脂質(zhì)是可溶于非極性溶劑的生物大分子，構(gòu)成活細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的基石。在過去的二十年中，人們逐漸認(rèn)識到脂質(zhì)不僅僅是細(xì)胞膜的成分和能量儲存的形式，而且現(xiàn)在還被認(rèn)為在多種疾病中發(fā)揮著重要作用。因此，深入了解脂質(zhì)的代謝和動態(tài)至關(guān)重要。穩(wěn)定同位素標(biāo)記脂質(zhì)是指脂質(zhì)分子中的一種或多種天然原子被該原子的一種或多種穩(wěn)定同位素取代，常用于脂質(zhì)組學(xué)實驗室，特別是脂質(zhì)分子代謝和動力學(xué)分析。它們被認(rèn)為是理想的內(nèi)標(biāo)和絕對定量的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

圖 1 代謝研究中常用的穩(wěn)定同位素標(biāo)記脂質(zhì)。

應(yīng)用領(lǐng)域

穩(wěn)定同位素標(biāo)記的脂質(zhì)作為示蹤劑與質(zhì)譜相結(jié)合的應(yīng)用是研究脂質(zhì)代謝和脂質(zhì)種類動力學(xué)的完美工具。大量研究已經(jīng)證明了這一點。下面顯示了使用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的脂質(zhì)來分析脂肪酸 (FA)、甘油磷脂 (GP) 和鞘脂 (SL) 的脂質(zhì)代謝的一些示例 [1?]。

FA的代謝

應(yīng)用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的 FA 作為前體是追蹤長鏈 FA（> 16 個碳）代謝的常見策略。例如，人類志愿者通過膳食補(bǔ)充穩(wěn)定同位素標(biāo)記的 FA，通常用于追蹤和闡明餐后脂肪沉積的途徑或確定血漿中 FA 的通量。此外，許多研究中使用市售的D?3標(biāo)記的飽和FA來分析去飽和酶的活性。更多使用標(biāo)記 FA 進(jìn)行 FA 代謝的研究列于表 1。

表 1. 使用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的 FA 對 FA 代謝的研究。

GP的代謝

當(dāng)GP含有FA或其代謝物時，穩(wěn)定同位素標(biāo)記的FA可用于監(jiān)測GP合成。例如，Tserng等人。研究了 HL60 細(xì)胞中磷脂酰膽堿和二酰甘油與[ 13?C?4?]-棕櫚酸酯的轉(zhuǎn)換[2]。此外，根據(jù) Kainu等人的說法，穩(wěn)定同位素標(biāo)記的 GP 是研究 GP 重塑的優(yōu)秀工具。作者通過甲基-b-環(huán)糊精的介導(dǎo)將頭部基團(tuán)標(biāo)記的磷脂種類引入培養(yǎng)細(xì)胞中，并通過直接輸注 ESI-MS/MS 對其進(jìn)行重塑[3]。

SL的代謝

標(biāo)記的棕櫚酸酯可用于分析 SL 的生物合成。棕櫚酸酯既可以摻入鞘氨醇堿主鏈中，也可以作為 N-連接 FA 摻入。并且可以通過質(zhì)譜法確定標(biāo)記位置。然后分析棕櫚酰輔酶A庫中的同位素富集可以計算SL從頭合成的速率。類似地，標(biāo)記的 SL 物質(zhì)可用于監(jiān)測 SL 運(yùn)輸和代謝。曾等人。[4]使用神經(jīng)酰胺 d?18?:1/[?13?C?4?]-16:0 來研究這種長鏈神經(jīng)酰胺在 HL60 細(xì)胞中的攝取和代謝。表 2 列出了使用標(biāo)記脂質(zhì)進(jìn)行 SL 代謝的更多研究。

表 2. 使用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的脂質(zhì)進(jìn)行 SL 代謝研究。