跨物种比较解析素E与D的生物合成:基于LC-MS技术的鱼类与人类细胞中α-亚麻酸代谢路径定量研究

【字体: 时间:2025年07月11日 来源:Journal of Chromatography B 2.8

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  本研究通过建立高选择性LC-MS/MS方法,首次系统比较了鲑鱼头肾细胞与人类外周血单核细胞在α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)刺激下解析素E(RvE)与D(RvD)的生物合成差异,揭示DHA→RvD是跨物种主导通路,发现未被报道的DHA→EPA→RvE逆向转化路径,为炎症消退机制和ω-3脂肪酸临床应用提供重要依据。

  

在生物体复杂的炎症调控网络中,解析素(Resolvins)作为一类由ω-3多不饱和脂肪酸衍生的脂质介质,扮演着"炎症刹车"的关键角色。尽管已知二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)能分别转化为E系列(RvE)和D系列(RvD)解析素,但作为代谢前体的α-亚麻酸(ALA)如何在物种间实现转化效率差异,以及海洋鱼类与人类是否存在保守的代谢特征,始终是困扰研究人员的难题。更值得注意的是,现有技术对微量解析素的检测灵敏度不足,使得跨物种定量比较举步维艰。

针对这些挑战,挪威海洋研究所(Institute of Marine Research, IMR)的Pedro Araujo团队在《Journal of Chromatography B》发表创新研究。研究人员开发了灵敏度达0.02-0.3 ng/mL的液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)方法,通过平行培养大西洋鲑头肾细胞和人类外周血单核细胞(PBMCs),首次实现三种ω-3前体物质(ALA、EPA、DHA)代谢路径的精准量化比较。关键技术包括:优化样本前处理流程以降低基质干扰,建立覆盖0.5-50 ng/mL的线性检测范围,采用同位素内标(如RvE1-d4)校正回收率,并验证方法在两种细胞培养基(L-15和LGM-3)中的适用性。

性能验证
方法学评估显示优异的选择性,RvE1与RvD1-5在两种培养基中均实现基线分离。灵敏度指标突出,检测限(LOD)达pg级,准确度维持在97-109%,远优于传统酶免疫分析法(EIA)和液相色谱-光电二极管阵列检测(LC-PDA)。

通路比较
• DHA→RvD是跨物种主导通路:在鲑鱼和人类细胞中均贡献超过85%的解析素产量
• ALA间接路径效率低下:ALA→EPA/DHA→解析素的转化率不足5%,证实两种物种均存在代谢瓶颈
• 发现逆向转化路径:首次报道DHA→EPA→RvE的代谢分流,提示ω-3脂肪酸网络存在动态平衡

讨论与意义
该研究从进化角度阐释了海洋鱼类与人类在ω-3脂肪酸代谢上的保守性——由于长期摄入富含EPA/DHA的饮食,两种生物都倾向于直接利用长链前体而非依赖ALA转化。发现的逆向转化路径为解析素生物合成调控提供了新视角,可能解释某些临床观察中DHA补充对RvE水平的间接影响。方法学突破使得在复杂基质中同时监测多类解析素成为可能,为开发基于ω-3脂肪酸的精准抗炎策略奠定技术基础。

这项研究不仅填补了比较脂质组学的空白,更提示未来营养干预需考虑物种特异性代谢特征——单纯增加ALA摄入可能无法有效提升解析素水平,而直接补充DHA或许是更优选择。对于水产养殖业,该发现为优化饲料配方提供了分子依据;对人类健康领域,则提示需要重新评估膳食ω-3脂肪酸比例与炎症性疾病防治的关联机制。

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