陳宇歡，李 靜，范亞葦，鄧澤元*

（南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

脂質(zhì)組學(xué)及其在營養(yǎng)與健康研究中的應(yīng)用研究進(jìn)展

陳宇歡，李 靜，范亞葦，鄧澤元*

（南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

脂質(zhì)是生物體重要的大分子物質(zhì)之一，結(jié)構(gòu)和種類復(fù)雜，具有重要的生理功能。脂質(zhì)代謝的異?？赡芤l(fā)諸如動脈粥樣硬化等許多代謝疾病。脂質(zhì)代謝組學(xué)是代謝組學(xué)的一個分支，是綜合研究脂質(zhì)代謝的一個重要手段。隨著質(zhì)譜與色譜聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展，脂質(zhì)組學(xué)也得到快速發(fā)展。利用脂質(zhì)組學(xué)研究脂質(zhì)分子在代謝疾病中的作用受到越來越廣泛的關(guān)注。本文主要介紹了脂質(zhì)組學(xué)的研究方法，及其在人體脂質(zhì)代謝疾病中的應(yīng)用和研究進(jìn)展。

脂質(zhì)組學(xué)；研究進(jìn)展；代謝疾??；營養(yǎng)

doi∶10.7506/spkx1002-6630-201415055

細(xì)胞和血漿中存在數(shù)以千計的脂質(zhì)類別，這些脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)、種類復(fù)雜，具有獨特的化學(xué)特性，在諸如生物大分子間相互作用、基因轉(zhuǎn)錄和翻譯調(diào)控、細(xì)胞信號 轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞間交互作用、指示細(xì)胞與病原體乃至環(huán)境變化等方面起到重要作用，進(jìn)而影響生命體許多重要疾病，如動脈粥樣硬化[1]、冠心病[2]、肥胖病[3]、糖尿病[4]、腦損傷[5]、帕金森病[6]和肝炎[7]等的發(fā)生、發(fā)展。我們已經(jīng)了解到脂質(zhì)與這些疾病關(guān)系密切，但對諸如脂質(zhì)在這些疾病中的作用機(jī)理仍所知甚少。因此，人們希望借助脂質(zhì)組學(xué)的方法更多揭示脂質(zhì)與代謝疾病之間的關(guān)系。

脂質(zhì)組學(xué)是代謝組學(xué)的一個分支，是研究脂質(zhì)代謝、細(xì)胞信號等問題的一個重要手段。2003年，華盛頓醫(yī)學(xué)部的Han Xianlin等[8]正式提出了脂質(zhì)代謝組學(xué)的概念，即對脂質(zhì)分子種屬以及它們在生物學(xué)方面的作用，主要是與蛋白質(zhì)表 達(dá)有關(guān)的脂質(zhì)代謝及其功能，包括基因調(diào)控等的全面描述[9]。

目前，脂質(zhì)代謝組學(xué)在分析鑒定脂質(zhì)及其代謝物、研究脂質(zhì)功能與代謝調(diào)控以及繪制脂質(zhì)代謝途徑及網(wǎng)絡(luò)等三大基礎(chǔ)研究方面取得快速進(jìn)展的同時，脂質(zhì)代謝組學(xué)在脂質(zhì)代謝疾病的預(yù)防、控制及診斷、脂質(zhì)生物標(biāo)志物、藥物靶點的鑒定以及藥物的研發(fā)等方面都取得了重要進(jìn)展[10]。脂質(zhì)組學(xué)的發(fā)展豐富了蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫，并且深入了我們對脂質(zhì)在細(xì)胞中作用的認(rèn)識[4]。

1 研究方法

為了增大研究的覆蓋面，脂質(zhì)組學(xué)的分析方法越來越向多元化發(fā)展。目前，液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（liquid chromatograph mass spectrometer，LC-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatograph mass spectrometer，GC-MS）、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用（capillary electrophoresis mass spectrometer，CE-MS）、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）、薄層色譜（thin layer chromatography，TLC）等分析手段被廣泛使用。

串聯(lián)質(zhì)譜是識別甘油磷脂的一種基本工具，目前已經(jīng)在哺乳動物細(xì)胞中檢測出超過1 000 種的磷脂。這一復(fù)雜性就導(dǎo)致不同種類分子同量異位素（isbaric species）之間不能被簡單的直接進(jìn)樣質(zhì)譜法分離開，如正離子模式下無法分離飽和的三十四碳（34∶0）磷脂酰膽堿（phosphatidylcholine，PC）和含一個不飽和鍵的三十四碳（34∶1）磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）；而當(dāng)樣品中出現(xiàn)同種分子的同量異位素時，情況就更加復(fù)雜，如38∶4磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）就能夠組成18∶0/20∶4，18∶1/20∶3，16∶0/22∶4等幾種脂肪酸組合[11]。

當(dāng)前最常用的兩種甘油磷脂鑒定和定量的方法是“鳥槍法”（shotgun lipidomics） 和LC-MS法。二者在分析手段的聯(lián)用方面是最為有效的兩種分析方法。Han Xianlin等[12-16]在電噴霧電離（electrospray ionization，ESI）技術(shù)上做了重要改進(jìn)，創(chuàng)立了無需預(yù)先進(jìn)行色譜分離的直接進(jìn)樣（direct infusion）質(zhì)譜技術(shù)，即“鳥槍法”。這種方法的主要原理是源內(nèi)分離（intrasource separation）。先在正離子或負(fù)離子模式下對直接進(jìn)樣的細(xì)胞提取物進(jìn)行前體離子掃描（precursor ion scans，PIS）和中性丟失掃描（neutral loss scans，NLS），以確定其主要的脂質(zhì)片段，再在負(fù)離子模式下以PIS分析測定脂肪酸的含量?，F(xiàn)在，“鳥槍法”還廣泛利用基于微流體的自動納升電噴霧電離（nanospray）以進(jìn)行低容量樣本的檢測?！傍B槍法”避免了液相 色譜法中固有的樣品殘留問題，對識別和定量大約90%的磷脂都有很好的效果，如磷脂酰膽堿類（glycerophosphocholines，GPChos）、磷脂酰乙醇胺類（glycerophosphethanolamines，GPEtns）、磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol，PI）、磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS）等。然而，這項技術(shù)在識別痕量磷脂上效果卻不理想，除了那些含量最豐富的種類，“鳥槍法”在實現(xiàn)完全絕對的量化上也存在缺陷。

超高效液相色譜（ultra performance liquid chromatography，UPLC）與ESI聯(lián)用可解決單純的質(zhì)譜分析法存在的同量異位素?zé)o法分離和離子抑制（ion suppression）等問題。采用正相液質(zhì)聯(lián)用法對磷脂進(jìn)行最初的種類分離可減輕離子抑制作用，提高電離率和對副成分的敏感度。反相液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用適用于個別分子種類的詳細(xì)分析，對包括多磷酸肌醇（polyphosphoinositides）在內(nèi)的有限類別的分子具有很高的精度。Lisa等[17]采用了一種新方法，使用離線二維-親水液相色譜（hydrophilic interaction liquid chromatography，HILIC）、反相高效液相色譜-電噴霧電離聯(lián)用（reversed phase high performance liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry， RPHPLC-ESI）和大氣壓化學(xué)電離（atmospheric pressure chemical ionization，APCI）質(zhì)譜，一次性地分離出了19種極性各不相同的脂質(zhì)。

毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)具有很高的分離能力和靈敏度，能較好地應(yīng)用于包括脂質(zhì)在內(nèi)的生物大分子的分離檢測。CE的一些常用分離模式包括毛細(xì)管區(qū)帶電泳（capillary zone electrophoresis，CZE）、膠束電動色譜（micellar electrokinetic chromatography，MEKC）、毛細(xì)管電色譜（capillary electro chromatography，CEC）等，都在CE-MS中得到了應(yīng)用，其中CZE應(yīng)用最為廣泛[18]。Gao Fei等[19]建立起一種非水緩沖液體系的CE-MS技術(shù)，以增加磷脂的溶解度。利用優(yōu)化的有機(jī)溶劑，小鼠腹膜提取物中的磷脂得以在16 min內(nèi)得到分離，該實驗進(jìn)而對分離出PC、乙酰胺磷脂（ethanolamine phospholipids，PE）和PI進(jìn)行了分析，證明了CE-MS應(yīng)用于磷脂分析的可行性。

核磁共振能對少量樣品進(jìn)行測定，是一種快速、簡單的分析方法。與液質(zhì)聯(lián)用不同，核磁共振不需要大量的優(yōu)化參數(shù)，是一個很有效的定量測定手段，但對復(fù)雜的混合物通常不能直接定性分析。對碳架結(jié)構(gòu)的信息所知有限而由兩種物質(zhì)得到類似的圖譜則是NMR面臨的另一個挑戰(zhàn)。不過從另一個角度看，通過解析首基的結(jié)構(gòu)，NMR對識別磷脂卻十分有利。Estrada等[20]利用NMR和基質(zhì)輔助激光解吸電離質(zhì)譜（matrix-assisted laser desorption-ionization mass spectrometry，MALDI-MS）對成年人晶狀體細(xì)胞膜中磷脂含量進(jìn)行重新評估，發(fā)現(xiàn)人體晶狀體細(xì)胞膜中含有相當(dāng)大量的乙醚基甘油磷脂和其相應(yīng)的溶血型分子。但總體而言，NMR的敏感度還是不如MS。

脂質(zhì)組學(xué)的研究涵蓋范圍廣泛，目前的分析方法中，任何一種都不能完整地檢測出所有的脂質(zhì)。然而，通過不同分析方法的聯(lián)用和共用，能較好地克服單一技術(shù)的局限性。為了完善脂質(zhì)組學(xué)的研究方法，就要求將傳統(tǒng)脂質(zhì)生物化學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)輪廓研究和脂質(zhì)生物信息學(xué)結(jié)合起來[21]。

2 脂質(zhì)組學(xué)在營養(yǎng)與健康研究中的應(yīng)用

許多研究證明，脂質(zhì)代謝紊亂或畸形會導(dǎo)致諸多人類疾病的發(fā)生。以肥胖病為例，這種由人體攝食和消耗卡路里不平衡引起的疾病[22]在很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為普遍問題，而肥胖病人群在心血管疾病和糖尿病上也有相當(dāng)高的患病風(fēng)險[23]。脂質(zhì)代謝所引發(fā)的疾病還遠(yuǎn)不止于此，所以，將特定分子種類脂質(zhì)代謝的研究應(yīng)用于營養(yǎng)學(xué)也就具有十分重要的意義。

脂質(zhì)代謝的研究上升到組學(xué)水平以前，人們對生物體內(nèi)脂質(zhì)分子的種類和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性并沒有充分的認(rèn)識，這很大程度上影響了人們對脂質(zhì)代謝反應(yīng)在機(jī)體中的作用及其相關(guān)機(jī)理的重視，制約了針對脂質(zhì)的系統(tǒng)分析。隨著高通量、高精度脂質(zhì)組學(xué)分析方法的引入，脂質(zhì)種類、結(jié)構(gòu)、功能及其代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等問題得到了深入的研究，從而更好地揭示了脂質(zhì)與生命體營養(yǎng)與健康之間的關(guān)系。

脂質(zhì)組學(xué)在營養(yǎng)與健康中的研究主要集中于脂質(zhì)對消化系統(tǒng)功能、神經(jīng)系統(tǒng)功能和心血管疾病等的影響，以及脂質(zhì)組學(xué)在生物標(biāo)志中的應(yīng)用。

2.1 脂質(zhì)組學(xué)在消化吸收及其系統(tǒng)功能研究中的應(yīng)用

許多消化系統(tǒng)疾病的的發(fā)生發(fā)展與脂代謝紊亂密不可分。在諸多消化器官中，肝臟受脂代謝紊亂的影響首當(dāng)其沖。肝臟是脂肪代謝的主要器官，脂肪在肝臟內(nèi)過量堆積可引發(fā)肝硬化等惡性疾病，反過來說，肝臟細(xì)胞的病變也將引起脂質(zhì)代謝困難，由此可見脂代謝與機(jī)體健康間相互關(guān)聯(lián)密切。通過脂質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：人體攝入食物中脂肪的種類和數(shù)量將在肝臟中得到反映，肝臟中脂質(zhì)結(jié)構(gòu)改變對健康的影響更為重要。

Lamaziere等[24]以魚油飼喂小鼠30 d之后，對其肝臟吸收二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）及二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）的差異進(jìn)行了脂質(zhì)組學(xué)評估。結(jié)果顯示，小鼠大腦中EPA含量上升不明顯，而肝臟中EPA的含量上升顯著，含DHA的卵磷脂所占比例也顯著提高。伴隨著魚油的補充，小鼠肝臟內(nèi)單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFAs）總量顯著降低，而總的ω-3多不飽和脂肪酸含量上升；飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸總量則無明顯變化。結(jié)果表明，魚油的長期供應(yīng)改變了小鼠肝臟脂肪酸結(jié)構(gòu)，但并沒有過多改變肝臟的脂質(zhì)總量。不僅如此，實驗數(shù)據(jù)還證實了消費充足ω-3脂肪酸對機(jī)體健康的作用，幫助我們對臨床上ω-3供給減少肝脂肪、預(yù)知非酒精性脂肪肝（non alcoholic fatty liver disease，NAFLD）的機(jī)制有了更深的了解。

脂代謝異常而引發(fā)的消化系統(tǒng)病變并不局限于肝臟。越來越多的研究表明，諸如膽結(jié)石、膽管膽固醇沉積癥、急性胰腺炎等消化系統(tǒng)疾病的重要誘因就是血脂水平異常[25-26]；許多消化系統(tǒng)惡性腫瘤血清膽固醇水平呈負(fù)相關(guān)[27]。綜合分析這些研究不難得出結(jié)論，對脂質(zhì)代謝的深入探究能幫助我們更好地診斷和治療相關(guān)消化系統(tǒng)疾病。

Sewell等[28]通過質(zhì)譜分析法和穩(wěn)定同位素標(biāo)記法分析巨噬細(xì)胞鞘脂類和磷脂類成分，來研究脂質(zhì)構(gòu)成對克羅恩?。ㄒ环N難以根治的惡性消化系統(tǒng)疾?。┑挠绊?。發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)構(gòu)成的異?？赡軐?dǎo)致囊泡運輸混亂，腸滲透性增加，巨噬細(xì)胞（macrophage）分泌促炎性細(xì)胞因子（pro-inflammatory cytokines），從而引發(fā)克羅恩病?？肆_恩病病人的巨噬細(xì)胞與健康人的相比，卵磷脂構(gòu)成發(fā)生明顯改變，新生成的磷脂酰肌醇16∶0/18∶1的比例減少；與健康細(xì)胞相比，克羅恩病病人細(xì)胞的鞘脂類、磷脂類和膽固醇酯類物質(zhì)的構(gòu)成遭到破壞，這或許有助于了解克羅恩病的病因。

2.2 脂質(zhì)組學(xué)在神經(jīng)系統(tǒng)功能研究中的應(yīng)用

脂質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中履行了多重專一性功能。在大腦中，電子脈沖的傳導(dǎo)、突觸功能和復(fù)信號通路都依靠這些脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和脂蛋白的交互作用。脂質(zhì)組學(xué)的發(fā)展讓我們對脂質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)功能中所扮演的角色有了前所未有的了解。依靠“鳥槍法”、串聯(lián)質(zhì)譜法，加上對于磷脂種類的新發(fā)現(xiàn)，我們在脂質(zhì)對大腦功能的影響上有了新的認(rèn)識[29]。Guan Ziqiang[30]采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，對小鼠腦組織進(jìn)行脂質(zhì)組學(xué)的分析，發(fā)現(xiàn)了兩種新的脂質(zhì)：N-?；字＝z氨酸（N-acyl phosphatidylserine，N-acyl-PS）和dolichoic acid（DolCA）。

神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞、器官的功能很大程度上影響了人類的記憶力和情緒穩(wěn)定，而脂質(zhì)代謝水平也很大程度上制約了神經(jīng)系統(tǒng)的功能。目前已經(jīng)有許多研究將重點放在以脂質(zhì)組學(xué)的方法探究脂質(zhì)與神經(jīng)系統(tǒng)功能的關(guān)系。

神經(jīng)系統(tǒng)中膜內(nèi)含磷物質(zhì)和鞘脂類物質(zhì)含量的變化對細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間信息傳導(dǎo)有至關(guān)重要的影響。Demirkan等[31]對一個荷蘭家族742 名成員進(jìn)行調(diào)查，采用電噴霧電離-質(zhì)譜聯(lián)用（ESI-MS/MS）測量了148 種不同的血漿內(nèi)含磷脂物質(zhì)和鞘脂類物質(zhì)（sphingomyelins，SM），并以醫(yī)院焦慮及抑郁評分（the hospital anxiety and depression scals，HADS-A和HADS-D）和流行病學(xué)研究中心抑郁量表（centre for epidemiological studies depression scale，CES-D）對其進(jìn)行抑郁、焦慮癥狀的評估。結(jié)果表明，血漿中磷脂酰膽堿PC O 36∶4及鞘磷脂SM 23∶1含量都與抑郁、焦慮成逆相關(guān)。PC O 36∶4是一種乙醚基磷脂酰膽堿，這類PC在血漿中成分較少，但在大腦中所占比例很高。筆者認(rèn)為，在血漿中觀察到的這些脂質(zhì)變化，很可能是大腦中過于活躍的乙醚基脂類裂解的反映，這很有可能與抑郁癥發(fā)病機(jī)理的通路有關(guān)。這一報道也為抑郁、焦慮癥的研究提供了線索。

細(xì)胞膜多不飽和脂肪酸水平隨年齡增大而趨衰減，這有可能導(dǎo)致認(rèn)知功能的損害和記憶衰退。Little等[32]以脂質(zhì)組學(xué)的方法分析DHA供應(yīng)對年輕小鼠和老年小鼠大腦皮層中脂質(zhì)種類和磷脂分子的變化的影響。該研究采用高掃描場核磁共振氫譜（H-NMR）和ESI-MS/MS法對脂質(zhì)提取物進(jìn)行檢測。H-NMR結(jié)果顯示，隨著年齡增長，小鼠大腦皮層中DHA含量、不飽和指數(shù)和總二?；视土字烤邢陆担瑫r，鞘磷脂、鞘脂類和膽固醇含量有所提升。年輕組DHA處理在各項指標(biāo)上都未有數(shù)據(jù)上的顯著效果，而老年組的DHA處理則幫助不飽和指數(shù)上升到了與年輕組相當(dāng)?shù)乃?。詳?xì)的磷脂輪廓分析顯示，老齡化減少了多不飽和脂肪酸種類（如PE 18∶0/22∶6，PS 18∶1/22∶0，PI 18∶1/22∶6）的分布，增加了單不飽和脂肪酸種類（如PS 18∶1/22∶0，PC 16∶0/16∶1，SM 18∶1/24∶1）的分布，而DHA處理提高了新的PS和PI的合成率，二者對于細(xì)胞膜的流動性和突觸傳導(dǎo)有重要作用，而這也許就是DHA能夠增強認(rèn)知能力和記憶力的原因。

2.3 脂質(zhì)組學(xué)在心血管疾病研究中的應(yīng)用

脂質(zhì)組學(xué)的興起和發(fā)展也為從整體水平上研究心血管疾病的病理過程提供了新的途徑。脂質(zhì)代謝的紊亂積累到一定程度可導(dǎo)致機(jī)體的病理變化，影響血液循環(huán)系統(tǒng)正常生理活動。如動脈粥樣硬化的直觀表現(xiàn)就是脂質(zhì)呈現(xiàn)黃色粥樣積聚在動脈內(nèi)膜上，使血管管壁變硬失去彈性，通量縮小。脂質(zhì)組學(xué)在心血管疾病研究中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為對其的早期診斷、預(yù)防治療及病理生理學(xué)的研究等方面[33]。

Graessler等[34]采用top-down“鳥槍法”，對19 個男性高血壓病人與50 個正常男性的血漿樣本中的10 種主要的脂類中的95 種脂質(zhì)分子進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，高血壓病人血漿中乙醚基脂類，特別是含20∶4和22∶5的磷脂酰膽堿醚脂和磷脂酰乙醇胺醚脂含量顯著降低，游離膽固醇的含量也有減少。

Stegemann等[35]調(diào)查了有癥狀和無癥狀患者頸動脈內(nèi)膜樣本的不同，以健康人體樣本作為對照，采用質(zhì)譜法分析樣本的脂質(zhì)總類。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對于血漿樣本而言，動脈粥樣硬化斑塊的膽固醇酯較高，特別是含長鏈脂肪酸的多元不飽和膽固醇酯。脂肪種類輪廓的變化，很有可能反映了炎癥介質(zhì)底物可利用性的變化，而這種變化就是動脈粥樣硬化病程的基礎(chǔ)。從更具實際意義的角度來看，對動脈粥樣硬化斑塊的脂質(zhì)種類輪廓進(jìn)行系統(tǒng)的分析，有助于這一疾病的診斷和治療。

利用脂質(zhì)組學(xué)方法監(jiān)控食物對人體心血管疾病的影響也為心血管疾病的早期預(yù)防提供了可靠依據(jù)。Lankinen等[36]以低脂魚和高脂魚進(jìn)行了8 個星期的干預(yù)實驗，利用脂質(zhì)組學(xué)的方法研究其改變血清中脂組學(xué)輪廓對于心血管疾病發(fā)病的影響。包括神經(jīng)酰胺、溶血卵磷脂、甘油二酯在內(nèi)的具有多樣生物活性的脂質(zhì)在多脂魚組中顯著減少。這個現(xiàn)象可能說明多脂魚對動脈粥樣硬化、胰島素抵抗等疾病的發(fā)展有一定保護(hù)作用。

2.4 脂質(zhì)組學(xué)在生物標(biāo)記中的應(yīng)用

由于脂質(zhì)具有一系列的生理功能，它們也被寄希望于能反映生命體疾病中的代謝狀態(tài)。結(jié)合特定的生物樣本，如細(xì)胞、動物模型以及病人的體液、組織等監(jiān)測脂質(zhì)代謝物，將有助于發(fā)現(xiàn)代謝疾病的脂質(zhì)生物標(biāo)記物[37]。應(yīng)用脂質(zhì)組學(xué)能夠幫助我們確定導(dǎo)致機(jī)體代謝紊亂，或在生命體病態(tài)下呈現(xiàn)表達(dá)異常的脂生物標(biāo)記物，從而分析并找到可能的發(fā)病機(jī)理，預(yù)防并提前判斷疾病的發(fā)生。

Llorente等[38]對PC-3前列腺癌細(xì)胞釋放的外來體（exsome）進(jìn)行了分子脂質(zhì)組學(xué)的研究。這項研究對大約280 種脂質(zhì)分子進(jìn)行了定量測定，提供了迄今為止針對于細(xì)胞和外來體最廣泛的脂質(zhì)研究。研究發(fā)現(xiàn)，外來體相對于母體細(xì)胞，其脂質(zhì)含量有了明顯的提高，特別是鞘糖脂、長鏈鞘磷脂、膽固醇、磷脂酰絲氨酸PS18∶0/18∶1含量顯著提高，外來體每毫克蛋白質(zhì)所含的脂質(zhì)總量提高了8.4 倍，脂質(zhì)分子的數(shù)目大約是蛋白質(zhì)分子的65 倍。對外來體脂質(zhì)構(gòu)成的研究，證明它們的膜結(jié)構(gòu)是高度有序的，加之其中的高鞘糖脂含量，很有可能就是外來體在胞外環(huán)境維持穩(wěn)定的原因，而這也是它們在細(xì)胞間進(jìn)行訊息傳遞的基礎(chǔ)。實驗具體數(shù)據(jù)為外來體形成、釋放和功能機(jī)制的研究提供了依據(jù)，外來體中幾種含量明顯提高的脂質(zhì)也具有作為PC-3前列腺癌，甚至其他癌癥生物標(biāo)記物的潛質(zhì)。

Boccio等[39]運用脂質(zhì)組學(xué)方法描述了血漿脂質(zhì)在多發(fā)性硬化中的作用。多發(fā)性硬化是一種神經(jīng)變性的自身免疫脫髓鞘病，自身免疫應(yīng)答在腦炎中的介質(zhì)通常是蛋白質(zhì)，而近來的研究表明脂質(zhì)也可能是其介質(zhì)。Baccio采用了液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，對10 種代謝物進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)多發(fā)性硬化病人溶血性甘油磷酸膽堿（lysoglycerophosphatidylcholine，lysoPC）占甘油磷酸膽堿（glycerophophatidylcholine，GPC）的比例顯著降低，這一發(fā)現(xiàn)暗示，血漿中磷脂代謝的變化可能可以作為多發(fā)性硬化的生物標(biāo)記物。

對脂生物標(biāo)記物的研究是一種深入了解發(fā)病機(jī)制的有效手段，這將很有可能最終成為開發(fā)診斷治療方法的有力依據(jù)。而脂質(zhì)組學(xué)提供的高通量、高精度，快速的系統(tǒng)研究對發(fā)現(xiàn)和識別脂標(biāo)記物有著很大的幫助。

3 結(jié) 語

脂質(zhì)組學(xué)作為一門近年來發(fā)展迅猛的新興學(xué)科，在細(xì)胞生物學(xué)、疾病診斷、疾病生物標(biāo)志物及醫(yī)藥研發(fā)等方面已取得了很大的進(jìn)展。然而相比蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)而言，人們對脂質(zhì)組學(xué)的認(rèn)識還不夠深入，脂質(zhì)組學(xué)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫也較為缺乏，而脂質(zhì)種類的復(fù)雜也限制了脂質(zhì)組學(xué)在實踐中的應(yīng)用。將脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于營養(yǎng)學(xué)的研究更是處于起步階段，有許多問題有待解決。近年來，以脂質(zhì)組學(xué)與糖代謝、毒物代謝組學(xué)[40]，乃至基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行組合，為與脂質(zhì)相關(guān)疾病的預(yù)警、診斷和治療提供了新的方法，蘊藏著很大的發(fā)展?jié)摿?。這些問題，都有待今后的研究深入下去。我們也期待進(jìn)一步的研究能夠深入揭示特異性的脂質(zhì)如何參與生命過程及其在復(fù)雜的細(xì)胞間的交互作用。

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Lipidomics and Its Application in Nutrition and Health Research

CHEN Yu-huan, LI Jing, FAN Ya-wei, DENG Ze-yuan*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

Lipids, compounds with complex structures and classes, are one important class of biomacromolicules in organisms. Abnormal lipid metabolisms may lead to many metabolic diseases, such as atherosclerosis. Lipidomics, a sub-branch of metabonomics, is an important approach aiming at comprehensive analysis of lipid metabolisms. Recent advancements in mass spectrometry combining with chromatography have led to the rapid development of lipidomics. Investigating the role of lipid molecules in metabolic diseases has attracted increasing attention. In this review, we focus on the analytical approaches in used in lipidomics research, and recent advances in their applications in the field of nutrition and health.

lipidomics; progress; metabolic disease; nutrition

Q591.5

A

1002-6630（2014）15-0272-05

2013-06-22

國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項目（31060214）；江西省自然科學(xué)基金項目（2009GZY0148）

陳宇歡（1993—），女，碩士研究生，研究方向為營養(yǎng)與食品功能成分。E-mail：lockon2283@126.com

*通信作者：鄧澤元（1963—），男，教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)和功能食品。E-mail：dengzy@ncu.edu.cn