糖类组学与脂质组学杂志
开放获取

抽象的

脂质组学中稳定同位素标记的分析考虑

亚历山大·特雷布尔

在过去的二十年中，人们逐渐认识到脂质不仅仅是细胞膜的成分和能量储存的形式，而且现在还被认为在多种疾病中发挥着重要作用，其中脂质生物标志物研究是其中之一脂质组学技术在研究和临床环境中最广泛的应用。稳定同位素标记已成为小分子代谢和动力学分析的主要技术，因为它是唯一可以直接测量生物分子的生物合成、重塑和降解的实验装置。使用色谱耦合高分辨率串联质谱等最先进的分析技术，可以在生物分子内精确定位和定量稳定同位素标记。然而，由于脂质的多样性和必要数据分析的复杂性，稳定同位素标记在脂质组学中的应用变得复杂。本文讨论了稳定同位素标记在基于质谱的脂质组学领域中的关键实验方面，总结了当前的应用，并对未来的发展和潜力进行了展望。 高通量脂质组学在研究脂质在细胞代谢中的作用时具有巨大的潜力。有大量药物可干扰正常的脂质代谢途径，当代脂质组学技术可以同时监测数百种脂质的水平。然而，真正的高通量脂质组学仍然需要克服随后的几个挑战。首先，净化样品，以便测量其脂质成分。已建立的脂质提取方案涉及液-液提取。脂质组学是对细胞脂质及其在健康和疾病中的作用的研究。该领域在 2000 年代初开始崭露头角，现在已成为基础和临床研究中不可或缺的一部分，因为脂质越来越多地不再被视为仅仅是能量储存分子，相反，它与多种病理状况有关，例如代谢综合征、心血管和神经退行性疾病以及癌症。大多数脂质组学研究都是基于脂质水平的测定以及疾病组和对照组之间、不同时间点或治疗前后的比较。这在设计上仅仅是对真正非常动态的新陈代谢的静态测量，并且每当，例如，发现血浆中循环脂质的浓度，这可能是由于合成或降解速率不同，或者是由于从另一个储存池释放。例如，血浆三酰甘油的增加可能是由于从食物中摄取或从脂肪组织中释放。虽然这种差异不可能使用纯粹基于浓度的方法进行评估，但它可能具有重要的不同生化含义。虽然磷脂酸的绝对浓度始终较低，但它仍然具有较高的代谢通量，并且由于其在磷脂代谢途径中的中心位置，不断被生物合成并加工成其他磷脂。因此，当涉及直接研究脂质代谢和动力学生物合成、运输、相互转化和降解稳定同位素标记是首选技术，它为绝对定量值提供了额外的信息维度。在所有稳定同位素标记研究中，底物中的稳定同位素标记通常 ¹³ C 或氘 ( ²H)，被代谢成所有产生的代谢物。因此，稳定同位素示踪能够确定稳定同位素标记前体的代谢命运。这种方法早在 20 世纪 30 年代就开始使用，当时氘标记首次用于研究小鼠脂肪酸代谢，并确定即使在低热量饮食下，膳食脂肪酸也不会立即氧化，而是储存并从脂肪组织中释放。远早于生物分析质谱时代，在标记生物分子燃烧后，使用折射法和密度测定法测量水中的氘含量。如今，现代仪器提供了更高水平的细节。色谱法和质谱法的结合不仅可以测定总标记，还可以测定总标记。反而，可以研究单个脂质种类的标记，甚至可以使用适当的分析策略确定标记在脂质内的定位和富集。稳定同位素标记已应用于脂质代谢的众多研究，并且所使用的技术随着时间和可用分析仪器的发展而发展。本文讨论了稳定同位素标记应用于基于质谱的脂质组学的基础知识和重要实验方面，并对该技术的未来和潜力进行了展望。稳定同位素标记已应用于脂质代谢的众多研究，并且所使用的技术随着时间和可用分析仪器的发展而发展。本文讨论了稳定同位素标记应用于基于质谱的脂质组学的基础知识和重要实验方面，并对该技术的未来和潜力进行了展望。稳定同位素标记已应用于脂质代谢的众多研究，并且所使用的技术随着时间和可用分析仪器的发展而发展。本文讨论了稳定同位素标记应用于基于质谱的脂质组学的基础知识和重要实验方面，并对该技术的未来和潜力进行了展望。稳定同位素标记是一种强大的技术，具有广阔的应用前景。它可以直接分析营养分布、代谢、代谢物的转化以及所得代谢物的命运。与放射性标记相比，不存在任何危险或安全问题，使得该技术特别适合人类新陈代谢研究。未来在脂质组学中使用稳定同位素标记的研究可能会利用超高质量分辨率，使用多种示踪剂方法并利用串联质谱的信息内容来定位和量化脂质构建块内的标记富集。所有这些结合起来将使脂质代谢得到前所未有的详细研究，极大地增进我们对脂质在健康和疾病中的作用的认识。