RP-UHPLC/MS/MS技术显著提升了胰腺癌患者血清中的脂质组学分析水平

《Anaerobe》:RP-UHPLC/MS/MS Provides Enhanced Lipidomic Profiling of Human Serum in Pancreatic Cancer

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Anaerobe 2.6

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  胰腺导管癌(PDAC)早期诊断缺乏可靠生物标志物,本研究开发并验证了RP-UHPLC/MS/MS方法,可检测血清中455种脂质(22亚类)并定量381种(21亚类),通过响应因子校正提升甾醇酯定量精度。分析54例PDAC患者与55例健康对照发现,鞘脂(尤其是≥C22长链饱和鞘脂显著下调)和磷脂(以多不饱和脂肪酸18:2和20:4为特征)代谢紊乱显著,结果经GC-MS验证,为机制研究和生物标志物发现提供新平台。

  
作者名单:Zuzana Lásko、Ond?ej Peterka、Robert Jirásko、Anna Taylor、Tomá? Hájek、Beatrice Mohelníková-Duchoňová、Martin Love?ek、Bohuslav Melichar、Michal Hol?apek
研究机构:帕尔杜比采大学化学技术学院分析化学系,地址:Studentská 573,53210 帕尔杜比采,捷克共和国

摘要

背景

胰腺导管腺癌(PDAC)是一种致命性极高的癌症,主要原因是诊断时间晚且缺乏可靠的生物标志物。脂质组学为识别与疾病相关的改变提供了有前景的方法,但现有方法通常仅限于脂质类别的分析,缺乏足够的分子细节。反相超高效液相色谱与串联质谱联用(RP-UHPLC/MS/MS)技术能够实现脂质在脂肪酸酰基/烷基水平的检测。本文旨在探讨一种经过验证的定量分析流程,以实现PDAC背景下人体血清的准确且可重复的脂质组学分析。

结果

我们开发并验证了一种RP-UHPLC/MS/MS方法,该方法通过多重反应监测技术能够识别22个脂质亚类中的455种脂质,其中381种脂质得到了定量分析。该方法对甾醇酯类进行了响应因子校正,显著提高了其定量精度。该方法应用于54名PDAC患者和55名健康对照者的血清样本,获得了高度重复性的数据,在无监督和有监督的统计分析中均显示出明确的组间差异。鞘脂和磷脂的失调最为明显:极长链饱和鞘脂(≥C22)表达下调,而一些较短链或不饱和鞘脂则表现出轻微的上调。磷脂的改变主要体现在含有多不饱和脂肪酸酰基的脂质上,尤其是18:2和20:4,其中PLA甘油酯的变化最为显著。这些结构明确的发现还得到了脂肪酸甲酯的气相色谱-质谱分析的支持。

意义

这种经过验证的定量分析流程能够全面覆盖21个脂质亚类,并具备对生物学解释至关重要的结构分辨率。对PDAC患者中鞘脂和磷脂失调的详细分析表明,只有通过脂肪酸酰基水平的信息才能揭示可能反映特定酶活性或代谢途径的分子特征。该方法为癌症脂质组学中的生物标志物发现和机制研究提供了一个可靠的平台。

章节摘要

引言

胰腺导管腺癌是一种侵袭性极强的肿瘤,其高死亡率主要是由于疾病常在晚期才被诊断出来,此时往往已发生转移或淋巴结受累,使得手术切除变得不可行。因此,PDAC的5年生存率在所有癌症中最低,仅为13%,远期转移患者的生存率更低(3%[1])。PDAC在早期阶段通常无症状,但病情进展迅速。

化学试剂和标准品

甲醇、丁醇、2-丙醇、乙腈和甲酸(均为LC/MS级)购自Honeywell(美国北卡罗来纳州夏洛特)。LiChrosolv氯仿(用2-甲基-2-丁烯稳定)和甲酸铵(用于质谱分析,纯度≥99.0%)购自Merck(德国达姆施塔特)。去离子水由Milli-Q Reference Water Purification System(法国莫尔谢姆)制备。内标物购自Merck(德国达姆施塔特)、Nu-Chek(美国明尼苏达州Elysian)和Avanti Polar Lipids。

方法开发

RP-UHPLC/MS是脂质组学中最常用的方法之一,因为它能够分离和表征多种脂质,包括那些在脂肪酸酰基链长度或饱和度上存在差异的异构体。在我们之前的非靶向研究中[32],RP-UHPLC与高分辨率质谱联用主要用于基于质谱准确度(容忍度为5 ppm)、特征碎片离子以及保留时间依赖性来鉴定脂质。

结论

在本研究中,我们开发、优化并验证了一种用于人体血清定量脂质组学分析的RP-UHPLC/MS/MS方法。该方法能够识别22个脂质亚类中的455种脂质,并对其中381种脂质进行定量分析,相比以往基于脂质类别分离的方法具有更广泛的覆盖范围。响应因子校正显著提高了甾醇酯类脂质的定量精度。最终,该方法为癌症脂质组学研究提供了可靠的工具。

作者贡献声明

Beatrice Mohelníková-Duchoňová:撰写、审稿与编辑、资料整理。 Martin Love?ek:撰写、审稿与编辑、资料整理。 Zuzana Lásko:撰写初稿、数据可视化、方法设计、实验设计、数据管理。 Ond?ej Peterka:撰写、审稿与编辑、方法设计、实验设计、概念构思。 Robert Jirásko:撰写、审稿与编辑、研究指导、概念构思。 Anna Taylor:撰写、审稿与编辑、数据可视化。 Michal Hol?apek:撰写、审稿与编辑。

伦理合规性

所有志愿者均签署了知情同意书,伦理委员会批准了血液采集。

利益冲突

M.H.和R.J.是与该研究相关的专利EP 3514545的发明人。O.P.是Lipidica公司的员工,M.H.和B.M.是Lipidica公司的科学委员会成员。其他作者均声明没有利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务关系/个人关系:Michal Holcapek表示获得了帕尔杜比采大学的资金支持;Michal Holcapek和Robert Jirasko拥有授权给Lipidica公司的专利#3514545。其他作者均声明没有已知的财务利益或个人关系冲突。

致谢

本研究得到了捷克健康研究委员会资助的项目NU21-03-00499的支持。
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