爲了加速對脂質的研究,在一項新的研究中,來自日本、中國、美國、西班牙和捷克的研究人員構建出標準化的脂質圖譜(lipidome, 脂質組),其中脂質的主要生物學功能包括形成細胞膜、儲存和產生能量以及調節細胞信號。相關研究結果於2020年6月15日在線發表在Nature Biotechnology期刊上,論文標題爲“A lipidome atlas in MS-DIAL 4”。

圖片來自RIKEN。

鑑於脂質是極其多樣化的分子,準確測定了不同分子種類的脂質(這些作者稱之爲LipoQuality),對於瞭解它們在生理和疾病中的功能,以及發現可能具有治療效果的新型生物活性脂質非常重要。一般來說,脂質代謝失調與肥胖、動脈粥樣硬化、中風、高血壓和糖尿病等疾病有關,因此,我們對進一步瞭解它們在複雜的生物系統中的行爲有很大的興趣。液相色譜串聯質譜(LC-MS/MS)是分析脂質代謝物的一種強有力的方法。這些研究人員利用最先進的LC-MS/MS和信息學技術,破解關於脂質質譜片段的信息,以便準確地構建脂質圖譜(估計錯誤發現率僅爲1~2%)。他們分析了來自人體血液、小鼠組織、其他哺乳動物細胞、藻類和植物等一系列來源的1056個生物樣本。爲了從質譜大數據中全面提取脂質信息,他們開發了一種非靶向的脂質組學平臺,並將它包裝在MS-DIAL 4(Mass Spectrometry-Data Independent AnaLysis software version 4;prime.psc.riken.jp/)軟件中。從這項研究中,他們得出了117個類型的8051種不同脂質的目錄。此外,這些作者們還建立了一個綜合的脂質結構數據庫,其中包括其質譜特性,如滯留時間、碰撞截面和質譜裂解規律等,以正確描述脂質的特徵。他們將他們的成果以“脂質組圖譜(lipidome atlas)”的形式進行發表。論文第一作者Hiroshi Tsugawa說,“我們通過我們的研究發現了許多關於不同組織中的脂質的有趣事實,並認爲我們的研究揭示了以前未知的脂質的結構,通過整合蛋白質組學和基因組學等其他組學數據,將發現新的脂質途徑。”論文通訊作者Makoto Arita說,“我們對LipoQuality生物學的研究旨在瞭解特定脂質結構引起它們的生物功能的分子機制,以及這些脂質的協調動態如何維持細胞和組織的穩態。這種非靶向的脂質組學平臺是一種強大的技術,可以無偏見地可視化觀察脂質網絡,並將爲發現脂質代謝和生物表型之間的潛在聯繫開闢一條新的途徑。”關於LipoQuality概念這個詞由“脂質(lipid)”和“質量(quality)”組合而成,旨在強調一個概念,不僅脂質的數量,而且脂質的質量或者說脂質的分子多樣性,對人類健康和疾病都很重要。(生物谷 Bioon.com)參考資料:Hiroshi Tsugawa et al. A lipidome atlas in MS-DIAL 4. Nature Biotechnology, 2020, doi:10.1038/s41587-020-0531-2.

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