特邀：華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院周婷課題組

課題組簡介：周婷副教授于2012年入職華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院擔(dān)任講師，2014年破格晉升為副教授。研究興趣包括手性藥物分析、手性藥物立體選擇性代謝及手性轉(zhuǎn)化研究、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)、生物樣品前處理-色譜質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)的研發(fā)等。目前已在Analytical Chemistry，Journal of Chromatography A等雜志發(fā)表近40篇論文。

導(dǎo)讀

抑郁癥是一種慢性、反復(fù)發(fā)作、潛在威脅生命的精神疾病，影響了超過3億人，約相當(dāng)于世界人口的4.4%。有研究表明，腦中脂質(zhì)，如脂肪酸、鞘脂、甘油磷脂等的變化/水平與抑郁癥有關(guān)。而在抑郁癥發(fā)生發(fā)展過程中，脂肪酸介導(dǎo)的炎癥過程可降低多巴胺活性，從而影響正常腦功能，并與神經(jīng)炎癥和神經(jīng)可塑性降低有關(guān)；其中ω-3和ω-6脂肪酸與抑郁癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。低水平ω-3脂肪酸，如二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)，可促進(jìn)促炎細(xì)胞因子高表達(dá)，減少多巴胺突觸前囊泡表達(dá)，與抑郁癥發(fā)病機(jī)制相關(guān)。高水平ω-6脂肪酸可轉(zhuǎn)化為花生四烯酸及其衍生物前列腺素類，具有促炎作用。另外，在鞘脂類中，神經(jīng)酰胺水平增加可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而加重抑郁癥相關(guān)神經(jīng)退行性病變；磷脂酰膽堿（甘油磷脂類化合物）水平與抑郁癥進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)，高水平的DHA、EPA及其衍生物具有神經(jīng)保護(hù)作用，有利于緩解抑郁樣行為。因此，腦組織中脂質(zhì)的分析，尤其是炎癥相關(guān)脂質(zhì)，對(duì)抑郁癥及其進(jìn)展的科學(xué)研究至關(guān)重要。

對(duì)于抑郁癥和炎癥相關(guān)脂質(zhì)的關(guān)系，華南理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院周婷副教授等探究了甘草苷在抑郁癥治療中的抗炎效果，以及抑郁癥與炎癥相關(guān)脂質(zhì)的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》上。

研究成果快覽

周婷副教授等人利用島津在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀進(jìn)行了抑郁癥大鼠腦組織中23種炎癥相關(guān)脂質(zhì)的定量分析。模型組中有6種炎癥相關(guān)脂質(zhì)均顯著高于對(duì)照組(p < 0.01)*，包括AA及其衍生物。慢性應(yīng)激會(huì)引起炎癥失調(diào)，過量促炎細(xì)胞因子會(huì)使磷酸酶A2上調(diào)，從而導(dǎo)致AA水平升高。隨后，AA通過脂氧合酶合成促炎脂質(zhì)。經(jīng)藥物治療后，相比于模型組，6種促炎脂質(zhì)水平在氟西汀組和甘草苷組顯著下調(diào)(p < 0.05)，推測促炎脂質(zhì)水平上調(diào)與抑郁癥發(fā)生有關(guān)，而本研究中使用的氟西汀和甘草苷均可抑制促炎脂質(zhì)水平上調(diào)。

*統(tǒng)計(jì)學(xué)根據(jù)顯著性檢驗(yàn)方法所得到的p值，一般以p < 0.05為顯著， p < 0.01為非常顯著。研究成果快覽

周婷副教授等人利用島津在線超臨界流體萃取-超臨界流體色譜串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀進(jìn)行了抑郁癥大鼠腦組織中23種炎癥相關(guān)脂質(zhì)的定量分析。模型組中有6種炎癥相關(guān)脂質(zhì)均顯著高于對(duì)照組(p < 0.01)*，包括AA及其衍生物。慢性應(yīng)激會(huì)引起炎癥失調(diào)，過量促炎細(xì)胞因子會(huì)使磷酸酶A2上調(diào)，從而導(dǎo)致AA水平升高。隨后，AA通過脂氧合酶合成促炎脂質(zhì)。經(jīng)藥物治療后，相比于模型組，6種促炎脂質(zhì)水平在氟西汀組和甘草苷組顯著下調(diào)(p < 0.05)，推測促炎脂質(zhì)水平上調(diào)與抑郁癥發(fā)生有關(guān)，而本研究中使用的氟西汀和甘草苷均可抑制促炎脂質(zhì)水平上調(diào)。

*統(tǒng)計(jì)學(xué)根據(jù)顯著性檢驗(yàn)方法所得到的p值，一般以p < 0.05為顯著， p < 0.01為非常顯著。

四組腦組織中脂質(zhì)濃度：與對(duì)照組相比，模型組脂質(zhì)顯著升高(A)，顯著降低(B)，無顯著變化(C)。*: p < 0.05；**: p < 0.01

與另外三組相比，模型組中DHA、OEA、EPA等6種脂質(zhì)水平均顯著降低(p < 0.01)。有報(bào)道稱，腦中DHA的減少可引起HPA軸功能改變，類似于抑郁癥中系統(tǒng)失調(diào)[1]。正常人大腦中5-羥色胺的減少對(duì)情緒調(diào)節(jié)有負(fù)面影響，而EPA可增加5-羥色胺的釋放，DHA增加突觸后神經(jīng)元中5-羥色胺受體活性，對(duì)抑郁癥有積極改善作用[2]。OEA具有神經(jīng)保護(hù)作用，可減輕炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)情緒[3]。有報(bào)道稱，抑郁癥患者OEA的顯著降低伴隨著中樞內(nèi)源性大麻素信號(hào)的減少，抑制5-羥色胺釋放，加重抑郁癥行為[3]。20-HDoHE、4-HDoHE和Resolvin D1 為DHA 衍生物，能夠抑制促炎基因表達(dá)[4]。經(jīng)過藥物治療后，這些抗炎脂質(zhì)水平均顯著升高(p < 0.01)。綜上，推測甘草苷可能促進(jìn)抗炎脂質(zhì)的表達(dá)。

脂質(zhì)作為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第二信使，參與炎癥反應(yīng)，抗炎脂質(zhì)下調(diào)和促炎脂質(zhì)的上調(diào)均可能誘發(fā)抑郁癥。因此，炎癥脂質(zhì)紊亂與抑郁癥的進(jìn)展密切相關(guān)。

表現(xiàn)出色的脂質(zhì)定量分析平臺(tái)

在線SFE-SFC-MS/MS（即Nexera UC串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)）是本文中脂質(zhì)定量分析的重要手段，23種炎癥相關(guān)脂質(zhì)的測定為進(jìn)一步的探究抑郁癥和炎癥相關(guān)脂質(zhì)關(guān)系提供了基礎(chǔ)。

1.島津Nexera UC串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)提供了一體化的從萃取到分離檢測只需15 min和1 mg腦組織。

2.在線方法提供了更高的回收率和靈敏度，顯著減少分析時(shí)間、人工操作和樣品量。

3.在線SFE-SFC系統(tǒng)提供高效環(huán)保的脂質(zhì)分析方法。

4.在線系統(tǒng)在復(fù)雜生物樣品脂質(zhì)分析中具有廣闊的應(yīng)用前景。

兩種方法的綠色化學(xué)分析評(píng)分結(jié)果

注：兩種方法的AGREE分析得分結(jié)果，AGREE是一個(gè)綠色化學(xué)分析方法的軟件[5]，對(duì)比兩種分析方法綠色程度。

專家聲音

論文通訊作者周婷副教授表示：炎癥相關(guān)脂質(zhì)與抑郁癥發(fā)生進(jìn)展密切相關(guān)。脂質(zhì)的易氧化給準(zhǔn)確的定量分析帶來一些問題。島津的在線SFE-SFC-MS聯(lián)用技術(shù)是將目標(biāo)分析物的提取、分離和檢測集于一體的技術(shù)，從而顯著減少樣品制備時(shí)間、樣品的損失和潛在的樣品污染或降解問題，并且能夠顯著提高整個(gè)分析的靈敏度，為我們準(zhǔn)確的炎癥相關(guān)脂質(zhì)定量分析提供了有力的技術(shù)支撐。

[1] E. Kim, J. Choi, M. Kim, J. Hong, Y. Park, N-3 PUFA have antidepressant likeeffects via improvement of the HPA-Axis and neurotransmission in ratsexposed to combined stress, Mol. Neurobiol. 57 (2020) 3860–3874.

[2] M. Gopaldas, F. Zanderigo, S. Zhan, R.T. Ogden, J.M. Miller, H. Rubin-Falcone,T.B. Cooper, M.A. Oquendo, G. Sullivan, J.J. Mann, M.E. Sublette, Brainserotonin transporter binding, plasma arachidonic acid and depressionseverity: a positron emission tomography study of major depression, J. Affect.Disord. 257 (2019) 495–503.

[3] P. Romero-Sanchiz, R. Nogueira-Arjona, A. Pastor, P. Araos, A. Serrano, A.Boronat, N. Garcia-Marchena, F. Mayoral, A. Bordallo, F. Alen, J. Suarez, R. de laTorre, F.J. Pavon, F. Rodriguez De Fonseca, Plasma concentrations ofoleoylethanolamide in a primary care sample of depressed patients areincreased in those treated with selective serotonin reuptake inhibitor-type antidepressants, Neuropharmacology 149 (2019) 212–220.

[4] C.N. Serhan, N. Chiang, J. Dalli, B.D. Levy, Lipid mediators in the resolution ofinflammation, Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 7 (2015), a016311.

[5] F. Pena-Pereira, W. Wojnowski, M. Tobiszewski, AGREE-Analytical GREEnness metric approach and software. Anal. Chem. 92 (2020) 10076-10082.

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