>> 更新资料 | 订阅 Access Agilent | 文章目录

脂质组学：新的工具和应用由此开始

作者：Nigel Skinner
安捷伦生命科学研究市场营销经理

脂质组学是一个对细胞/组织/器官/生物体的全部脂质组成进行系统研究的学科。质谱 (MS) 是目前脂质组学研究中受到最广泛认可的技术之一。其可用于鉴定和定量检测一个生物系统全部脂质（称为脂质组）中的成千上万种脂质分子。

放大图片

图 1. 脂质组学是一个新兴领域

脂类是由酶产生和代谢的，而酶受特定生物系统环境（例如，饮食和温度）的影响。据估算，脂质组中完全不同的化学实体的数量在 10000 到 100000 之间。目前，许多学科都越来越关注脂类在生命系统各个方面的重要性，如，能量稳态、膜结构和动力学，以及信号传导。由于脂类代谢不平衡对各种表型和疾病状态的影响不同，因而有越来越多的药物以脂类代谢和信号传导通路为靶标。例如，降胆固醇药物（他汀类药物）和环氧化酶抑制剂。药物开发研究人员对各种靶标化合物特定调控因子的鉴定尤为关注，包括从癌症到代谢异常疾病研究中的磷脂酰肌醇 3 激酶、核激素受体、鞘氨醇和神经酰胺激酶。目前，对生物学上许多重要的脂类都可以进行相当常规的分析，但相对于基因组学和蛋白质组学来说，脂质组学仍然是一个非常新的领域（图 1）。

了解发现脂质组学

由于脂类具有很大程度的化学多样性，因此与蛋白质相比，脂质的质谱差异很大 [1]，因而很难在一次实验中全面地检测一个细胞或组织中的脂质组。“发现”脂质组学已成为流行的方法。该方法包括检测一系列非目标脂类，通过将一系列实验组与对照组样品对比，从中发现丰度在统计学上有显著变化的成分。然后测定其化学结构。这类方法应该具有高质量准确度和分辨率，以及特征性的飞行时间质谱。之后，将目标离子碎裂，用于进行鉴定。对碎裂途径的分析，可以深入了解脂类中不同结构单元（如脂肪酸、鞘氨醇碱和末端基团）之间的键合情况。这也是鸟枪法脂质组学的基础，该方法中会根据特征碎片离子确定前体脂质 [2]。

脂类及其代谢物参与了许多细胞功能。因此能量稳态与脂肪酸的代谢密切相关，同时脂肪酸也是许多细胞脂类的重要结构单元。鉴于癌细胞在膜合成和脂类分子信号传导方面都依赖于脂肪酸，因此，脂肪酸合成被认为是一个潜在的治疗靶标。这一已知的脂类信号传导网络将迎来广泛的扩展，尤其是在人类疾病方面 [3]。

在脂类发现实验中获得有意义的结果不仅仅取决于质谱，还依赖于有助于进行化学信息学、生物信息学和统计学分析，以及针对广泛的脂类数据库提供检索程序的专业数据分析软件。安捷伦脂质组学工作流程指南 [4] 能指导您使用我们的 Agilent Mass Profiler Professional 软件产品以及非安捷伦脂类数据库程序。这一方法与一般的质谱数据分析和鉴定程序相比，能更有效地为科研问题提供有意义的结果。

从发现到探究

“发现”方法得到的典型分析信息包括保留时间、质荷比和碎片离子信息。“靶向”分析能提供目标脂类的强度信息。典型的信息学框架包括数据处理（峰积分、鉴定和归一化）、统计，以及整合到如 KEGG（京都基因与基因组百科全书）的通路中。通路分析将脂质和生物过程或条件联系在一起。SimLipid 为 PREMIER Biosoft International 公司的产品，是一种脂类检索程序，能快速检索庞大的脂类数据库。安捷伦与 PREMIER Biosoft 一同合作，采用安捷伦独特的化合物交换格式 (Compound Exchange Format)，利用 SimLipid 软件，整合了一级质谱和二级质谱层面的脂类鉴定信息。从而实现了脂类输出数据在不同的安捷伦程序和 SimLipid 软件之间的无缝转移。

下一个新领域：离子淌度质谱

离子淌度质谱 (IMS) 结合了分子形状与质荷比信息，目前尚未广泛应用于脂类分析。生物物理学研究显示，脂肪酰的双键决定了脂质双层的结构，而这一结构特征还可能影响碰撞截面。离子淌度也有可能受头端基团几何结构（该几何结构受磷酸化和糖基化影响）的影响。因此，用 IMS 很可能获得用其他方式很难得到的有价值信息。

系统生物学资源和解决方案

安捷伦正在致力于采用整套的样品前处理、液相色谱柱和色谱备件等产品，将多组学发现和系统生物学结合在一起。最近的进展包括，我们最新版的 GeneSpring 生物信息学软件，设计用于生物通路多组学数据的整合。请现在花几分钟了解安捷伦系统生物学解决方案和代谢组学资源。

参考文献

1. E. Fahy et al. J. Lipid Res. 46, 839 (2005).
2. M. R. Wenk. Nat. Rev. Drug Discov. 4, 594 (2005).
3. M. P. Wymann R. Schneiter. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9, 162 (2008).
4. Anon. Agilent Lipidomics Workflow Overview（安捷伦脂质组学工作流程概览），安捷伦科技，出版号 5991-1644EN (2012)。

>> 更新资料 | 订阅 Access Agilent | 文章目录