后基因组和蛋白质组生物标志物的发展发展,科学家正在寻找更多才多艺,改变整个疾病过程中,代表了生理环境在给定的时刻。这种生物标志物是快速和非侵入性的液体活检发展强有力的承诺,可以成为一个伟大的互补基因分析的患者。lipidome正在获得更多的牵引力科学家在这一领域的研究,在本文中,我们探索原因。

神经学就是其中的佼佼者

神经病学是当谈到lipidomics先锋领域。“中枢神经系统是高纯度在脂质,不仅在数量方面,也是脂质结构的多样性。描述这种多样性以及如何调节脂质在衰老和神经退行性疾病在病理是澄清他们的关键作用,”说百合宫本茂,教授圣保罗大学的。她最近的研究¹集中在lipidomic改变大鼠模型的脊髓肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)。工作很大程度上说明了lipidome可以应用在神经退行性疾病诊断和疾病随访。“我们主要是寻求识别诊断脂质反映疾病进展,”宫本茂和项目的顶尖科学家解释。他们的研究结果建议重要角色lipidome超出了中枢神经系统。”到目前为止,我们的数据表明lipidome所有组织和体液中的主要变化可能有助于理解疾病进展。”

团队的一个主要发现是增加胆甾醇酯的观察脊髓肌萎缩性侧索硬化症的老鼠。“这一数据仅显示阻塞的胆固醇合成或酯化专门在中枢神经系统可能有助于衰减ALS的进展。”Understanding the molecular mechanisms driving the lipidome alterations in the context of ALS and validating their results in ALS patients is the next envisioned step for the team. “Since lipids are a major pool of metabolites, not only can they be used as biomarkers, but also in personalized medicine and serve as potential targets for therapies,” Miyamoto envisions.

向lipidome多学科的兴趣

Lipidomics神经学研究正在迅速超越。的说明这是罗南Quere教授的工作和团队Burgundy-Franche-Comte大学的那些特定的脂质膜的构象分析:的脂质筏(LRs) ² 。LRs特定膜域组成的脂质和糖蛋白,参与膜流动性和信号事件。LRs非常重要的细胞类型特征与高水平的信号转导通过质膜。Quere和他的同事们注意力集中于造血干细胞(HSC)以及高脂肪饮食(HFD)调节TGF-β1信号通过脂质筏。

“LRs需要完美的比率胆固醇和鞘脂类体内平衡。我们的假设是,饮食的变化(…)将修改LRs和LRs内受体蛋白的定位。后我们发现LRs成为集群HFD TGF-β1受体发现聚集在LRs,抑制其功能参与保留/维护HSC的有机体,” Quere解释道。团队正计划继续他们的工作在病理情况下的急性髓系白血病(AML)使用的小鼠模型。” 我们想知道如果一个HFD在喂养4周将加速发展的血液恶性肿瘤如白血病。”

膜受体的肿瘤细胞是一个大量的抗癌疗法的主要目标。因此,至关重要的理解机制调节他们的活化和信号转导。

我们可以通过饮食调节lipidome吗?

所有代谢组学的一个重要功能实体,包括脂质,是他们的浓度和概要文件正是由合成代谢和分解代谢。因为这意味着脂质可以通过饮食控制、调制和饮食可能成为治疗lipid-related紊乱。“癌症治疗,是的,我认为它可能使用的饮食疗法,但只有相关(组合)化合物已经用于治疗(如化疗)。一个特定的饮食对癌症本身不会影响,但可能会改善治疗的效率,” Quere解释道。

宫本茂的团队反映了需要进一步研究的主题:“我们相信,一个精确的量化的分子种类的脂质是判定lipidome至关重要的改变,以应对饮食。(…)尽管如此,只有少数lipidomics研究集中在饮食在临床试验中或大型军团!”

所使用的技术是什么,他们的局限性是什么?

lipidome提供了基础和转化研究潜力巨大,然而,这同时让科学家们面临许多技术挑战,引起主要来自脂肪的生化性质。

选择的方法研究脂质质谱(MS)。” 在脂质分析的现代方法,无疑改变了女士的范式可以量化脂类化合物的多样性,” 宫本茂的团队解释道。有许多方法供科学家选择女士:串联女士,猎枪,耦合的液相色谱,女士和各种电离方法。尽管这些方法使研究人员在lipidomics达到里程碑式的发现,有一个持续的需要更多的科技成果。女士“Lipidomics以及代谢组学的都只是抓住了表面的科学发现,但一些健壮的研究成果已经证明其有效性在临床研究中,“宫本茂说。

学习时一个非常具体的细胞群和一个小脂质池如LRs有替代的方法,可以采用外的女士。 ” 另一个技术是疣状和共焦显微镜对纯化细胞(HSC纯化细胞排序与荧光激活细胞分类(流式细胞仪))。LRs很容易沾染了霍乱毒素B亚基(施)共轭荧光染料。(…)这是我今天最好的技术,但它是耗费时间,而不是一种高通量技术。今天很不幸,在我所知,没有突出的技术进一步分析样品在很少的人口, ” Quere说。

这种方法还不允许一个关联LRs具有特定受体的表达及其直接交互。“如果有一天,一个技术可以将流式细胞仪和显微镜的性能,我们将能够做很多新的高通量工作,“ Quere总结道。发展高通量方法是一个重要的限制以及在实验室的标准化方法和控制。“头号挑战任何女士的方法重现性,“宫本茂是说服。

lipidome补充基因组和蛋白质组数据如何?

今天比以往任何时候都很明显,结合multiomics数据是理解的关键细胞生理学的复杂性。的工作 Quere的团队 有必要结合蛋白质组学和lipidomics为了破译在LRs受体的定位。宫本茂和她的同事的工作并行的方式:“ 我们相信任何给定个体的表型是终身的结果环境因素塑造层次域的基因组,转录组、蛋白质组和最后的代谢物。后者最终反映了个体的表型。(…)我们相信组学科学的组合有很大的潜力,阐明导致疾病进展的代谢途径,从而为靶向治疗提供了良好的机会发展,” 他们的结论。

的有前途的角度使用油脂作为生物标志物和治疗目标驱动的兴趣不断增加。此外,它将激励的新技术的发展将使科学家能够深入研究理解复杂的脂类的性质。

引用:

1。Chaves-Filho, a, B。et al。改变脂质代谢相关的脊髓肌萎缩性脊髓侧索硬化症。科学。代表。 9日,11642 (2019)。

2。Hermetet F。et al。高脂肪饮食干扰脂质筏/ TGF-βsignaling-mediated维护老鼠骨髓的造血干细胞。Commun Nat。 10日,1 - 11 (2019)。

罗南教授Quere和小百合宫本茂教授和她的团队成员马科斯Yoshinaga和阿德里亚诺Chaves-Filho玛雅Chergova,博士为技术网络。捷克葡萄牙直播