高覆蓋靶向脂質組學助力科學家繪制胚胎脂代謝重塑全景圖
近期，浙江大學醫學院、中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國醫科大學附屬盛京醫院、中科脂典等單位的相關研究人員在《Nature Cell Biology》（IF: 21.3）上發表了題為“Low input lipidomics reveals lipid metabolism remodeling during early mammalian embryo development”的研究論文，系統描繪了小鼠和人早期胚胎發育過程中動態變化的脂質圖譜，并闡明了脂質不飽和度調控胚胎發育的功能與機制。
亮點概述：
1 基于SCIEX超高靈敏度三重四極桿質譜QTRAP 7500的靶向脂質組學實現少量樣本（120個不同發育階段胚胎）的脂質組分析。
2 描繪了小鼠早期胚胎發育過程不同階段的脂質組特征。
3 隨著胚胎發育進程，脂質的不飽和度增加，且在人類胚胎中有類似的發現。
4 硬脂酰輔酶A去飽和酶1(SCD1) 有助于建立早期胚胎的頂端-基底極性，是體外囊胚發育和子宮內囊胚植入所必需的。
研究背景：
哺乳動物的生命起始于卵子和精子通過受精作用形成全能性的受精卵，經過一系列的細胞分裂、八細胞期的極化、以及隨后的桑葚胚開始的譜系分化，形成包含有內細胞團(ICM)、原始內胚層(PE)和滋養外胚層(TE)的囊胚。細胞中存在種類繁多的脂質分子，然而，這一過程脂質代謝對哺乳動物早期胚胎發育的調控作用還不清楚。
為了研究小鼠早期胚胎發育中的脂質重塑過程，研究人員開發了一種可同時滿足低樣本量和高覆蓋率的靶向脂質組學方法，采用SCIEX QTRAP 7500高靈敏度質譜儀實現了在少量胚胎(120個植入前胚胎)水平上進行代謝物的檢測，可以鑒定到23大類脂質共300余種脂質分子，包括甘油磷脂、鞘脂和中性脂。
小鼠植入前胚胎發育的階段特異性脂質組學特征
為了解植入前發育過程中每個脂質類別的動態變化和功能，研究人員將檢測到的脂類分為三大類。第一類是鞘氨醇脂質，主要由神經酰胺、鞘磷脂(SMs)和鞘糖脂(GSLs)組成；第二類是磷脂，磷脂是細胞膜的主要成分，以磷脂酰膽堿(PCs)的含量在每一個時期中最為豐富；第三類是中性脂，甘油三酯(TAG)的含量在四細胞開始至囊胚期有明顯的增加，TAG是脂滴的主要成分，主要功能之一是提供能量，提示TAG可以為后期氧化活動的增強提供原材料。
而在人類早期胚胎發育過程中，由于實驗材料的稀缺，內源的代謝物和脂質分子的動態變化及其對胚胎發育的影響還鮮有研究。在上述以小鼠為模式生物研究的基礎上，借助高靈敏度質譜儀，研究人員對人的八細胞胚胎和囊胚期胚胎進行了高覆蓋的靶向脂質組學檢測，發現從脂質種類到發育過程中脂質變化趨勢(如TAGs，CLs增高，PEs，PIs下降)以及不飽和度增高方面均存在物種之間的保守性。研究人員進一步在轉錄組層面上探索了通過脂質不飽和度如何調控囊胚形成的分子機制，進一步驗證了脂質不飽和度上調對囊胚形成的必要性。
該研究系統地描繪了小鼠和人早期胚胎脂質全景圖，為研究哺乳動物植入前胚胎發育中內源性脂質的重塑提供了寶貴的資源，并為脂質不飽和度調節胚胎發育和植入提供了機制上的開創性的新見解。
浙江大學張進教授、中國科學院遺傳與發育生物學研究所稅光厚研究員、中國醫科大學附屬盛京醫院生殖醫學中心李達教授為本文的通訊作者。浙江大學良渚實驗室特聘副研究員張玲、浙江大學良渚實驗室特聘副研究員趙靜、中國科學院遺傳與發育生物學研究所Sin Man Lam博士、浙江大學博士生陳浪、中國醫科大學附屬盛京醫院生殖醫學中心助理研究員高應卓、浙江大學博士生王文杰為本文的共同第一作者。浙江大學葉存奇研究員、李炫臻研究員、周全研究員、沈寧研究員為本研究提供了重要幫助。該研究受到了國家自然科學基金委、浙江省自然科學基金委的支持。
SCIEX QTRAP 7500
重新定義定量質譜新高度：
SCIEX QTRAP 7500
質譜技術特點
采用創新OptiFlow Pro離子源，延續經典Turbo V離子源穩定性和耐用性好優點。
新增E Lens技術，進一步提高化合物離子化和離子導入的效率，顯著提升靈敏度。
離子源兼容流速1 μL/min到3000 μL/min范圍，兼容不同液相前端，滿足不同應用要求。
離子源采用通用幾何學設計，噴針即插即用，無需調整優化位置。
離子透鏡和檢測器延續SCIEX高端定量質譜的經典設計，保證高靈敏度的同時，兼顧寬線性動態范圍、高離子對通量等優點。
可升級到SCIEX經典的QTRAP功能，在定量的基礎上實現定性的功能。
SCIEX開發高覆蓋靶向代謝組學和脂質組學方法，提供完整的靶向組學解決方案。
延伸閱讀
Large scale targeted metabolomics assay for quantitative plasma profiling，SCIEX TN, RUO-MKT-02-13259-A
高通量靶向脂質組學方法實現廣泛的脂質定量，SCIEX TN, RUO-MKT-02-8482-ZH-B.
基于激光顯微切割-液質聯用技術的微量細胞廣靶脂質組學分析, SCIEX TN, RUO-MKT-02-14573-ZH-A .
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