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短链脂肪酸&游离脂肪酸高通量靶标定量检测

发布时间:2019-03-13

短链脂肪酸高通量靶标定量检测


短链脂肪酸(SCFAs),主要包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、己酸,是由微生物对未被消化的碳水化合物(少数情况下是蛋白)发酵产生。SCFAs逐渐作为调节饮食、肠道微生物和宿主的信号分子而被人熟知,在肠道中,SCFAs对人肠道健康十分有益,可以改善身体组成、葡萄糖稳态、血脂谱、降低体重和结肠癌风险。SCFAs作为主要的能量底物也可以起到抗炎、抗癌作用。SCFAs会通过各种机制影响慢性疾病,并在维持结肠上皮细胞代谢稳态方面起着重要作用,可以保护结肠免于外部伤害并对结肠疾病有着潜在的积极影响。

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短链脂肪酸检测列表

 


应用方向

药物或保健品的开发研究;

疾病的早期诊断标志物发现研究。

 


案例分析

健康受试者体内结肠菌源

短链脂肪酸的代谢研究

 

短链脂肪酸(SCFAs),是细菌代谢产生的可以调节饮食、微生物群和宿主之间互作关系的一类物质。本研究对SCFAs以及它们参与的生物学过程进行了定量分析。将已知数量的13C标记的乙酸、丙酸和丁酸通过结肠释放胶囊引入到12名健康受试者结肠中,同时测量血浆中13C标记的SCFAs、Glucose、Cholesterol和Fatty Acids含量,并定量肠道细菌丁酸的产出能力。

 

研究表明,结肠中乙酸、丙酸、丁酸的系统利用率分别是36%、9%和2%。其中,少于1%的乙酸参与合成胆固醇,少于15%乙酸参与合成脂肪酸。大约6%的丙酸参与合成葡萄糖。不到0.05%的SCFAs通过尿液排出,余下的大部分被氧化成CO2后通过肺部释放出去。这些结果表明可以通过对血液中SCFA浓度的测量来对结肠中由纤维类物质降解产生的SCFAs进行评价和定量分析。研究结果对于理解SCFAs的生理功能(葡萄糖、脂类代谢以及免疫功能)至关重要。

 

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图1 结肠13C-SCFAs系统利用性计算

 

 

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图2 SCFAs的交互共生

 

 

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图3 丁酸产出能力

 

 

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图4 13C-SCFAs在生物学相关分子中的同化作用

 

 

参考文献:

Boets E, Gomand S V, Deroover L, et al. Systemic availability and metabolism of colonicderived short-chain fatty acids in healthy subjects: a stable isotope study.[J]. J Physiol, 2017,595(2):541.

 

 

 

 

游离脂肪酸高通量靶标定量检测

 

游离脂肪酸(FFA)即非酯化脂肪酸,主要来源于脂蛋白和脂肪组织内甘油三酯(TG)的降解。脂肪细胞内的TG 在各种脂肪酶作用下被水解为FFA和甘油,被机体各组织利用。有研究表明游离脂肪酸与心血管疾病、肝脏疾病、二型糖尿病有密切联系,正常人体组织对FFA的利用受胰岛素和胰高血糖素等激素的调控。


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游离脂肪酸检测列表 注:共可检测50+游离脂肪酸物质

 

 

应用方向

生物样本中复杂代谢产物的检测;

寻找疾病的生物标志物;

标志物的验证和绝对定量研究;

研究代谢通路机制。

 

案例分析

基于GC-SIM-MS结合随机森林和典型相关分析

探索代谢综合征血清游离脂肪酸谱

 

代谢综合征(MetS)是一组与心血管疾病或II型糖尿病发病风险增加相关的代谢异常。目前为止,MetS的病因很复杂,尚不清楚。代谢谱分析是探索代谢紊乱和潜在生物标志物的有力工具,可以揭示疾病的病理生理机制。这项研究通过对游离脂肪酸分析来探索代谢紊乱以及寻找MetS的潜在生物标志物。

 

首先通过气相色谱-选择离子监测-质谱(GC-SIM-MS)分析代谢综合征患者和健康对照的血清样品中的脂肪酸谱。然后,利用随机森林(RF)监督性多元统计方法建立了MetS分类与预测模型,这有助于MetS的诊断。此外,典型相关分析(CCA)用于研究游离脂肪酸(FFA)与临床参数之间的关系。

 

结果发现,包括C16:1n-9c、C20:1n-9c和C22:4n-6c在内的数种FFA被鉴定为Me t S的潜在生物标志物。而且,高密度脂蛋白胆固醇(H D L - C)、甘油三酯(TG)和空腹血糖(FBG)是与MetS的FFAs紊乱密切相关的参数,在监测MetS的FFAs紊乱的临床实践中,它们应该比腰围(WC)和收缩压/舒张压(SBP/DBP)受到更多的关注。结果表明GC-SIM-MS联合RF和CCA进行的代谢谱可能是发现血清FFA干扰和MetS潜在生物标志物的有力工具

 

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图1 MetS患者(实线)和健康对照(虚线)的血清样品中游离脂肪酸甲酯的GC-SIM-MS谱的比较。定性结果在实体概况中标记

 

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图2 HC,MetS和QC组的血清游离脂肪酸谱的PCA得分图

 

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图3 HC,MetS和QC组的血清游离脂肪酸谱的MDS图

 

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图4 游离脂肪酸(U1)和临床参数(V1)的相关性散点图

 

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图5 临床参数的系数绝对值柱状图

 

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图6 游离脂肪酸的系数绝对值柱状图

参考文献:

Dai L, Gonçalves C M, Lin Z, et al. Exploring metabolic syndrome serum free fatty acid profiles based on GC-SIM-MS combined with random forests and canonical correlation analysis.[J]. Talanta, 2015, 135:108-114.