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4月7日下午，学校举办了第期“学术前沿讲堂”，本期主题是“脂质组学的中药降脂作用研究”，非常荣幸地邀请到了张启云副教授来给同学们作讲座。

主讲人简介：

张启云，博士，副教授，硕士生导师，就职于中医基础理论分化发展研究中心，受国家留学基金委资助于年10月至年10月在澳大利亚昆士兰大学访学，从事中药复方代谢物组研究，近年来主持完成国家自然科学基金和江西省科技支撑项目各1项，主持完成厅级项目4项，参与完成“计划项目”两项，参与国家自然科学基金项目6项，发表SCI、EI和中文核心论文共30余篇。

脂类

脂肪和类脂的总称，不溶于水而溶于有机溶剂

脂质化合物

1、细胞的重要组成物质。2、生物体能量的储存物质。3、参与各种细胞活动包括物质运输、能量代谢、信息传递等。4、异常的脂质代谢与多种人类疾病的病理学有关，包括糖尿病、心血管并发症、脂肪性肝炎、神经退行性疾病和癌症。利用脂质组学从系统水平研究脂代谢网络的变化与疾病状态的关系，寻找潜在生物标志物，评价新药药效成为新的发展方向。

脂质组

定义：

细细胞、器官或生物系统中化学性质不同的脂质整个集合。

研究内容：

1、精确地确定细胞内脂质的结构，包括原子数量、双键的数量和位置、核心结构和头部集团、单个脂肪酰基以及每种异构体的区域特异性。2、精确定量通路中的各个脂质，通过比较分析来发现脂质生物标记物。3、测定体内各个脂质与其他脂质、蛋白质和代谢物的相互作用。4、通过揭示营养或治疗状况来预防和干预治疗疾病。

常见的鞘脂及其相关脂质的简化路径和网络图

脂质组学发展史

年：脂质组学被提出

年：“功能脂质组学”指代“膜脂的功能研究"

年：多种技术、生物学应用

质谱

(massspectrometry,MS)

具有质量精度高、覆盖度高、样品消耗少等优点。

液相色谱质谱联用方法是目前使用最广泛的脂质组学分析方法。

1、优势在于其相对广泛的分离模式，几乎对现有所有类型的脂质及其异构体都能够进行分离分析。2、通过正相液相色谱和亲水性液相色谱，极性部分或“头基”不同的脂质得到分离。3、通过反相液相色谱，酰基链疏水性不同的脂质得到分离，反相液相色谱是目前最常用的分离模式。超高效液相色谱与质谱联用分析时间更短，灵敏度更高，分离度更好。

基于质谱的脂质组学的工作流程

1.样品前处理

生物样品有血液、尿液、唾液、组织、细胞培养液等提取样品中脂质通常用到单一有机溶剂萃取、液液萃取和固相萃取等方法,液液萃取是脂质提取时使用最为广泛的方法主要包括Floch法、Bligh-Dyer法和甲基叔丁基醚(methyl-tert-butylether,MTBE)法等,适用于提取各种类型脂质。

2.数据采集

非靶向和靶向采集策略非靶向脂质组学策略无偏倚地对生物样品中整体脂质的变化进行分析，依托于高分辨质谱仪，能对整体脂质进行定性和相对定量，最大程度地反映样品中脂质的变化规律和趋势，适用于建立脂质轮廓谱。在非靶向脂质组学研究中，通常联合使用高分辨质谱检测器，采用数据独立采集或数据依赖性采集方法进行质谱分析靶向脂质组学策略主要针对某一类或某几类目标脂质进行准确的定性定量分析,具有高灵敏度和高特异性的特点,常用于关键代谢通路或靶标的分析或验证。在靶向脂质定性和定量研究中,基于超高效液相色谱串联三重四极杆质谱的分析方法最常使用,在该分析方法中,通常使用多反应监测模式进行数据采集。

3.脂质结构鉴定

各类脂质化学结构各异,在鉴定脂质结构时应确定其基本骨架、脂肪酰基链的组成和不饱和度并区分其异构体由于脂质具有不同的亚类,结构复杂多样,存在由于酰基链连接位置不同而形成的异构体,双键的数量和位置不同而形成的异构体,官能团立体异构,区分和确定这些结构成为脂质鉴定的难点之一通过分析二级质谱图中特征碎片离子的相对强度进行区分或鉴定,通过此方法可区分sn位脂酰基位置异构的溶血磷脂。

4.数据处理

质谱数据的处理：包括多个步骤，如峰过滤、峰对齐和数据归一化等，最终报告包括提取的质荷比、保留时间以及所有检测到的峰的面积。

统计分析：包括统计学检验分析和多元统计分析，以此筛选差异代谢物进行脂质网络通路的生物信息学分析，大多数已存在的通路工具如KEGG、Ingenuity和MetaCore等都适用于输出脂质代谢的网络通路。

脂质组学在中药降脂作用研究中的应用

中药降脂疗效稳定，不良反应小，已有较多应用缺乏客观可视的证据证明中医药的疗效，但缺少现代语言阐明其物质基础和作用机制，给中药降脂研究带来了很多困难。

中药降脂过程中，生理病理状态发生动态变化，脂质组也随之发生动态变化，脂质组学能提供药物作用前后的脂质变化情况，由此揭示可能的药物作用机制，为药物治疗提供潜在的作用靶点，为深入研究中药降脂提供有效方法。

超高效液相色谱-质谱非靶向脂质组学方法分析参苓白术散治疗高脂血症大鼠时肝脏脂质的变化

参苓白术散是由10种中药组成的复方颗粒，口服给药于高脂饮食喂养的Wistar大鼠，机体生化指标及组织学变化结果表明参苓白术散对非酒精性脂肪肝有一定的保护作用。

参苓白术散显著降低了大鼠的体重、肝重，升高了因高脂饮食降低的肝血流量，减少了脂肪蓄积，改善了肝组织形态，改善了由高脂饮食引起的反常的脂质生化指标。

采用液液萃取的方法提取大鼠肝脏中的脂质采用UHPLC-MS质谱联用技术在正负离子模式下进行分析，鉴定了种脂质化合物，参苓白术散调控了被高脂饮食改变的30种差异性脂质，差异性脂质分别属于甘油磷脂类、甘油脂类、鞘脂类。通路分析表明，甘油磷脂代谢和甘油脂质代谢是参苓白术散抗非酒精性脂肪肝、发挥降脂作用的潜在通路。

整合代谢组学、基因组学、转录组学、蛋白组学和脂质组学的多组学研究，可能成为发展趋势。多组学研究能得到关于脂质代谢和脂质信号转导的更多信息，有利于建立中药降脂过程中基因、转录因子、蛋白质、脂质之间的相互联系，在生物系统中捕捉与中药调控最密切的生物途径或作用靶点，精准靶向有关的药理活性位点，充分挖掘中药的降脂机制。

参考文献

1.YDeng,etal.LipidomicanalysisoftheprotectiveeffectsofShenlingBaizhuSanonnon-alcoholicfattyliverdiseaseinrats.Molecules，,24,.2.LZhai,etal.CyclocaryapaliurusLeavesTeaimprovesdyslipidemiaindiabeticmice:ALipidomics-BasedNetworkPharmacologyStudy.Front.Pharmacol.，9：.3.王美琴等.基于脂质组学技术的中药降脂作用研究.药学学报，,56（1）：61-69.非常感谢张启云副教授的教学分享，美好的时光总是短暂的，同学们都非常珍惜每次相互学习和探讨的过程，这是本期的“学术前沿讲堂”，我们下期不见不散！

编辑流云

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