脂质组学,系统研究细胞、组织或生物体内所有脂质的学科。主要研究数千种脂质的类型、分布、功能、与其他生物分子的相互作用,以及它们在生理代谢、病理状态时的动态变化。涉及的分析技术包括脂质的提取、分离、液相层析、各种质谱、核磁共振波谱、荧光光谱等。对深入研究各种脂质在生物膜结构、能量转换、信号转导等方面有重要意义,同时在临床检验、疾病诊断领域也有应用价值。
脂质组学,系统研究细胞、组织或生物体内所有脂质的学科。主要研究数千种脂质的类型、分布、功能、与其他生物分子的相互作用,以及它们在生理代谢、病理状态时的动态变化。涉及的分析技术包括脂质的提取、分离、液相层析、各种质谱、核磁共振波谱、荧光光谱等。对深入研究各种脂质在生物膜结构、能量转换、信号转导等方面有重要意义,同时在临床检验、疾病诊断领域也有应用价值。
“脂质组学”实际上是“代谢组学”的一个分支。作为细胞膜和脂滴的主要组成成分,各种结构的脂类在广泛的生物学过程,如信号传导、运输作用以及具有不同生化性质的生物大分子分选过程中,扮演着重要角色。 随着脂质组学的迅猛发展, 科学家们就逐渐将脂质组的研究即“脂质组学”从“代谢组学”中单独划分出来,狭义的“代谢组学”一般就不再包括系统的脂质组分析了。
为了支持不断发展的脂质组学领域并确定脂质作为一类主要生物分子的重要性,国际脂质分类和命名委员会 (ILCNC) 开发了一个“脂质综合分类系统”,将脂质分成了八大类别,被脂质组学界广泛接受。
质谱分析脂质组学分析中应用最广泛的技术,部分原因是它比核磁共振(NMR)具有更高的灵敏度。首先使用不同的有机溶剂系统来针对不同的脂质类别进行提取,微量化合物或处理复杂化学基质时,可能需要衍生化、固相萃取和富集。通常情况下,脂质组学分析可大致分为非靶向和靶向两种方法,它们在数据采集方法和后续数据处理方面有所不同,各有优缺点。用不同策略获取的大量数据将通过分析软件转换为具有生物学意义的代谢图谱。最后,通过统计和生物信息学分析,获得变化的代谢物和途径。
由于任何分子离子的离子计数(即强度)与其绝对浓度之间缺乏明确的联系,在没有与被分析物质具有相同电离和破碎特性的同位素标记类似物的情况下,任何采集后数据校正都只是对不严谨定量分析方法的修正以提高量化分析的准确度,都不能实现准确的“绝对定量“”。相对于绝对定量,高精度的相对定量通常足以满足当前大量的以组学为导向的科学和转化研究的要求。然而,为了获得准确的定量,内标的性质和数量需要依次满足相关的具体要求。
脂质组学已被广泛用于研究各种机体模型和人类疾病(包括代谢综合征、痴呆、心血管疾病和各种癌症等)的脂质代谢。例如,对人类泪液脂质组学的全面表征对泪膜模型的理解产生了深远影响,有利于干眼症疾病的治疗研究。对新冠患者的血浆脂质组学分析揭示了可能的病理过程,展示了可区分健康人群和新冠患者的生物标志物面板。