脂质代谢组学的研究进展

脂质是动物体内重要的生物大分子之一,具有多种重要生物学功能。脂质代谢组学是新兴起的一门研究脂质代谢调控在各种生命现象中作用机制的新学科。它通过从系统水平上研究生物体内的脂质,揭示脂质分子及与其他生物分子间的相互作用。脂质代谢组学在营养学、功能基因组学等相关学科中的应用已有许多报道。本文主要介绍了脂质的分类与代谢、脂质代谢组学的概念、研究方法、研究现状及其应用研究进展等。     

冷藏过程中原料乳脂质代谢变化的靶向脂质组学分析

为探究原料乳在4 ℃冷藏过程中的脂质变化，从而指导乳及乳制品的后期加工，该研究采用超高效液相色谱-三重四级杆复合线性离子阱质谱技术分别对冷藏第0、2、3、4、6天的原料乳脂质进行绝对定性定量分析。结果表明，原料乳共检出20种脂质亚类、880种脂质分子，其中甘油三脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱亚类含量最高；以P值 <0.05，变量重要性投影（variable importance projection，VIP）>1为标准共筛选出420种显著性差异脂质代谢物，以P值 <0.01，VIP >1为标准共筛选出98种极显著性差异脂质代谢物。整个冷藏过程中，极显著性差异脂质分子含量呈下降趋势，其中第3天与第4天对比组（D3 vs D4）脂质变化最为明显，冷藏3～4 d是原料乳脂质变化的关键阶段。对D3 vs D4组的极显著差异脂质进行京都基因与基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）通路分析，10种脂质分子被注释到6条代谢途径中，其中磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰基丝氨酸被注释到甘油磷脂代谢及神经酰胺、鞘磷脂被注释到鞘脂代谢是该阶段的主要代谢途径。研究结果为探明原料乳冷藏过程中的脂质变化、划定脂肪水解的关键期提供理论依据，进而为后期乳制品的加工提供数据参考。     

秦川牛腿骨油的脂质组成分析

为了实现畜禽骨副产物的有效利用,本研究采用超声波辅助溶剂浸出法提取秦川牛腿骨油,应用高效液相色谱(HPLC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)法和基于多维质谱“鸟枪法”脂质组学技术(MDMS-SL)综合分析牛腿骨油的脂质组成,并对牛腿骨油的氧化稳定性、酸价和过氧化值等理化性质以及酚类化合物进行测定。结果表明,秦川牛腿骨油中含有丰富的甘油酯,其中甘油三酯(TAG)含量为93.85%,同时含有少量的甘油二酯(DAG)。在秦川牛腿骨油中共检测出24种脂肪酸,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量分别为62.85%和2.18%;24种酰基肉碱,总含量为1.18 nmol·g^-1;17种鞘磷脂,总含量为35.36 nmol·g^-1;38种磷脂酰胆碱,总含量为22.16 nmol·g^-1。样品具有较强的氧化稳定性,酸价和过氧化值分别为16.43 mg KOH·g^-1和5.22 mmol·kg^-1,含有α-生育酚、α-三烯酚及γ-三烯酚3种酚类化合物。丰富的TAG、不饱和脂肪酸及鞘磷脂含量使秦川牛腿骨油在促进营养吸收、降血糖血脂及抗炎等方面具有较大的利用潜力。本研究为秦川牛腿骨油相关高附加值产品的开发提供了理论基础。     

脂质分析技术及其在植物种子脂质 代谢调控研究中的应用进展

脂质是一类具有独特生理功能活性的化合物,参与调节多种植物应答非生物胁迫过程,对维持植 物组织中生理动态平衡至关重要。脂质组学（Lipidomics）自 2003 年被提出后,已迅速发展成为对脂质整体系 统分析的一门新兴学科,为传统代谢组学注入新的技术支撑,有助于阐明脂类物质在植物中的代谢调控机制。 同时,质谱成像技术因其具有无标记、非特异性、高灵敏度、多物质同时分析等优势,被广泛应用到植物组织 中各类脂质分子的空间分布研究。介绍了脂质组学和质谱成像技术的研究现状,重点综述脂质分析技术在植物 种子脂质代谢调控研究中的最新进展,特别是新兴质谱成像技术在植物种子中脂类物质的成像应用。脂质组学 和质谱成像技术作为目前多组学技术的重要补充,将为植物代谢途径和调控机制的深入探究提供新的契机。亚 微米级高空间分辨率质谱成像技术的不断发展,将进一步推动植物在空间分辨水平的脂质代谢调控网络的深入 解析和前沿应用研究。     

磷脂分析方法与应用研究进展

磷脂是所有活体细胞膜的主要成分,具有重要的结构和功能特性。对其进行高效分析,有助于深入理解特定的磷脂如何在正常生理或疾病状态发挥作用,更能为磷脂的生物学特性和营养特性的深入研究提供技术平台。由于自然界和生物体内存在的磷脂种类繁多,且每种磷脂骨架上可以结合的脂肪酸很多,导致其组成变化大,对磷脂的分析一直比较困难。随着分析技术的发展,磷脂分析方法的研究越来越多,综述了磷脂的结构及生物学功能、提取方法、分离方法、质谱鉴定方法、定量分析方法及在脂质组学中的应用等几个方面,并对磷脂分析的发展方向进行了展望,以期为磷脂分析方法的建立,以及磷脂生物学特性和营养特性的深入研究提供参考。     

南美白对虾空气油炸过程中脂质组学快检技术研究

为实时监测南美白对虾在空气油炸过程中脂质组学轮廓变化,本研究采用iKnife-REIMS联用技术、主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)探究了不同空气油炸温度(140、170、200℃,10 min)对南美白对虾肌肉组织脂质组成的影响。结果表明,经结构鉴定和相对含量测定,南美白对虾样品中共检出10种脂肪酸与31种磷脂分子,其中,亚油酸(m/z 279,21.88%)、EPA(m/z 301,16.59%)与DHA(m/z 327,15.14%)为主要脂肪酸离子;[PE 36:1-H]^-(m/z 744,20.16%)与[PE 38:5-H]^-/[PC O-36:5-H]^-(m/z 764,15.92%)为主要磷脂离子。随着油炸温度的升高,油炸南美白对虾中饱和脂肪酸与甘油磷脂酸(PA)分子的相对含量呈上升趋势,而不饱和脂肪酸、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰胆碱(PC)与磷脂酰肌醇(PI)分子的相对含量不断减少。通过共享与特有化合物结构分析图(SUS-plot)确定了6个潜在标记物(m/z 277、m/z 770、m/z 810、m/z 818、m/z 844及m/z 836),可用于空气油炸样品的实时鉴别。经方法学验证,该iKnife-REIMS联用实时检测方法的灵敏度和精密度均可满足空气油炸过程中南美白对虾脂肪酸和磷脂的脂质组学轮廓分析测试要求。本研究结果为食品加工过程中脂质组学变化研究提供了新的检测技术手段。     

采用UHPLC-QTOF-MS技术筛选亚麻籽油脂质分子标志物

为了探究亚麻籽油中脂质的真实属性和发掘其有价值的脂质分子,该研究基于超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术（Ultra High Performance Liquid Chromatography-Quadrupole Time-of-Flight Spectroscopy, UHPLC-QTOF-MS）表征了亚麻籽油的脂质轮廓。结果表明：在正离子模式下检测到15个脂质分子小类共668种脂质分子;在负离子模式下检测到31个脂质分子小类共404种脂质分子;共有7个脂质分子小类脂质在正、负离子下均被检测到;甜菜碱脂、甘油糖脂、神经节苷脂、鞘磷脂、神经酰胺、羟基脂肪酸的脂肪酸酯、酰基肉碱和植物固醇在亚麻籽油首次在该研究中被发现,它们都具有特殊的生物学功能。多元变量统计分析结果表明每两个品种亚麻籽油间相对定量值差异显著的脂质分子均超过200种（P<0.05）,并筛选出6种甘油磷酸肌醇、1种甘油磷酸胆碱、1种甘油磷酸乙醇胺和1种三酰基甘油作为亚麻籽A油的标志性脂质分子;6种三酰基甘油和1种半单酰基甘油磷酸酯作为亚麻籽B油的标志性脂质分子;1种神经节苷脂和1种硫代异鼠李糖甘油二酯作为亚麻籽C油的标志性脂质分子。总之,该研究在亚麻籽油中鉴定出39个脂质分子小类共1 072种脂质分子,其中有22个脂质分子小类共415种脂质分子首次在亚麻籽油中被检测到,此外不同品种亚麻籽油在脂质分子层面存在显著差异（P<0.05）,这些脂质分子作为标志物,可用于植物油的品质判别、营养评价,真伪鉴别和安全性评价等,同时该研究也为其他植物油的分析提供方法参考。     

北京黑猪肌内脂肪含量高、低组间脂质组差异分析

旨在揭示北京黑猪肌内脂肪含量与脂质组学间的关系。本试验主要是从400头210日龄的北京黑猪中按肌内脂肪含量高低筛选出高肌内脂肪组11个样品,其肌内脂肪含量的平均值为3.89%,低肌内脂肪组19个样品,其肌内脂肪含量的平均值为0.81%;对挑选出的高、低两组的个体取60 mg的肌肉样品进行脂质提取,最后进行非靶向脂质组学的检测;针对检测结果,对两组进行多元化分析,利用T检验、差异倍数和偏最小二乘判别分析进行标记物的筛选。结果,共检测出组成9类脂质的104种脂肪酸,其中酰基肉碱（AcCa）3个、甘油二酯（DG）4个、甘油三酯（TG）23个、心磷脂（CL）8个、磷脂酰胆碱（PC）21个、磷脂酰乙醇胺（PE）29个、磷脂酰甘油（PG）3个、磷脂酰肌醇（PI）6个、磷脂酰丝氨酸（PS）7个,通过进行T检验初步筛选（P<0.05）出33种脂质,其中TG有23个,AcCa有2个,DG有4个,PE有4个。进一步通过VIP值（VIP>1）和FC值（FC>2或FC<0.5）进行筛选,最终筛选出22个脂质,其中TG有21个,DG有1个。结果表明,脂质组学可以作为区分北京黑猪肌内脂肪含量高低的方法,构成肌内脂肪含量高低猪肉样品的脂质组差异物质主要集中在TG和DG上。     

Comparison of Lipid Profiles of Backfat and Inguinal Subcutaneous White Adipose Tissue from Acute Cold-treated Bama Pigs

This experiment aimed to study the difference of lipid metabolism between backfat and inguinal subcutaneous white adipose tissue (iWAT) after acute cold exposure (4 ℃ for 4 h).The LC-MS/MS based lipidomics of backfat and iWAT from chow diet-fed and cold-treated six-month-old male Bama pigs were profiled.The results showed that the content of 4 lipids classes,including neutral lipids,free fatty acids,phospholipids and sphingolipids were varies greatly in iWAT of Bama pigs.The highest lipid class in both iWAT and backfat was neutral lipids,which accounted for 97.43% and 98.53% respectively;The lowest lipid class was sphingolipids,which accounted for 0.10%and 0.07% in iWAT and backfat,respectively.Among 16 subclass lipids,the highest content in iWAT and backfat was TAG,which accounted for 95.97% and 97.33%,respectively,while the lowest content was PA,which accounted for 3.98E-04% and 1.13E-04% in iWAT and backfat,respectively.PCA analysis showed that backfat and iWAT could be separated clearly,which indicated the distinct changes in lipid composition of both fat tissues.And 18 different lipid species were determined using a criteria of fold change>1.5 and P<0.05,the results showed that 16 lipid species were significantly downregulated in backfat,including 14 TAGs,DAG32:1 (16:1/16:0) and PE40:6p.Two lipid species,including CL74:8(18:2) and TAG54:3 (16:0),were observed to be upregulated in backfat.The above results indicated that TAG was the main content of iWAT in Bama pigs,the backfat and iWAT had different physiological responses for acute cold stimulation.     

基于广泛靶向脂质组学与近红外技术的高低油酸花生鉴评

[目的]探索一种能鉴定花生品种与评价品质的新型检测方法,筛选高油酸花生特异性脂质生物标志物.[方法]采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,对2个油酸含量差异显著的花生品种,即高油酸品种开农1715(KN1715)和低油酸品种冀花7号(JH7H)进行农艺性状考察、近红外分析(Near infrared spectroscopy,NIRS)与广泛靶向脂质组学(Widely targeted lipidomics,WTL)研究.[结果]农艺性状测定结果表明,高油酸花生品种KN1715的主茎、第一侧枝长度比JH7H分别高11.72％和33.74％,差异显著;而单株荚果数、单株饱果率、百果重、百仁重、出仁率分别低46.23％、5.02％、5.35％、11.68％、17.17％,差异显著.品质性状检测结果表明,KN1715的油酸、硬脂酸、花生酸、蛋白质、氨基酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸含量均显著高于JH7H,亚油酸、棕榈酸、山嵛酸、二十四烷酸含量则相反;广泛靶向脂质组代谢物分析表明,高、低油酸品种间存在较大的脂质代谢物差异,共筛选到16类295种脂质分子,进而通过对差异代谢物多元统计分析,最终筛选到3类31种核心差异脂质分子.结合核心差异脂质代谢物与品质指标,通过聚类与相关性分析,得到可视化表型与脂质代谢物特征图谱.[结论]该方法基于广泛靶向脂质组学与近红外技术,可以很好地实现从表型与脂质分子层面对花生品种进行品种与品质鉴评.