近日，南京中醫(yī)藥大學單進軍、謝彤團隊在Analytica Chimica Acta（分析化學一區(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，創(chuàng)新性的通過計算機模擬方式，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)譜平臺的超高分辨率、亞ppm級質(zhì)量精度，及Stepped NCE 高能碎裂模式（HCD）獲得的豐富二級碎片信息，使得該方法獲得模擬譜圖與真實檢測樣本的譜圖匹配一致性高。該創(chuàng)新分析方法的建立，對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)，進而研究其在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的生物學效應，都有著廣泛而深遠的參考與借鑒價值，為探索全新的疾病生物標志物帶來可能！
文章賞析
心磷脂（CL）是含有3-4個脂肪?；鶄?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)。大量文獻報道心磷脂參與細胞色素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)和心磷脂氧化會促使細胞凋亡并觸發(fā)免疫炎癥反應。
在非靶向脂質(zhì)組學研究中，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)展過程中的生物學效應。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，團隊在色譜和質(zhì)譜條件優(yōu)化的基礎上，基于計算機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個單溶血心磷脂、52160個心磷脂以及42180個氧化型心磷脂的質(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檢測樣本的譜圖匹配度好，匹配度得分值高，并成功地運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分（所有模擬譜庫的二級碎片和豐度均來源于標準品模擬）。在優(yōu)化的色譜條件下，模擬譜庫涵蓋了三個常規(guī)前體離子[M-2H]2-、[M-H]-和[M+NH4]+的二級譜圖，擴充了質(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。
運用此方法，該研究對心、肝、脾、肺、腎、大腦、小腦、回腸、結(jié)腸、十二指腸以及Hep2、A549兩種細胞系中的心磷脂進行了定性定量分析。為了評估匹配結(jié)果、驗證該數(shù)據(jù)庫的可靠性，對不同譜圖相似性得分段的譜圖數(shù)進行統(tǒng)計，結(jié)果顯示譜圖得分值均較高。在10種動物組織線粒體和細胞系樣品中，一共鑒定出392種心磷脂。通過新建的計算機模擬心磷脂譜庫，能夠很好的區(qū)分樣本中單溶血心磷脂和心磷脂，實現(xiàn)對復雜生物樣本中心磷脂的準確測量。
該研究還建立了心磷脂氧化產(chǎn)物的模擬譜庫，并成功對小鼠心臟和肝臟線粒體中的氧化型心磷脂進行了歸屬。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傾向于產(chǎn)生+3O或者+4O的氧化產(chǎn)物。通過對氧化碎片個數(shù)的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)占比最多的氧化碎片是C18-OH和C18-OOH，提示含有十八個碳的脂肪?；妆谎趸?。有趣的是，在過氧化叔丁醇的反應中，肝臟線粒體中的心磷脂似乎表現(xiàn)出更高的氧化產(chǎn)率，雖然沒有進一步的驗證，但是推測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。
團隊介紹
單進軍，博士，教授
南京中醫(yī)藥大學中醫(yī)兒科學研究所副所長，江蘇省兒童呼吸疾?。ㄖ嗅t(yī)藥）重點實驗室副主任，南京中醫(yī)藥大學——UC Davis醫(yī)學代謝組學聯(lián)合實驗室中方負責人。江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年學術(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)對象，NIH West Coast Metabolomics Center訪問學者。
研究方向：代謝組學與中醫(yī)藥；復雜疾病代謝調(diào)控機理及中藥防治作用。先后主持國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省“333”工程科研項目和江蘇省高校自然科學研究重大項目等課題；以第一或（共同）通訊作者在Gut Microbes，Pharmacol Res，Anal Chim Acta，Phytomedicine和藥學學報等國內(nèi)外期刊發(fā)表學術(shù)論文60余篇；獲國家發(fā)明3項；獲教育部科學技術(shù)進步二等獎、世界中聯(lián)中醫(yī)藥國際貢獻獎-科技進步二等獎和江蘇中醫(yī)藥科學技術(shù)獎一、二等獎。
現(xiàn)為世界中聯(lián)兒童醫(yī)藥健康產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)分會常務理事兼副秘書長、世界中聯(lián)兒科專業(yè)委員會常務理事、中華中醫(yī)藥學會中藥實驗藥理分會青年委員, 中國中醫(yī)藥信息研究會兒科分會理事、中國研究型醫(yī)院學會兒科學專業(yè)委員會青年委員，《世界科學技術(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）重點實驗室骨干成員。2012年畢業(yè)于中國藥科大學藥學（藥物代謝動力學）專業(yè)。美國NIH West Coast Metabolomics Center (UC Davis)訪問學者。近年來主持國家自然科學基金等廳局級以上課題研究8項；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?，F(xiàn)為世界中醫(yī)藥學會聯(lián)合會兒科專業(yè)委員會理事。
研究方向：運用代謝組學/脂質(zhì)組學技術(shù)研究（1）呼吸疾病發(fā)病機制及中藥干預作用；（2）中藥復雜組分的體內(nèi)外物質(zhì)基礎研究；（3）藥物安全性。
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