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摘要

脂质最广为人知的功能是提供标记细胞边界的屏障。1925年，Gorter & Grandel首次证明了脂质存在于细胞膜中。脂质的另一个功能是，它们是高能量消耗器官(如心脏)的主要能量储存来源。它们还负责特殊的脂质介质的生产，参与重要的细胞内事件(如。磷脂酶C和磷脂A2)。它们在体内形成一些重要物质的结构，如类固醇激素和维生素D。

在证明脂质存在于细胞膜之后，多年来人们一直认为脂质并没有重要的功能但它们只是出于结构目的而存在。随着乙酰水杨酸(阿司匹林)的发现，人们对脂类的兴趣增加了。研究表明，乙酰水杨酸可抑制脂质合成途径中参与二十烷类化合物形成的环氧合酶-1 (COX-1)和环氧合酶-2 (COX-2)酶。后来，COX-2抑制剂在老年关节炎患者的治疗中更加突出，但当这些药物因血栓形成作用出现心肌梗死时，被禁用。脂质胆固醇作为诊断缺血性心脏病的血浆水平的标记(生物标记)增加了人们对脂质的兴趣。最后，21世纪初引入的脂质组学定义开启了脂质应用的新纪元。

关键字

脂质，脂质过氧化，氧化脂质组学

脂质过氧化

脂质过氧化的一般定义是由于氧化应激引起的膜脂降解。换句话说，细胞膜中胆固醇和脂肪酸的不饱和键与自由基反应，产生过氧化产物。这通常以两种方式发生：

a)酶促途径:在这些途径中，活性酶组由脂加氧酶(LOX)、环加氧酶(COX)、细胞色素(Cytochrome P450、Cytochrome C等)组成。

b)非酶途径:在非酶途径中，过渡金属特别是通过Haber-Weiss或Fenton反应与活性氧自由基反应，形成自由基。此外，脂质氢过氧化物(L-O-O-H)及其次级代谢产物在脂质过氧化的不同水平(起始、增殖、终止)中发挥信号分子的作用。

脂质过氧化在重大疾病的病理生理过程中起着关键作用。到目前为止，它经常集中在脂质过氧化的最终产物，这可能导致我们对早期介质的理解延迟。然而，据估计，早期活跃的代谢物参与了高血压、动脉粥样硬化、创伤炎症、败血症和头部创伤康复过程等慢性疾病。总结脂质过氧化与氧化脂质组学的关系，有助于我们了解脂质过氧化产物的产生机制、产生时间以及与体内其他事件的协同作用。所有这些信息表明，氧化脂质组学是否在疾病的过程和治疗中具有启示性。

什么是“组学”科学(技术)?(基因组学、转录组学、代谢组学、脂质组学)

1865年，孟德尔提出了常染色体显性遗传和隐性显性遗传的区别，并于1909年提出了第一个基因概念。人类基因组计划在1900年到2003年之间完成，结果令人惊讶。与例外情况相反，人类基因的结构差异仅为0.1%[1]。根据这一信息，《自然》杂志在2004年发表的文章中指出，人体内的基因数量不是10万个，而是在20-25万个之间。所有这些发展都放弃了“一基因一酶”的假设，提出了隐藏信息是否在基因组后区域的问题，开启了个体基因组医学时代[2]。研究人员随后专注于RNA、转录分子、蛋白质、蛋白质相互作用和脂质分析。2003年，Tyers等人发表了一个重要的声明，声称可以从代谢物和蛋白质中收集到的信息比基因组信息更多。在这个重要的解释之后，我们发现所有决定临床表型的信息都隐藏在细胞[3]形成的代谢物中。因此，可以认为，仅涵盖基因组学和蛋白质组学的研究是不够的，需要进行代谢组学的研究才能更全面、更准确的分析[4,5]。

根据这一理论，脂质组学是一种生物分子结构，与其他组学不同，它与表型相近，与疾病和生物学事件关系密切，可能是人类最合适的生物标志物。脂质体在细胞功能的实现过程中与蛋白质密切合作。这种情况最突出的例子是二十烷类化合物与脂质在炎症和免疫系统反应中的紧密合作。

当我们研究与之斗争的疾病的病理生理学时，我们可以看到情况取决于许多因素。因此，在疾病诊断中使用基因组学、转录组学、蛋白质组学、脂质组学技术使我们能够了解疾病的多因素结构，并制定正确的治疗方法。事实上，脂质与慢性病之间的关系是众所周知的，脂质组学的目的是使诊断和治疗更进一步。脂质体的一个特点是，它们易受细胞内和细胞外生化变化的影响，因为它们存在于细胞膜结构中。这导致正常止血的变化，即早期生化异常。

脂质组学分析方法

质谱法是脂质组学分析中最常用的方法。其他的分别是核磁共振(NMR)，荧光光谱，柱层析，微流控器件。质谱仪的工作原理主要是高能电子轰击。当正离子通过两个相反的带电板时，分子的质量由偏差的大小决定。

脂质组学

脂质组学于2003年首次被描述，并随着质谱的发展而广泛应用。脂质组学的目的是通过生物信息学确定脂质组的定量和定性测量，确定生物标志物，以及个性化药物设计和靶向治疗。虽然脂质组学的定义是近年来提出的，但它以前一直作为代谢组学的一个亚组进行研究。这方面的一个例子是1994年对69名孕妇进行的随机前瞻性研究。本研究评估妊娠16-20周至产后6周期间尿前列环素(PGI2) /血栓素(TXA2)率与妊娠高血压是否存在相关性。因此，我们确定了妊娠高血压患者尿液中前列环素(PGI2) /血栓素(TXA2)的比值降低，即[6]。

氧化脂质组学与文献综述

氧化脂质组是在更分子的水平上氧化修饰的脂质，这些脂质随后被添加到脂质组中。一般来说，动物实验是激烈的，在分子水平上，结合了组学技术的各个分支。

2010年进行的一项动物研究证明了氧化脂质组学在高氧肺损伤中的作用。众所周知，肺内皮是高氧肺损伤早期功能和结构改变的最常见部位。由于细胞凋亡早期的途径尚未完全阐明，因此急性肺损伤的治疗尚不清楚。

在这项研究中，小鼠肺被注射了100%的O_2.72小时后，建立肺内皮细胞凋亡（程序性细胞死亡）。缺氧肺内皮细胞中诱导的凋亡表现为caspase-3和caspase-7水平升高、内皮细胞组织化学染色（dUTP）和磷脂氢过氧化物增加（图1）。

图1所示。有机体的新科学教条

代谢物组:在细胞、组织或生物体中存在的代谢物的总称
脂质组:细胞内脂质总数和代谢组亚群的名称
脂质组学：研究生物体内脂类和来源于脂类的介质及其在生物系统中的功能

表型:由细胞、组织或生物体所表达的一系列表型

在测定线粒体心磷脂(C_十八2C_20:4)和磷脂酰丝氨酸(C_22:5C_22:6)，阴离子氧化磷脂的定量值均显示下降。此外，给予线粒体靶向电子收集氮氧化物(xjc -5-131)后，缺氧小鼠肺中氧化心磷脂和磷脂酰丝氨酸水平较正常小鼠肺降低，从而阻止活性氧(ROS)的繁殖。结果表明，心磷脂和磷脂酰丝氨酸在诱导高氧肺损伤的细胞凋亡和细胞凋亡回归信号中发挥了重要作用。XJB-5-131在体内抑制氧化应激依赖性凋亡。在未来，高氧诱导的肺损伤可以通过这些策略来维持，从而保护高氧肺。

对创伤性脑损伤中氧化脂质组学随时间变化的反应进行了动物研究。众所周知，在创伤性脑损伤中，脂质过氧化水平增加，抗氧化剂减少，氧化应激发生。心磷脂(C_{22: 6})是由创伤性脑损伤引起的氧化应激的早期和特异性靶点。主要的未知数是分子靶点，过氧化磷脂及其信号传导功能。在大鼠中，已经进行了开颅手术并证实了创伤性脑损伤。本研究的假设是探讨心磷脂氧化产物是否是大鼠脑细胞凋亡的早期标志物，是否可能成为治疗的靶点。在这项研究中，研究人员使用了17天大的大鼠，并表示这与儿童的神经元发育相似。创伤性脑损伤后，从大脑皮层提取的各种磷脂氢过氧化物(心磷脂、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、鞘磷脂、溶血磷脂酰胆碱)进行评价。

评价结束时，观察到心磷脂在3小时被氧化，这是脑损伤后最早、最准确的检测时间，但与此同时其他评价的磷脂在时间尺度上没有差异。在24^th脑外伤后1小时，除心磷脂外，还观察到磷脂酰丝氨酸明显氧化，其他磷脂略有不同。然而，已经发现，作为细胞凋亡的一个重要标志物的半胱天冬酶活性在第3周时没有增加^研发部小时，即心磷脂升高的时间，但在24小时时显著增加。因此，心磷脂氢过氧化物可作为脑外伤患者细胞凋亡的标志物。据认为，早期检测心磷脂氧化可能在治疗和创伤后损伤期间提供更积极的结果[8]。

一项研究评估了生物活性脂质介质在流感感染不同阶段的作用，并通过应用流感病毒建立了感染小鼠肺(小鼠流感模型)。本研究通过支气管肺泡灌洗法列出了141种脂质代谢产物，研究了52种脂质代谢产物(COX、LOX、Cyp450、非酶、亚油酸、亚麻酸、DHA、EPA)。同样，对流感流行期间从人鼻咽灌洗中获得的脂质体也进行了研究。在慢性疾病中，已知羟化亚油酸13-HODE和9-HODE(羟基十八烯酸)的值增加。为了避免个体差异，这两种亚油酸的比例是优选的。脂氧合酶(LOX)和亚油酸代谢物的浓度在小鼠和人类中是值得注意的，特别是在那些有强烈症状的临床。结果表明，羟化亚油酸代谢物可作为流感感染过程中的标志物，对疾病的严重程度和恢复过程具有重要的信息价值。

氧化脂质组学的功能不仅仅是作为炎症过程的标志物。它们还可能在炎症过程中检测新的脂质介质中发挥积极作用。其中一个例子是二氧环烷A_3.(DXA对_3.)(8-羟基-9,11-二氧烷二十碳三烯酸)，一种由COX-1生成的脂类衍生物，已通过氧化脂质组学在血小板中鉴定。研究发现，这种新发现的氧化脂质组激活中性粒细胞，并在先天免疫和急性炎症中发挥作用。在不同的研究发现脂质介质的帮助下氧化lipidomics,新maresins (22-hydroxy - MAR1和14-oxo-MAR1)被发现参与决议大肠杆菌感染性炎症的渗出物,类似于介质(lipoxins、保护maresins, resolvin)参与脓毒症的决议阶段[11]。

氧化脂质组学在了解各种生物机制方面也发挥着重要作用。在母乳中发现的分子结构可以提高新生儿的免疫力和发育。在研究这个问题时,特殊介质(RvD1、RvD2 RvD3, AT-RvD3, RvD4, PD1, MaR1, RvE1, RvD2, RvE3, LXA4、LXB4)被发现在这个牛奶的母亲的牛奶和进一步的分析显示,这些介质最大中性粒细胞计数和解决时间减少54%在peritonitis-induced老鼠[12]。

这方面最重要的限制是，难以检测的少量氧化脂质组学可能激活了一条重要的代谢途径。

结论

总之，氧化脂质组学为了解脂质过氧化产物及其与重要疾病相关的病理生理功能提供了依据。了解不同损伤阶段的脂质介质可以改变我们的治疗方法。了解其他干扰脂质组相互作用和功能的分子，使我们能够开发新的个性化治疗方法。其目的是通过收集来自不同群体(脂质组、基因组等)的信息来了解系统中的所有生物事件，并在治疗复杂疾病的个人方法中取得成功。也许，从分子的角度来看，未来疾病将根据脂质组学进行重新分类。

参考文献

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