High-Throughput Targeted Lipidomics Analysis of Dihydroceramide Desaturase-1 (DES1) Knockout Mice

Význam tématu

Moderní cílená lipidomika založená na kapalinové chromatografii spojené s triple kvadrupólovou hmotnostní spektrometrií umožňuje citlivou a specifickou analýzu lipidů. Rozlišení lipidových tříd na amidosilových kolonkách minimalizuje izobarické interference a zajišťuje přesnou identifikaci a kvantifikaci stovek molekulárních druhů.

Cíle a přehled studie

Tato studie představuje globální profilování lipidů s cílem pokrýt přibližně 1150 molekulárních druhů napříč hlavními lipidovými třídami (mastné kyseliny C14–C22, 0–6 dvojných vazeb). Metoda byla validována na modelu myší s knockoutem enzymu dihydroceramid desaturázy-1 (DES1), kdy se měřily změny lipidů v játrech a biaepididymální tukové tkáni.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly játra a epididymální bílá tuková tkáň homogenizovány v methanolu a extrahovány metodou Bligh-Dyer. Interní standardy SPLASH a Lipidyzer Platform byly přidány pro relativní i absolutní kvantifikaci s chybou pod 10 %.
Analýza probíhala na systému ExionLC™ (binarni pumpa, autosampler, kolonkový ohřev 35 °C) s QTRAP® 6500+ vybaveným IonDrive™ Turbo V zdrojem. Metoda využívá optimalizované gradientní rozlišení lipidu podle třídy, časově plánované MRM™ s rychlým přepínáním polarity (< 5 ms) a širokým dynamickým rozsahem.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo detekováno a kvantifikováno 1150 lipidů v játrech i v eWAT, přičemž tuková tkáň vykazovala vyšší počet triacylglycerolů. V DES1 knockout myších se významně zvýšily hladiny dihydroceramidů (DCer) a současně došlo k poklesu ceramidů (Cer) a hydroxyceramidů (HCer), což odpovídá eliminaci 4,5-dvojných vazeb v sphingolipidovém skeletu. Ostatní lipidové třídy (17 zkoumaných) nevykazovaly statisticky významné změny.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza (24 min na vzorek) s vysokou propustností.
• Široká krytí lipidových tříd a možnost přidání nových kategorií.
• Vysoká citlivost i pro nízkoabundantní lipidy díky interním standardům a Scheduled MRM.
• Robustní kvantifikace pro základní i aplikovaný výzkum (QA/QC, klinické studie, průmyslové aplikace).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s dalšími omickými platformami pro komplexní biologické studie.
• Automatizace přípravy vzorků a datové analýzy pro vysokopropustné laboratoře.
• Rozšíření cílového seznamu o nové lipidové třídy a subfrakce.
• Použití v preklinických modelech onemocnění a personalizované medicíně.

Závěr

Vyvinutá LC-MRM metoda na QTRAP 6500+ pro globální lipidomiku prokázala vysokou citlivost, selektivitu i schopnost rozlišit očekávané změny v modelu DES1 knockout myší. Metoda je snadno adaptovatelná a rozšiřitelná pro široké spektrum aplikací v analytické chemii a biomedicíně.

Reference

1. Achieve Broad Lipid Quantitation using a High-Throughput Targeted Lipidomics Method - SCIEX Technical note RUO-MKT-02-8482-A.
2. Bligh EG, Dyer WJ. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiol. 1959.
3. sMRM Pro Builder Template; MultiQuant™ 3.0.2 Documentation.
4. Chaurasia B, et al. Targeting a ceramide double bond improves insulin resistance and hepatic steatosis. Science. 2019;365(6451):386–392.