样本收集和脂质组学分析
采集DO小鼠和创始人品系的血浆和肝脏样本，提取脂质并进行LC-MS/MS分析，获得脂质特征及其相对丰度。
对384只DO小鼠和64只创始人品系小鼠进行血浆和肝脏脂质组学分析，采用MTBE萃取和LC-MS/MS数据依赖采集。
关于丁香通
公司信息
个人用户
企业机构
无忧采购 轻松科研
- 移动端
大规模基因组-脂质关联图谱指导脂质鉴定
A large-scale genome-lipid association map guides lipid identification
实验完整度
高研究包含多个独立证据层级：DO小鼠群体的脂质组学和QTL定位、创始人品系验证、细胞过表达实验，并包含功能验证（ABHD1/3过表达）和机制验证（B4galnt1等候选基因）。
主要模型
Diversity Outbred (DO) 小鼠：血浆和肝脏样本 创始人品系小鼠（8个品系）血浆和肝脏样本 Hepa1-6细胞过表达模型（ABHD1、ABHD3、GFP对照）
重点核对
小鼠品系：Diversity Outbred (DO) 小鼠（384只）和8个创始人品系（64只），性别平衡 饮食和饲养条件：Western-style high-fat/high-sucrose (HF/HS) diet (44.6% kcal fat) for 16 weeks LC-MS/MS方法：色谱柱（Acquity CSH C18）、流动相组成、梯度洗脱、质谱参数 脂质提取方法：MTBE萃取（血浆和肝脏使用不同方案） QTL定位阈值：LOD > 6 为建议阈值，LOD > 7.4 为显著阈值
摘要
尽管脂质在代谢中具有关键作用，我们对脂质种类及其遗传基础的全面注释仍处于早期阶段。基于质谱（MS）的发现型脂质组学有望全面调查各种生物样本中的脂质及其相对丰度。为了发现通过高分辨率LC-MS/MS获得的脂质特征的遗传学，我们分析了来自384只多样性远交（DO）小鼠的肝脏和血浆，并定量了3,283个分子特征。这些特征被定位到5,622个脂质数量性状基因座（QTL），并汇编成一个名为LipidGenie的公共网络资源。该数据与人类基因组交叉引用，并在人类和小鼠的遗传关联之间架起了一座桥梁。利用这一资源，我们使用基因组-脂质关联数据作为辅助手段来鉴定多种脂质，例如通过其与B4galnt1的关联鉴定神经节苷脂，并通过其共享基因座发现了一组性别特异性的磷脂酰胆碱。最后，LipidGenie能够查询质量或基因中心术语，提示ABHD家族蛋白质具有酰基链特异性功能。
实验结论
提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。
- 研究问题
- 基因组-脂质关联是否可以作为正交信息帮助脂质特征鉴定，并构建一个可查询的资源来促进脂质组学研究。
- 核心机制
- 脂质特征与基因组区域共定位，共享遗传调控的脂质可能具有相关结构或功能，因此遗传关联可用于预测脂质的身份或功能；此外，通过ABHD1和ABHD3的过表达实验，表明这些蛋白可能作为磷脂酶作用于含有14:0脂肪酸的磷脂。
- 主要证据
- QTL定位显示了5,622个脂质QTL，包括与Apoa2和B4galnt1相关的脂质；通过遗传关联鉴定了26个神经节苷脂特征（GM2和GM3）和额外胆固醇酯；ABHD1和ABHD3过表达导致含有14:0的LysoPC和PC水平改变。
- 研究意义
- 基因组-脂质关联图谱（LipidGenie）为脂质鉴定和基因功能预测提供了新的工具，并提示ABHD1可能与氧化应激和人类糖尿病风险相关。
研究路径
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
脂质特征的QTL定位
通过QTL定位将脂质特征与基因组位置关联，识别调控脂质丰度的遗传位点。
使用R/qtl2对3,283个分子特征进行QTL扫描，结合性别和繁殖代数协变量，并进行ComBat批次校正。
候选基因识别和脂质鉴定
在显著的QTL位点识别候选基因，并利用遗传关联和质谱数据鉴定未知脂质。
通过SNP分析、cis-eQTL和cis-pQTL关联，识别Apoa2、B4galnt1等候选基因，并验证GM2/GM3神经节苷脂和额外胆固醇酯的鉴定。
构建LipidGenie资源
将基因组-脂质关联数据整理为可查询的网络资源，支持质量和基因查询。
开发了网页工具LipidGenie，包含脂质特征和QTL信息，用户可查询m/z、脂质ID或基因。
细胞实验验证ABHD1功能
验证ABHD1作为14:0含脂质磷脂酶的假说。
在Hepa1-6细胞中过表达ABHD1和ABHD3，以GFP作为对照，进行脂质组学分析。
研究方法
按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。
产品清单
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物饲养和基因分型 | 小鼠通用基因分型芯片（GigaMUGA） | -- | -- |
| 脂质提取 | SPLASH Lipidomix内标混合物 | Avanti Polar Lipids, Inc. | -- |
| LC-MS/MS分析 | Acquity CSH C18色谱柱 | Waters | -- |
| Q Exactive Focus质谱仪 | Thermo Scientific | -- | |
| Q Exactive HF质谱仪 | Thermo Scientific | -- | |
| Ultimate 3000 RSLC二元泵 | Thermo Scientific | -- | |
| Vanquish二元泵 | Thermo Scientific | -- | |
| 细胞培养和转染 | DMEM培养基 | ThermoFisher Scientific | -- |
| Lipofectamine2000转染试剂 | ThermoFisher Scientific | -- | |
| Western blot | Precision Plus双色蛋白标准品 | Bio-Rad | -- |
| PVDF膜 | Bio-Rad | -- | |
| 抗MYC抗体 | CST | 2278 | |
| 山羊抗兔HRP偶联抗体 | CST | 7074S | |
| Clarity Western ECL底物 | Bio-Rad | 1705060 | |
| iBright FL1500成像系统 | ThermoFisher | -- | |
| 质粒制备和转化 | 大肠杆菌 | ThermoFisher Scientific | 18258012 |
| Qiagen质粒大提试剂盒 | Qiagen | 12362 | |
| 脂质鉴定 | GM3神经节苷脂标准品 | Cayman Chemicals | 15587 |
| 质粒 | pCMV6-ABHD1-Myc-DDK质粒 | Origene | MR206471 |
| pCMV6-ABHD3-Myc-DDK质粒 | Origene | MR206458 | |
| His标签CMV6-GFP质粒 | -- | -- | |
| LC-MS/MS分析 | MSConvertGUI软件 | ProteoWizard | -- |
| Compound Discoverer 2.0软件 | Thermo Fisher Scientific | -- | |
| 数据预处理 | TraceFinder 4.0软件 | Thermo Fisher Scientific | -- |
关键环节
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物实验 | 小鼠品系（DO和FS）、性别、年龄、饮食（HF/HS，44.6% kcal fat，16周）、饲养环境（12小时光照/黑暗）、禁食时长（4小时） 阅读提示：Methods: Animal Husbandry and Sample Collection |
| 基因分型 | 基因分型平台（GigaMUGA）、单倍型重建方法（R/qtl2 HMM） 阅读提示：Methods: Mouse Genotyping and Haplotype Reconstruction |
| 脂质提取 | 样本量（血浆40 μL，肝脏20 mg）、内标（SPLASH Lipidomix）、MTBE提取步骤（溶剂比例、时间、离心条件） 阅读提示：Methods: Lipidomics Sample Preparation |
| LC-MS/MS分析 | 色谱柱型号、流动相组成（含乙酸铵和乙酸）、梯度程序、质谱参数（分辨率、AGC目标、碰撞能量、动态排除） 阅读提示：Methods: LC-MS/MS |
| QTL映射 | QTL软件（R/qtl2）、协变量（性别、繁殖代数）、批次校正（ComBat）、QTL阈值（LOD>6和LOD>7.4） 阅读提示：Methods: QTL Mapping |
| 细胞实验 | 细胞系（Hepa1-6）、转染方法（Lipofectamine2000）、质粒来源、样本量（4个生物学重复x3个技术重复） 阅读提示：Methods: Plasmids and Cell Culture Expression; Extended Data Fig. 6a |