邢智华

（灵武市农牧局畜牧技术推广服务中心，宁夏灵武751400）

脂质代谢组学的研究进展

邢智华

（灵武市农牧局畜牧技术推广服务中心，宁夏灵武751400）

脂质是重要的生物大分子物质之一，在生物体的生命活动中起着重要作用。脂质代谢组学则是近几年来兴起的一门以研究脂类物质代谢调控各种生命活动作用机制的学科。通过系统的机体内脂类物质代谢的研究，从而揭示与其他分子间相互作用的机理。随着现代分析技术的不断进步，尤其以质谱技术及质谱联用技术在研究中的应用，加速了对于脂质研究的进一步完善。脂质代谢组学研究的不断完善也将会推动医学及生命科学相关领域研究的发展。

脂类物质；代谢组学；发展

脂类物质为生物体的生命活动提供所需能量，因此参与生物体的大部分生命活动，如物质运输、信息传递及代谢调控等。据报道，许多常见疾病的发生都与脂质代谢紊乱有关，如阿兹海默症、肥胖、糖尿病、癌症等［1］。研究脂质在机体代谢过程中所起到的作用，对于了解疾病的发病机理、确诊疾病及制定治疗方法有着重要的意义。为能够更多更全面的了解脂质的结构、功能及更准确的掌握脂类物质参与机体生命活动的机理，探索脂类物质的代谢特点及与疾病之间的相关联系，为科学治疗相关疾病提供理论支持和研究方向，脂类物质代谢的系统研究将成为研究重点。

自1990年末，代谢组学在蛋白质组学、转录组学和基因组学的基础上兴起，由于代谢物种类多样、结构复杂，至今还很难用单一的方法一次将全部的代谢物检测出来，因此要根据其特异性将其进行分类，也正因如此使得代谢组学形成了一系列不同的分支，如脂质代谢组学、毒素代谢组学、糖类代谢组学等［2］。而脂质代谢组学作为其中最重要的分支，是近年来研究的热点。2003年7月，正式提出脂质代谢组学的概念，对生物体内脂类物质的研究放在系统水平上进行，目的在于探索脂质相互之间的作用以及与其他生物分子间作用的机理，以此形成的一门在各类生命现象中研究脂质代谢调控作用机理的学科。

1　脂质

1.1脂质的概念及生物学功能

脂质又称为脂类，是脂肪和类脂的总称。是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，可以为机体利用的重要化合物。脂质分子多种多样，主要由碳、氢两种元素以非极性的共价键组成。由于是非极性分子，因此不溶于水，属于疏水分子。

脂质分子在机体中具有重要作用，如磷脂分子作为结构支架是构成生物膜结构的重要成分；油脂则是机体贮存和运输代谢所需能量的载体；脂类物质还可以为机体提供所需的维生素和脂肪酸；体表的脂质则有防止热量散发和在机体受到机械损伤时起到保护作用；脂类作为细胞的表面物质，与种特异性、组织免疫和细胞识别等也有着密不可分的联系。

1.2脂质的分类

美国国立卫生研究院2003年将脂质大体分为8大类：脂肪酸类、甘油脂类、甘油磷脂类、鞘脂类、固醇脂类、孕烯醇酮脂类、糖脂类、多聚乙烯类［3］。

1.3脂质的代谢

脂质代谢是生物体摄入的大部分脂肪由胆汁乳化成小颗粒，再经胰腺和小肠所分泌的脂肪酶将脂肪水解成甘油单酯和游离的脂肪酸。水解后的小分子，被小肠吸收进入血液。长链脂肪酸和甘油单酯吸收后，在小肠细胞内再次合成甘油三酯，再与胆固醇、蛋白质和磷脂形成乳糜微粒，经淋巴系统进入血液循环。

2　脂质代谢组学的概念及其发展

2.1脂质代谢组学的基本概念

脂质代谢组学的概念是由Han等最先提出的，对脂质代谢组学给出的定义为研究生物体内所有脂质分子的特性及脂质分子在基因调控和蛋白质表达过程中作用的学科。脂质组学的研究与其他组学相类似，都是利用规模性的研究技术，通过对生命体、组织或细胞等所含的脂质组及与其相互作用的分子进行研究，从而揭示生命体中脂质的多样性以及脂质的生物功能与代谢调控，进而进一步探索脂质与细胞、器官、生命体的生理、病理等过程之间的关系。目前，脂质组学主要研究内容包括脂质功能与代谢调控、脂质及其代谢物分析鉴定、脂质代谢途径及代谢网络三方面的研究。

脂质代谢组学在整个代谢组学中占有举足轻重的地位。因脂质及其代谢物具有共同的物质结构，在研究过程中对样品进行前处理和搭建分析平台都较为容易；脂质代谢组学的数据库的建立和完善较快，同时能很好的建立与其他组学之间的联系；在研究脂质代谢组学建立的分析技术平台还可用于代谢组学其他的研究，从而推动代谢组学的发展［3］。

2.2脂质代谢组学的发展

由于代谢组学、基因组学以及蛋白质组学等规模性、整体性、系统性“组学”概念的兴起，2003年国际上正式提出了脂质组学这一新的前沿研究领域。脂质组学的概念一经提出，迅速成为国际上研究的热点。美国、欧洲和日本的多所知名大学和国家科研机构相继成立了脂质组学研究中心，如美国的LIPID MAPS、欧盟的Lipidomic Net等还有早期由日本政府资助的Lipid Bank，华盛顿大学医学院也成立了名为ORY的脂质组学研究小组，在奥地利成立了格拉茨脂质组学研究中心，该中心由格拉茨大学、格拉茨技术大学和奥地利科学院等机构共同建立。在我国，也在积极开展对于脂质代谢组学的研究，如中国科学院大连化学物理研究所、军事医学科学院、清华大学、北京大学等［4］。自2003年提出至今，在脂质代谢组学研究的过程中又不断产生了包括细胞脂质代谢组学、氧化脂质代谢组学、计算机脂质代谢组学、类二十烷酸脂质代谢组学、手性脂质代谢组学、调节介质脂质代谢组学、功能脂质代谢组学以及神经脂质代谢组学等在内的诸多分支。随着对酵母系统的研究发现，酵母系统可以为脂质代谢组学研究中对脂质代谢和分子遗传学分析提供高比例的结构工具和调控基因［5］。

3　脂质代谢组学的研究方法

随着近几年检测技术的不断发展和分析方法的逐步改进，极大的推动了脂质代谢组学研究的不断前进。脂质代谢组学的研究主要包括脂质的提取、分离、分析检测和相关的生物信息学技术。目前已经建立的脂质分析方法较多，主要有薄层色谱（TLC）法、气相色谱质谱联用（GC-MS）法、电喷雾电离质谱（ESI-MS）法、基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱（MALDITOF-MS）法和核磁共振（NMR）法等［4］。

其中，薄层色谱（TLC）法是最早应用于脂质分析的色谱法。TLC法具有直观、快捷的优点，能快速分离脂质，且价格相对便宜。脂质经过薄层色谱的初步分离后，还可以再运用高效液相色谱和气相色谱法或GC-MS和HPLC-MS做进一步的分析。但是，薄层色谱法的缺点在于分辨率及灵敏度相对不高，分析需要大量的样品，样品中杂质含量的多少易干扰检测过程中的显示反应。另外，切除薄层色谱板上斑点的过程中，易发生不饱和脂类氧化，样品中部分脂类分子的结构因此会被破坏［6］。

气相色谱质谱联用分析法是一种有较好分离效率的脂质分析方法。但同时GC-MS法也具有不可避免的缺陷。气相色谱质谱联用分析法分析的有机物必需具有挥发性，因此在对脂质中不具有挥发性的成分则需要用磷脂酶C先将其水解，提高其挥发性，进而才能进行GC-MS分析，会造成位于脂质sn-1、sn-2酰基位的脂肪酸链的位点信息丢失；需要大量的样品来进行样品衍生化处理，并因此产生额外的检测时间和引起样品的变质。GC-MS法由于具有上述缺陷而限制了其在复杂脂质分子测定上的应用［7］。

电喷雾电离质谱（ESI-MS）法因其具有需要样品少、前处理简单、灵敏度高等优点，是现今脂质代谢组学分析研究中应用最多的软电离法。电喷雾电离质谱法也同样具有弊端。若需要分析的脂质所具有的丰度较低则很难用此法进行分析；在使用此法进行分析时由于缓冲盐Li+的加入，会因离子源污染而导致质谱仪使用寿命缩短［8］。

脂质代谢组学研究中较为成熟的方法是基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱（MALDITOFMS）法，应用这种分析方法时不需要对酶类进行纯化处理。

核磁共振（NMR）法因其灵敏度较低限制了对其的运用，一般用于疾病检测和脂质含量较高成分的测定，如磷脂酰胆碱和胆固醇的检测［4，9］。

3　小结

脂质代谢组学作为20世纪90年代后期刚刚兴起的学科，在其研究领域已取得重大进展。但由于脂质代谢组学相对起步较晚，研究成果也比较有限。但也正因如此，脂质代谢组学在今后的研究中还有着极大的进步空间和发展潜力。脂质代谢组学的快速发展必将推动其他组学的前进，也将对生命科学和医学的进步起到重要作用［10-13］。

［1］朱超，胡坪，梁琼麟，等.脂组学及其研究进展［J］.分析化学，2009，37（9）:1 390-1 396.

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［3］蔡潭溪，刘平生，杨福全，等.脂质组学研究进展［J］.生物化学与生物物理进展，2010，37（2）:121-128.

［4］王涛，梅旭荣，钟秀丽，等.脂质组学研究方法及其应用［J］.植物学报，2010，45（2）:249-257.

［5］Gaspar M L，Aregullin M A，Jesch S A，et al.The emergence of yeast lipidomics［J］.Biochimica Et Biophysica Acta，2007，1 771（3）:241-254.

［6］彭元怀，杨国龙，毕艳兰，等.棒状薄层色谱/氢火焰离子化检测器（TLC/FID）在脂质分析中的应用［J］.粮油加工，2007（1）: 49-51.

［7］谭力，鞠熀先，黎介寿，等.血清总磷脂脂肪酸组分的固相萃取-气相色谱法分析［J］.分析科学学报，2006，22（2）:125-128.

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［12］杨宇，曹颖瑛，朱臻宇.脂质组学在微生物领域中的研究进展［J］.第二军医大学学报，2014，35（12）:1 368-1 372.

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Research Progress on Lipid Metabonomics

XING Zhihua

（Lingwu Animal Husbandry and Technology Promotion Service Center，Lingwu 751400，Ningxia China）

Lipid is one of the important biological macromolecule，playing an important role in the life activities.Lipid metabonomics is a subject that studies the regultion of lipid metabolism in various life activities in recent years.Through the system study of lipid metabonomics on body，it reveals the interation mechanism between with other molecules.Along with the advance of modern analytical technology，especially with mass spectrometry and spectrometry technology application in the research，accelerated the lipid research further perfected.Futher im⁃provement of lipid metabonomics study will also promote the development of medical and related fields of life science research.

lipid；metabonomics；development

Q54；Q26

A

1001-0084（2016）09-0018-03

2016-07-11

邢智华（1988-），女，宁夏吴忠人，硕士，助理畜牧师，主要从事反刍动物营养研究及畜牧技术推广。