芯片-质谱联用技术应用于细胞与亚细胞代谢组学分析

【作者】 梁琼麟；

【机构】 清华大学分析中心清华大学化学系；

【摘要】 代谢组学目前已成为生命科学研究的重要手段,而细胞作为生命活动的基本单元,细胞代谢组学的研究已引起关注,然而阶段亚细胞水平代谢组学分析尚鲜见报道。考虑到细胞内存在多种细胞器,不同的细胞器分别承担着细胞特定的某些功能,而这些细胞器存在于胞浆之中,相对于更小的细胞器,胞浆就相当于一个巨大的蓄水池或仓库,即存在"拉平"效应;而且胞浆除了提供细胞器存在的环境,胞浆中也在发生某些代谢反应,某些物质可以在胞浆与特定的细胞器之间传递。所以亚细胞代谢组学分析对于细胞生命科学的研究非常具有必要性。要希望研究特定细胞器中动态发生的代谢过程并避免胞浆中的代谢物水平和变化造成的干扰,研究揭示细胞器与胞浆之间的代谢物传递规律,这些细胞生命科学所关注的重要科学问题都期待开展发展亚细胞水平的代谢组学分析方法。近年来本课题基于LC-MS及Chip-MS联用技术发展了细胞代谢组学和亚细胞代谢组学分析的新方法。本研究以心肌细胞缺氧复氧损伤为模型,以线粒体能量代谢研究为切入点,选取尼克酰胺作为干预药物,大鼠心肌细胞H9c2及其线粒体中的代谢物作为研究对象,建立线粒体代谢组学分析方法,包括线粒体等细胞器的分离纯化、代谢物的提取及液相色谱质谱分析,定量分析测定了细胞及其线粒体中的16种目标代谢物,探讨了心肌细胞缺氧复氧损伤和药物分子尼克酰胺发挥保护作用的机制。通过线粒体与细胞整体水平的代谢物比较分析,展示了亚细胞水平代谢组学与细胞整体代谢组学研究结果的相关性,论证了亚细胞代谢组学分析的必要性。更多还原