LipidQuan: Quantifying the Lipidome of Transgenic Mice Tissue Extracts, a Rapid and Comprehensive Targeted Approach
Aplikace | 2020 | WatersInstrumentace
Analýza lipidomu hraje klíčovou roli v biochemii i medicínském výzkumu, protože lipidové profily odrážejí metabolické a patologické stavy organismu. Rychlá a cílená kvantifikace stovek lipidů umožňuje detailní zkoumání biochemických změn, sledování účinků genových modifikací a vývoj nových diagnostických markerů.
Studie se zaměřila na optimalizaci a validaci workflow LipidQuan pro cílenou kvantifikaci lipidů z extraktů hnědé tukové tkáně divokého typu a LRG1-knockout myší. Cílem bylo vyvinout rychlou, robustní a snadno nasaditelnou metodu na platformě Waters pro kvantifikaci přibližně 500 lipidů s minimální metodologickou variabilitou.
Vzorky adipózní tkáně (~30 mg) byly extrahovány klasickou metodou Bligh–Dyer (chloroform : methanol 2 : 1) a rehydratovány v isopropanolu. Pro kvantifikaci byly do vzorků přidány stabilně značené izotopové standardy (SPLASH® LIPIDOMIX® a deuterované Ceramidy). Analýza probíhala v režimech pozitivní i negativní ESI pomocí přístrojů a softwaru Waters:
Metoda umožnila detekci a kvantifikaci více než 400 lipidů. Použití HILIC chromatografie a MRM přechodů specifických pro mastné kyseliny zlepšilo rozlišení izobarických a izomerických lipidů. Multivariační analýza (PCA, PLS-DA) jasně oddělila vzorky divokého typu od LRG1-knockout skupiny s hodnotou Q2 ~90 %, což svědčí o prediktivní síle modelu. Nejvýznamnější rozdíly byly nalezeny v třídách fosfatidylcholinů, lysofosfatidylcholinů a sphingomyelinů. LRG1-/- myši vykazovaly zvýšené plasmalogeny a změny v profilu fosfolipidů, což indikuje remodelaci membrán a energetického metabolismu.
Očekává se rozšíření cílených lipidomických metod o další návrhové lipidové třídy a integrace s metabolomikou či proteomikou pro komplexní systémy „multi-omics“. Vývoj softwarových nástrojů a databází MRM přechodů přispěje k automatizaci zpracování dat a vyšší průchodnosti laboratoří. Dále lze metodu adaptovat pro klinické vzorky (plasma, biopsie) s cílem identifikovat nové biomarkery chronických onemocnění.
Popsané LipidQuan workflow ukazuje, že je možné dosáhnout rychlé, citlivé a spolehlivé kvantifikace stovek lipidů v malých objemech biologických vzorků. Metoda prokázala schopnost odlišit metabolické profily divokého typu a LRG1-knockout myší a nabízí efektivní nástroj pro hluboký lipidomický výzkum.
1. Wang X. et al. LRG1 Promotes Angiogenesis by Modulating Endothelial TGF-beta Signalling. Nature. 2013, 499(7458):306–11.
2. Zhang J. et al. Identification of CTLA2A, DEFB29, WFDC15B, SERPINA1F and MUP19 as Novel Tissue-Specific Secretory Factors in Mouse. PLoS One. 2015, 10(5):e0124962.
3. Isaac G., Munjoma N., Gethings L., Plumb R. LipidQuan for Comprehensive and High-Throughput HILIC-based LC-MS/MS Targeted Lipid Quantitation. Waters Application Note 720006402EN, 2019.
4. Bligh E.G., Dyer W.J. A Rapid Method of Total Lipid Extraction and Purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959, 37:911–917.
5. Chong J., Wishart D.S., Xia J. Using MetaboAnalyst 4.0 for Comprehensive and Integrative Metabolomics Data Analysis. Curr. Protoc. Bioinformatics. 2019, 68:e86.
6. Koivusalo M. et al. Quantitative Determination of Phospholipid Compositions by ESI-MS: Effects of Acyl Chain Length, Unsaturation, and Lipid Concentration on Instrument Response. J. Lipid Res. 2001, 42(4):663–672.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníLipidomika
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Analýza lipidomu hraje klíčovou roli v biochemii i medicínském výzkumu, protože lipidové profily odrážejí metabolické a patologické stavy organismu. Rychlá a cílená kvantifikace stovek lipidů umožňuje detailní zkoumání biochemických změn, sledování účinků genových modifikací a vývoj nových diagnostických markerů.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřila na optimalizaci a validaci workflow LipidQuan pro cílenou kvantifikaci lipidů z extraktů hnědé tukové tkáně divokého typu a LRG1-knockout myší. Cílem bylo vyvinout rychlou, robustní a snadno nasaditelnou metodu na platformě Waters pro kvantifikaci přibližně 500 lipidů s minimální metodologickou variabilitou.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky adipózní tkáně (~30 mg) byly extrahovány klasickou metodou Bligh–Dyer (chloroform : methanol 2 : 1) a rehydratovány v isopropanolu. Pro kvantifikaci byly do vzorků přidány stabilně značené izotopové standardy (SPLASH® LIPIDOMIX® a deuterované Ceramidy). Analýza probíhala v režimech pozitivní i negativní ESI pomocí přístrojů a softwaru Waters:
- ACQUITY UPLC I-Class PLUS / H-Class PLUS
- ACQUITY UPLC BEH Amide kolona (2.1×100 mm, 1.7 μm)
- Xevo TQ-XS, Xevo TQ-S, Xevo TQ-S micro
- Ionizační režim ESI (+/-), režim akvizice MRM
- TargetLynx™ Application Manager, MassLynx™, Quanpedia™
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila detekci a kvantifikaci více než 400 lipidů. Použití HILIC chromatografie a MRM přechodů specifických pro mastné kyseliny zlepšilo rozlišení izobarických a izomerických lipidů. Multivariační analýza (PCA, PLS-DA) jasně oddělila vzorky divokého typu od LRG1-knockout skupiny s hodnotou Q2 ~90 %, což svědčí o prediktivní síle modelu. Nejvýznamnější rozdíly byly nalezeny v třídách fosfatidylcholinů, lysofosfatidylcholinů a sphingomyelinů. LRG1-/- myši vykazovaly zvýšené plasmalogeny a změny v profilu fosfolipidů, což indikuje remodelaci membrán a energetického metabolismu.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlost: osmiminutová analýza jednoho vzorku včetně re-equilibrační fáze
- Robustnost: plně cílená MRM metoda stažená z TOML přes Quanpedia minimalizuje chyby při nastavování
- Ekonomičnost: použití premixu izotopových standardů snižuje náklady na rozsáhlé studie
- Široká využitelnost: metoda je vhodná pro farmakologický výzkum, translační medicínu i QA/QC v potravinářské a kosmetické analýze
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření cílených lipidomických metod o další návrhové lipidové třídy a integrace s metabolomikou či proteomikou pro komplexní systémy „multi-omics“. Vývoj softwarových nástrojů a databází MRM přechodů přispěje k automatizaci zpracování dat a vyšší průchodnosti laboratoří. Dále lze metodu adaptovat pro klinické vzorky (plasma, biopsie) s cílem identifikovat nové biomarkery chronických onemocnění.
Závěr
Popsané LipidQuan workflow ukazuje, že je možné dosáhnout rychlé, citlivé a spolehlivé kvantifikace stovek lipidů v malých objemech biologických vzorků. Metoda prokázala schopnost odlišit metabolické profily divokého typu a LRG1-knockout myší a nabízí efektivní nástroj pro hluboký lipidomický výzkum.
Reference
1. Wang X. et al. LRG1 Promotes Angiogenesis by Modulating Endothelial TGF-beta Signalling. Nature. 2013, 499(7458):306–11.
2. Zhang J. et al. Identification of CTLA2A, DEFB29, WFDC15B, SERPINA1F and MUP19 as Novel Tissue-Specific Secretory Factors in Mouse. PLoS One. 2015, 10(5):e0124962.
3. Isaac G., Munjoma N., Gethings L., Plumb R. LipidQuan for Comprehensive and High-Throughput HILIC-based LC-MS/MS Targeted Lipid Quantitation. Waters Application Note 720006402EN, 2019.
4. Bligh E.G., Dyer W.J. A Rapid Method of Total Lipid Extraction and Purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959, 37:911–917.
5. Chong J., Wishart D.S., Xia J. Using MetaboAnalyst 4.0 for Comprehensive and Integrative Metabolomics Data Analysis. Curr. Protoc. Bioinformatics. 2019, 68:e86.
6. Koivusalo M. et al. Quantitative Determination of Phospholipid Compositions by ESI-MS: Effects of Acyl Chain Length, Unsaturation, and Lipid Concentration on Instrument Response. J. Lipid Res. 2001, 42(4):663–672.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
LipidQuan: A Rapid and Comprehensive Targeted Approach Investigating the Lipidome of Bladder Cancer Subjects
2020|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] LipidQuan: A Rapid and Comprehensive Targeted Approach Investigating the Lipidome of Bladder Cancer Subjects Nyasha Munjoma, 1 Giorgis Isaac, 2 Lee A. Gethings,1 and Robert S. Plumb 2 1 Waters Corporation, Wilmslow, UK 2 Waters Corporation,…
Klíčová slova
bladder, bladdercancer, cancerlipid, lipidtargetlynx, targetlynxtoml, tomllipids, lipidsuplc, uplcacquity, acquityplasma, plasmaapplication, applicationstd, stdtargeted, targetedconc, concsubjects, subjectsclass
Quantifying the Lipidome for a Respiratory Disease Study Using LipidQuan: A Rapid and Comprehensive Targeted Approach
2019|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Quantifying the Lipidome for a Respiratory Disease Study Using LipidQuan: A Rapid and Comprehensive Targeted Approach Nyasha Munjoma, Giorgis Isaac, Robert Plumb, and Lee Gethings Waters Corporation, Milford, MA, USA APPLICATION BENEFITS ■■ ■■ Rapid quantification…
Klíčová slova
lipidquan, lipidquancopd, copdobstructive, obstructivepulmonary, pulmonaryquanpedia, quanpedialung, lungchronic, chronictargetlynx, targetlynxnote, noteasthma, asthmaapplication, applicationlipidomic, lipidomicxevo, xevoacyl, acylipa
QUANTIFYING THE LIPIDOME FOR RESPIRATORY DISEASE: A RAPID AND COMPREHENSIVE HILIC-BASED TARGETED APPROACH
2019|Waters|Postery
QUANTIFYING THE LIPIDOME FOR RESPIRATORY DISEASE: A RAPID AND COMPREHENSIVE HILIC-BASED TARGETED APPROACH Giorgis Isaac1, Nyasha Munjoma2, Lee A. Gethings2 and Robert S. Plumb1 1 Waters Corporation, Milford, MA; 2 Waters Corporation, Wilmslow, UK METHODS RESULTS RESULTS RESULTS RESULTS SAMPLE…
Klíčová slova
lipid, lipidsimca, simcalipids, lipidssils, silslipidomix, lipidomixisotope, isotopeclass, classavanti, avantisplash, splashstable, stablemrm, mrmbased, basedusing, usingacyl, acylfatty
LipidQuan for Comprehensive and High-Throughput HILIC-based LC-MS/MS Targeted Lipid Quantitation
2018|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] LipidQuan for Comprehensive and High-Throughput HILIC-based LC-MS/MS Targeted Lipid Quantitation Giorgis Isaac, 1 Nyasha Munjoma, 2 Lee Gethings, 2 and Rob Plumb 1 Waters Corporation, Milford, MA, USA; 2 Waters Corporation, Wilmslow, UK 1 APPLICATION BENEFITS…
Klíčová slova
lipid, lipidlipidquan, lipidquanhilic, hilicsil, silclasses, classesthroughput, throughputquantitation, quantitationcomprehensive, comprehensivelpc, lpcquanpedia, quanpediapolar, polarspecies, speciesclass, classlpe, lpemethod