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为探究线虫中的磷酸化鞘糖脂，研究人员用多种技术分析，发现多种该类脂质及前体，意义重大。
线虫脂质组的神秘探索：磷酸化鞘糖脂的新发现
在微观的生命世界里，脂质就像一个个神秘的 “小积木”，它们不仅是构成生物膜的基本材料，还在能量存储和信号传递等方面发挥着关键作用。对脂质进行系统研究的脂质组学，就像是在解开一个复杂的拼图，每一块 “拼图”—— 不同的脂质，都有着独特的结构和功能。
秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）作为生物医学研究中的重要 “小助手”，常被科学家们用来探索生命的奥秘，尤其是脂质代谢的复杂过程。在众多脂质中，鞘脂（Sphingolipids）是生物膜的关键组成部分，和胆固醇一起，富集在被称为脂质筏（lipid rafts）的微小膜区域中。不过，线虫的细胞膜和哺乳动物的细胞膜相比，有一些有趣的不同之处。线虫细胞膜中胆固醇含量较少，而且其鞘脂中含有一种不寻常的 C17 异支链鞘氨醇碱基，这种碱基是由 13 - 甲基肉豆蔻酸和丝氨酸产生的，并且 N - 酰基通常在第二个碳上被羟基化。
近年来，一种新的鞘脂类 —— 磷酸化鞘糖脂在秀丽隐杆线虫中被发现，包括磷酸乙醇胺葡萄糖神经酰胺（PEGCs）和单甲基磷酸乙醇胺葡萄糖神经酰胺（mmPEGCs）。它们在胆固醇缺乏的线虫中能够拯救幼虫发育停滞的问题，这一发现让科学家们对它们的作用充满了好奇。然而，这些神秘的脂质此前仅在一项研究中被发现，在其他研究中却 “销声匿迹”，主要原因是缺乏电子参考光谱，以及脂质和代谢物结构数据库中缺少相关结构信息。这就好比在一个巨大的图书馆里，这些脂质的 “书籍” 没有被正确编目，很难被找到。
为了揭开这些脂质的神秘面纱，来自德国亥姆霍兹慕尼黑中心（Helmholtz Zentrum München）等机构的研究人员 Michael Witting、Liesa Salzer 等人开展了深入研究，相关成果发表在《Metabolomics》杂志上。
研究人员在本次研究中使用了超高效液相色谱 - 超高分辨率飞行时间质谱（UHPLC - UHR - TOF - MS）和超高效液相色谱 - 捕集离子淌度飞行时间质谱（UHPLC - TIMS - TOF - MS）技术，并结合专门的数据分析方法。他们从美国佐治亚大学获取了秀丽隐杆线虫的参考样本，对其进行脂质提取，采用了甲醇（MeOH）、Bligh 和 Dyer、BUME、MTBE、碱性 MTBE 等多种提取方法，以确保尽可能全面地提取脂质。之后，对提取的脂质进行分析，并使用 Mass Spec Query Language（MassQL）在两个不同的脂质组学数据集中搜索磷酸化鞘糖脂的特征。
研究结果
- 定义 PEGCs 和 mmPEGCs 的碎片化规则：研究人员基于之前 Boland 等人描述的 PEGCs 和 mmPEGCs 的碎片化模式，利用 MassQL 生成查询语句，在两个数据集里寻找可能代表这两类脂质的特征。通过这种方法，他们不仅检测到了之前 Boland 等人描述的所有脂质种类，还发现了新的 PEGCs 和 mmPEGCs 种类12。
- 在秀丽隐杆线虫 LC - MS/MS 数据中识别 PEGCs 和 mmPEGCs：研究人员重新处理了之前 H?nel 等人的研究数据，利用 MassQL 筛选，在该数据集中检测到了两种 mmPEGCs 和一种新的假设 mmPEGC 物种。同时，他们还通过计算和对比理论质荷比（m/z）值、利用保留时间（RT）等信息，推测出了更多新的 mmPEGCs 物种。在新的 UHPLC - TIMS - TOF - MS/MS 数据集里，同样检测到了这些物种，并且通过离子淌度分离获得的碰撞截面（CCS）信息，进一步验证了脂质注释的准确性。对于 PEGCs，研究人员修改了 MassQL 查询语句，在新数据集中发现了几种符合特征的物质，包括两种之前被发现的和一种新的 PEGCs 物种34。
- 基于 C17 - 植物鞘氨醇的神经酰胺和己糖神经酰胺是 PEGCs 和 mmPEGCs 的前体：PEGCs 和 mmPEGCs 含有独特的 C17 异植物鞘氨醇碱基，与其他线虫鞘脂不同。研究人员通过搜索相关文献和重新分析 H?nel 等人的数据，利用 MassQL 查询特定的碎片离子，发现了含有这种植物鞘氨醇碱基的神经酰胺（Cers）和己糖神经酰胺（HexCers）。这些脂质在不同的提取方法中都存在，表明它们是线虫鞘脂组的天然组成部分，很可能是 PEGCs 和 mmPEGCs 的生物合成前体56。
研究结论与意义
这项研究意义重大。研究人员利用多种技术和数据分析方法，在两个不同的数据集中检测到了多种 PEGCs 和 mmPEGCs，还发现了它们潜在的生物合成前体。这表明这些脂质是秀丽隐杆线虫脂质组的常见组成部分，应该在未来的鞘脂研究中得到更多关注。同时，研究中获得的 CCS 值和碎片化光谱，为进一步研究这些脂质提供了重要的参考。此外，该研究也展示了将液相色谱（LC）和离子淌度（IMS）技术结合的强大之处，能够解决一些仅靠离子淌度无法解决的脂质异构体和同量异位体的分辨问题。
总的来说，这项研究为我们理解秀丽隐杆线虫的脂质代谢提供了新的视角，就像在黑暗中点亮了一盏灯，让我们对这些神秘的脂质有了更清晰的认识，也为未来相关领域的研究奠定了坚实的基础。
