近日，南京中醫(yī)藥大學(xué)單進(jìn)軍、謝彤團(tuán)隊(duì)在Analytica Chimica Acta（分析化學(xué)一區(qū)，IF: 6.558）正式發(fā)表了題為In-silico-library-based method enables rapid and comprehensive annotation of cardiolipins and cardiolipin oxidation products using high resolution tandem mass spectrometer的研究性論文。
該文章基于Orbitrap高分辨質(zhì)譜平臺(tái)，創(chuàng)新性的通過計(jì)算機(jī)模擬方式，建立了心磷脂及其氧化產(chǎn)物的質(zhì)譜譜庫。憑借高分辨質(zhì)譜平臺(tái)的超高分辨率、亞ppm級(jí)質(zhì)量精度，及Stepped NCE 高能碎裂模式（HCD）獲得的豐富二級(jí)碎片信息，使得該方法獲得模擬譜圖與真實(shí)檢測(cè)樣本的譜圖匹配一致性高。該創(chuàng)新分析方法的建立，對(duì)于解決以心磷脂及其氧化物為代表的、具有結(jié)構(gòu)多樣性及低豐度分析挑戰(zhàn)的代謝物/脂質(zhì)，進(jìn)而研究其在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的生物學(xué)效應(yīng)，都有著廣泛而深遠(yuǎn)的參考與借鑒價(jià)值，為探索全新的疾病生物標(biāo)志物帶來可能！
文章賞析
心磷脂（CL）是含有3-4個(gè)脂肪酰基側(cè)鏈的*磷脂。在真核生物中，它主要分布在線粒體內(nèi)膜，占線粒體內(nèi)膜磷脂總量的10-25%。心磷脂*的錐狀結(jié)構(gòu)能穩(wěn)定線粒體膜結(jié)構(gòu)，參與維持線粒體正常的嵴形態(tài)。大量文獻(xiàn)報(bào)道心磷脂參與細(xì)胞色素c、電子呼吸鏈蛋白的正常功能。異常的心磷脂含量、結(jié)構(gòu)和心磷脂氧化會(huì)促使細(xì)胞凋亡并觸發(fā)免疫炎癥反應(yīng)。
在非靶向脂質(zhì)組學(xué)研究中，發(fā)現(xiàn)并快速注釋心磷脂及其氧化產(chǎn)物有助于探索心磷脂代謝在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的生物學(xué)效應(yīng)。然而，由于心磷脂及其氧化物的結(jié)構(gòu)多樣性及低豐度特征，給其分析鑒定帶來極大的挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，團(tuán)隊(duì)在色譜和質(zhì)譜條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上，基于計(jì)算機(jī)模擬方法建立了心磷脂及其氧化產(chǎn)物的質(zhì)譜譜庫。譜庫中涵蓋了31578個(gè)單溶血心磷脂、52160個(gè)心磷脂以及42180個(gè)氧化型心磷脂的質(zhì)譜譜圖（譜圖數(shù)據(jù)基于Q-Exactive-MS/MS質(zhì)譜方法裂解模擬）。
該模擬譜庫具有較好的兼容性，且譜庫中的模擬譜圖與真實(shí)檢測(cè)樣本的譜圖匹配度好，匹配度得分值高，并成功地運(yùn)用于線粒體非靶向心磷脂表征以及人工氧化心磷脂的研究中。
該研究列出了樣品與模擬譜庫的匹配結(jié)果，并附上了譜圖相似性評(píng)分（所有模擬譜庫的二級(jí)碎片和豐度均來源于標(biāo)準(zhǔn)品模擬）。在優(yōu)化的色譜條件下，模擬譜庫涵蓋了三個(gè)常規(guī)前體離子[M-2H]2-、[M-H]-和[M+NH4]+的二級(jí)譜圖，擴(kuò)充了質(zhì)譜譜庫中心磷脂特異性譜圖的數(shù)量。三種前體離子的模擬譜庫譜圖相似性評(píng)分較高，均表現(xiàn)出較好的匹配度，體現(xiàn)了該方法的優(yōu)勢(shì)。
運(yùn)用此方法，該研究對(duì)心、肝、脾、肺、腎、大腦、小腦、回腸、結(jié)腸、十二指腸以及Hep2、A549兩種細(xì)胞系中的心磷脂進(jìn)行了定性定量分析。為了評(píng)估匹配結(jié)果、驗(yàn)證該數(shù)據(jù)庫的可靠性，對(duì)不同譜圖相似性得分段的譜圖數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示譜圖得分值均較高。在10種動(dòng)物組織線粒體和細(xì)胞系樣品中，一共鑒定出392種心磷脂。通過新建的計(jì)算機(jī)模擬心磷脂譜庫，能夠很好的區(qū)分樣本中單溶血心磷脂和心磷脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜生物樣本中心磷脂的準(zhǔn)確測(cè)量。
該研究還建立了心磷脂氧化產(chǎn)物的模擬譜庫，并成功對(duì)小鼠心臟和肝臟線粒體中的氧化型心磷脂進(jìn)行了歸屬。比較了兩種人工氧化方式氧化產(chǎn)物的偏好，發(fā)現(xiàn)Fenton反應(yīng)易于生成+O或者+2O的氧化產(chǎn)物，而過氧化叔丁醇的氧化反應(yīng)傾向于產(chǎn)生+3O或者+4O的氧化產(chǎn)物。通過對(duì)氧化碎片個(gè)數(shù)的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)占比最多的氧化碎片是C18-OH和C18-OOH，提示含有十八個(gè)碳的脂肪酰基更易被氧化。有趣的是，在過氧化叔丁醇的反應(yīng)中，肝臟線粒體中的心磷脂似乎表現(xiàn)出更高的氧化產(chǎn)率，雖然沒有進(jìn)一步的驗(yàn)證，但是推測(cè)這種氧化效率的差異可能源于肝臟和心臟不同的代謝能力。
團(tuán)隊(duì)介紹
單進(jìn)軍，博士，教授
南京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)兒科學(xué)研究所副所長，江蘇省兒童呼吸疾病（中醫(yī)藥）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，南京中醫(yī)藥大學(xué)——UC Davis醫(yī)學(xué)代謝組學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室中方負(fù)責(zé)人。江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，江蘇省“六大人才高峰”高層次人才選拔培養(yǎng)對(duì)象，NIH West Coast Metabolomics Center訪問學(xué)者。
研究方向：代謝組學(xué)與中醫(yī)藥；復(fù)雜疾病代謝調(diào)控機(jī)理及中藥防治作用。先后主持國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省“333”工程科研項(xiàng)目和江蘇省高校自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目等課題；以第一或（共同）通訊作者在Gut Microbes，Pharmacol Res，Anal Chim Acta，Phytomedicine和藥學(xué)學(xué)報(bào)等國內(nèi)外期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇；獲國家發(fā)明3項(xiàng)；獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)、世界中聯(lián)中醫(yī)藥國際貢獻(xiàn)獎(jiǎng)-科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和江蘇中醫(yī)藥科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一、二等獎(jiǎng)。
現(xiàn)為世界中聯(lián)兒童醫(yī)藥健康產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)分會(huì)常務(wù)理事兼副秘書長、世界中聯(lián)兒科專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事、中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì)中藥實(shí)驗(yàn)藥理分會(huì)青年委員, 中國中醫(yī)藥信息研究會(huì)兒科分會(huì)理事、中國研究型醫(yī)院學(xué)會(huì)兒科學(xué)專業(yè)委員會(huì)青年委員，《世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化》雜志中青年編委。
謝彤，博士，副教授
江蘇省兒童呼吸疾病（中醫(yī)藥）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室骨干成員。2012年畢業(yè)于中國藥科大學(xué)藥學(xué)（藥物代謝動(dòng)力學(xué)）專業(yè)。美國NIH West Coast Metabolomics Center (UC Davis)訪問學(xué)者。近年來主持國家自然科學(xué)基金等廳局級(jí)以上課題研究8項(xiàng)；以第一作者或者通訊作者在Anal Chim Acta，J Chromatogr A等雜志發(fā)表SCI論文10篇。現(xiàn)為世界中醫(yī)藥學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)兒科專業(yè)委員會(huì)理事。
研究方向：運(yùn)用代謝組學(xué)/脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究（1）呼吸疾病發(fā)病機(jī)制及中藥干預(yù)作用；（2）中藥復(fù)雜組分的體內(nèi)外物質(zhì)基礎(chǔ)研究；（3）藥物安全性。
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