脂質(zhì)組學(xué)簡介與應(yīng)用現(xiàn)在是1頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)組學(xué)脂類是生物體中最重要的物質(zhì)之一，其在生物結(jié)構(gòu)、能量儲存、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。截至2018年1月，在LIPIDMAPS數(shù)據(jù)庫中已列出了40,000多種脂質(zhì)，之后這個數(shù)量還會不斷上升，因此對這些脂質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究是非常有必要的。脂質(zhì)組學(xué)是系統(tǒng)研究脂質(zhì)組的一門獨立學(xué)科，作為大規(guī)模定性和定量研究脂類化合物并了解它們在不同生理、病理條件下的功能和變化的方法學(xué),能準(zhǔn)確全面地提供生物樣品在不同生理條件下的全脂信息譜圖。由于脂類代謝是動植物的代謝中的第一大類，隨著近年來脂質(zhì)組學(xué)迅猛發(fā)展,科學(xué)家們將“脂質(zhì)組學(xué)”從“代謝組學(xué)”中單獨劃分出來，與基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)一樣成為一個獨立學(xué)科?，F(xiàn)在是2頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)組學(xué)研究步驟現(xiàn)在是3頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)的提取和分離兩種方法通過使用不同比例的氯仿/甲醇溶劑將脂質(zhì)分離成有機相：Folch法（氯仿：甲醇=2：1）和Bligh和Dyer法（氯仿：甲醇=1：2）。為了避免極性較高的脂質(zhì)物質(zhì)在雙相脂質(zhì)提取方法中分散到水相中的損失，可使用單相脂質(zhì)提取法。單相提取方法可以促進(jìn)極性脂質(zhì)的提取效率。提取后，通常通過薄層色譜法（TLC）、氣相色譜法（GC）和高效液相色譜法（HPLC）等各種色譜方法分離脂質(zhì)，或者可以將脂質(zhì)直接注入質(zhì)譜儀中進(jìn)行檢測分離?，F(xiàn)在是4頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)檢測光譜法：紅外光譜色譜法：高效液相色譜法、氣相色譜法質(zhì)譜法：質(zhì)譜、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、多級質(zhì)譜聯(lián)用核磁共振波譜法現(xiàn)在是5頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)定量絕對定量針對少數(shù)已知或假設(shè)的脂質(zhì)，加入相應(yīng)標(biāo)記的內(nèi)參，通過對峰強度或峰面積的比較來對單個脂質(zhì)的豐度進(jìn)行精確定量相對定量脂質(zhì)種類較多時，可使用一種脂質(zhì)內(nèi)參代表一類脂質(zhì)，或只使用一種外源脂質(zhì)分子作為相對定量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在是6頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)分析策略手動注釋與標(biāo)準(zhǔn)品內(nèi)參或已知數(shù)據(jù)比較（峰面積、質(zhì)荷比、保留時間），結(jié)合相關(guān)知識背景，對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行定性與定量借助計算機平臺當(dāng)脂質(zhì)種類較多或樣品較為復(fù)雜時，手動注釋基本不具備可行性，所以通過脂質(zhì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)已經(jīng)開發(fā)出多種用于脂質(zhì)研究的軟件現(xiàn)在是7頁\一共有19頁\編輯于星期日相關(guān)軟件免費軟件1、LipidNavigator，是一個高通量網(wǎng)頁工具,可采用各種類型的原始脂質(zhì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫自動分析磷脂。2、TriglyAPCI，可以用來解析甘油三酯的APCI-MS圖譜3、Brown，此軟件通過演算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理,可以對不同質(zhì)譜和不同重復(fù)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)比較開源軟件1、SECD，分析從色譜數(shù)據(jù)獲得的譜圖2、LIMSA，脂質(zhì)質(zhì)譜分析，進(jìn)行基于MS/MS譜圖的數(shù)據(jù)分析3、Mzmine，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖,并且可以通過演算法進(jìn)行波譜過濾、峰采集、二維圖形可視化、校正和規(guī)范化等?，F(xiàn)在是8頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)庫HMDB(http/)該數(shù)據(jù)庫是目前收錄人源代謝物最全的數(shù)據(jù)庫之一。數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)涵蓋以下三類：a.化學(xué)數(shù)據(jù)，b.臨床數(shù)據(jù)，c.分析生物學(xué)和生物化學(xué)數(shù)據(jù)。水溶性和脂溶性代謝物均收錄其中。現(xiàn)在是9頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)庫KEGG(http/)該數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建旨在了解生物系統(tǒng)（如細(xì)胞，組織等）中基因、蛋白及代謝物的功能及相互作用關(guān)系?？梢圆樵兊脚c代謝物相關(guān)的代謝通路、人類疾病及藥物研發(fā)等信息。該數(shù)據(jù)庫的代謝物及代謝通路涉及兩大類：真核生物（動物、植物、真菌及原生生物）和原核生物（細(xì)菌、古細(xì)菌）?，F(xiàn)在是10頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)庫LIPIDMAPS(/)這是是一個多組織聯(lián)盟，旨在利用系統(tǒng)生物學(xué)方法、質(zhì)譜方法等鑒定、定量生物體內(nèi)的脂質(zhì)，揭示多種生命活動、環(huán)境變化帶來的脂質(zhì)變化。目前已經(jīng)收錄了4萬種脂質(zhì)，涉及到人、小鼠、植物、細(xì)菌、真菌等?，F(xiàn)在是11頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)庫植物代謝網(wǎng)絡(luò)（ThePlantMetabolicNetwork，PMN）PlantCyc()是它的主要組件之一。它包含計算分析的基因信息、蛋白酶信息、化合物信息、化合反應(yīng)和初級、次級代謝產(chǎn)物等信息。目前收集了包括番茄在內(nèi)的350種植物、1200條Pathway對應(yīng)5503個化合物的信息?，F(xiàn)在是12頁\一共有19頁\編輯于星期日數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在是13頁\一共有19頁\編輯于星期日應(yīng)用細(xì)胞脂質(zhì)組學(xué)像轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組一樣，細(xì)胞脂質(zhì)組在各種刺激和生理條件下會發(fā)生重塑。例如，巨噬細(xì)胞活化是許多疾病發(fā)展過程中的關(guān)鍵步驟，在此過程中脂肪酸去飽和和延伸酶受到強烈誘導(dǎo)，脂質(zhì)組分析發(fā)現(xiàn)磷脂酰乙醇胺縮醛磷脂中的多不飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸相應(yīng)降低和增加，這為為巨噬細(xì)胞的活化提供一種脂質(zhì)特征指標(biāo)。對小鼠肝臟分離的細(xì)胞核和線粒體進(jìn)行脂質(zhì)組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)線粒體脂質(zhì)組比核脂質(zhì)組表現(xiàn)出更多的時間波動?，F(xiàn)在是14頁\一共有19頁\編輯于星期日應(yīng)用血漿脂質(zhì)組學(xué)日常生理條件如空腹和進(jìn)食、遺傳背景和疾病可改變血漿脂質(zhì)濃度和組成。通過對血漿脂質(zhì)組進(jìn)行檢測，可確定人體的健康狀況。例如：24-羥基膽固醇主要在大腦中合成，循環(huán)系統(tǒng)中可檢測到的24-羥基膽固醇僅來源于腦。與健康個體相比，雖然總膽固醇水平不變，但阿爾茨海默氏病和血管性癡呆患者的血漿中24-羥基膽固醇明顯更高。現(xiàn)在是15頁\一共有19頁\編輯于星期日應(yīng)用由于脂質(zhì)在人體新陳代謝中發(fā)揮一些關(guān)鍵作用，而且在一些觀察到的病理條件下脂質(zhì)組發(fā)生重塑，因此監(jiān)測個體脂質(zhì)組可用于評估疾病進(jìn)展。人類體液可以很容易地監(jiān)測脂類豐度，包括血液，眼淚，尿液，羊水和腦脊液。此外，這些液體大多數(shù)可以通過非侵入性或微創(chuàng)手術(shù)收集，表明利用體液中的脂質(zhì)代謝物作為生物指標(biāo)有著非常好的前景?，F(xiàn)在是16頁\一共有19頁\編輯于星期日應(yīng)用植物脂質(zhì)組學(xué)脂質(zhì)在植物體內(nèi)也發(fā)揮著非常重要的作用對于陸生植物來說，角質(zhì)層（防止水分散失，阻止病原體入侵）是其必不可少的結(jié)構(gòu)，利用脂質(zhì)組學(xué)對植物角質(zhì)層進(jìn)行研究有助于進(jìn)一步理解植物的干旱適應(yīng)機制，為抗逆性作物的培育提供幫助。另外，植物油脂的脂質(zhì)組學(xué)研究在食用油檢測和油料作物育種中可發(fā)揮重要作用。脂質(zhì)是六大營養(yǎng)素之一，食品脂質(zhì)組學(xué)可用于檢測食品質(zhì)量，改善食品營養(yǎng)成分現(xiàn)在是17頁\一共有19頁\編輯于星期日脂質(zhì)組學(xué)面臨的挑戰(zhàn)1、目前的提取方法不能適用于