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深度解析脂质精细结构 光化学反应-多级质谱联用为生物医学研究提供新维度

        2021年5月17日,清华大学质谱研究团队在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为“Single-cell Lipidomics with High Structural Specificity by Mass Spectrometry”的研究论文,深度阐述了基于质谱的单细胞脂质组学分析新技术。这是近期该团队在单细胞分析领域发表的第二篇文章。前期研究中,采用细胞电迁移和电穿孔,实现了单细胞代谢物分析,文章发表于Analytical Chemistry(Z. Li, X. Ma, Z. Ouyang, et al. Anal. Chem. 2020, 92(14), 10138-10144)并被选为ACS Editor’s Choice。

        此次研究中,除了采用细胞电迁移、按需电喷雾实现单细胞高灵敏度分析外,还通过细胞膜固定实现了细胞上脂质的光化学衍生化,并进而实现了对哺乳动物单细胞的精细结构组学分析,将单细胞表征技术提高了一个维度。利用该技术,该团队完成了细胞内脂质C=C位置异构体的鉴定与相对定量,实现多种示范应用,包括对野生型非小细胞肺癌(HCC827)细胞耐药性的精准识别,对基础生物学研究及疾病治疗药物研发具有重要意义。        值得一提的是,利用光化学反应与串联质谱结合发展的大规模精细结构脂质组学技术,是清华质谱研究团队近年来为脂质组学提供的一个重要技术。继首篇方法学文章发表于Angew. Chem. Int. Ed.(X. Ma, Y. Xia. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53(10), 2592-2596),该团队发展了鸟枪法(X. Ma, Z. Ouyang, Y. Xia, et al. Proc. Natl. Acad.Sci. U.S.A. 2016, 113(10), 2573-2578)和大规模脂质组学方法(W. Zhang, Z. Ouyang, Y. Xia, et al. Nat. Commun. 2019, 10, 79),解码脂质C=C位置异构体组成,并充分证明其在II型糖尿病、乳腺癌、肺癌疾病标记物筛查(W. Cao, Z. Ouyang, X. Ma,et al. Nat. Commun. 2020, 11, 375)及单细胞功能分析(Z. Li, X. Ma, Z. Ouyang, etal. Nat. Commun. 2021, 12, 2869)方面的重要意义。自该团队报道这一方法,全球多个研究团队已将这项技术用于质谱成像(A. Bednařík, J. Soltwisch, K. Dreisewerd, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57(37),12092-12096; F.  Wäldchen, S. Heiles, et al. J. Am. Chem. Soc. 2019,141(30), 11816-11820)及研究多肽-细胞膜相互作用(L. Bechtella, E. Sachon, et al. Anal. Chem. 2019, 91(14), 9102-9110)等前沿领域。Nature Methods曾于2018年长文报道这一方法(V. Marx. Nat. Methods, 2018, 15, 35-38)。

        这一脂质组学的关键技术,已被清谱科技产品化(Ω Analyzer),将于近期发布基于Ω Analyzer的大规模精细结构脂质组学分析系统及解决方案,助力生命科学探索和食药质量研究,相关活动敬请关注。       

代表性论文如下:

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