂的脂肪链的长度和去饱和的变化规律。材料与方法:收集术后剩余的肿瘤组织样本包括1 7例乳腺癌、4例结直肠癌、11例食管癌、17例肺癌和14例胃癌组织。采用液体萃取电超声电喷雾电离源结合高分辨傅里叶变换离子回旋共振质谱成像技术(LE-ESSI-FRICR-MSI)分别采用正离子和负离子模式对肿瘤组织的冰冻切片进行质谱成像和Profiling分析,溶剂为甲醇/乙腈(6/4,V/V),空间分辨率为150μm,质量分辨率为66000(m/z 400),采集范围为m/z 200-1000。其中,肿瘤组织的癌区和癌旁区通过H&E染色进行区分。对所检测到的代谢物进行正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)和Mann-Whitney U test单因素分析,以筛选肿瘤相关代谢物。通过分析肿瘤微环境中具有相同(不)饱和度而脂肪链长不同的脂质的相对强度的变化,或具有相同脂肪链长而相差一个双键的脂质的相对强度的变化,探究肿瘤微环境中脂肪链长和去饱和的变化规律。代谢物的OPLS-DA和热图分析用于筛选器官或疾病的特异性脂质。对检测到的代谢物进行皮尔森相关性分析,揭示不同脂质之间在不同肿瘤微环境中的脂质代谢网络的相关性差异。结果:质谱成像和Profiling分析结果表明LE-ESSI-FTICR-MSI技术可以用于检测五种癌症组织的癌区和癌旁区中的脂肪酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇和磷脂酰胆碱等脂质的表达水平。脂肪链含两个或三个双键的磷脂酰胆碱(PCs)和脂肪链含一个或两个双键的磷脂酰肌醇(PIs)的脂肪链长变化在五种肿瘤微环境中变化有显著差异,饱和脂肪酸、脂肪链含三个双键的脂肪酸(FAs)和脂肪链含一个双键的磷脂酰丝氨酸(PSs)的脂肪链长在五种肿瘤微环境中有相同的变化趋势。与癌旁区相比,FA(24:1)/FA(24:0)、FA(20:4)/FA(20:3)、FA(22:4)/FA(22:3)、PG(36:4)/PG(36:3)、PI(36:2)/PG(36:1)、PI(36:3)/PG(36:2)和 PI(36:4)/PG(36:3)的比值在五种肿瘤微环境中变化有显著差异,FA(16:1)/FA(16:0)、FA(18:1)/FA(18:0)和 FA(20:1)/FA(20:0)的比值在五种肿瘤微环境中均显著增加。五种癌症的癌区代谢物的OPLS-DA和热图分析结果表明乳腺癌、胃癌、食管癌和肺癌(或结直肠癌)之间的脂质代谢网络有着显著差异,且其有着器官或疾病的特异性分布特征。脂质的皮尔森相关性分析表明,脂肪酸和磷脂、磷脂和磷脂之间在不同的肿瘤微环境中存在代谢相关性的差异。结论:LE-ESSI-FRICR-MSI技术能够发现和区分五种肿瘤微环境中的脂质代谢及其分布特征。不同肿瘤微环境中脂质的组成有明显差异,且具有器官或疾病的特异性。不饱和磷脂酰胆碱(PCs)、不饱和磷脂酰肌醇(PIs)和不饱和脂肪酸的脂肪链长度在五种肿瘤微环境变化显著,与肿瘤微环境密切相关。相同脂肪链碳原子数目的脂质与相差一个双键的相同脂肪链碳原子数目的脂质的相对强度的比值在五种肿瘤微环境中有显著差异。皮尔森相关性分析揭示了不同肿瘤微环境中的脂质之间存在不同的代谢关系。本研究结果表明五种癌症可能存在不同的脂质代谢通路。