生物是由簡單的分子通過精密組裝形成的復雜整體。要了解生命的奧秘，我們不但需要知道單個分子的生物化學特性，例如：DNA片段、各種RNA、蛋白質和代謝物這些，更需要知道他們之間的相互聯(lián)系，以及在外界環(huán)境改變的時候各種分子之間的互動關系。代謝組學正是繼基因組學和蛋白質組學之后逐漸興起，也成為系統(tǒng)生物學的重要組成部分，更多地反映了細胞所處的環(huán)境，包括營養(yǎng)狀態(tài)，藥物和環(huán)境污染物，以及其它外界因素的影響。
自20世紀90年代末提出代謝組學的概念至今，代謝組學的飛躍式進步無疑有賴于將質譜檢測技術應用到生物醫(yī)學領域，同時，代謝組的研究也滲透到多項領域，比如疾病診斷、醫(yī)藥研制開發(fā)、營養(yǎng)食品科學、毒理學、環(huán)境學，植物學等與人類健康護理密切相關的領域。由于代謝物的多樣性和復雜性，很難用1種方法就將所有的代謝物1次檢測清楚，所以科學家利用代謝物的特異性進行分類研究，比如脂質代謝組學，糖類代謝組學，毒素代謝組學等。脂質代謝組學作為最重要的代謝組學分支，是最近幾年研究的熱點。
作為一門新興學科，脂質代謝組學技術正在快速向臨床推進，無論是在疾病診斷還是在復雜疾病的精準治療，脂質代謝組學已在相關研究領域取得了重大進展。
脂質代謝是癌干細胞的潛在致命弱點
在一項新的研究中，來自美國普渡大學、西北大學和印第安納大學的研究人員發(fā)現一種代謝特征對啟動腫瘤形成的“癌干細胞”的正常運轉是至關重要的。他們也證實如何干擾卵巢癌中的這種代謝機制，從而抑制腫瘤生長。相關研究結果于2016年12月29日在線發(fā)表在CellStemCell期刊上。
這種新的成像方法采用了兩種技術：對單個活細胞進行高光譜受激拉曼散射成像(hyperspectralstimulatedRamanscatteringimaging)和對提取出的脂質進行質譜分析。
這種脂質不飽和性特征是在實驗室培養(yǎng)的卵巢癌干細胞和來自卵巢癌病人的細胞中鑒定出來的。更高的脂質不飽和性水平也在利用癌干細胞培養(yǎng)出的模擬病人體內腫瘤組織的三維“球狀體(spheroid)”中檢測到。研究人員利用一種化學物抑制脂肪酸去飽和酶的活性，降低這些細胞的“干性(stemness)”，使得它們變得不那么致命性。Cheng說，抑制脂肪酸去飽和酶的活性有效地清除癌干細胞，阻止實驗室培養(yǎng)物中的球狀體形成和阻斷實驗室小鼠體內的腫瘤起始能力。
中國科大揭示脂類代謝調控干細胞多能性的新機制
近日，中國科學技術大學生命科學學院高平課題組與張華鳳課題組在EMBOJournal在線發(fā)表了題為Fattyacidsynthesisiscriticalforstemcellpluripotencyviapromotingmitochondrialfission的研究論文。該研究揭示了脂肪酸的從頭合成途徑可以影響線粒體的分裂從而調控細胞多能性。
本項研究發(fā)現，在胚胎干細胞中以及細胞重編程過程中存在脂類積累現象，這一現象主要是由脂肪酸從頭合成途徑的增強造成的。進一步的機制研究發(fā)現，Acc1介導的脂肪酸從頭合成途徑通過兩方面的機制促進線粒體分裂進而影響了細胞多能性：(1)脂類合成途徑消耗了細胞內作為底物的乙酰CoA，從而降低了線粒體分裂蛋白Fis1的乙?；瘜е碌姆核鼗到?(2)生成的產物脂肪酸本身可以推動線粒體動態(tài)平衡傾向于發(fā)生分裂。研究進一步證實該調控通路在人的體系中也保守存在。該研究首次建立了脂肪酸合成、線粒體分裂與細胞命運之間的調控通路，對多能性干細胞的臨床研究具有潛在的重要指導意義。
研究人員發(fā)現降低膽固醇的新靶標
在一項發(fā)表在BiochemicalPharmacology上的新研究中，圣路易斯大學的研究人員檢測了一種叫做REV-ERB的核受體調節(jié)膽固醇代謝的方法。他們的發(fā)現表明靶向這個核受體的藥物可以降低動物模型中低密度脂蛋白(LDL)膽固醇的水平。
來自圣路易斯大學藥理學和生理學系主任ThomasBurris博士研究了細胞的核受體信號，這是機體許多生理過程背后涉及的細胞信號系統(tǒng)。他發(fā)現了可以調節(jié)核受體的天然荷爾蒙，并為了開發(fā)治療疾病的藥物而合成了一種可以靶向這些受體的化合物。這些受體中的一個就是REV-ERB，一種扮演多種角色的蛋白。此前，Burris及其同事已經研究了它在調節(jié)哺乳動物生物鐘中的作用。為了研究核受體與糖尿病及肥胖的聯(lián)系，Burris及其同事利用來自美國國防部1362032美元的基金支持，研究了REV-ERB在調節(jié)膽固醇代謝中的作用。
新研究為激活人類棕色脂肪改善脂代謝提供直接證據
國際學術期刊CellMetabolism刊登了美國科學家的一項最新發(fā)現，在這篇文章中他們通過對冷凍刺激下人體的棕色脂肪組織和白色脂肪組織進行一系列研究發(fā)現人體棕色脂肪組織可能在推動機體脂質代謝方面發(fā)揮重要作用。這項研究為利用人類棕色脂肪組織改善肥胖及糖脂代謝提供了新信息。
在這項最新研究中，研究人員對16名超重/肥胖男性進行了研究，在研究過程中，參與者要處于長時間非戰(zhàn)栗性冷刺激以及熱中性環(huán)境下，研究人員通過穩(wěn)定同位素示蹤方法結合高胰島素-正常血糖鉗夾技術，以及BAT和WAT活檢的方法進行了一系列研究。
我國癌癥免疫療法重大發(fā)現!調節(jié)膽固醇代謝增加T細胞抗腫瘤效應
在一項新的研究中，來自中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的許琛琦團隊和李伯良團隊發(fā)現抑制膽固醇酯化能夠增強CD8+T細胞(也被稱作殺傷性T細胞)的抗腫瘤活性。
在這項研究中，研究人員從一個新角度研究了T細胞的抗腫瘤免疫反應。他們認為調節(jié)T細胞代謝能夠讓殺傷性T細胞“在代謝上更適合”抵抗腫瘤細胞。作為細胞膜脂質的關鍵組分，膽固醇在T細胞信號轉導和功能中發(fā)揮著重要作用。
研究人員發(fā)現抑制膽固醇酯化酶ACAT1能夠增加細胞質膜上的膽固醇水平，因而促進T細胞信號轉導和殺傷過程。ACAT1的一種小分子抑制劑阿伐麥布(avasimibe)已被用來治療腫瘤模式小鼠體內的癌癥，而且表現出良好的抗腫瘤效果。組合使用阿伐麥布和作為一種免疫檢查點阻斷藥物的抗PD-1抗體表現出更好的抗腫瘤效果。這項研究開創(chuàng)癌癥免疫療法新領域，并且鑒定出ACAT1是一種大有希望的藥物靶標。
作為一門新興的學科，脂質代謝組學已在相關領域取得重大進展，但在生物學功能和作用機制上仍有很大的進步空間。盡管充滿了挑戰(zhàn)，研究人員仍然堅信，通過對某些代謝產物進行分析，尋找疾病的生物標記物，將為疾病診斷提供新的方法。
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