会当“灵”绝顶!SCIEX超灵敏度质谱QTRAP 7500实现120个胚胎的脂代谢重塑全景图绘制

2024-03-29 11:05:58, SCIEX SCIEX


高覆盖靶向脂质组学助力科学家绘制胚胎脂代谢重塑全景图

近期,浙江大学医学院、中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国医科大学附属盛京医院、中科脂典等单位的相关研究人员在《Nature Cell Biology》(IF: 21.3)上发表了题为“Low input lipidomics reveals lipid metabolism remodeling during early mammalian embryo development”的研究论文,系统描绘了小鼠和人早期胚胎发育过程中动态变化的脂质图谱,并阐明了脂质不饱和度调控胚胎发育的功能与机制。

亮点概述:

1

基于SCIEX超高灵敏度三重四极杆质谱QTRAP 7500的靶向脂质组学实现少量样本(120个不同发育阶段胚胎)的脂质组分析。

2

描绘了小鼠早期胚胎发育过程不同阶段的脂质组特征。

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随着胚胎发育进程,脂质的不饱和度增加,且在人类胚胎中有类似的发现。

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硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1) 有助于建立早期胚胎的顶端-基底极性,是体外囊胚发育和子宫内囊胚植入所必需的。

研究背景:

哺乳动物的生命起始于卵子和精子通过受精作用形成全能性的受精卵,经过一系列的细胞分裂、八细胞期的极化、以及随后的桑葚胚开始的谱系分化,形成包含有内细胞团(ICM)、原始内胚层(PE)和滋养外胚层(TE)的囊胚。细胞中存在种类繁多的脂质分子,然而,这一过程脂质代谢对哺乳动物早期胚胎发育的调控作用还不清楚。

为了研究小鼠早期胚胎发育中的脂质重塑过程,研究人员开发了一种可同时满足低样本量和高覆盖率的靶向脂质组学方法,采用SCIEX QTRAP 7500高灵敏度质谱仪实现了在少量胚胎(120个植入前胚胎)水平上进行代谢物的检测,可以鉴定到23大类脂质共300余种脂质分子,包括甘油磷脂、鞘脂和中性脂。

小鼠植入前胚胎发育的阶段特异性脂质组学特征

为了解植入前发育过程中每个脂质类别的动态变化和功能,研究人员将检测到的脂类分为三大类。第一类是鞘氨醇脂质,主要由神经酰胺、鞘磷脂(SMs)和鞘糖脂(GSLs)组成;第二类是磷脂,磷脂是细胞膜的主要成分,以磷脂酰胆碱(PCs)的含量在每一个时期中最为丰富;第三类是中性脂,甘油三酯(TAG)的含量在四细胞开始至囊胚期有明显的增加,TAG是脂滴的主要成分,主要功能之一是提供能量,提示TAG可以为后期氧化活动的增强提供原材料。

而在人类早期胚胎发育过程中,由于实验材料的稀缺,内源的代谢物和脂质分子的动态变化及其对胚胎发育的影响还鲜有研究。在上述以小鼠为模式生物研究的基础上,借助高灵敏度质谱仪,研究人员对人的八细胞胚胎和囊胚期胚胎进行了高覆盖的靶向脂质组学检测,发现从脂质种类到发育过程中脂质变化趋势(如TAGs,CLs增高,PEs,PIs下降)以及不饱和度增高方面均存在物种之间的保守性。研究人员进一步在转录组层面上探索了通过脂质不饱和度如何调控囊胚形成的分子机制,进一步验证了脂质不饱和度上调对囊胚形成的必要性。

该研究系统地描绘了小鼠和人早期胚胎脂质全景图,为研究哺乳动物植入前胚胎发育中内源性脂质的重塑提供了宝贵的资源,并为脂质不饱和度调节胚胎发育和植入提供了机制上的开创性的新见解。

浙江大学张进教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所税光厚研究员、中国医科大学附属盛京医院生殖医学中心李达教授为本文的通讯作者。浙江大学良渚实验室特聘副研究员张玲、浙江大学良渚实验室特聘副研究员赵静、中国科学院遗传与发育生物学研究所Sin Man Lam博士、浙江大学博士生陈浪、中国医科大学附属盛京医院生殖医学中心助理研究员高应卓、浙江大学博士生王文杰为本文的共同第一作者。浙江大学叶存奇研究员、李炫臻研究员、周全研究员、沈宁研究员为本研究提供了重要帮助。该研究受到了国家自然科学基金委、浙江省自然科学基金委的支持。

SCIEX QTRAP 7500

重新定义定量质谱新高度:

SCIEX QTRAP 7500

质谱技术特点

采用创新OptiFlow Pro离子源,延续经典Turbo V离子源稳定性和耐用性好优点。

新增E Lens技术,进一步提高化合物离子化和离子导入的效率,显著提升灵敏度。

离子源兼容流速1 μL/min到3000 μL/min范围,兼容不同液相前端,满足不同应用要求。

离子源采用通用几何学设计,喷针即插即用,无需调整优化位置。

离子透镜和检测器延续SCIEX高端定量质谱的经典设计,保证高灵敏度的同时,兼顾宽线性动态范围、高离子对通量等优点。

可升级到SCIEX经典的QTRAP功能,在定量的基础上实现定性的功能。

SCIEX开发高覆盖靶向代谢组学和脂质组学方法,提供完整的靶向组学解决方案。


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