Lipid Makeover: How Aging Transforms Adipose and Liver Tissues

Význam tématu

Stárnutí zásadním způsobem ovlivňuje lipidový metabolismus v bílé tukové tkáni (WAT), hnědé tukové tkáni (BAT) a v játrech, což vede k metabolické neflexibilitě a zvýšenému riziku kardiometabolických onemocnění.
Detailní pochopení věkových změn lipidového profilu umožňuje odhalit biomarkery stárnutí a cíle pro terapeutické zásahy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo srovnat netargetovanou lipidomiku WAT, BAT a jater u tří věkových skupin myší (mladé, dospělé, staré) s využitím Revident LC/Q-TOF platformy.
Studie identifikovala více než 650 lipidových druhů na úrovni molekulárních druhů či součtových složení a analyzovala věkem podmíněné posuny klíčových lipidových tříd.

Použitá metodika a instrumentace

Tkáňové vzorky (10–15 mg) byly extrahovány modifikovanou metodou methanol/MTBE/voda s přídavkem interní směsi Equisplash.
Po homogenizaci a fázovém dělení byl organický extrakt koncentrován a rekonstituován v metanol/chloroformu (9:1).

• Chromatografie: 16min inverzní fáze na ZORBAX Eclipse Plus C18 (Agilent).
• Hmotnostní spektrometrie: Revident LC/Q-TOF se stabilním laděním na m/z 1700 v pozitivním i negativním módu.
• Interní standard a QC: Equisplash mix, odebráno 6 iterativních MS/MS skenů na polaritu pro hlubokou identifikaci.
• Software: MS-DIAL 5 pro extrakci dat, lipidR pro vizualizaci, Lipid Annotator 1.0 a MassHunter Explorer 1.0 pro potvrzení lipidových ID.

Hlavní výsledky a diskuse

• PCA analýza ukázala jasné rozdělení vzorků podle typu tkáně, což potvrzuje specifické lipidové profily WAT, BAT a jater.
• Volcano plot prokázal nárůst počtu významných lipidů s věkem, zejména v játrech a BAT (351, resp. 266 změněných druhů u starých vs. mladých).
• Ve všech tkáních pozorována akumulace dlouhořetězcových lipidů (délka řetězce 44–66) a zesilující trend se stárnutím.
• Největší změny se týkaly triacylglycerolů (TG) a ether-TG; klesaly fosfatidylethanolaminy, fosfatidylycholiny a sfingomyeliny.
• Rozdíly mezi dospělými a starými skupinami naznačují postupný posun k narušené lipidové homeostáze a snížené metabolické flexibilitě.

Přínosy a praktické využití metody

Vysoká citlivost a dynamický rozsah Revident LC/Q-TOF umožňují detekci i nízce zastoupených lipidů.
Netargetovaná lipidomika poskytuje komplexní pohled na věkové metabolické změny s potenciálem pro identifikaci biomarkerů stárnutí.
Postupy lze aplikovat v preklinickém i klinickém výzkumu k monitorování terapeutických zásahů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace lipidomiky s proteomikou a metabolomikou pro multidimenzionální studium stárnutí.
• Longitudinální studie lidských vzorků pro validaci preklinických poznatků.
• Vývoj cílených metod pro rychlou diagnostiku a monitoring věkem podmíněných metabolických onemocnění.
• Automatizace datové analýzy a rozšíření lipidových databází pro přesnější identifikaci.

Závěr

Studie prokázala, že stárnutí způsobuje výraznou remodelaci lipidového profilu v BAT, WAT a játrech s akumulací dlouhořetězcových lipidů a posunem v poměru neutrálních a membránových lipidů.
Revident LC/Q-TOF platforma s iterativním MS/MS skenováním představuje robustní nástroj pro netargetovanou lipidomiku a odhalování věkových metabolických změn.

Reference

1. Huynh et al. A Comprehensive, Curated, High-Throughput Method for the Detailed Analysis of the Plasma Lipidome. Agilent Application Note 5994-3447EN, 2021.
2. Tsugawa et al. A lipidome atlas in MS-DIAL 4. Nature Biotechnology, 2020.
3. Mohamed et al. lipidr: A Software Tool for Data Mining and Analysis of Lipidomics Datasets. Journal of Proteome Research, 2020.