Informacja

Czy terminologia dotycząca zmian potencjału błonowego odnosi się do zmiany addytywnej czy multiplikatywnej?

Czy terminologia dotycząca zmian potencjału błonowego odnosi się do zmiany addytywnej czy multiplikatywnej?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Czy potencjał błony? tylko liczba mV, Albo to jest w jakim stopniu różni się od 0?

Na przykład: Jeśli mV zmienia się od -40 do -60, czy możesz powiedzieć, że:

  • Potencjał błonowy maleje, ponieważ zmniejsza się liczba mV (od -40 do -60) lub
  • Potencjał błonowy wzrasta, bo różnica do 0 wzrasta (z 40 do 60)?

Uwaga dla innych: to pytanie wydaje się dotyczyć terminologii, a nie biofizyki kryjącej się za potencjałem błonowym.

Kiedy terminy „wzrost” i „spadek” są używane w odniesieniu do potencjału błonowego, odnoszą się do addytywne zmiany potencjału, a nie multiplikatywną zmianę lub wpływ na wartość bezwzględną. Standardem jest powiązanie potencjału wewnątrz z potencjałem na zewnątrz komórki (więc ujemny potencjał oznacza, że ​​wnętrze jest bardziej ujemne niż na zewnątrz; potencjały w biologii są zawsze względne, tak jak w fizyce).

Dlatego spadek potencjału błonowego oznacza, że ​​wartość potencjału staje się bardziej ujemna, a wzrost potencjału błonowego oznacza, że ​​wartość potencjału staje się bardziej dodatnia. Zmiany na całkowita wartość potencjału zależy tylko od tego, od czego zaczynasz.

Inne terminy, które są bardziej zrozumiałe w użyciu, to hiperpolaryzacja oraz depolaryzacja, gdzie hiperpolaryzacja zawsze odnosi się do potencjału błony, który staje się bardziej ujemny niż spoczynek, a depolaryzacja odnosi się do potencjału błony, który staje się bardziej dodatni niż spoczynek. Repolaryzacja jest również używany, zwłaszcza w kontekście potencjałów czynnościowych, w odniesieniu do zmian napięcia w kierunku hiperpolaryzacji, gdy komórka jest aktualnie zdepolaryzowana.


Nie zmiany w płynności błony, ale stres proteotoksyczny wyzwala ekspresję białka szoku cieplnego w Chlamydomonas reinhardtii

M. Schroda, Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy.

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy

M. Schroda, Molekulare Biotechnologie & Systembiologie, TU Kaiserslautern, Paul-Ehrlich Straße 23, D-67663 Kaiserslautern, Niemcy.


Przejścia stanu/fazy, rekrystalizacja lodu i zmiany jakości w mrożonej żywności poddanej wahaniom temperatury

Zapotrzebowanie rynku na mrożonki w przystępnej cenie wzrosło ze względu na zmiany w stylu życia konsumentów. Jakość mrożonej żywności musi być zachowana podczas produkcji, przechowywania, transportu i dystrybucji. Ostatnie postępy w nauce i technologii zamrażania żywności doprowadziły do ​​poprawy jakości mrożonej żywności. Przykłady obejmują kontrolę zarodkowania lodu (za pomocą białek zapobiegających zamarzaniu i środków zarodkowania lodu) oraz postępy w technologiach zamrażania (takich jak zamrażanie elektryczne i magnetyczne). Postęp w technologii systemów dystrybucji mrożonej żywności (m.in. wykorzystanie wskaźników czasowo-temperaturowych) umożliwił dostarczanie konsumentom wysokiej jakości, wartościowej i bezpiecznej mrożonej żywności. Jednak podczas pracy z mrożoną żywnością występują nieuniknione wahania temperatury. Przemiany stanu i fazy w mrożonej żywności prowadzą do rekrystalizacji lodu i zmian jakości, co wymaga zoptymalizowanych strategii zarządzania, takich jak podejścia oparte na opakowaniach i lokalizacji. Dlatego ważne jest zrozumienie rekrystalizacji lodu w mrożonej żywności, a zwłaszcza fizycznych i chemicznych właściwości matryc żywności. W niniejszym przeglądzie oceniamy wpływ wahań temperatury i rekrystalizacji lodu na jakość mrożonej żywności na podstawie charakterystycznych przejść termicznych.

To jest podgląd treści subskrybowanych, dostęp za pośrednictwem Twojej instytucji.


Wstęp

Kora nowa ssaków to masowo połączona sieć synaptyczna. Ogromna większość synaps pobudzających na korowych neuronach pobudzających pochodzi z innych korowych neuronów pobudzających (Braitenburg i Shüz, 1998 Binzegger i in., 2004 Douglas i Martin, 2004). Jedną z konsekwencji rozległej, powtarzalnej łączności kory nowej jest zdolność do inicjowania i podtrzymywania aktywności sieci według wzorców, nawet przy praktycznie braku stymulacji sensorycznej, na przykład podczas snu i znieczulenia. Podczas tych okresów spoczynku cała kora nowa przechodzi powolne, zsynchronizowane przejścia między energiczną aktywnością synaptyczną (stany Up) a względną ciszą (stany Down). Ten cykl (<ߡ Hz) między stanami Up i Down stanowi powolna oscylacja.

Występowanie powolnych oscylacji zostało dobrze udokumentowane na podstawie rejestracji i obrazowania wewnątrzkomórkowego i zewnątrzkomórkowego w różnych preparatach doświadczalnych, w tym u zwierząt znieczulonych, śpiących naturalnie i w stanie czuwania. Poczyniono wielkie postępy w odkrywaniu mechanizmów komórkowych i sieciowych związanych z tym powszechnym zjawiskiem. Kilka mechanistycznych cech powolnej oscylacji pozostaje jednak do zbadania, zwłaszcza inicjacja i zakończenie stanów Up oraz rola struktur podkorowych w utrzymywaniu i stymulacji powolnej oscylacji w korze. Co więcej, bardzo niewiele wiadomo na temat funkcjonalnej roli powolnej oscylacji i dokładnego związku między stanami Up a aktywowanymi stanami w korze czuwania.

W tym przeglądzie przedstawiam obszerny opis mechanizmów i funkcji powolnych oscylacji w korze i wzgórzu, a także wskazuję obszary wymagające dalszych badań. Najpierw rozważę fenomenologię powolnych oscylacji w korze i wzgórzu. Następnie omawiam mechanizmy komórkowe i sieciowe uważane za zaangażowane w inicjację, utrzymywanie i kończenie stanów Up. Następnie rozważam udział struktur podkorowych w modulowaniu lub pośredniczeniu w powolnych oscylacjach w korze. W drugiej części Przeglądu omówię domniemane funkcjonalne role powolnych oscylacji, kończąc rozważając, w jaki sposób stany Up mogą być przejawem dynamicznego routingu przepływu informacji w sieciach korowych.


starzenie się kliniczny biomarker dieta farmacja neuro rolnictwo cukrzyca cvd otyłość rak kosmetyki immunologiczna podstawowa nauka metoda oprogramowania

człowiek mysz drożdże inne ssaki owady bakterie danio pręgowany nicienie rośliny

narząd/tkanka osocze krwi/komórki surowicy organelle CSF skóra mleko sperma mocz

publikacje artykuły patenty

1 Multiomika w cukrzycy typu 1

Henri Deda, Nuala Del Piccolo

Insulina, hormon wytwarzany przez komórki beta trzustki, reguluje poziom cukru we krwi i procesy metaboliczne w wątrobie. Niedobór insuliny występuje, gdy komórki beta przestają wytwarzać insulinę, co jest główną przyczyną cukrzycy typu I. Niedobór insuliny hamuje magazynowanie glukozy i lipidów oraz metabolizm w całym organizmie, co może prowadzić do zmęczenia, ślepoty, a nawet śmierci. A insulina odgrywa kluczową rolę w regulacji metabolizmu glukozy, glikogenu i kwasów tłuszczowych w wątrobie. Jednak wpływ przewlekłego niedoboru insuliny na czynność wątroby nie jest w pełni scharakteryzowany. Aby rozwiązać tę lukę, zespół badawczy przeanalizował tkankę wątroby cukrzycowej i typu dzikiego ze swojego biobanku za pomocą multiomiki, a mianowicie transkryptomiki, proteomiki, metabolomiki i lipidomiki.

2 Replikacja i walidacja krzyżowa podtypów cukrzycy typu 2 na podstawie zmiennych klinicznych: badanie IMI-RHAPSODY

Roderick C Slieker, Louise A Donnelly, Hugo Fitipaldi, Gerard A Bouland, Giuseppe N Giordano, Mikael Åkerlund, Mathias J Gerl, Emma Ahlqvist, Ashfaq Ali, Iulian Dragan, Andreas Festa, Michael K Hansen, Dina Mansour Aly, Min Kim, Dmitry Kuznetsov, Florence Mehl, Christian Klose, Kai Simons, Imre Pavo, Timothy J Pullen, Tommi Suvitaival, Asger Wretlind, Peter Rossing, Valeriya Lyssenko, Cristina Legido-Quigley, Leif Groop, Bernard Thorens, Paul W Franks, Mark Ibberson, Guy A Rutter, Joline WJ Beulens, Leen M't Hart, Ewan R Pearson

Zasugerowano pięć klasterów opartych na cechach klinicznych jako podtypy cukrzycy: jeden autoimmunologiczny i cztery podtypy cukrzycy typu 2. W obecnym badaniu replikujemy i weryfikujemy krzyżowo te skupiska cukrzycy typu 2 w trzech dużych kohortach, wykorzystując zmienne łatwo mierzone w klinice.
W trzech niezależnych kohortach, w sumie 15 940 osób pogrupowano według wieku, BMI, HbA1c, peptydu C losowego lub na czczo oraz cholesterolu HDL. Klastry poddano walidacji krzyżowej względem oryginalnych klastrów w oparciu o miary HOMA. Ponadto między kohortami klastry poddano walidacji krzyżowej poprzez ponowne przypisanie osób na podstawie centrów klastrów każdej kohorty. Na koniec porównaliśmy czas z zapotrzebowaniem na insulinę dla każdego klastra.
Zidentyfikowano pięć odrębnych skupisk cukrzycy typu 2 i przyporządkowano je do pierwotnych czterech skupień All New Diabetics in Scania (ANDIS). Wykorzystując peptyd C i cholesterol HDL zamiast HOMA2-B i HOMA2-IR, trzy z klastrów zmapowano z wysoką czułością (80,6–90,7%) na wcześniej zidentyfikowaną ciężką cukrzycę z niedoborem insuliny (SIDD), ciężką cukrzycę insulinooporną (SIRD) i łagodna cukrzyca związana z otyłością (MOD). Opisany wcześniej klaster łagodnej cukrzycy związanej z wiekiem (MARD) ANDIS można przypisać do dwóch łagodniejszych grup w naszym badaniu: jedna charakteryzuje się wysokim poziomem cholesterolu HDL (łagodna cukrzyca z klasterem wysokiego cholesterolu HDL [MDH]), a druga nie o jakichkolwiek skrajnych cechach (łagodna cukrzyca [MD]). Kiedy te dwie łagodniejsze grupy zostały połączone, dobrze zmapowały się do wcześniej oznaczonego skupiska MARD (czułość 79,1%). W walidacji krzyżowej między kohortami, szczególnie w klastrach SIDD i MDH, walidacja krzyżowa była dobra, z czułością w zakresie od 73,3% do 97,1%. SIRD i MD wykazywały niższą czułość, od 36,1% do 92,3%, gdzie osoby przesunęły się z SIRD na MD i odwrotnie. Osoby należące do klastra SIDD wykazały najszybszą progresję w kierunku zapotrzebowania na insulinę, podczas gdy klaster MDH wykazał progresję najwolniejszą.
Klastry oparte na peptydzie C zamiast miar HOMA2 przypominają te oparte na miarach HOMA2, szczególnie dla SIDD, SIRD i MOD. Dodając cholesterol HDL, klaster MARD oparty na pomiarach HOMA2 zaowocował obecnymi klastrami w dwa klastry, przy czym jeden klaster ma wysoki poziom HDL. Weryfikacja krzyżowa między kohortami wykazała ogólnie dobre podobieństwo między kohortami. Łącznie nasze wyniki pokazują, że grupowanie oparte na zmiennych klinicznych łatwo mierzonych w klinice (wiek, HbA1c, cholesterol HDL, BMI i peptyd C) daje w wyniku klastry informacyjne, które są reprezentatywne dla oryginalnych klastrów ANDIS i stabilne we wszystkich kohortach. Dodanie cholesterolu HDL do grupowania skutkowało identyfikacją klastra z bardzo powolnym pogorszeniem glikemii.

3 egzosomy do dostarczania leków

Henri Deda, Nuala Del Piccolo

Egzosomy – lub cząstki wielkości nanometrów pochodzące z błon lipidowych komórek – odgrywają integralną rolę w komunikacji między komórkami i narządami w ludzkim ciele. Cząstki te składają się z otoczki lipidowej otaczającej ładunek, która jest dostarczana do określonych miejsc w ciele i zmienia funkcję komórki biorcy. Komunikacja za pośrednictwem egzosomów ma związek z odpowiedzią immunologiczną, rakiem i neurodegeneracją. Ostatnio egzosomy przyciągnęły uwagę naukowców badających ukierunkowane dostarczanie leków. Naukowcy mają nadzieję na przystosowanie egzosomów do dostarczania terapii, zamiast ich naturalnego ładunku, do określonych komórek. Na przykład te przeprojektowane egzosomy mogą dostarczać szczepionkę stymulującą układ odpornościowy lub lek chemioterapeutyczny do komórki raka piersi, ale nie do otaczającej zdrowej tkanki. Jednak próby przeprojektowania egzosomów w celu ukierunkowanego dostarczania leków odniosły jak dotąd ograniczony sukces.

4 LXR bezpośrednio reguluje syntezę glikosfingolipidów i wpływa na funkcję ludzkich limfocytów T CD4+

Kirsty E Waddington, George A Robinson, Beatriz Rubio-Cuesta, Eden Chrifi-Alaoui, Sara Andreone, Kok-Siong Poon, Iveta Ivanova, Lucia Martin-Gutierrez, Dylan M Owen, Elizabeth C Jury, Inés Pineda-Torra

Receptor X wątroby (LXR) jest kluczowym regulatorem transkrypcyjnym metabolizmu cholesterolu, kwasów tłuszczowych i fosfolipidów. Dynamiczna przebudowa szlaków immunometabolicznych, w tym metabolizmu lipidów, jest kluczowym etapem aktywacji limfocytów T. Tutaj zbadaliśmy rolę procesów metabolicznych regulowanych przez LXR w pierwotnych ludzkich limfocytach T CD4+ i ich rolę w kontrolowaniu lipidów błony komórkowej (glikosfingolipidów i cholesterolu), które silnie wpływają na sygnalizację immunologiczną i funkcję komórek T. Co najważniejsze, zidentyfikowaliśmy enzym biosyntezy glikosfingolipidów syntazę glukozyloceramidową jako bezpośredni cel transkrypcyjny LXR. Aktywacja LXR przez agonistę GW3965 lub endogenne ligandy oksysterolowe znacząco zmieniła równowagę glikosfingolipid:cholesterol w błonie plazmatycznej poprzez zwiększenie poziomów glikosfingolipidów i obniżenie poziomu cholesterolu. W konsekwencji aktywacja LXR obniżyła porządek lipidów błony komórkowej (stabilność), a antagonista LXR może blokować ten efekt. Stymulacja LXR zmniejszyła również porządek lipidów w synapsie immunologicznej i przyspieszyła aktywację proksymalnych cząsteczek sygnałowych limfocytów T. Ostatecznie aktywacja LXR osłabiła prozapalną funkcję komórek T. Wreszcie, w porównaniu z odpowiadającymi limfocytami T, regulatorowe limfocyty T miały odrębny wzór ekspresji docelowego genu LXR, odpowiadający zmniejszonemu porządkowi lipidów. Sugeruje to, że metabolizm lipidów napędzany przez LXR może przyczynić się do funkcjonalnej specjalizacji tych podzbiorów komórek T. Ogólnie rzecz biorąc, opisujemy sposób działania LXR w komórkach T obejmujący regulację metabolizmu glikosfingolipidów i cholesterolu i wykazujemy jego znaczenie w modulowaniu funkcji komórek T.

5 Stres komórkowy sprzyja zapaleniu zależnemu od NOD1/2 poprzez endogenny metabolit sfingozyno-1-fosforan

Gang Pei, Joanna Zyla, Lichun He, Pedro Moura-Alves, Heidrun Steinle, Philippe Saikali, Laura Lozza, Natalie Nieuwenhuizen, January Weiner, Hans-Joachim Mollenkopf, Kornelia Ellwanger, Christine Arnold, Mojie Duan, Julia Dagil, Michaił Pashenkov, I Gomperts Boneca, Thomas A Kufer, Anca Dorhoi, Stefan HE Kaufmann

Stres komórkowy jest powiązany ze stanem zapalnym, jednak dokładne mechanizmy leżące u jego podstaw pozostają nieuchwytne. W tym badaniu wykorzystano różne niepowiązane induktory stresu do przeszukiwania czujników łączących zmienioną homeostazę komórkową i stan zapalny. Zidentyfikowaliśmy wewnątrzkomórkowe receptory rozpoznające wzorce NOD1/2, które wyczuwają bakteryjne peptydoglikany, jako ogólne czujniki stresu wykrywające zaburzenia homeostazy komórkowej. Aktywacja NOD1/2 przy takich perturbacjach wymagała wytworzenia endogennego metabolitu sfingozyno-1-fosforanu (S1P). W przeciwieństwie do wykrywania peptydoglikanu za pośrednictwem domeny powtórzeń bogatych w leucynę, cytozolowy S1P bezpośrednio wiąże się z domenami wiążącymi nukleotydy NOD1/2, wyzwalając aktywację NF-κB i reakcje zapalne. Podsumowując, ujawniliśmy nieznaną dotąd rolę NOD1/2 w nadzorowaniu homeostazy komórkowej poprzez wykrywanie cytozolowego metabolitu S1P. Proponujemy S1P, endogenny metabolit, jako nowy aktywator NOD1/2 oraz NOD1/2 jako molekularne huby integrujące bakteryjne i metaboliczne sygnały.

6 Rak piersi a metabolizm lipidów

Spośród wszystkich pacjentów z rakiem piersi u 10 do 20% diagnozuje się potrójnie ujemnego raka piersi (TNBC). TNBC to rodzaj raka piersi, który częściej występuje u osób w wieku poniżej 50 lat, jest bardziej agresywny i ma gorsze rokowanie niż inne rodzaje raka piersi. Wzrost potrójnie ujemnego raka piersi nie jest napędzany przez estrogen, progesteron ani białko HER2. Tym samym nie reaguje na terapie hormonalne oparte na receptorach estrogenowych lub progesteronowych ani na leki skierowane na receptory białka HER2 – jest potrójnie ujemna. Chociaż istnieją inne leki, potrzebne są nowe podejścia terapeutyczne dla TNBC w celu poprawy jakości leczenia. Ukierunkowanie na metabolizm lipidów, a konkretnie na metabolizm fosfolipidów, okazało się obiecującym przedmiotem badań nad rakiem piersi. Analiza lipidomiczna ujawniła mechanizm, w jaki sposób zakłócanie metabolizmu fosfolipidów hamuje wzrost guza TNBC – in vitro i in vivo. Wyniki służą jako punkt wyjścia dla nowych leków i metod leczenia potrójnie ujemnego raka piersi.

7 Ferroptotyczna śmierć komórkowa wywołana przez sprzężone kwasy linolenowe odbywa się za pośrednictwem ACSL1

Alexander Beatty, Tanu Singh, Julia Y Tyurina, Vladimir A Tyurin, Svetlana Samovich, Emmanuelle Nicolas, Kristen Maslar, Yan Zhou, Kathy Q Cai, Yinfei Tan, Sebastian Doll, Marcus Conrad, Aravind Subramanian, Hülya Bayir, Valerian E Kagan, Ulrike Rennefahrt, Jeffrey R Peterson

Ferroptoza jest związana z wodoronadtlenkami lipidów generowanymi przez utlenianie wielonienasyconych łańcuchów acylowych. Hydronadtlenki lipidów są redukowane przez peroksydazę glutationową 4 (GPX4), a inhibitory GPX4 indukują ferroptozę. Jednak potencjał terapeutyczny wywołania ferroptozy w komórkach nowotworowych za pomocą wielonienasyconych kwasów tłuszczowych jest nieznany. W tym miejscu identyfikujemy sprzężone linoleiniany, w tym kwas α-elestearynowy (αESA) jako induktory ferroptozy. αESA nie zmienia aktywności GPX4, ale jest włączana do lipidów komórkowych i promuje peroksydację lipidów i śmierć komórek w różnych typach komórek rakowych. W śmierci wywołanej przez αESA pośredniczy długołańcuchowa izoforma 1 syntetazy acylo-CoA, która sprzyja włączaniu αESA do obojętnych lipidów, w tym triacylogliceroli. Zakłócanie biosyntezy triacyloglicerolu hamuje ferroptozę wywołaną przez αESA, ale nie przez hamowanie GPX4. Doustne podawanie myszom oleju tungowego, naturalnie bogatego w αESA, ogranicza wzrost guza i przerzuty ze zmianami transkrypcyjnymi zgodnymi z ferroptozą. Ogólnie rzecz biorąc, odkrycia te rzucają światło na potencjalne podejście do ferroptozy, uzupełniające hamowanie GPX4.

8 Integracyjne podejście multiomiczne ujawnia nowe zmiany szlaku ośrodkowego układu nerwowego w chorobie Alzheimera

Christopher Clark, Loïc Dayon, Mojgan Masoodi, Gene L Bowman, Julius Popp

W chorobie Alzheimera (AD) opisano wiele procesów patofizjologicznych.Ich różnice międzyosobnicze, złożone współzależności i znaczenie dla objawów klinicznych i progresji choroby pozostają słabo poznane. Stawiamy hipotezę, że specyficzne wzorce molekularne wskazujące zarówno na znane, jak i niezidentyfikowane zmiany szlaku są związane z różnymi aspektami patologii AD. Przeprowadziliśmy wielopoziomową omicę płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) w dobrze scharakteryzowanej kohorcie osób starszych z prawidłowym poznaniem, łagodnymi zaburzeniami poznawczymi i łagodną demencją. Proteomika, metabolomika, lipidomika, metabolizm jednowęglowy i cząsteczki związane z neurozapaleniem zostały przeanalizowane na poziomie jednoomowym z wykorzystaniem metod korelacji i regresji. Do zintegrowania wszystkich poziomów biologicznych zastosowano analizę czynnikową multiomiki. Zidentyfikowane anality posłużyły do ​​skonstruowania najlepszych modeli predykcyjnych obecności patologii AD i pogorszenia funkcji poznawczych za pomocą wieloczynnikowej analizy regresji. Analiza wzbogacenia szlaku zidentyfikowała zmiany szlaku w AD. Integracja multiomiczna zidentyfikowała pięć głównych wymiarów niejednorodności, wyjaśniających wariancję w obrębie kohorty i w różny sposób powiązaną z AD. Dalsza analiza ujawniła liczne interakcje między pojedynczymi modalnościami omicznymi i odrębnymi wieloomowymi sygnaturami molekularnymi, w różny sposób związanymi z patologią amyloidu, uszkodzeniem neuronów i hiperfosforylacją białka tau. Analiza szlaku wzbogacania ujawniła nadreprezentację hemostazy, odpowiedzi immunologicznej i szlaków sygnałowych macierzy zewnątrzkomórkowej w powiązaniu z AD. Wreszcie, kombinacje czterech cząsteczek poprawiły przewidywanie zarówno AD (białko 14-3-3 zeta/delta, klusteryna, interleukina-15 i transgelina-2), jak i pogorszenia funkcji poznawczych (białko 14-3-3 zeta/delta, klusteryna, cholesterol ester 27:1 16:0 i białko chemoatraktant monocytów-1). Stosując zintegrowane podejście multiomiczne, donosimy o nowych zmianach molekularnych i szlakach związanych z patologią AD. Odkrycia te mają znaczenie dla rozwoju spersonalizowanej diagnozy i metod leczenia AD.

9 Lipidy neuronów i komórek glejowych

Mózg ssaków jest drugim najbardziej bogatym w lipidy organem. Około 75% wszystkich gatunków lipidów ssaków znajduje się wyłącznie w tkankach nerwowych. W swojej różnorodności lipidy przyczyniają się do różnorodności morfologicznej i funkcjonalnej ośrodkowego układu nerwowego składającego się z neuronów i komórek glejowych. Neurony przenoszą informacje do innych komórek. Komórki glejowe obejmują oligodendrocyty, astrocyty i mikroglej. Podstawową funkcją oligodendrocytów jest wytwarzanie mieliny. Astrocyty przetwarzają neuroprzekaźniki, kształtują obwody synaptyczne i utrzymują barierę krew-mózg. Mikroglej są związane z odpowiedziami immunologicznymi i homeostazą mózgu. Profil lipidowy mózgu myszy z rozdzielczością komórkową wykazał wyraźne różnice w składzie lipidów i metabolizmie lipidów neuronów, oligodendrocytów, astrocytów i mikrogleju. Profile te służą jako atlas do dalszych badań ludzkiego mózgu, jego chorób i zaburzeń psychicznych.

10 Kompozycja do pielęgnacji skóry zawierająca mewalonolakton

Heli Anglenius, Carole Gherardi, Laura T M Huuskonen, Juho Järvinen, Henrik M Jensen, Hannu Koivikko, Jyrki Kuusisto, Tero T Mentunen, Juha Nurmi, Piera M Pericu, Pertti M Särelä, Jani Siitonen, Kirsti Tiihonen, Gregory M Whited

Skóra pełni rolę bariery chroniącej organizm przed wysychaniem oraz chroniącej organizm przed wnikaniem zewnętrznych, często szkodliwych substancji. Skóra ludzka składa się z dwóch głównych warstw komórek, naskórka i skóry właściwej. Naskórek stanowi najbardziej zewnętrzną warstwę skóry i składa się głównie z ostatecznie zróżnicowanych keratynocytów i lipidów, żywych dzielących się keratynocytów znajdujących się poniżej skrajnie zróżnicowanych keratynocytów. Zewnętrzna warstwa naskórka to część mająca kontakt ze środowiskiem, a szczególna struktura warstwy rogowej chroni skórę, a także stabilizuje jej elastyczność wiążąc określoną ilość wody. Główną funkcją naskórka jest tworzenie bariery przepuszczalności dla wyzwań środowiskowych, takich jak promieniowanie UV, ciepło, chemikalia, zanieczyszczenia i patogeny, takie jak bakterie, grzyby, pasożyty i wirusy. Chroni również organizm przed niekontrolowanym odparowywaniem wody od wewnątrz, utrzymując równowagę nawilżenia i metabolizm skóry. W skórze właściwej najliczniejszy typ komórek, fibroblasty skóry właściwej, są odpowiedzialne za wytwarzanie tkanki łącznej poprzez wytwarzanie macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Ta ECM składa się z dwóch głównych klas makrocząsteczek: proteoglikanów (PG) i białek włóknistych. Najczęściej występującymi białkami włóknistymi są włókienka kolagenu typu I, elastyny, lamininy i fibronektyny. Podczas starzenia włókienka kolagenowe ulegają fragmentacji, fibroblasty wytwarzają mniej białek ECM i więcej metaloproteinaz macierzy (MMP) degradujących ECM, co prowadzi do braku równowagi w ECM. Pozostaje potrzeba znalezienia sposobów i kompozycji zapewniających korzyści dla skóry, takich jak, ale nie ograniczając się do sposobów i kompozycji zapewniających korzyści pielęgnacyjne dla skóry, wybranych z grupy składającej się z nawilżania skóry, złuszczania skóry (określanego również jako złuszczanie skóry, złuszczanie, złuszczanie skóry, resurfacing skóry, regeneracja skóry, odnowa naskórka, poprawa odnowy komórek naskórka, zapobieganie lub opóźnianie pojawiania się oznak starzenia się skóry (anti-aging), spłycenie zmarszczek skórnych, odmładzanie skóry, wzmocnienie bariery skórnej funkcję lub dowolną ich kombinację) na skórę. W tym patencie dostarczono kompozycje i sposoby do miejscowych zastosowań do pielęgnacji skóry, suplementów skóry, pielęgnacji włosów, pielęgnacji jamy ustnej, obejmujące mewalonolakton, kwas mewalonowy, mewalonian, sole kwasu mewalonowego, monohydrat mewalonolaktonu lub dowolną ich kombinację.

11 Niekorzystnych skutków ponownego karmienia na lipidom osocza u młodych osób z jadłowstrętem psychicznym?

Friederike I Tam, Mathias J Gerl, Christian Klose, Michal Surma, Joseph A King, Maria Seidel, Kerstin Weidner, Veit Roessner, Kai Simons, Stefan Ehrlich

Ponowne odżywianie jest podstawą leczenia jadłowstrętu psychicznego (AN), ale niewiele wiadomo na temat optymalnego tempa i składu diety lub możliwych niepożądanych skutków obecnej praktyki klinicznej. Lipidy osocza mogą być czynnikiem moderującym, leżącym u podstaw niekorzystnych efektów ponownego odżywienia w AN, takich jak nieprawidłowa centralna dystrybucja tkanki tłuszczowej. Celem tego badania była analiza lipidomu osocza w stanie ostrej niedowagi AN przed i po ponownym odżywieniu. Korzystając z wysokoprzepustowej ilościowej spektrometrii mas, opartej na lipidomice typu shotgun, zmierzyliśmy 13 klas lipidów i 204 gatunki lub podgatunki lipidów w osoczu młodych pacjentek z ostrą AN, przed (n=39) i po krótkotrwałym przywróceniu masy ciała podczas intensywnego szpitalny program ponownego odżywienia (n=23, mediana BMI wzrosła o 26,4%), w porównaniu ze zdrowymi uczestnikami grupy kontrolnej (n=37). Przed leczeniem szpitalnym pacjenci z AN wykazywały podwyższone stężenia cholesterolu i kilku innych klas lipidów. Po ponownym odżywieniu, wiele klas lipidów, w tym cholesterol i ceramidy, jak również pewne gatunki ceramidów wcześniej związane z otyłością lub przekarmieniem wykazywały zwiększone stężenia i pojawił się wzorzec krótszych i bardziej nasyconych triacyloglicerydów. Model uczenia maszynowego wyszkolony do przewidywania BMI w oparciu o profile lipidomiczne ujawnił znaczne przeszacowanie u pacjentów z AN po przywróceniu masy ciała. Wyniki wskazują na głęboką dysregulację lipidów z podobieństwem do otyłości i innymi cechami zespołu metabolicznego po krótkotrwałym przywróceniu masy ciała. Dlatego niniejsze badanie dostarcza dowodów na możliwy krótkoterminowy niekorzystny wpływ obecnych praktyk dokarmiania na stan metaboliczny i powinno zainspirować więcej badań nad interwencjami żywieniowymi w AN.

12 Zależna od diety regulacja TGFβ zaburza naprawczą wrodzoną odpowiedź immunologiczną po demielinizacji

Mar Bosch-Queralt, Ludovico Cantuti-Castelvetri, Alkmini Damkou, Martina Schifferer, Kai Schlepckow, Ioannis Alexopoulos, Dieter Lütjohann, Christian Klose, Lenka Vaculčiaková, Takahiro Masuda, Marco Prinz, Kathryn M Monroe, Joseph Werbert Di Paolo, Haass, Mikael Simons

W chorobach demielinizacyjnych, takich jak stwardnienie rozsiane (MS), do przywrócenia funkcji układu nerwowego wymagane są reakcje proregeneracyjne. Jednak czynniki ograniczające odpowiedzialne za słabą naprawę OUN są tylko częściowo poznane. Tutaj testujemy wpływ diety zachodniej (WD) na funkcję fagocytów w mysim modelu uszkodzenia demielinizacyjnego, który wymaga wrodzonej funkcji odpornościowej mikrogleju, aby wystąpiła odpowiedź regeneracyjna. Odkryliśmy, że żywienie WD wyzwala związaną ze starzeniem, dysfunkcyjną odpowiedź metaboliczną, która jest związana z upośledzonym usuwaniem mieliny i gruzu w mikrogleju, tym samym utrudniając powrót do zdrowia po demielinizacji. Mechanicznie wykrywamy wzmocnioną sygnalizację transformującego czynnika wzrostu beta (TGFβ), która hamuje aktywację genów regulowanych receptorem X wątroby (LXR) zaangażowanych w wypływ cholesterolu, hamując w ten sposób fagocytarny klirens mieliny i cholesterolu. Blokowanie TGFβ lub promowanie aktywności receptora wyzwalającego wyrażanego na komórkach szpikowych 2 (TREM2) przywraca reaktywność mikrogleju i usuwanie mieliny z gruzem po uszkodzeniu demielinizacyjnym. W ten sposób zidentyfikowaliśmy mechanizm immunologicznego punktu kontrolnego mikrogleju, który może być poddawany działaniu leków, regulujący odpowiedź mikrogleju na uraz, który promuje remielinizację.

13 Analiza lipidowa i w żelu nanodysków kopolimeru kwasu maleinowego ujawnia różnice w składzie solubilizowanych błon

Marta Barniol-Xicota, Steven H L Verhelst

Białka błonowe są kluczowe w wielu procesach fizjologicznych i patologicznych. Ich badania często obejmują wcześniejszy etap rozpuszczania detergentu, który usuwa błonę i może zagrażać integralności białek błonowych. Najnowsza alternatywa dla detergentów obejmuje kopolimery na bazie kwasu maleinowego (xMA), które rozrywają dwuwarstwę lipidową i tworzą nanodyski białka lipidowego (xMALP) rozpuszczalne w buforze wodnym. Chociaż xMALP są często określane jako natywne nanodyski, niewiele wiadomo na temat podobieństwa ich zawartości lipidów i białek do natywnej dwuwarstwy. Tutaj przeanalizowaliśmy prokariotyczne i eukariotyczne xMALP za pomocą lipidomiki i analizy w żelu. Nasze wyniki pokazują, że zawartość xMALPs różni się w zależności od właściwości chemicznych użytego xMA.

14 biomarkerów lipidowych w stwardnieniu rozsianym

W stwardnieniu rozsianym (MS), przewlekłej zapalnej i neurodegeneracyjnej chorobie ośrodkowego układu nerwowego, organizm atakuje ochronną osłonkę mielinową neuronów w mózgu i rdzeniu kręgowym. Uszkodzona mielina powoduje problemy komunikacyjne między ośrodkowym układem nerwowym a resztą ciała. Do dziś nie ma lekarstwa na SM. Naukowcy neurobiologiczni uważają, że SM nie tylko powoduje objawy kliniczne, których szukamy na dzień dzisiejszy, ale także zmienia metabolizm lipidów pacjenta. Szczegółowa, molekularna analiza lipidów może odkryć specyficzne biomarkery SM, aby wspierać szybką i dokładną diagnozę, lepsze leczenie i monitorowanie.

15 Sygnatura lipidowa osocza przewiduje wystąpienie choroby wieńcowej

Filip Ottosson, Payam Emami Khoonsari, Mathias J Gerl, Kai Simons, Olle Melander, Céline Fernandez

Dyslipidemia jest cechą charakterystyczną choroby sercowo-naczyniowej, ale charakteryzuje się surowymi pomiarami triglicerydów, cholesterolu HDL i LDL. Lipidomika umożliwia bardziej szczegółowe pomiary lipidów w osoczu, co może pomóc w poprawie stratyfikacji ryzyka i zrozumieniu patofizjologii chorób sercowo-naczyniowych. Lipidomics zastosowano do pomiaru 184 lipidów w próbkach osocza z grupy Malmö Diet and Cancer – Cardiovascular Cohort (N = 3865), pobranych podczas badania początkowego. Podczas średniego czasu obserwacji 20,3 lat u 536 uczestników rozwinęła się choroba wieńcowa (CAD). Najmniejszy bezwzględny operator skurczu i selekcji (LASSO) zastosowano do modeli proporcjonalnych hazardów Coxa w celu zidentyfikowania lipidów osocza, które przewidują CAD. Osiem lipidów osocza poprawiło przewidywanie przyszłej choroby wieńcowej, oprócz tradycyjnych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego. Analiza głównych składowych lipidów związanych z CAD ujawniła jeden główny składnik (PC2), który był związany z ryzykiem wystąpienia CAD w przyszłości (HR na przyrost SD = 1,46, C·I = 1,35–1,48, P Przeczytaj streszczenie Zamknij streszczenie

16 Wczesny podpis w lipidomie krwi związany z późniejszym pogorszeniem funkcji poznawczych u osób starszych: analiza przypadku-kontrola zagnieżdżona w badaniu kohortowym Three City

Sophie Lefèvre-Arbogast, Boris P Hejblum, Catherine Helmer, Christian Klose, Claudine Manach, Dorrain Y Low, Mireia Urpi-Sarda, Cristina Andres-Lacueva, Raúl González-Domínguez, Ludwig Aigner, Barbara Altendorfer, Paul J. Ruigrok, Silvie , Chiara De Lucia, Andrea Du Preez, Cécile Proust-Lima, Sandrine Thuret, Aniko Korosi, Cécilia Samieri

Metabolizm lipidów w mózgu wydaje się mieć kluczowe znaczenie dla starzenia się funkcji poznawczych, ale czy zmiany w lipidomie mają związek z pogorszeniem funkcji poznawczych, pozostaje niejasne na poziomie systemu. Przebadaliśmy uczestników badania w Trójmieście, wielocentrowej kohorty osób starszych, wolnych od demencji w czasie pobierania próbek krwi, którzy podawali powtarzane pomiary funkcji poznawczych przez 12 kolejnych lat. Zmierzyliśmy 189 lipidów w surowicy z 13 klas lipidów za pomocą lipidomiki typu shotgun w próbie kontrolnej przypadku pogorszenia funkcji poznawczych (dopasowanych pod względem wieku, płci i poziomu wykształcenia) zlokalizowanej w ośrodku badawczym Bordeaux (odkrycie, n = 418). Związki ze spadkiem funkcji poznawczych badano przy użyciu metody karnej metodą bootstrapped regresji i testowano pod kątem walidacji w ośrodku badawczym Dijon (walidacja, n = 314). Spośród 17 lipidów zidentyfikowanych na etapie odkrycia niższe poziomy triglicerydów TAG 50:5 oraz czterech lipidów błonowych (sfingomielina SM 40:2,2, fosfatydyloetanoloamina PE 38:5 (18:1/20:4), eter- fosfatydyloetanoloamina PE O-34:3(16:1/18:2) i etero-fosfatydylocholina PC O-34:1(16:1/18:0)) oraz wyższe poziomy PC O-32:0(16 :0/16:0), były związane z większym prawdopodobieństwem pogorszenia funkcji poznawczych i zostały powtórzone w naszej próbie walidacyjnej. Odkrycia te wskazują, że w lipidomie krwi osób starszych bez demencji specyficzny profil lipidów zaangażowanych w płynność błony, mielinizację i tratwy lipidowe jest związany z późniejszym pogorszeniem funkcji poznawczych.

17 Wpływ leków przeciwpłytkowych na skład lipidowy płytkowej błony osocza: podejście lipidomiczne z tikagrelorem i jego aktywnym metabolitem

Jennifer Lagoutte-Renosi, Florentin Allemand, Christophe Ramseyer, Vahideh Rabani, Siamak Davani

Lipidy zawarte w błonie komórkowej płytek krwi odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu płytek krwi. Modyfikacje w składzie lipidów mogą upłynniać lub usztywniać środowisko wokół osadzonych receptorów w celu ułatwienia dostępu leku do receptora. Jednak dane dotyczące składu lipidowego błony komórkowej płytek krwi wymagają aktualizacji. Ponadto dane dotyczące wpływu leków na skład błony komórkowej, w szczególności leków przeciwpłytkowych, pozostają skąpe. Po wyizolowaniu błony komórkowej płytek krwi, za pomocą lipidomiki, oceniono wpływ tikagreloru, antagonisty P2Y12 i jego aktywnego metabolitu, na skład lipidowy tych błon plazmatycznych. Opisujemy dokładny skład lipidowy błony komórkowej, w tym wszystkie podgatunki. Tikagrelor i jego aktywny metabolit znacząco zwiększały poziom cholesterolu i eteru fosfatydylocholiny z krótkimi nasyconymi łańcuchami acylowymi 16:0/16:0 oraz zmniejszały poziom fosfatydylocholiny, co sugeruje ogólną sztywność błony. Ponadto tikagrelor i jego aktywny metabolit zmniejszały niektóre arachidonylowane plazmalogeny, co sugeruje zmniejszenie dostępności kwasu arachidonowego z fosfolipidów błonowych do syntezy biologicznie czynnych mediatorów. Podsumowując, tikagrelor i jego aktywny metabolit wydają się wpływać na środowisko lipidowe receptorów osadzonych w podwójnej warstwie lipidowej i modyfikują zachowanie błony komórkowej.

18 Przesiewowe badanie przesiewowe całej biblioteki CRISPR-Cas9 z nokautem wykazało, że PTPMT1 w syntezie kardiolipiny ma kluczowe znaczenie dla przeżycia w hipoksji w raku wątroby

Macus H Bao, Chunxue Yang, Aki P Tse, Lai Wei, Derek Lee, Misty S Zhang, Chi C Goh, David K ​​Chiu, Vincent W Yuen, Cheuk-Ting Law, Wai-Ching Chin, Noreen N Chui, Bowie P Wong , Cerise Y Chan, Irene O Ng, Clive Y Chung, Chun-Ming Wong, Carmen C Wong

Niedotlenienie, niski poziom tlenu (O2), jest kluczową cechą wszystkich nowotworów litych, w tym raka wątrobowokomórkowego (HCC). Przeszukiwanie całego genomu biblioteki knockout CRISPR-Cas9 służy do identyfikacji wiarygodnych celów terapeutycznych odpowiedzialnych za przeżycie hipoksji w HCC. Odkryliśmy, że mitochondrialna fosfataza białkowo-tyrozynowa 1 (PTPMT1), ważny enzym w syntezie kardiolipiny (CL), jest najważniejszym genem i plasuje się zaraz po czynniku indukowanym niedotlenieniem (HIF)-1α i HIF-1β jako kluczowy dla przeżycia niedotlenienia . CL stanowi błonę mitochondrialną i zapewnia prawidłowe połączenie kompleksów łańcucha transportu elektronów (ETC) w celu wydajnego przenoszenia elektronów w oddychaniu. ETC staje się wysoce niestabilny podczas niedotlenienia. Knockout PTPMT1 zatrzymuje dojrzewanie CL i upośledza łączenie kompleksów ETC, prowadząc do dalszego wycieku elektronów i akumulacji ROS w ETC w hipoksji. Co ciekawe, komórki HCC, szczególnie w warunkach hipoksji, wykazują dużą wrażliwość na inhibitor PTPMT1, dichlorowodorek aleksydyny (AD). Badanie to odkrywa ochronną rolę PTPMT1 w przeżyciu niedotlenienia i rozwoju raka.

19 Multiomika w badaniach nad chorobami układu krążenia

Dzięki stale rosnącej puli dostępnych informacji i nowym narzędziom do pozyskiwania ogromnych zbiorów danych biologia i medycyna przechodzą od interwencji do profilaktyki. Nauki omiczne, takie jak genomika i lipidomika, w dużym stopniu przyczyniają się do tej zmiany paradygmatu. Będąc głównymi graczami w badaniach nad chorobami sercowo-naczyniowymi, genomika i lipidomika tworzą świetną parę multiomiczną. Dopasowuje zdolność do identyfikacji predestynacji genetycznych z jedną lub wieloma migawkami stanu metabolicznego lipidów w celu zbadania chorób sercowo-naczyniowych.

20 Badanie mechanizmu działania Pept-ins przeciwdrobnoustrojowych indukujących agregację

Guiqin Wu, Laleh Khodaparast, Ladan Khodaparast, Matthias De Vleeschouwer, Joëlle Housmans, Bert Houben, Joost Schymkowitz, Frederic Rousseau

Agregacja może być selektywnie indukowana przez regiony podatne na agregację (APR) zawarte w białkach docelowych. Peptydy przeciwdrobnoustrojowe indukujące agregację (Pept-iny) zawierają sekwencje homologiczne do APR białek docelowych i wywierają działanie bakteriobójcze poprzez powodowanie agregacji dużej liczby białek. Aby lepiej zrozumieć mechanizm działania Pept-in i mechanizmy oporności, przeanalizowaliśmy zmiany fenotypowe, lipidomiczne i transkryptomiczne, a także genotypowe w laboratoryjnych komórkach mutatorowych E. coli opornych na Pept-in. Analiza wykazała, że ​​mechanizm oporności na Pept-in jest zdominowany przez zmniejszony wychwyt Pept-in, zarówno w komórkach mutatorów pochodzenia laboratoryjnego, jak i izolatach klinicznych.Nasze dane wskazują, że wychwyt Pept-in obejmuje przyciąganie elektrostatyczne między Pept-in a błoną bakteryjną i przebiega zgodnie ze złożonym mechanizmem potencjalnie obejmującym wiele transporterów. Ponadto wydaje się, że większym wyzwaniem dla bakterii jest uzyskanie oporności na Peptyny, które są mniej zależne od absorpcji elektrostatycznej, co sugeruje, że przyszłe Peptyny powinny być wybierane pod kątem tej właściwości.

21 4-aminochinolina hamuje wytrenowaną wrodzoną odpowiedź immunologiczną na interferony

Nils Rother, Cansu Yanginlar, Rik GH Lindeboom, Siroon Bekkering, Mandy MT van Leent, Baranca Buijsers, Inge Jonkman, Mark de Graaf, Marijke Baltissen, Lieke A Lamers, Niels P Riksen, Zahi A Fayad, Willem JM Mulder, Luuk B , Leo AB Joosten, Mihai G Netea, Michiel Vermeulen, Johan van der Vlag, Raphaël Duivenvoorden

Dostępna na rynku 4-aminochinolina jest badana pod kątem potencjalnego działania profilaktycznego w zakażeniu koronawirusem typu 2 ostrej niewydolności oddechowej (SARS-CoV-2), ale jej mechanizm działania jest słabo poznany. Krążące leukocyty z krwi pacjentów z chorobą koronawirusową 2019 (COVID-19) wykazują zwiększoną odpowiedź na ligandy receptora Toll-podobnego, co sugeruje wytrenowaną odporność. Analizując odpowiedzi interferonowe komórek jednojądrzastych krwi obwodowej od zdrowych dawców kondycjonowanych zabitymi termicznie Candida, można modelować wyszkoloną odporność wrodzoną in vitro. W tym modelu 4-aminochinolina hamuje odpowiedź tych wrodzonych komórek odpornościowych na bodźce wirusopodobne i interferony. Jest to związane z supresją acetylacji histonu 3 lizyny 27 i trimetylacji histonu 3 lizyny 4 genów związanych z zapaleniem, zmianami w lipidomie komórkowym i zmniejszoną ekspresją genów stymulowanych interferonem. Nasze odkrycia wskazują, że 4-aminochinolina hamuje wyszkoloną odporność in vitro, co może nie być korzystne dla przeciwwirusowej wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na zakażenie SARS-CoV-2 u pacjentów.

22 Badania środków nawilżających i ceramidy

Nawilżanie od dziesięcioleci zajmuje centralne miejsce w badaniach nad pielęgnacją skóry i opracowywaniem produktów. Nowe środki na suchą skórę weszły i zniknęły z półek drogeryjnych. Mimo to sucha skóra twarzy pozostaje głównym problemem dla konsumentów. Chociaż biologia skóry ma kluczowe znaczenie dla opracowania niezawodnych środków nawilżających, brakuje badań nad wpływem profilu molekularnego skóry. Zmienia to lipidomika skóry.

23 Dojrzewanie DC pochodzących z monocytów prowadzi do zwiększonej sztywności komórkowej, większej płynności błony i zmiany składu lipidów

Jennifer J Lühr, Nils Alex, Lukas Amon, Martin Kräter, Markéta Kubánková, Erdinc Sezgin, Christian HK Lehmann, Lukas Heger, Gordon F Heidkamp, ​​Ana-Sunčana Smith, Vasily Zaburdaev, Rainer A Böckmann, Ilya Levental, Michael L Dustin, Christian Eggeling, Jochen Guck, Diana Dudziak

Komórki dendrytyczne (DC) to profesjonalne komórki układu odpornościowego prezentujące antygen. Po wykryciu materiału patogennego w swoim środowisku, DC zaczynają dojrzewać, co obejmuje procesy komórkowe, takie jak pobieranie, przetwarzanie i prezentacja antygenu, jak również regulację w górę cząsteczek kostymulujących i wydzielanie cytokin. Podczas dojrzewania DC odrywają się od tkanek obwodowych, migrują do najbliższego węzła chłonnego i znajdują drogę do właściwej pozycji w sieci mikrośrodowiska węzła chłonnego, aby spotkać się i oddziaływać z odpowiednimi limfocytami T. Stawiamy hipotezę, że dojrzewanie DC jest dobrze przygotowane i zoptymalizowane, co prowadzi do procesów, które zmieniają różne cechy komórkowe, od mechaniki i metabolizmu po właściwości błony. Tutaj zbadaliśmy właściwości mechaniczne komórek dendrytycznych pochodzących z monocytów (moDC) za pomocą cytometrii odkształcalności w czasie rzeczywistym do pomiaru zmian cytoszkieletu i odkryliśmy, że dojrzałe moDC były sztywniejsze w porównaniu z niedojrzałymi moDC. Te zmiany komórkowe prawdopodobnie odgrywają ważną rolę w procesach migracji komórek i aktywacji komórek T. Ponieważ lipidy stanowią elementy budulcowe błony plazmatycznej, która podczas dojrzewania musi przystosować się do środowiska w celu migracji i interakcji między komórkami DC-T, przeprowadziliśmy bezstronne, wysokoprzepustowe badanie przesiewowe lipidomiki w celu zidentyfikowania lipidomu moDC. Analizy te ujawniły, że ogólny skład lipidowy uległ znacznej zmianie podczas dojrzewania moDC, co sugeruje nawet wzrost lipidów spichrzowych i różnice we względnej obfitości lipidów błonowych po dojrzewaniu. Ponadto analizy metadanych wykazały, że zmiany lipidów były związane z poziomem lipoprotein o małej gęstości (LDL) i cholesterolu we krwi dawców. Wreszcie, stosując obrazowanie upakowania lipidów, odkryliśmy, że błona dojrzałych moDC wykazała większą płynność w porównaniu z niedojrzałymi moDC. Ta wszechstronna i ilościowa charakterystyka zmian związanych z dojrzewaniem w modDC stanowi podstawę do poprawy ich zastosowania w zastosowaniach klinicznych.

24 Ocena pęcherzyków zewnątrzkomórkowych mleka krowiego pod kątem dostarczania zablokowanych oligonukleotydów antysensownych kwasów nukleinowych

Philip Grossen, Michaela Portmann, Erich Koller, Martina Duschmalé, Tanja Minz, Sabine Sewing, Nikhil J Pandya, Sabine Kux van Geijtenbeek, Axel Ducret, Eric-André Kusznir, Sylwia Huber, Marco Berrera, Matthias E Lauer, Philippe Ringler, Bettina Nordbo , Marianne Lerbech Jensen, Filippo Sladojevich, Ravi Jagasia, Rainer Alex, Remo Gamboni, Michael Keller

Naturalna zdolność pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EV) do transportowania ich ładunku do komórek biorców wzbudziła duże zainteresowanie ponownym przeznaczeniem EV jako nośników dostarczania ksenobiotyków. W niniejszym badaniu badano EV pochodzące z mleka krowiego (BMEV) pod kątem ich potencjału do przenoszenia zablokowanych oligonukleotydów antysensownych zmodyfikowanych kwasem nukleinowym (LNA ASO) do krążenia ogólnego po podaniu doustnym. W tym celu wykorzystano szeroki wachlarz metod analitycznych, w tym proteomikę i lipidomikę, aby dokładnie scharakteryzować BMEV. Odkryliśmy, że dodatkowe oczyszczanie za pomocą gradientów gęstości skutecznie obniżyło poziomy białek niezwiązanych z EV. Potencjał BMEV do funkcjonalnego przenoszenia LNA ASO został przetestowany przy użyciu zaawansowanych in vitro systemy (tj. neurony pochodzące z hPSC i pierwotne komórki ludzkie). Niewielki wzrost internalizacji komórkowej LNA ASO i redukcję genu docelowego zaobserwowano, gdy LNA ASO były dostarczane przy użyciu BMEV. Po podaniu doustnym myszom, tylko niewielka część (około 1% całkowitej podanej dawki) ASO LNA została odzyskana w tkankach obwodowych wątroby i nerek, jednak nie zaobserwowano znaczącego zmniejszenia ekspresji docelowego genu (tj. funkcjonalnego knockdown).

25 Mutacje ETNK1 wywołują fenotyp mutatora, który można odwrócić za pomocą fosfoetanoloaminy

Diletta Fontana, Mario Mauri, Rossella Renso, Mattia Docci, Ilaria Crespiatico, Lisa M Røst, Mi Jang, Antonio Niro, Deborah D'Aliberti, Luca Massimino, Mayla Bertagna, Giovanni Zambrotta, Mario Bossi, Stefania Citterio, Barbara Crescenzi, Francesca Fanelli , Valeria Cassina, Roberta Corti, Domenico Salerno, Luca Nardo, Clizia Chinello, Francesco Mantegazza, Cristina Mecucci, Fulvio Magni, Guido Cavaletti, Per Bruheim, Delphine Rea, Steen Larsen, Carlo Gambacorti-Passerini, Rocco Piazza

Nawracające mutacje somatyczne w ETNK1 (kinaza etanoloaminowa-1) zostały zidentyfikowane w kilku nowotworach szpiku i są odpowiedzialne za zmniejszoną aktywność enzymatyczną. Tutaj pokazujemy, że w pierwotnych komórkach białaczkowych i liniach komórkowych zmutowany ETNK1 powoduje znaczny wzrost aktywności mitochondriów, produkcji ROS i fosforylacji Histonów H2AX, ostatecznie prowadząc do zwiększonej akumulacji nowych mutacji. Pokazujemy również, że fosfoetanoloamina, produkt metaboliczny ETNK1, ujemnie kontroluje aktywność mitochondriów poprzez bezpośrednie współzawodnictwo z bursztynianem w kompleksie mitochondrialnym II. W związku z tym zmniejszona wewnątrzkomórkowa fosfoetanoloamina powoduje hiperaktywację mitochondriów, produkcję ROS i uszkodzenie DNA. Leczenie fosfoetanoloaminą jest w stanie przeciwdziałać hiperaktywacji kompleksu II i przywrócić normalny fenotyp.

26 LAPTM4B kontroluje sfingolipidową i eterową sygnaturę lipidową małych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych

Andrea Dichlberger, Kecheng Zhou, Nils Bäck, Thomas Nyholm, Anders Backman, Peter Mattjus, Elina Ikonen, Tomas Blom

Transbłonowe białko związane z lizosomami 4B (LAPTM4B) to czterobłonowe białko oddziałujące z ceramidem, które reguluje sygnalizację mTORC1. Tutaj pokazujemy, że LAPTM4B jest sortowany do pęcherzyków wewnątrz światła (ILV) endosomów wielopęcherzykowych (MVE) i uwalniany w małych pęcherzykach zewnątrzkomórkowych (sEV) do kondycjonowanej pożywki do hodowli komórkowej i ludzkiego moczu. Skuteczne sortowanie LAPTM4B do błon ILV zależy od jego trzeciej domeny transbłonowej zawierającej motyw interakcji sfingolipidów (SLim). Bezstronna analiza lipidomiczna ujawnia silne wzbogacenie glikosfingolipidów w sEVs wydzielanych przez komórki z nokautem LAPTM4B iz komórek wyrażających mutanta LAPTM4B z niedoborem SLim. Zmienionemu profilowi ​​sfingolipidów towarzyszy wyraźna, zależna od SLim komodulacja rodzajów eterolipidów. Zmiany w składzie lipidowym sEVs pochodzących z komórek knockout LAPTM4B znajdują odzwierciedlenie w zwiększonej stabilności błonowych nanodomen sEVs. Wyniki te identyfikują LAPTM4B jako wyznacznik profilu glikosfingolipidowego i właściwości błony sEVs.

27 Lipomika osocza bliźniąt jednojajowych niezgodna ze stwardnieniem rozsianym

Horst Penkert, Chris Lauber, Mathias J Gerl, Christian Klose, Markus Damm, Dirk Fitzner, Andrea Flierl-Hecht, Tania Kümpfel, Martin Kerschensteiner, Reinhard Hohlfeld, Lisa A Gerdes, Mikael Simons

Biomarkery krwi stwardnienia rozsianego (MS) mogą zapewnić lepsze zrozumienie patofizjologii i umożliwić monitorowanie choroby. Tutaj wykonaliśmy ilościową lipidomikę shotgun na osoczu unikalnej kohorty 73 bliźniąt jednojajowych niezgodnych dla stwardnienia rozsianego. Przeanalizowaliśmy 243 gatunki lipidów, oceniliśmy cechy lipidów, takie jak długość łańcucha acylowego tłuszczowego i liczba wiązań podwójnych łańcucha acylowego, i wykryliśmy fosfolipidy, które były znacząco zmienione w osoczu bliźniąt z SM w porównaniu z ich zdrowym rodzeństwem. Co uderzające, zmiany były najbardziej widoczne w eterofosfatydyloetanoloaminach i eterofosfatydylocholinach, co sugeruje rolę zmienionej sygnalizacji lipidowej w chorobie.

28 Płynność i skład lipidowy błon peroksysomów, mitochondriów i ER z indukowanych kwasem oleinowym Saccharomyces cerevisiae

Katharina Reglinski, Laura Steinfort-Effelsberg, Erdinc Sezgin, Christian Klose, Harald W Platta, Wolfgang Girzalsky, Christian Eggeling, Ralf Erdmann

Utrzymanie płynnej dwuwarstwy lipidowej ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania organelli i żywotności komórek. Biorąc pod uwagę kluczową rolę kompozycji lipidów w określaniu właściwości błony i tożsamości organelli, jasne jest, że komórki muszą posiadać skomplikowany mechanizm utrzymania błony podczas adaptacyjnych odpowiedzi na warunki środowiskowe. Nacisk w prezentowanych badaniach kładziony jest na peroksysomach, organellach indukowanych kwasem oleinowym, które są niezbędne do wzrostu drożdży w warunkach kwasu oleinowego jako pojedynczego źródła węgla. Tutaj wyizolowaliśmy peroksysomy, mitochondria i ER z indukowanego kwasem oleinowym Saccharomyces cerevisiae i określili skład lipidowy ich błon za pomocą lipidomiki typu shotgun i porównali go z porządkowaniem lipidów za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej. W porównaniu z błonami mitochondrialnymi i ER, błony peroksysomalne były nieco bardziej nieuporządkowane i charakteryzowały się wyraźnym wzbogaceniem w fosfadytyloinozytol, co wskazuje na ważną rolę tego fosfolipidu w procesach związanych z błoną peroksysomalną.

29 Mielinizacja nerwów obwodowych jest kontrolowana przez PI4KB poprzez regulację funkcji Golgiego w komórkach Schwanna

Takashi Baba, Alejandro Alvarez-Prats, Yeun Ju Kim, Daniel Abebe, Steve Wilson, Zane Aldworth, Mark A Stopfer, John Heuser, Tamas Balla

Lepsze zrozumienie mielinizacji nerwów obwodowych przyniosłoby korzyści pacjentom dotkniętym neuropatiami obwodowymi, w tym chorobą Charcota-Mariego-Tootha. Niewiele wiadomo na temat roli przedziału Golgiego w funkcjach komórki Schwanna (SC). Tutaj badaliśmy rolę aparatu Golgiego w mielinizacji nerwów obwodowych u myszy poprzez specyficzną dla SC genetyczną inaktywację 4-kinazy beta fosfatydyloinozytolu (PI4KB), kinazy lipidowej związanej z aparatem Golgiego. Nerwy kulszowe takich myszy wykazywały cieńszą mielinę o aksonach o dużej średnicy i duże aberracje w organizacji mieliny obejmujące węzły Ranviera, nacięcia Schmidta-Lantermana i pasma Cajala. Niemielinizujące SCs wykazały uderzającą niezdolność do pochłonięcia włókien nerwowych o małej średnicy. SC zmutowanych myszy wykazywały zniekształconą morfologię aparatu Golgiego i zanik OSBP w przedziale cis aparatu Golgiego, wraz z całkowitą utratą GOLPH3 z całego aparatu Golgiego. W związku z tym zawartość cholesterolu i sfingomieliny w nerwach kulszowych została znacznie zmniejszona, podobnie jak liczba kaweoli obserwowanych w SC. Chociaż prędkość przewodzenia nerwów kulszowych zmutowanych myszy wykazywała 80% spadek, myszy wykazywały jedynie subtelne upośledzenie funkcji motorycznych. Nasza analiza wykazała, że ​​funkcje aparatu Golgiego wspierane przez PI4KB mają krytyczne znaczenie dla prawidłowej mielinizacji poprzez kontrolę metabolizmu lipidów, glikozylacji białek i organizacji mikrokosmków w węzłach Ranviera nerwów obwodowych.

30 metod i kompozycji dotyczących chondrosomów z hodowanych komórek

Geoffrey A Von Maltzahn, John M. Milwid, Michael T Mee, Jacob Rosenblum-Rubens, David Chess, Kyle M Trudeau, Kiana Mahdaviani, Jacob Feala

Mitochondria to związane z błoną struktury subkomórkowe występujące w komórkach eukariotycznych. Czasami określane jako elektrownie komórek, mitochondria wytwarzają większość energii komórki w postaci trójfosforanu adenozyny (ATP) poprzez oddychanie. Uszkodzenia i późniejsze dysfunkcje mitochondriów są ważnymi czynnikami w wielu chorobach człowieka. W niniejszym dokumencie opisano nowe preparaty chondrosomów pochodzących z mitochondriów i pokrewne sposoby, które mają korzystne i zaskakujące właściwości do stosowania w zastosowaniach farmaceutycznych i weterynaryjnych u ludzi. Opisane tu preparaty i sposoby chondrosomów mają korzystne cechy strukturalne, wydajność, stężenie, stabilność, żywotność, integralność lub funkcję, np. funkcję bioenergetyczną lub biologiczną, do zastosowania w zastosowaniach terapeutycznych. W związku z tym, w jednym aspekcie, wynalazek przedstawia kompozycję farmaceutyczną zawierającą preparat izolowanych chondrosomów, pochodzących z hodowanych komórek i farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.

31 metod i kompozycji związanych z chondrosomami z produktów krwiopochodnych

Geoffrey A Von Maltzahn, John M. Milwid, Michael T Mee, Jacob Rosenblum-Rubens, David Chess, Kyle M Trudeau, Kiana Mahdaviani, Jacob Feala

Mitochondria to związane z błoną struktury subkomórkowe występujące w komórkach eukariotycznych. Czasami określane jako elektrownie komórek, mitochondria wytwarzają większość energii komórki w postaci trójfosforanu adenozyny (ATP) poprzez oddychanie. Uszkodzenia i późniejsze dysfunkcje mitochondriów są ważnymi czynnikami w wielu chorobach człowieka. W niniejszym dokumencie opisano nowe preparaty chondrosomów pochodzących z krwi lub produktów krwiopochodnych oraz sposoby pokrewne, które mają korzystne i zaskakujące właściwości do stosowania w zastosowaniach farmaceutycznych i weterynaryjnych dla ludzi. Opisane tu preparaty i sposoby chondrosomu i mitopcząstek mają korzystne cechy strukturalne, wydajność, stężenie, stabilność, żywotność, integralność lub funkcję, np. funkcję bioenergetyczną lub biologiczną, do zastosowania w zastosowaniach terapeutycznych. W związku z tym, w jednym aspekcie, wynalazek przedstawia kompozycję farmaceutyczną zawierającą preparat izolowanych chondrisomów i/lub mitocząstek, pochodzących z krwi lub produktu krwiopochodnego oraz farmaceutycznie dopuszczalny nośnik.

32 Fosfatydylocholiny z jaj Pieris brassicae aktywują odpowiedź immunologiczną u Arabidopsis

Elia Stahl, Théo Brillatz, Emerson Ferreira Queiroz, Laurence Marcourt, André Schmiesing, Olivier Hilfiker, Isabelle Riezman, Howard Riezman, Jean-Luc Wolfender, Philippe Reymond

Rozpoznanie konserwatywnych cząsteczek drobnoustrojów aktywuje odpowiedź immunologiczną u roślin, proces zwany odpornością wyzwalaną wzorcem (PTI). Podobnie jaja owadów uruchamiają mechanizmy obronne, które utrudniają rozwój jaj lub przyciągają drapieżniki, ale informacje o naturze elicytorów związanych z jajami są skąpe. Przeprowadziliśmy bezstronne frakcjonowanie na podstawie bioaktywności jaj motyla Pieris brassicae. Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i spektrometria masowa aktywnych frakcji doprowadziły do ​​identyfikacji fosfatydylocholiny (PC). PCs są uwalniane z jaj owadów i indukują akumulację kwasu salicylowego i H2O2, ekspresję genów obronnych i śmierć komórek u Arabidopsis, z których wszystkie stanowią cechę charakterystyczną PTI. Aktywne PC zawierają głównie łańcuchy acylowe tłuszczowe od C16 do C18 o różnych poziomach desaturacji, co sugeruje stosunkowo szeroką specyficzność receptora(ów) powierzchni komórkowej względem ligandu. Odkrycie PC jako wzorców molekularnych związanych z jajami (EAMP) ilustruje ostrą zdolność roślin do wykrywania konserwatywnych wzorców immunogennych u wrogów, nawet z pozornie pasywnych struktur, takich jak jaja.

33 Lipidom mózgu myszy z podziałem na typy komórek i regiony mózgu

Dirk Fitzner, Jakob M Bader, Horst Penkert, Caroline G Bergner, Minhui Su, Marie-Theres Weil, Michal A Surma, Matthias Mann, Christian Klose, Mikael Simons

Dane dotyczące ekspresji genów i białek dostarczają użytecznych zasobów do zrozumienia funkcji mózgu, ale niewiele wiadomo na temat składu lipidów mózgu. Tutaj wykonujemy ilościową lipidomikę typu shotgun, która umożliwia ocenę składu lipidowego mózgu myszy z podziałem na typy komórek. Oceniamy ilościowo około 700 gatunków lipidów i oceniamy cechy lipidów, w tym długość łańcucha acylowego, hydroksylację i liczbę podwójnych wiązań łańcucha acylowego, identyfikując w ten sposób profile lipidowe specyficzne dla typu komórki i regionu mózgu u dorosłych myszy, a także u starszych myszy , u myszy z niedoborem apolipoproteiny E, w modelu choroby Alzheimera oraz u myszy karmionych różnymi dietami. Integrujemy również lipidy z profilami ekspresji białek, aby przewidzieć szlaki lipidowe wzbogacone w określone typy komórek, takie jak β-oksydacja kwasów tłuszczowych w astrocytach i metabolizm sfingolipidów w mikrogleju. Ten zasób uzupełnia istniejące atlasy ekspresji genów i białek w mózgu i może być przydatny do zrozumienia roli lipidów w funkcjonowaniu mózgu.

34 Tolerancja przechowywanych plemników knurów na autologiczne osocze nasienia: podejście proteomiczne i lipidowe

Lisa Höfner, Anne-Marie Luther, Alessandra Palladini, Thomas Fröhlich, Dagmar Waberski

Długotrwała ekspozycja konserwowanych w płynie plemników knurów na działanie plazmy nasiennej (SP) może spowodować dramatyczne uszkodzenie plemników. W badaniu tym zbadano, czy istnieje specyficzność knura we wrażliwości plemników na SP i czy można zidentyfikować odpowiednie biomarkery.Kolejne ejakulaty (n = 4–5) pobrane od 19 knurów odwirowano, rozcieńczono rozcieńczalnikiem stabilizującym pH z 10% (obj./obj.) autologicznym SP i oceniano za pomocą wspomaganej komputerowo analizy nasienia i cytometrii przepływowej. Do 144 godziny przechowywania cztery knury wykazywały niezmiennie wysoką ruchliwość plemników, żywotność i aktywność mitochondriów, a jeden knur wykazywał stale niskie wartości. Zmienność między knurami była wysoka u pozostałych knurów. Badanie przesiewowe SP (n = 12 próbek) pod kątem markerów białkowych za pomocą spektrometrii mas pozwoliło zidentyfikować trzy białka kandydujące, z których prekursor granuliny, roślina strączkowa i AWN były o 0,5 do 0,9 log2-krotnie mniej obfite (p Przeczytaj streszczenie Zamknij streszczenie

35 Różnicowanie komórek macierzystych ludzkiego naskórka jest modulowane przez określone podgatunki lipidów

Matteo Vietri Rudan, Ajay Mishra, Christian Klose, Ulrike S Eggert, Fiona M Watt

Chociaż lipidy zewnętrznych warstw naskórka ssaków i ich udział w tworzeniu barier zostały szeroko opisane, rola poszczególnych gatunków lipidów w początku różnicowania keratynocytów pozostaje nieznana. Analiza lipidomiczna pierwotnych ludzkich keratynocytów wykazała akumulację wielu rodzajów lipidów podczas różnicowania indukowanego zawiesiną. Mały interferujący przesiewowy RNA 258 enzymów modyfikujących lipidy zidentyfikował dwa geny, które po knockdown indukowały różnicowanie naskórka: ELOVL1, kodujący wydłużenie białka 1 bardzo długołańcuchowych kwasów tłuszczowych oraz SLC27A1, kodujący białko transportujące kwasy tłuszczowe 1. Przecinając zbiory danych lipidomicznych z indukowanego zawiesiną różnicowania i knockdown keratynocytów, zidentyfikowaliśmy kandydatów na bioaktywne podgatunki lipidów jako regulatory różnicowania. Kilka z nich – ceramidy i glukozyloceramidy – indukowało różnicowanie po dodaniu do pierwotnych keratynocytów w hodowli. Nasze wyniki ujawniają potencjał podgatunków lipidów do regulowania wyjścia z przedziału komórek macierzystych naskórka.

36 Ilościowa analiza składu lipidów komórkowych podczas ostrego stresu proteotoksycznego ER ujawnia swoistość w wytwarzaniu asymetrycznych lipidów

John Reinhard, Carsten Mattes, Kristina Väth, Toni Radanović, Michal A Surma, Christian Klose, Robert Ernst

Odpowiedź na niesfałdowane białko (UPR) ma kluczowe znaczenie dla homeostazy retikulum endoplazmatycznego (ER) poprzez kontrolowanie jego wielkości i zdolności fałdowania białka. Po aktywacji przez niezfałdowane białka w świetle ER lub nieprawidłowych kompozycjach lipidowych, UPR dostosowuje ekspresję setek genów docelowych, aby przeciwdziałać stresowi ER. Leki proteotoksyczne ditiotreitol (DTT) i tunikamycyna (TM) są powszechnie stosowane do indukowania nieprawidłowego fałdowania białek w ER i badania UPR. Jednak ich potencjalny wpływ na skład lipidów komórkowych nigdy nie był systematycznie analizowany. W tym miejscu przedstawiamy ilościowy skład lipidów komórkowych Saccharomyces cerevisiae podczas ostrego stresu proteotoksycznego w pożywkach bogatych i syntetycznych. Pokazujemy, że DTT powoduje szybką przebudowę lipidomu, gdy jest stosowany w bogatej pożywce w stężeniach hamujących wzrost, podczas gdy TM ma tylko marginalny wpływ na lipidom w naszych warunkach hodowli. Formułujemy zalecenia dotyczące badania aktywacji UPR przez stres proteotoksyczny bez zakłóceń spowodowanych zaburzonym metabolizmem lipidów. Ponadto nasze dane sugerują skomplikowany związek między tempem wzrostu komórek, obfitością ER i metabolizmem kwasów tłuszczowych. Pokazujemy, że Saccharomyces cerevisiae może wytwarzać asymetryczne lipidy z dwoma nasyconymi tłuszczowymi łańcuchami acylowymi różniącymi się zasadniczo długością. Obserwacje te wskazują, że parowanie nasyconych łańcuchów acylowych tłuszczów jest ściśle kontrolowane i sugerują ewolucyjną konserwację asymetrycznych lipidów i ich maszyn biosyntetycznych.

37 Lipidy w bakteriach wieloopornych

Odkrycie i opis pierwszego związku antybiotykowego w 1928 roku było kamieniem milowym w badaniach farmaceutycznych, a rozwój kolejnych antybiotyków pomógł rozkwitnąć i rozkwitnąć nowoczesnej medycynie. Antybiotyki zapobiegają rozprzestrzenianiu się infekcji i pomagają układowi odpornościowemu w walce z atakującymi patogenami, takimi jak bakterie. Ich powszechne stosowanie ma wadę: wiele bakterii wykształciło strategie opierania się antybiotykom, przez co stają się one nieskuteczne. Uważa się, że samo opracowanie nowych antybiotyków nie powstrzyma bakterii wieloopornych. Pojawia się nowa strategia.

38 Adiuwanty na bazie lipidów w szczepionkach

Szczepionki trenują układ odpornościowy w rozpoznawaniu patogenów. Aby to osiągnąć, wprowadzają do organizmu antygeny, które wywołują odpowiedź immunologiczną. Rozwój szczepionek może liczyć na czynniki, które wzmacniają działanie antygenów w organizmie człowieka poprzez wywoływanie silniejszej reakcji immunologicznej przy mniejszej ilości antygenu. Te składniki szczepionki nazywane są adiuwantami, są magicznym sosem nowoczesnych szczepionek. Adiuwanty są dodawane do szczepionek w celu zwiększenia ich skuteczności, ale podstawowe mechanizmy molekularne były słabo poznane.

39 Lipidomika raka płaskonabłonkowego jamy ustnej oparta na spektrometrii mas ujawnia nieprawidłowy metabolizm cholesterolu i glicerofosfolipidów — badanie pilotażowe

Amy Dickinson, Mayank Saraswat, Sakari Joenväärä, Rahul Agarwal, Daniel Jyllikoski, Tommy Wilkman, Antti Mäkitie, Suvi Silén

Przeprogramowanie metaboliczne lipidów jest jedną z cech charakterystycznych raka. Metabolizm lipidów jest regulowany przez liczne enzymy, z których wiele jest celem kilku leków dostępnych na rynku. Naszym celem było scharakteryzowanie zmian lipidowych w raku płaskonabłonkowym jamy ustnej (OSCC) jako podstawy do zrozumienia jego metabolizmu lipidów, a tym samym zidentyfikowanie potencjalnych celów terapeutycznych. Porównaliśmy gatunki i klasy lipidów oraz rodzaje kwasów tłuszczowych glicerofosfolipidów (GPL) w próbkach sparowanej tkanki guza i zdrowej błony śluzowej języka jamy ustnej od 10 pacjentów z OSCC przy użyciu spektrometru masowego QExactive. Po przefiltrowaniu zidentyfikowanych 1370 gatunków lipidów, przeanalizowaliśmy 349 gatunków: 71 było znacząco zwiększone w OSCC. Szlak metabolizmu GPL był najbardziej reprezentowany przez lipidy różniące się w OSCC (P = 0,005). Cholesterol i GPL fosfatydylocholiny, fosfatydyloetanoloaminy i fosfatydyloinozytole były najbardziej istotnie zwiększone w tkance OSCC (FC 1,8, 2,0, 2,1 i 2,3 oraz P = 0,003, P = 0,005, P = 0,002, P = 0,007). Podsumowując, wykazaliśmy zmianę w metabolizmie lipidów w tych próbkach OSCC, charakteryzując szczegółowy krajobraz. Zmieniony został głównie metabolizm cholesterolu i GPL, co sugeruje, że mogą być zaangażowane interakcje z białkami wiążącymi regulujące sterole. Zmiany składu FA w GPL sugerują zwiększoną lipogenezę de novo.

40 Celowanie w lizofosfatydylocholinę w postaci kropelek lipidów w chemioterapii cisplatyną

Lumin Chen, Wen-Lung Ma, Wei-Chung Cheng, Juan-Cheng Yang, Hsiao-Ching Wang, Yu-Ting Su, Azaj Ahmad, Yao-Ching Hung, Wei-Chun Chang

Niniejsze badanie ma na celu zbadanie mechanizmu lipidowego prowadzącego do oporności na chemioterapię platynową za pośrednictwem receptora lipoprotein o małej gęstości (LDLR). Dzięki zastosowaniu technologii profilowania lipidów stwierdzono, że knockdown LDLR zwiększa poziom lipidów lizosomalnych i zmniejsza poziom lipidów błonowych w komórkach EOC. Knockdown LDLR również obniżył poziom fosfatydyloetanoloaminy z wiązaniami eterowymi (PE-O, lizosomy lub peroksysomy) i podwyższył poziom lizofosfatydylocholiny [LPC, kropla lipidowa (LD)]. Oznacza to, że sposób wykorzystania cyklu Landsa (konwersja lizofosfolipidów) dla LD może wpływać na wrażliwość na cisplatynę. Analizy bioinformatyczne wykazały, że wnikanie lipidów związanych z LDLR do LD, a nie endogenne zasoby lipidów (np. szlak Kennedy'ego) kontroluje rokowanie EOC u pacjentów po chemioterapii platyną. Co więcej, knockdown LDLR zwiększył liczbę adduktów platynowo-DNA i zmniejszył ilość platyny LD. Dzięki zastosowaniu wytworzonego leku LPC-liposom-cisplatyna (LLC) liczba adduktów platyny-DNA znacznie wzrosła w niewrażliwych komórkach leczonych LLC. Ponadto zawartość cisplatyny w LD wzrosła po leczeniu LLC. Ponadto uzyskano profile lipidowe 22 komórek rakowych o zróżnicowanej wrażliwości na cisplatynę (9 wrażliwych vs 13 niewrażliwych). Profile te ujawniły niski poziom lipidów magazynujących w niewrażliwych komórkach. Wynik ten sugeruje, że lipidom LD może być powszechną ścieżką wrażliwości na platynę w EOC w wielu nowotworach. Wreszcie, LLC tłumiło zarówno treningi, jak i zestawy testowe komórek raka ludzkiego niewrażliwych na cisplatynę. Tak więc niewrażliwość na LDLR-platynę może być spowodowana wadliwym cyklem Landsa, który utrudnia produkcję LPC w LD. Zastosowanie oceny lipidomów z nowo opracowanym LLC może być obiecującą metodą chemioterapii raka.

41 Nadmierna aktywność enzymu lipin przyczynia się do choroby recesywnej TOR1A i dystonii DYT-TOR1A

Ana Cascalho, Joyce Foroozandeh, Lise Hennebel, Jef Swerts, Christine Klein, Stef Rous, Beatriz Dominguez Gonzalez, Antonio Pisani, Maria Meringolo, Sandra F Gallego, Patrik Verstreken, Philip Seibler, Rose E Goodchild

Mutacje TOR1A/TorsinA powodują dwie nieuleczalne choroby: recesywny zespół wrodzony, który może być śmiertelny, oraz dystonię dziedziczoną dominująco w dzieciństwie (DYT-TOR1A). TorsinA został powiązany z metabolizmem lipidów kwasu fosfatydowego u Drosophila melanogaster. Tutaj oceniamy rolę enzymów fosfatazy kwasu fosfatydowego (PAP) w chorobach TOR1A przy użyciu indukowanych pluripotencjalnych neuronów pochodzących z komórek macierzystych od pacjentów i mysich modeli recesywnej choroby Tor1a. Odkryliśmy, że aktywność enzymu Lipin PAP jest nienormalnie podwyższona w ludzkich komórkach pacjentów z dystonią DYT-TOR1A oraz w mózgach czterech różnych mysich modeli Tor1a. Jego nasilenie korelowało również z dawką mutacji Tor1a/TOR1A. Oceniliśmy rolę nadmiernej aktywności lipiny w neurologicznej dysfunkcji mysich modeli choroby Tor1a krzyżując je z myszami z nokautem Lpin1. Genetyczna redukcja Lpin1 poprawiła przeżywalność myszy z recesywnym modelem choroby Tor1a, jednocześnie tłumiąc neurodegenerację, dysfunkcję motoryczną i patologię błony jądrowej. Dane te ustalają, że mutacje choroby TOR1A powodują nieprawidłowy metabolizm kwasu fosfatydowego i sugerują, że podejścia, które tłumią aktywność enzymu Lipin PAP mogą być terapeutycznie użyteczne w chorobach TOR1A.

42 Profil fosfoinozytydowy siatkówki myszy

Stella Finkelstein, Sidney M Gospe III, Kai Schuhmann, Andrej Shevchenko, Vadim Y Arshavsky, Ekaterina S Lobanova

Wiadomo, że fosfoinozytydy odgrywają wiele ról w komórkach eukariotycznych. Chociaż donoszono, że rozregulowanie metabolizmu fosfoinozytydów w siatkówce powoduje zaburzenia widzenia w modelach zwierzęcych i pacjentach będących ludźmi, nasza wiedza na temat składu fosfoinozytydów siatkówki jest ograniczona. Tutaj przedstawiamy charakterystykę profilu fosfoinozytydów siatkówki myszy i analizę subkomórkowej lokalizacji głównych fosforylowanych form fosfoinozytydów w światłoczułych neuronach fotoreceptorowych. Stosując chromatografię deacylowanych grup głów fosfatydyloinozytolu, ustaliliśmy PI(4,5)P2 i PI(4)P jako dwa główne fosforylowane fosfoinozytydy w siatkówce. Stosując spektrometrię mas o wysokiej rozdzielczości, odkryliśmy 18:0/20:4 i 16:0/20:4 jako główne łańcuchy tłuszczowo-acylowe fosfoinozytydów siatkówki. Wreszcie analiza fluorescencyjnych czujników fosfoinozytydów w fotoreceptorach pręcikowych wykazała wyraźne wzorce subkomórkowego rozmieszczenia głównych fosfoinozytydów. Reporter PI(4,5)P2 został wzbogacony w segmenty wewnętrzne i synapsy, ale był ledwie wykrywany w segmentach zewnętrznych wrażliwych na światło. Reporter PI(4)P był głównie znajdowany w zewnętrznych i wewnętrznych segmentach oraz obszarach wokół jąder, ale w mniejszym stopniu w regionie synaptycznym. Odkrycia te dostarczają wsparcia dla przyszłych badań mechanistycznych określających biologiczne znaczenie głównych fosfatydyloinozytoli mono-(PI(4)P) i bisfosforanowych (PI(4,5)P2) w biologii fotoreceptorów i zdrowiu siatkówki.

43 Awicyna G jest silnym inhibitorem sfingomielinazy i blokuje onkogenną sygnalizację K- i H-Ras

Christian M Garrido, Karen M Henkels, Kristen M Rehl, Hong Liang, Yong Zhou, Jordan U Gutterman, Kwang-Jin Cho

K-Ras musi oddziaływać przede wszystkim z błoną plazmatyczną (PM) ze względu na swoją aktywność biologiczną. Dlatego zakłócanie interakcji K-Ras PM jest wykonalnym podejściem do blokowania onkogennej aktywności K-Ras. Tutaj odkryliśmy, że awicyna G, rodzina naturalnych saponin triterpenoidowych pochodzenia roślinnego z Acacia victoriae, błędnie lokalizuje K-Ras z PM i zakłóca organizację przestrzenną PM onkogennych K-Ras i H-Ras poprzez zubożenie fosfatydyloseryny (PtdSer) i cholesterolu zawartość, odpowiednio, na wewnętrznej ulotce PM. Awicyna G hamuje również onkogenny sygnał wyjściowy K- i H-Ras oraz wzrost uzależnionych od K-Ras komórek raka trzustki i niedrobnokomórkowego raka płuc. Zidentyfikowaliśmy ponadto, że awicyna G zaburza aktywność lizosomalną i zaburza lokalizację komórkową oraz aktywność obojętnych i kwaśnych sfingomielinaz (SMazy), co skutkuje podwyższonymi poziomami sfingomieliny komórkowej (SM) i zmienioną dystrybucją SM. Ponadto pokazujemy, że obojętne inhibitory SMazy zakłócają lokalizację PM K-Ras i PtdSer oraz onkogenną sygnalizację K-Ras. Podsumowując, badanie to identyfikuje awicynę G jako nowy silny inhibitor anty-Ras i sugeruje, że neutralna SMaza może być wykonalnym celem przy opracowywaniu leków anty-K-Ras.

44 Dysfunkcjonalna fosforylacja oksydacyjna prowadzi katabolizm aminokwasów rozgałęzionych do lipogenezy w mięśniu szkieletowym

Cristina Sánchez‐González, Cristina Nuevo-Tapioles, Juan C Herrero Martín, Marta P Pereira, Sandra Serrano Sanz, Ana Ramírez de Molina, José M Cuezva, Laura Formentini

Kwestią sporną jest, czy dysfunkcja mitochondriów w mięśniach szkieletowych jest przyczyną czy konsekwencją zaburzeń metabolicznych. Tutaj pokazujemy, że hamowanie in vivo mitochondrialnej syntazy ATP w mięśniach zmienia homeostazę lipidową całego ciała. Myszy o ograniczonej aktywności mitochondrialnej syntazy ATP wykazywały wewnątrzwłókniste kropelki lipidów, rozregulowanie acyloglicerydów i wyższe złogi trzewnej tkanki tłuszczowej, co narażało te zwierzęta na insulinooporność. Ten mitochondrialny kryzys energetyczny zwiększa produkcję mleczanu, zapobiega β-oksydacji kwasów tłuszczowych i wymusza katabolizm aminokwasów rozgałęzionych (BCAA) w celu dostarczenia acetylo-CoA do syntezy lipidów de novo. Z kolei akumulacja acetylo-CoA w mięśniach prowadzi do zależnego od acetylacji hamowania mitochondrialnego kompleksu oddechowego II, nasilając dysfunkcję fosforylacji oksydacyjnej, co skutkuje zwiększoną produkcją ROS. Przeprowadzając badanie przesiewowe 702 leków zatwierdzonych przez FDA, zidentyfikowaliśmy edarawon jako silny przeciwutleniacz mitochondrialny i wzmacniacz. Podanie edarawonu przywróciło homeostazę ROS i lipidów w mięśniach szkieletowych oraz przywróciło wrażliwość na insulinę. Nasze wyniki sugerują, że zaburzenia mitochondrialne mięśni są przyczyną zaburzeń metabolicznych i że edaravone jest potencjalnym lekiem na te choroby.

45 Inhibitory kinazy diacyloglicerolowej i fosfolipazy D zmieniają lipidom komórkowy i sortowanie endosomów w kierunku aparatu Golgiego

Anne B Dyve Lingelem, Simona Kavaliauskiene, Ruth Halsne, Tove I Klokk, Michal Surma, Christian Klose, Tore Skotland, Kirsten Sandvig

Lipidy błonowe, diacyloglicerol (DAG) i kwas fosfatydowy (PA) są ważnymi wtórnymi przekaźnikami, które mogą regulować transport przez błonę poprzez rekrutację białek do błony i zmianę właściwości biofizycznych błony. DAG i PA biorą udział w transporcie z aparatu Golgiego do endosomów i tutaj zbadaliśmy, czy zmiany w tych lipidach mogą być ważne dla regulacji transportu do aparatu Golgiego przy użyciu rycyny jako toksyny białkowej. Modulacja poziomów DAG i PA przy użyciu inhibitorów kinazy DAG (DGK) i fosfolipazy D (PLD) dała silny wzrost wstecznego transportu rycyny, ale miała niewielki wpływ na recykling lub degradację rycyny. Leczenie inhibitorem silnie wpłynęło na morfologię endosomu, zwiększając kanaliki endosomalne i rozmiar. Ponadto rycyna była obecna w tych strukturach kanalikowych wraz z białkami, o których wiadomo, że regulują transport wsteczny. Stosując siRNA do wybijania różnych izoform PLD i DGK, odkryliśmy, że kilka izoform PLD i DGK jest zaangażowanych w regulację transportu rycyny do aparatu Golgiego. Wreszcie, przeprowadzając analizę lipidomiczną odkryliśmy, że inhibitor DGK powodował słaby, ale oczekiwany wzrost poziomów DAG, podczas gdy inhibitor PLD powodował silny i nieoczekiwany wzrost poziomów DAG, co pokazuje, że ważne jest przeprowadzenie analizy lipidomicznej podczas stosowania inhibitorów metabolizmu lipidów.

46 kompozycji fuzosomów do dostarczania krwiotwórczych komórek macierzystych

Geoffrey A Von Maltzahn, Jacob Rosenblum-Rubens, Jagesh V Shah, Albert Ruzo Matias, Ferdinando Pucci, John M Milwid, Michael T Mee, Neal F Gordon

Złożone biologi są obiecującymi kandydatami do leczenia różnych chorób. Jednak trudno jest dostarczyć duże środki biologiczne do komórki, ponieważ błona plazmatyczna działa jako bariera między komórką a przestrzenią zewnątrzkomórkową. W dziedzinie istnieje zapotrzebowanie na nowe sposoby dostarczania złożonych związków biologicznych do komórek osobnika. Niniejsze ujawnienie dostarcza, co najmniej w części, fusosomowe sposoby i kompozycje do dostarczania in vivo. W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera kombinację elementów, które promują specyficzność dla komórek docelowych, np. jeden lub więcej fuzogenu, pozytywny element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej i element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej. W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera jedną lub więcej modyfikacji, które zmniejszają odpowiedź immunologiczną przeciwko fusosomowi.

47 kompozycji fuzosomu do dostarczania komórek T

Geoffrey A Von Maltzahn, Jacob Rosenblum-Rubens, Jagesh V Shah, Albert Ruzo Matias, Ferdinando Pucci, John M Milwid, Michael T Mee, Neal F Gordon

Złożone biologi są obiecującymi kandydatami do leczenia różnych chorób. Jednak trudno jest dostarczyć duże środki biologiczne do komórki, ponieważ błona plazmatyczna działa jako bariera między komórką a przestrzenią zewnątrzkomórkową. W dziedzinie istnieje zapotrzebowanie na nowe sposoby dostarczania złożonych związków biologicznych do komórek osobnika. Niniejsze ujawnienie dostarcza, co najmniej w części, fusosomowe sposoby i kompozycje do dostarczania in vivo. W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera kombinację elementów, które promują specyficzność dla komórek docelowych, np. jeden lub więcej fuzogenu, pozytywny element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej i element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej. W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera jedną lub więcej modyfikacji, które zmniejszają odpowiedź immunologiczną przeciwko fusosomowi.

48 kompozycji fuzosomu do dostarczania do OUN

Geoffrey A Von Maltzahn, Jacob Rosenblum-Rubens, Jagesh V Shah, Albert Ruzo Matias, Ferdinando Pucci, John M Milwid, Michael T Mee, Neal F Gordon

Złożone biologi są obiecującymi kandydatami do leczenia różnych chorób. Jednak trudno jest dostarczyć duże środki biologiczne do komórki, ponieważ błona plazmatyczna działa jako bariera między komórką a przestrzenią zewnątrzkomórkową. W dziedzinie istnieje zapotrzebowanie na nowe sposoby dostarczania złożonych związków biologicznych do komórek osobnika. Niniejsze ujawnienie dostarcza, co najmniej w części, fusosomowe sposoby i kompozycje do dostarczania in vivo.W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera kombinację elementów, które promują specyficzność dla komórek docelowych, np. jeden lub więcej fuzogenu, pozytywny element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej i element regulatorowy specyficzny dla komórki docelowej. W niektórych przykładach wykonania fusosom zawiera jedną lub więcej modyfikacji, które zmniejszają odpowiedź immunologiczną przeciwko fusosomowi.

49 Atlas lipidowy błon komórkowych ssaków ujawnia zmienność hierarchiczną indukowaną przez warunki hodowli, błony subkomórkowe i linie komórkowe

Jessica L Symons, Kwang-Jin Cho, Jeffrey T Chang, Guangwei Du, M Neal Waxham, John F Hancock, Ilya Levental, Kandice R Levental

Błony lipidowe są wszechobecnymi organizatorami biologicznymi, niezbędnymi do strukturalnej i funkcjonalnej kompartmentalizacji komórki i organelli subkomórkowych. Błony w żywych komórkach są złożone pod względem składu i składają się z setek dynamicznie regulowanych, odrębnych rodzajów lipidów. Fizjologia komórkowa wymaga ścisłej regulacji tych profili lipidomicznych w celu uzyskania właściwej funkcjonalności błony. Chociaż zidentyfikowano pewne ogólne cechy dopełniaczy lipidowych specyficznych dla tkanek i organelli, mniej wiadomo na temat szczegółowych zmian lipidomicznych spowodowanych czynnikami wewnętrznymi lub zewnętrznymi komórki. Tutaj używamy lipidomiki typu shotgun, aby przedstawić szczegółowe, kompleksowe lipidomy różnych preparatów błon komórkowych ssaków hodowanych i pierwotnych, aby zidentyfikować trendy i źródła zmienności. Bezstronna analiza składowych zasad (PCA) pokazuje wyraźny rozdział między hodowanymi i pierwotnymi komórkami, przy czym pierwotne erytrocyty, błony synaptyczne i inne lipidomy tkanek ssaków wyraźnie odbiegają od wszystkich hodowanych linii komórkowych, a także od siebie. Najogólniej, preparaty hodowanych błon komórkowych wyróżniały się niedoborem wielonienasyconych lipidów. Hodowane linie komórek ssaków były do ​​siebie stosunkowo podobne, chociaż wykryliśmy wyraźne, wysoce powtarzalne sygnatury lipidomiczne poszczególnych linii komórkowych i ich izolacje błony komórkowej (PM). Pomiary te zaczynają tworzyć kompleksowy atlas lipidomiczny komórek i tkanek ssaków, identyfikując niektóre główne źródła zmienności. Obserwacje te pozwolą na zbadanie regulacji i funkcjonalnego znaczenia lipidomów ssaków w różnych kontekstach.

50 Błony plazmowe są asymetryczne pod względem nienasycenia lipidów, upakowania i kształtu białka

Joseph H Lorent, Kandice R Levental, Lakshmi Ganesan, G Rivera-Longsworth, Erdinc Sezgin, Milka D Doktorova, Edward Lyman, Ilya Levental

Fundamentalną cechą komórkowych błon plazmatycznych (PM) jest asymetryczna dystrybucja lipidów między dwuwarstwowymi listkami. Jednak nie określono ani szczegółowych, kompleksowych składów poszczególnych listków PM, ani tego, w jaki sposób przyczyniają się one do strukturalnych asymetrii błony. Donosimy o różnych lipidomach i właściwościach biofizycznych obu monowarstw w żywych ssaczych PM. Nienasycenie fosfolipidów jest dramatycznie asymetryczne, przy czym listek cytoplazmatyczny jest w przybliżeniu dwukrotnie bardziej nienasycony niż listek egzoplazmatyczny. Symulacje atomistyczne i spektroskopia fluorescencyjnych sond selektywnych płatków ujawniają, że zewnętrzny płatek PM jest bardziej upakowany i mniej dyfuzyjny niż płatek wewnętrzny, przy czym ta biofizyczna asymetria jest utrzymywana w układzie endocytarnym. Asymetria strukturalna PM znajduje odzwierciedlenie w asymetrycznych strukturach domen transbłonowych białek. Te strukturalne asymetrie są zachowane w całej Eukariocie, co sugeruje fundamentalne zasady projektowania komórkowego.

51 Kompleks importu do mitochondriów MIM działa jako główna translokaza dla α-helikalnych białek błony zewnętrznej

Kim Nguyen Doan, Alexander Grevel, Christoph U Mårtensson, Lars Ellenrieder, Nicolas Thornton, Lena-Sophie Wenz, Łukasz Opaliński, Bernard Guiard, Nikolaus Pfanner, Thomas Becker

Zewnętrzna błona mitochondrialna zawiera integralne białka z α-helikalnymi kotwicami błonowymi lub transbłonową β-beczką. Translokaza błony zewnętrznej (TOM) współpracuje z maszyną sortującą i montażową (SAM) w imporcie białek β-baryłkowych, natomiast kompleks importu mitochondrialnego (MIM) wprowadza prekursory wieloprzęsłowych białek α-helikalnych. Białka o jednym łańcuchu stanowią ponad połowę integralnych białek błony zewnętrznej, jednak ich biogeneza jest słabo poznana. Donosimy, że kompleks drożdżowy MIM promuje insercję białek z N-końcowymi (zakotwiczonymi sygnałowo) lub C-końcowymi (zakotwiczonymi w ogonie) kotwicami błonowymi. Kompleks MIM istnieje w trzech dynamicznych populacjach. MIM oddziałuje z TOM, akceptując białka prekursorowe z receptora Tom70. Wolne kompleksy MIM wstawiają białka jednoprzebiegowe, które są importowane w sposób niezależny od Tom70. Wreszcie, połączenie MIM i SAM promuje wczesne etapy montażu podjednostek TOM. Doszliśmy do wniosku, że kompleks MIM jest główną i wszechstronną translokazą białkową mitochondrialnej błony zewnętrznej.

52 Wywołana przez miriocynę adaptacyjna laboratoryjna ewolucja przemysłowego szczepu Saccharomyces cerevisiae ujawnia jego potencjał do przebudowy składu lipidów i tolerancji na ciepło

Francisca Randez-Gil, Jose A Prieto, Alejandro Rodríguez-Puchades, Josefina Casas, Vicente Sentandreu, Francisco Estruch

Modyfikacja składu lipidów umożliwia komórkom dostosowanie właściwości biofizycznych błony w odpowiedzi na zmiany temperatury otoczenia. Tutaj używamy adaptacyjnej ewolucji laboratoryjnej (ALE) w obecności miriocyny, inhibitora biosyntezy sfingolipidów (SL), do przemodelowania profilu lipidowego przemysłowego szczepu drożdży (LH) Saccharomyces cerevisiae. Podejście to umożliwiło uzyskanie niejednorodnej populacji (LHev) wyewoluowanych klonów tolerujących miriocynę, charakteryzujących się zdolnością wzrostu w wysokiej temperaturze. Ekspozycja na miriocynę spowodowała również tolerancję na sorafen A, inhibitor karboksylazy acetylo-CoA Acc1, enzymu ograniczającego tempo wytwarzania kwasów tłuszczowych de novo, wspierającego zmiany w metabolizmie lipidów podczas ALE. Zgodnie z tym charakterystyka dwóch losowo wybranych klonów, LH03 i LH09, wykazała obecność lipidów o zwiększonym stopniu nasycenia i zmniejszonej długości acylu. Ponadto klon LH03, który wykazuje większą poprawę sprawności w 40°C, wykazywał wyższą zawartość SL w porównaniu ze szczepem rodzicielskim. Analiza genomów LH03 i LH09 wykazała utratę chromosomów wpływających na geny, które odgrywają rolę w syntezie i wydłużaniu kwasów tłuszczowych. Związek między poziomem ploidalności a wzrostem w wysokiej temperaturze został dodatkowo potwierdzony przez analizę w pełni izogenicznego zestawu szczepów drożdży o ploidalności między 1N a 4N, która wykazała, że ​​utrata zawartości genomu zapewnia tolerancję cieplną. Zgodnie z tym, wyewoluowana populacja termotolerancyjna (LH40°) wytworzona z rodzicielskiego szczepu LH przez sterowaną ciepłem ALE wykazywała zmniejszenie liczby kopii chromosomów. W ten sposób nasze wyniki identyfikują ewolucję napędzaną miriocyną jako potężne podejście do badania mechanizmów nabytej termotolerancji i generowania ulepszonych szczepów.

53 Homeostaza lipidowa i biofizyczna błon ssaków przeciwdziała zaburzeniom lipidowym w diecie w celu utrzymania sprawności komórkowej

Kandice R Levental, Eric Malmberg, Jessica L Symons, Yang-Yi Fan, Robert S Chapkin, Robert Ernst, Ilya Levental

Prawidłowa fizjologia błony wymaga zachowania właściwości biofizycznych, które muszą być buforowane przed zakłóceniami zewnętrznymi. Podczas gdy homeostatyczna adaptacja płynności błony do zmian temperatury jest wszechobecną cechą organizmów ektotermicznych, taka responsywna adaptacja błony do zewnętrznych bodźców nie była bezpośrednio obserwowana u ssaków. W tym miejscu donosimy, że wyzwanie błonom ssaków przez lipidy w diecie prowadzi do silnej przebudowy lipidomicznej w celu zachowania właściwości fizycznych błon. W szczególności egzogenne wielonienasycone kwasy tłuszczowe są szybko włączane do lipidów błonowych, powodując zmniejszenie upakowania błony. Efekty te są szybko kompensowane zarówno w hodowli, jak i in vivo przez przebudowę całego lipidomu, w szczególności regulację w górę lipidów nasyconych i cholesterolu, co skutkuje odzyskaniem upakowania błony i przepuszczalności. Zniesienie tej odpowiedzi skutkuje cytotoksycznością, gdy homeostaza błony jest zagrożona przez lipidy w diecie. Wyniki te ujawniają zasadniczy ssaczy mechanizm homeostazy błonowej, w którym przebudowa lipidomów w odpowiedzi na dopływ lipidów z diety zachowuje funkcjonalne fenotypy błon.

54 Inhibitory syntetazy asparaginowej i ich zastosowania

Alessandra Boletta, Christine Podrini, Isaline Rowe

Niniejszy wynalazek dotyczy inhibitora syntazy asparaginowej do zastosowania w leczeniu zaburzenia charakteryzującego się tworzeniem torbieli nerek i/lub wątroby oraz odpowiedniej kompozycji farmaceutycznej. Przeprowadzono kompleksową charakterystykę metabolomiczną komórek i tkanek nerek na modelu mysim niosącym specyficzną dla nerek inaktywację genu Pkdl. Obecne dane wskazują na szeroką przemianę metaboliczną, która obejmuje kilka szlaków, w tym centralny metabolizm węgla i wykorzystanie glutaminy. Twórcy wykazują, że utrata Pkdl prowadzi do głębokich zmian metabolicznych, które wpływają na glikolizę, metabolizm mitochondrialny i syntezę kwasów tłuszczowych (FAS). W szczególności wynalazcy stwierdzili, że komórki z mutacją Pkdl preferencyjnie wykorzystują glutaminę do napędzania cyklu TCA i do podtrzymania FAS. Zakłócanie wychwytu glutaminy lub FAS opóźnia wzrost i przeżycie komórek. Twórcy stwierdzili również, że glutamina jest przekierowywana do asparaginy przez syntetazę asparaginy (ASNS). Warto zauważyć, że wyciszenie ASNS było śmiertelne w komórkach zmutowanych Pkdl w połączeniu z pozbawieniem glukozy, otwierając nowe perspektywy terapeutyczne dla ADPKD.

55 Sygnalizacja ACSL3-LPIAT1 steruje syntezą prostaglandyn w niedrobnokomórkowym raku płuc

Maria Saliakoura, Inés Reynoso-Moreno, Chiara Pozzato, Matteo Rossi Sebastiano, Mirco Galié, Jürg Gertsch, Georgia Konstantinidou

Zwiększona produkcja prostaglandyn sprzyja rozwojowi i progresji raka. Prostaglandyny powstają z kwasu arachidonowego (AA) w wyniku działania izoenzymów cyklooksygenazy (COX). Jednakże, w jaki sposób komórki rakowe są w stanie utrzymać podwyższoną podaż AA do produkcji prostaglandyn, pozostaje niejasne. Tutaj, stosując linie komórkowe raka płuc i klinicznie istotne modele myszy oparte na KrasG12D, pokazujemy, że długołańcuchowa syntetaza acylo-CoA (ACSL3) przekierowuje AA do fosfatydyloinozytoli, aby zapewnić lizofosfatydyloinozytolo-acylotransferazę 1 (LPIAT1) z pulą AA w celu utrzymania wysokiej syntezy prostaglandyn. Knockdown LPIAT1 hamuje proliferację i niezależny od zakotwiczenia wzrost linii komórkowych raka płuc i hamuje onkogenezę in vivo. W pierwotnych ludzkich nowotworach płuc ekspresja LPIAT1 jest podwyższona w porównaniu ze zdrową tkanką i prognozuje słabą przeżywalność pacjentów. Badanie to ujawnia oś ACSL3-LPIAT1 jako warunek trwałej syntezy prostaglandyn w raku płuc o potencjalnej wartości terapeutycznej.

56 Drożdżowa toksyna przeciwwirusowa K1 indukuje specyficzne adaptacje komórek gospodarza poprzez samoistne ciśnienie selekcji

Stefanie Gier, Martin Simon, Gilles Gasparoni, Salem Khalifa, Marcel H Schulz, Manfred J Schmitt, Frank Breinig

Zjawisko zabójców u drożdży (Saccharomyces cerevisiae) nie tylko daje możliwość badania interakcji gospodarz-wirus w modelu eukariotycznym, ale także stanowi potężne narzędzie do analizy potencjalnych zdarzeń koadaptacyjnych i roli drożdży zabójców w różnorodności biologicznej. Chociaż niewątpliwie ma to decydujący wpływ na liczebność i ekspresję fenotypu zabójcy w społecznościach zawierających drożdże zabójcze, wpływ konkretnej toksyny na wytwarzającą ją komórkę gospodarza nie został wystarczająco zbadany. W tym badaniu opisujemy system modelowy dwóch szczepów drożdży zabójczych K1 z wyraźnymi różnicami fenotypowymi wskazującymi na znaczną presję selekcyjną w odpowiedzi na poziom wydzielania toksyny. Analizy transkryptomu i lipidomu ujawniły specyficzne i wewnętrzne adaptacje komórek gospodarza zależne od ilości wytwarzanej toksyny K1. Wysoka podstawowa ekspresja genów kodujących osmoprotektanty i białka reagujące na stres w szczepie zabójczych drożdży wydzielających większe ilości aktywnej toksyny K1 implikuje ogólnie zwiększoną tolerancję na stres. Co więcej, dane sugerują, że odporność komórki gospodarza na własną toksynę jest niezbędna dla zrównoważonej interakcji wirus-gospodarz, dostarczając cennych wskazówek do wyjaśnienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw odporności K1 i implikujących ewolucyjnie zachowaną rolę odporności na toksyny w naturalnych populacjach drożdży.

Fenotyp zabójcy w Saccharomyces cerevisiae opiera się na cytoplazmatycznej trwałości dwóch wirusów RNA. W przeciwieństwie do producentów toksyn bakteryjnych, drożdże zabójcze wymagają specyficznego mechanizmu odporności przeciwko własnej toksynie, ponieważ mają taką samą populację receptorów jak wrażliwe komórki. Chociaż zjawisko zabójców jest bardzo rozpowszechnione i ma decydujący wpływ na strukturę społeczności drożdży, wpływ konkretnej toksyny na komórkę gospodarza został ledwo zbadany. W naszym badaniu wykorzystaliśmy dwie pochodne wydzielające różne ilości zabójczej toksyny K1 do analizy potencjalnych zdarzeń koadaptacyjnych w tym konkretnym systemie gospodarz/wirus. Nasze dane podkreślają zależność zdolności komórki gospodarza do radzenia sobie z pozakomórkowymi cząsteczkami toksyny i wewnątrzkomórkowymi cząsteczkami K1 dostarczanymi przez wirusa. W związku z tym badania te znacznie pogłębiają obecne zrozumienie ewolucyjnie zachowanej roli tej maszynerii molekularnej jako wewnętrznej presji selekcyjnej w populacjach drożdży.

57 Przeprogramowanie lipidomu–transkryptomu zależne od LDLR w przypadku niewrażliwości na cisplatynę

Wei-Chun Chang, Hsiao-Ching Wang, Wei-Chung Cheng, Juan-Cheng Yang, Wei-Min Chung, Yen-Pin Ho, Lumin Chen, Yao-Ching Hung, Wen-Lung Ma

Terapia oparta na platynie pozostaje kamieniem węgielnym terapii przeciwnowotworowej, jednak jej skuteczność jest różna. Opisano rolę wejścia lipidów za pośrednictwem receptora lipoproteinowego w rozwoju raka. Jednak rola i mechanizm receptora lipoprotein o małej gęstości (LDLR) w chemiowrażliwości są nieznane. W bieżącym raporcie do zbadania tego zagadnienia wykorzystaliśmy nabłonkowego raka jajnika (EOC), złożonego z różnych komórek. Korzystając z publicznej bazy danych mikromacierzy cDNA i pojedynczego badania kohortowego, ekspresja LDLR była dodatnio związana z prognozą choroby u pacjentów po chemioterapii opartej na nabłonku jajnika (EOC). In vitro oraz in vivo Wprowadzono dodatek/wyciszanie LDLR w celu określenia wrażliwości na cisplatynę i wzrostu raka. Wyniki ujawniły, że osłabiony LDLR może uczulać, podczas gdy nadmiernie wyrażony LDLR może nieczuć komórki EOC na cytotoksyczne działanie cisplatyny. Ponadto, podejścia transomiczne przedstawiały oś regulatorową LDLR→LPC (lizofosfatydylocholina)→FAM83B (związane z fosfolipazą)→FGFR (wrażliwość na cisplatynę i związane z fosfolipazą). Wreszcie stwierdzono, że manipulacja ekspresją LDLR w komórkach EOC określa skuteczność terapii cisplatyną pod względem supresji nowotworu. Podsumowując, oś LDLR→LPC→FAM83B→FGFRs jest przykładem makrośrodowiskowej regulacji guza na wyniki terapii. W związku z tym ekspresja LDLR może służyć jako biomarker wrażliwości na chemioterapię w EOC. Znaczenie: w pracy opisano rolę LDLR w rozwoju niewrażliwości na chemioterapię opartą na platynie w nabłonkowym raku jajnika. Oddziaływania lipidomu (np. LPC) i transkryptomu (np. FAM38B) ujawniły przy użyciu metod transomicznych oś regulatorową LDLR→LPC→FAM83B→FGFRs w komórkach nowotworowych, w modelu zwierzęcym iu pacjentów.

58 Specyficzne dla płci zaburzenia złożonych lipidów w odpowiedzi na średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe w niedoborze dehydrogenazy acylo-CoA o bardzo długim łańcuchu (VLCADD)

Khaled I Alatibi, Zeinab Wehbe, Ute Spiekerkoetter, Sara Tucci

Bardzo długołańcuchowy niedobór dehydrogenazy acylo-CoA (VLCAD) jest najczęstszą wadą β-oksydacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Zalecane leczenie obejmuje zastosowanie trójglicerydów średniołańcuchowych (MCT). Jednak długotrwałe leczenie myszy VLCAD-/- spowodowało rozwój zespołu metabolicznego specyficznego dla płci z powodu selektywnej aktywacji sygnalizacji ERK/mTORc1 u samic i szlaku ERK/PPARγ u samców.

W celu zbadania późniejszego, specyficznego dla płci wpływu MCT na skład lipidowy błon komórkowych, przeprowadziliśmy analizę lipidomiczną, proteomikę ilościową opartą na SILAC i ekspresję genów w fibroblastach myszy WT i VLCAD-/- obu płci.

Traktowanie oktanianem (C8) wpłynęło na skład złożonych lipidów, powodując specyficzną dla płci sygnaturę profilu molekularnego. Zawartość ceramidów i sfingomielin w szczególności różniła się znacząco w warunkach kontrolnych i znacznie wzrosła w komórkach zmutowanych samic myszy, ale pozostała niezmieniona w komórkach zmutowanych samców. Ponadto zaobserwowaliśmy specyficzną regulację w górę biosyntezy plazmalogenów tylko u samców myszy, podczas gdy u samic C8 prowadziło do akumulacji wyższego stężenia fosfatydylocholiny i lizofosfosfatydylocholiny.

Nasze dane na temat lipidów błonowych w niedoborach VLCAD po suplementacji C8 dostarczają dowodów na zaburzenia lipidowe specyficzne dla płci. Stawiamy hipotezę, że prawdopodobna odpowiedź prozapalna indukowana przez C8 przyczynia się do rozwoju ciężkiego zespołu metabolicznego u samic myszy VLCAD-/- po długotrwałej suplementacji MCT.

59 Białka regulatorowe Rtg1/3 regulują homeostazę sfingolipidów u drożdży związanych z człowiekiem Candida albicans

Sergio D Moreno-Velásquez, Su Hlaing Tint, Valentina del Olmo Toledo, Sanda Torsin, Sonakshi De, J Christian Pérez

Integracja wykrywania składników odżywczych z syntezą złożonych cząsteczek jest główną cechą metabolizmu. Jednak mechanizmy regulacyjne leżące u podstaw takiej integracji są często nieznane. Tutaj ustalamy, że regulatory transkrypcji Rtg1/3 są kluczowymi wyznacznikami homeostazy sfingolipidów w ludzkim patogenie grzybiczym Candida albicans. Analiza ilościowa lipidomu C. albicans ujawnia zmiany zależne od Rtg1/3 we wszystkich złożonych sfingolipidach i ich prekursorach, ceramidach. Mutacje w regulatorach sprawiają, że grzyb jest podatny na miriocynę, inhibitor syntezy sfingolipidów. Rtg1/3 kontrolują ekspresję kilku enzymów biorących udział w syntezie cegiełek budulcowych sfingolipidów, a regulatory są aktywowane po wchłonięciu komórek C. albicans przez ludzkie neutrofile. Wykazujemy, że Rtg1p i Rtg3p są regulowane na dwóch poziomach, jeden w odpowiedzi na sfingolipidy, a drugi przez czujnik składników odżywczych TOR. Nasze odkrycia wskazują zatem, że system Rtg1/3 integruje wykrywanie składników odżywczych w syntezie złożonych lipidów.

60 Związek α/β-hydrolazy D16B z wskaźnikiem poczęcia bydła i składem lipidów błony osocza nasienia

Shuwen Shan, Fangzheng Xu, Martina Bleyer, Svenja Becker, Torben Melbaum, Wilhelm Wemheuer, Marc Hirschfeld, Christin Wacker, Shuhong Zhao, Ekkehard Schütz, Bertram Brenig

Zidentyfikowaliśmy buhaja holsztyńskiego o imieniu Tarantino, który został zatwierdzony do sztucznej inseminacji opartej na normalnych cechach nasienia (tj. morfologii, termooporności, ruchliwości, koncentracji plemników), ale nie miał potomstwa po 412 pierwszych inseminacjach, co skutkowało brakiem powrotu stopa (NRdev) z -29. Stosując analizę asocjacyjną całego genomu i sekwencjonowanie nowej generacji, zidentyfikowano powiązany nonsensowny wariant w genie 16B zawierającym domenę α/β-hydrolazy (ABHD16B) na bydlęcym chromosomie 13. Częstość występowania zmutowanego allelu w populacji niemieckiej holsztyńskiej określono na 0,0018 w 222 645 badanych okazach bydła. Zmutowany allel wywodzi się z Whirlhill Kingpin (ur. 13 lutego 1959) jako potencjalnego założyciela. Ekspresję ABHD16B wykryto metodą Western blot i immunohistochemii w jądrach i najądrzach buhajów kontrolnych. Porównanie lipidomów błony komórkowej świeżego nasienia od nosicieli i kontroli wykazało istotne różnice w stężeniu fosfatydylocholiny (PC), diacyloglicerolu (DAG), ceramidu (Cer), sfingomieliny (SM) i fosfatydylocholiny (-eteru) (PC O -), wskazując, że ABHD16B odgrywa rolę w biosyntezie lipidów. Zmieniona zawartość lipidów może wyjaśniać zmniejszoną zdolność do zapłodnienia zmutowanych plemników.

61 Osłabienie glutaminolizy wspomaga chemioterapię, podczas gdy NRF2 promuje chemooporność w raku trzustki wywołanym przez KRAS

Suman Mukhopadhyay, Debanjan Goswami, Pavan P Adiseshaiah, William Burgan, Ming Yi, Theresa M Guerin, Serguei V Kozlov, Dwight V Nissley, Frank McCormick

Rak trzustki to choroba o ograniczonych możliwościach terapeutycznych. Oporność na chemioterapię stanowi istotne wyzwanie kliniczne dla pacjentów z rakiem trzustki i przyczynia się do wysokiego odsetka nawrotów. Tutaj wykazaliśmy, że onkogenny KRAS, kluczowy czynnik napędzający raka trzustki, promuje przeprogramowanie metaboliczne i zwiększa poziom NRF2, głównego regulatora sieci antyoksydacyjnej. NRF2 przyczynił się do chemooporności i był związany ze złym rokowaniem u pacjentów z rakiem trzustki. Aktywacja NRF2 metabolicznie przekształcona i podwyższona na szlakach zaangażowanych w metabolizm glutaminy. To ograniczyło chemiooporność w raku trzustki z mutacją KRAS. Dodatkowo manipulowanie metabolizmem glutaminy ograniczało powstawanie granulek stresu, będących wskaźnikiem chemooporności. Inhibitory glutaminazy uwrażliwiały chemooporne komórki raka trzustki na gemcytabinę, poprawiając w ten sposób skuteczność chemioterapii. To podejście terapeutyczne jest obiecujące jako nowa terapia dla pacjentów z rakiem trzustki z mutacją KRAS.

62 Przedkliniczna ocena farmakologiczna inhibitora hydrolazy amidowej kwasów tłuszczowych BIA 10-2474

Maria-João Bonifácio, Filipa Sousa, Cátia Aires, Ana Loureiro, Carlos Fernandes-Lopes, Nuno Pires, P Nuno Palma, Paul Moser, Patrício Soares-da-Silva

W 2016 roku jedna osoba zmarła, a cztery inne miały łagodne do ciężkich objawy neurologiczne podczas badania klinicznego I fazy inhibitora FAAH BIA 10-2474.

Badania farmakodynamiczne i farmakokinetyczne przeprowadzono z BIA 10-2474 w porównaniu z PF-04457845 i JNJ-42165279 na myszach, szczurach i ludzkiej FAAH wyrażanej w komórkach COS. Selektywność oceniano metodą APBB na szczurach. Zbadano efekt BIA 10-2474 u szczurów ze spontanicznym nadciśnieniem podatnym na udar (SHRSP).

BIA 10-2474 był około 10-krotnie słabszy niż PF-04457845 w hamowaniu ludzkiej FAAH in situ, ale hamował FAAH w mózgu i wątrobie myszy z wartościami ED50 wynoszącymi odpowiednio 13,5 i 6,2 μg.kg-1. Poziomy BIA 10-2474 w osoczu i mózgu były zgodne z mocą in situ i ani BIA 10-2474, ani jego metabolity nie kumulowały się po powtórnym podaniu. FAAH i ABHD6 zostały zidentyfikowane jako główne cele BIA 10-2474, a przy wyższych poziomach ekspozycji ABHD11, PNPLA6, PLA2G15, PLA2G6 i AIG1. Przy 100 mg.kg-1 przez 28 dni poziom kilku rodzajów lipidów zawierających kwas arachidonowy wzrósł. Codzienne leczenie SHRSP za pomocą BIA 10-2474 nie wpływało na śmiertelność, au zwierząt, które przeżyły, nie zwiększało częstości występowania krwotoków ani obrzęków.

BIA 10-2474 silnie hamuje FAAH in vivo, podobnie jak PF-04457845, ale oddziałuje również z wieloma enzymami przetwarzającymi lipidy, z których niektóre wcześniej zidentyfikowano w ludzkich komórkach jako nieosiągalne, szczególnie przy wysokim poziomie ekspozycji. Te interakcje wystąpiły przy dawkach stosowanych w badaniach toksykologicznych, ale implikacje tych niezgodnych z celami wypadków w badaniu klinicznym pozostają niejasne.

63 Środek nakierowujący mikroRNA do leczenia chorób serca

Jaya Krishnan, Corinne Bischof

Niniejszy wynalazek dotyczy leczenia i zapobiegania chorobom serca przez podawanie kwasów oligonukleinowych, które modulują aktywność lub ekspresję mikroRNA. Dokładniej, wynalazek dostarcza sposoby leczenia lub zapobiegania chorobom serca przez hamowanie ekspresji i/lub aktywności miR27b-5p mikroRNA.

64 Lipidom w osoczu i przewidywanie cukrzycy typu 2 w diecie Malmö opartej na populacji i kohorcie nowotworowej

Céline Fernandez, Michal A Surma, Christian Klose, Mathias J Gerl, Filip Ottosson, Ulrika Ericson, Nikolay Oskolkov, Marju Ohro-Melander, Kai Simons, Olle Melander

Cukrzyca typu 2 (T2DM) jest związana z dyslipidemią, ale szczegółowe zmiany w gatunkach lipidów poprzedzające chorobę są w dużej mierze nieznane. Naszym celem było zidentyfikowanie lipidów osocza związanych z rozwojem T2DM i zbadanie ich związku ze stylem życia.

178 lipidów oznaczono na początku badania metodą spektrometrii mas u 3668 uczestników bez cukrzycy z badania Malmö Diet and Cancer Study. Populacja została losowo podzielona na odkrycia (n = 1868, w tym 257 przypadków incydentów) i replikacji (n = 1800, w tym 249 przypadków incydentów) zestawów. Wykorzystaliśmy projekcje ortogonalne do analiz dyskryminacyjnych struktur utajonych, wyodrębniliśmy składnik predykcyjny występowania T2DM (lipid-PCDM) i ocenił jej związek z występowaniem T2DM za pomocą regresji Coxa i czynników związanych ze stylem życia przy użyciu ogólnych modeli liniowych.

Lipidowy PC przewidujący T2DMDM pochodząca z zestawu odkrycia była niezależnie związana z występowaniem T2DM w zestawie replikacyjnym, ze współczynnikiem ryzyka (HR) wśród osobników w piątym w porównaniu z pierwszym kwintylem lipid-PCDM 3,7 (95% CI 2,2–6,5). Dla porównania, HR T2DM wśród osób otyłych w porównaniu z prawidłową masą ciała wyniósł 1,8 (95% CI 1,2–2,6). Lipidy kliniczne nie poprawiły przewidywania ryzyka T2DM, ale dodanie lipid-PCDM do wszystkich konwencjonalnych czynników ryzyka T2DM zwiększyło obszar pod krzywą charakterystyki pracy odbiornika o 3%. Lipidowy PCDM wiązało się również z wynikami dietetycznymi dotyczącymi zachorowalności na T2DM i niższym poziomem aktywności fizycznej.

Profil lipidomiczny związany ze stylem życia silnie przewiduje rozwój T2DM poza obecne czynniki ryzyka. Niezbędne są dalsze badania w celu sprawdzenia, czy interwencje związane ze stylem życia modyfikujące ten profil lipidomiczny mogą zapobiec T2DM.

65 Tłumienie fenotypów związanych z aneuploidią poprawia sprawność komórek trisomii 21

Sunyoung Hwang, Jessica F Williams, Maja Kneissig, Maria Lioudyno, Isabel Rivera, Pablo Helguera, Jorge Busciglio, Zuzana Storchova, Megan C King, Eduardo M Torres

Nieprawidłowa liczba chromosomów lub aneuploidia odpowiada za większość samoistnych poronień, powoduje wady rozwojowe i jest związana ze starzeniem się i rakiem. Mechanizmy molekularne, za pomocą których aneuploidia zaburzają funkcję komórki, pozostają w dużej mierze nieznane. Tutaj pokazujemy, że aneuploidia zaburza morfologię jądra. Mutacje, które zwiększają poziomy długołańcuchowych zasad, tłumią nieprawidłowości jądrowe drożdży aneuploidalnych niezależnie od tożsamości kariotypu. Ilościowa lipidomika wskazuje, że długołańcuchowe zasady są integralnymi składnikami błony jądrowej drożdży. Komórki izolowane od pacjentów z zespołem Downa pokazują również, że nieprawidłowa morfologia jądra i wzrost długołańcuchowych zasad nie tylko tłumi te nieprawidłowości, ale także poprawia ich sprawność. Podobne wyniki uzyskaliśmy z komórkami izolowanymi od pacjentów z zespołem Patau lub Edwarda, co wskazuje, że wzrost długołańcuchowych zasad poprawia sprawność komórek aneuploidalnych u drożdży i ludzi. Celowanie w szlaki biosyntezy lipidów stanowi ważną strategię tłumienia nieprawidłowości jądra w chorobach związanych z aneuploidią.

66 Lipidomika Shotgun odkryła dobową regulację metabolizmu lipidów powiązaną z wrażliwością na insulinę u mężczyzn bez cukrzycy

Katharina Kessler, Mathias J Gerl, Silke Hornemann, Markus Damm, Christian Klose, Klaus J Petzke, Margrit Kemper, Daniela Weber, Natalia Rudovich, Tilman Grune, Kai Simons, Achim Kramer, Andreas F H Pfeiffer, Olga Pivovarova-Ramich

Czas posiłków wpływa na homeostazę metaboliczną i masę ciała, ale nie jest dobrze zbadany wpływ składu i czasu posiłków na lipidomię osocza.

Zastosowaliśmy wysokowydajną lipidomikę plazmy typu shotgun do zbadania wpływu czasu spożycia węglowodanów i tłuszczów na metabolizm lipidów i jego związku z kontrolą glikemii.

29 mężczyzn bez cukrzycy spożywało (i) posiłek testowy o wysokiej zawartości węglowodanów (MTT-HC) o godzinie 09:00 i posiłek wysokotłuszczowy (MTT-HF) o 15:40 lub (ii) MTT-HF o 09:00 i MTT-HC o 15:40. Krew pobierano przed i 180 min po zakończeniu każdego MTT. Podskórną tkankę tłuszczową (SAT) pobrano po całonocnym poście i obu MTT. Przed każdym dniem badania uczestnicy spożywali 4-tygodniową dietę izokaloryczną o tym samym składzie: (1) posiłki wysokowęglowodanowe do 13:30 i posiłki wysokotłuszczowe między 16:30 a 22:00 lub (2) w kolejności odwrotnej .

Wzorce lipidowe 12 godzin dziennie wykazywały złożoną regulację zarówno w zależności od pory dnia (67,8%), jak i składu posiłku (55,4%). Jedna trzecia lipidów wykazywała dobową zmienność w odpowiedzi poposiłkowej na ten sam posiłek, przeważnie z większą reakcją rano niż po południu. Rano wzbogacono triacyloglicerole zawierające krótsze i bardziej nasycone kwasy tłuszczowe. Transkrypty SAT zaangażowane w syntezę i desaturację kwasów tłuszczowych nie wykazywały zmienności dobowej. Dobowe zmiany siedmiu klas lipidów były ujemnie związane z wrażliwością na insulinę, ale nie z odpowiedzią na glukozę i insulinę lub wydzielaniem insuliny.

Badanie to wykazało, że poposiłkowe profile lipidowe w osoczu są silnie uzależnione od pory posiłków i związane z wrażliwością na insulinę.

67 Pho85 i PI(4,5)P2 regulują różne szlaki metaboliczne lipidów w odpowiedzi na zimno

Jose A Prieto, Francisco Estruch, Isaac Córcoles-Sáez, Maurizio Del Poeta, Robert Rieger, Irene Stenzel, Francisca Randez-Gil

Homeostaza lipidowa umożliwia komórkom dostosowanie właściwości biofizycznych błony w odpowiedzi na zmiany warunków środowiskowych. U drożdży Saccharomyces cerevisiae przesunięcie w dół temperatury z optymalnej zmniejsza płynność błony, co powoduje przebudowę lipidów błony komórkowej. Sposób postrzegania zmian w płynności błony oraz prawidłowego zbilansowania liczebności i składu różnych klas lipidów pozostaje w dużej mierze nieznany. Tutaj pokazujemy, że poziomy 4,5-bisfosforanu fosfatydyloinozytolu [PI(4,5)P2], najobficiej występującego fosfoinozytydu błony komórkowej, gwałtownie spadają w odpowiedzi na przesunięcie temperatury w dół. Zmiana ta uruchamia kaskadę sygnalizacyjną przekazywaną do cytozolowych pochodnych fosforanowych difosfoinozytolu, w tym 5-PP-IP4 i 1-IP7, które wywierają funkcje regulacyjne na geny biorące udział w metabolizmie inozytolu i fosfolipidów (PL) oraz hamują aktywność kinazy białkowej Pho85. Zgodnie z tym, ekspozycja na zimno wyzwala specyficzny program zmian obojętnych lipidów i PLs. Ponadto zidentyfikowaliśmy Pho85 jako odgrywającą kluczową rolę w kontrolowaniu syntezy długołańcuchowych zasad (LCB) za pośrednictwem obwodu regulacyjnego Ypk1-Orm2. Doszliśmy do wniosku, że Pho85 koordynuje skoordynowaną odpowiedź szlaków metabolicznych lipidów, które zapewniają adaptację termiczną drożdży.

68 Uczenie maszynowe lipidomów ludzkiego osocza do oceny otyłości w dużej kohorcie populacji

Mathias J Gerl, Christian Klose, Michal A Surma, Céline Fernandez, Olle Melander, Satu Männistö, Katja Borodulin, Aki S Havulinna, Veikko Salomaa, Elina Ikonen, Carlo V Cannistraci, Kai Simons

Otyłość jest związana ze zmianami lipidów w osoczu. Chociaż rutynowo stosuje się proste oznaczanie ilościowe lipidów, lipidy osocza rzadko są badane na poziomie pojedynczych cząsteczek. Naszym celem było przewidywanie różnych miar otyłości na podstawie lipidomu osocza w dużej kohorcie populacji przy użyciu zaawansowanego modelowania uczenia maszynowego. W sumie 1061 uczestników kohorty populacyjnej FINRISK 2012 zostało losowo wybranych, a poziomy 183 rodzajów lipidów w osoczu zostały zmierzone za pomocą nowatorskiej metody spektrometrii masowej. Przeszkolono wiele modeli inteligencji maszynowej w celu przewidywania szacunków otyłości, tj. wskaźnik masy ciała (BMI), obwód talii (WC), stosunek talii do bioder (WHR) i procent tkanki tłuszczowej (BFP), i poddano walidacji u 250 losowo wybranych uczestników dieta Malmö i kohorta układu sercowo-naczyniowego na raka (MDC-CC). Porównanie różnych modeli wykazało, że lipidom najlepiej przewidywał BFP (R2=0,73), na podstawie modelu Lasso. W tym modelu najsilniejszym pozytywnym i najsilniejszym negatywnym predyktorem były cząsteczki sfingomieliny, które różnią się tylko 1 wiązaniem podwójnym, co sugeruje udział nieznanej desaturazy w zaburzeniach metabolizmu lipidów związanych z otyłością. Co więcej, wykorzystaliśmy tę regresję do sondowania istotnych klinicznie informacji zawartych w lipidomie osocza i stwierdziliśmy, że lipidom osocza zawiera również informacje o rozmieszczeniu tkanki tłuszczowej, ponieważ WHR (R2=0,65) przewidywano dokładniej niż BMI (R2=0,47). Te wyniki modelowania wymagały pełnego rozdziału lipidomu na poziom gatunków lipidowych, a przewidywany zestaw biomarkerów musiał być wystarczająco duży. Siła powiązania lipidomicznego została wykazana przez odkrycie, że dodanie rutynowych klinicznych zmiennych laboratoryjnych, np. lipoprotein o dużej gęstości (HDL) lub cholesterolu o niskiej gęstości (LDL) nie poprawiło modelu dalej. Analizy korelacji poszczególnych gatunków lipidów, kontrolowanych pod względem wieku i rozdzielonych według płci, podkreślają wieloparametrowy i specyficzny dla gatunku lipidów charakter korelacji z BFP. Pomiary lipidowe w połączeniu z modelowaniem inteligencji maszynowej zawierają bogate informacje o ilości i rozmieszczeniu tkanki tłuszczowej w ciele poza tradycyjnymi testami klinicznymi.

69 Wpływ suplementacji wielomikroskładnikowej na lipidemię dzieci i młodzieży

Anirikh Chakrabarti, Michael Eiden, Delphine Morin-Rivron, Nicolas Christinat, Jacqueline P Monteiro, Jim Kaput, Mojgan Masoodi

Suplementacja mikroelementami została szeroko zbadana jako strategia poprawy zdrowia i zmniejszenia ryzyka chorób przewlekłych. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, takie jak A i E, ze swoimi właściwościami przeciwutleniającymi i mechanistycznymi interakcjami z lipoproteinami, mają potencjalnie kluczowy wpływ na metabolizm lipidów i lipidemię. Wpływ mikroskładników odżywczych na metabolizm lipidów wymaga dalszych badań, w tym scharakteryzowania lipidomu osocza po suplementacji oraz wszelkich skutków przyczynowych na krążące lipidy. W tym badaniu wyjaśniamy wpływ i powiązania interwencji wieloskładnikowej mikroskładników odżywczych u brazylijskich dzieci i nastolatków ze zmianami lipoproteinowymi i metabolizmem lipidów. Nasza analiza sugeruje połączenie krótko- i długoterminowego wpływu suplementacji na metabolizm lipidów, w którym potencjalnie pośredniczą przede wszystkim α-tokoferol (witamina E) i retinol (witamina A). Wśród klas lipidów największy wpływ na poziom fosfolipidów, lizofosfolipidów i estrów cholesterolu, a także zróżnicowane włączanie kwasów stearynowego, palmitynowego, oleinowego i arachidonowego. Zintegrowana analiza z danymi proteomicznymi zasugerowała potencjalne powiązania ze zmianami poziomu białka fosfolipaz i kinazy dehydrogenazy pirogronianowej 1 (PDK1) za pośrednictwem suplementacji. Związki między obserwowanymi różnicami w lipidemii, całkowitym trójglicerydach i poziomach cholesterolu VLDL sugerują, że mikroskładniki odżywcze mogą odgrywać rolę w zmniejszaniu tych czynników ryzyka chorób sercowo-naczyniowych u dzieci. Wymagałoby to dalszych badań.

70 Rola neutralnej sfingomielinazy-2 (NSM 2) w kontroli składu lipidów błony komórkowej plazmy komórek T i homeostazy cholesterolu

Charlene Börtlein, Fabian Schumacher, Burkhard Kleuser, Lars Dölken, Elita Avota

Aktywność obojętnej sfingomielinazy-2 (NSM2) w celu katalizowania konwersji sfingomieliny (SM) do ceramidu i fosfocholiny w cytozolowym płatku błony plazmatycznej (PM) jest ważna w sygnalizacji receptora komórek T (TCR). Niedawno zidentyfikowaliśmy PKCζ jako główny efektor NSM2 downstream, który reguluje polaryzację mikrotubularną. Pozostało jednak niejasne, w jakim stopniu aktywność NSM2 wpłynęła na ogólny skład lipidów PM i lipidów efektorowych w dół w stymulowanych antygenem limfocytach T. Tutaj przedstawiamy szczegółowe analizy lipidomiczne frakcji PM wyizolowanych z komórek Jurkat typu dzikiego stymulowanych TCR iz niedoborem NSM2 (ΔNSM). To ujawniło, że oprócz sfingolipidów, zubożenie NSM2 wpływa również na stężenia wielu innych lipidów. W szczególności ablacja NSM2 skutkowała wzrostem lizofosfatydylocholiny (LPC) i lizofosfatydyloetanoloaminy (LPE), które oba regulują właściwości biofizyczne PM. Co najważniejsze, zależna od TCR regulacja w górę ważnego lipidu, diacyloglicerolu (DAG) sygnalizującego komórki T, który ma fundamentalne znaczenie dla aktywacji konwencjonalnych i nowych PKC, została zniesiona w komórkach ΔNSM. Ponadto stwierdzono, że aktywność NSM2 odgrywa ważną rolę w transporcie cholesterolu PM do retikulum endoplazmatycznego (ER) i wytwarzaniu tam estrów cholesterolu (CE). Co najważniejsze, akumulacja CE była niezbędna do podtrzymania proliferacji ludzkich komórek T. W związku z tym hamowanie enzymów wytwarzających CE, acetylotransferaz cholesterolu ACAT1/SOAT1 i ACAT2/SOAT2, osłabiło ekspansję komórek T zarówno CD4+, jak i CD8+, napędzaną przez TCR. Podsumowując, nasze badanie ujawnia ważną rolę NSM2 w regulacji funkcji limfocytów T poprzez jego wielorakie wpływ na lipidy PM i homeostazę cholesterolu.

71 Architektura genetyczna lipidomu ludzkiego osocza i jej związek z chorobami układu krążenia

Rubina Tabassum, Joel T Rämö, Pietari Ripatti, Jukka T Koskela, Mitja Kurki, Juha Karjalainen, Priit Palta, Shabbeer Hassan, Javier Nunez-Fontarnau, Tuomo TJ Kiiskinen, Sanni Söderlund, Niina Matika Gerl, Michal A. Surma Klose, Nathan O Stitziel, Hannele Laivuori, Aki S Havulinna, Susan K Service, Veikko Salomaa, Matti Pirinen, Matti Jauhiainen, Mark J Daly, Nelson B Freimer, Aarno Palotie, Marja-Riitta Taskinen, Kai Simons, Samuli Ripatti

Zrozumienie architektury genetycznej lipidomu osocza może zapewnić lepszy wgląd w metabolizm lipidów i jego związek z chorobami sercowo-naczyniowymi (CVD). Tutaj przeprowadzamy analizy asocjacyjne całego genomu 141 gatunków lipidów (n = 2181 osób), a następnie skany całego fenomu z 25 fenotypami związanymi z CVD (n = 511 700 osób). Identyfikujemy 35 loci związanych z gatunkami lipidów (P Przeczytaj streszczenie Zamknij streszczenie)

72 Integracyjna analiza biomarkerów prognostycznych pochodzących z paneli multiomicznych pomaga w rozróżnieniu trajektorii przewlekłej choroby nerek u osób z cukrzycą typu 2

Michael Kammer, Andreas Heinzel, Jill A Willency, Kevin L Duffin, Gert Mayer, Kai Simons, Mathias J Gerl, Christian Klose, Georg Heinze, Roman Reindl-Schwaighofer, Karin Hu, Paul Perco, Susanne Eder, Laszlo Rosivall, Patrick B Mark , Wenjun Ju, Matthias Kretzler, Mark I McCarthy, Hiddo L Heerspink, Andrzej Więcek, Maria F Gomez, Rainer Oberbauer

Kliniczne czynniki ryzyka wyjaśniają tylko ułamek zmienności szacowanego spadku współczynnika filtracji kłębuszkowej (eGFR) u osób z cukrzycą typu 2. Technologie cross-omics dzięki szerokiemu spektrum badań przesiewowych próbek osocza mają potencjał do identyfikacji biomarkerów w celu udoskonalenia prognozy, oprócz zmiennych klinicznych. W tym przypadku wykorzystaliśmy pomiary paneli proteomiki, metabolomiki i lipidomiki w wyjściowych próbkach osocza z międzynarodowego badania PROVALID (prospektywne badanie kohortowe u pacjentów z cukrzycą typu 2 w celu walidacji biomarkerów) pacjentów z incydentalną lub wczesną przewlekłą chorobą nerek (mediana obserwacji 35 miesięcy, mediana wyjściowego eGFR 84 ml/min/1,73m2, stosunek albuminy do kreatyniny w moczu 8,1 mg/g). W przyspieszonym badaniu kliniczno-kontrolnym 258 osób ze stabilnym przebiegiem eGFR (mediana zmiany eGFR 0,1 ml/min/rok) porównano z 223 osobami z szybkim spadkiem eGFR (mediana spadku eGFR -6,75 ml/min/rok) przy użyciu metody Bayesa wielowymiarowe modele regresji logistycznej do oceny dyskryminacji trajektorii eGFR. Analiza obejmowała 402 potencjalne predyktory i wykazała, że ​​dwa markery białkowe (KIM-1, NTproBNP) są istotnymi predyktorami trajektorii eGFR, przy czym wyjściowy eGFR jest ważną współzmienną kliniczną. Włączenie platform metabolomicznych i lipidomicznych nie poprawiło znacząco dyskryminacji. Prognozy wykorzystujące wszystkie dostępne zmienne były statystycznie nie do odróżnienia od przewidywań przy użyciu tylko KIM-1 i bazowego eGFR (powierzchnia pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika 0,63). Zatem rozróżnienie trajektorii eGFR u pacjentów z incydentalną lub wczesną cukrzycową chorobą nerek i utrzymanym wyjściowym eGFR było niewielkie, a najważniejszym predyktorem był marker białkowy KIM-1.

73 Białka Osh kontrolują organizację lipidów w nanoskali niezbędną do syntezy PI(4,5)P2

Taki Nishimura, Michael Gecht, Roberto Covino, Gerhard Hummer, Michal A Surma, Christian Klose, Hiroyuki Arai, Nozomu Kono, Christopher J Stefan

Błona plazmatyczna (PM) składa się ze złożonej mieszaniny lipidów, która tworzy niejednorodne środowiska błony. Jednak sposób, w jaki organizacja lipidów na małą skalę kontroluje zdarzenia fizjologiczne w PM, pozostaje w dużej mierze nieznany. Tutaj pokazujemy, że związane z ORP białka wymiany lipidów Osh są kluczowe dla syntezy fosfatydyloinozytolu (4,5)-bisfosforanu [PI(4,5)P2], kluczowy regulator dynamicznych wydarzeń na PM. W testach w czasie rzeczywistym stwierdzamy, że nienasycona fosfatydyloseryna (PS) i sterole, oba ligandy białka Osh, synergistycznie stymulują aktywność 5-fosforanu fosfatydyloinozytolu (PIP5K). Analizy biofizyczne FRET sugerują niekonwencjonalną współdystrybucję nienasyconych PS i form 4-fosforanu fosfatydyloinozytolu (PI4P) w dwuwarstwach błon zawierających sterol. Co więcej, używając in vivo podejścia do obrazowania i symulacje dynamiki molekularnej, pokazujemy, że nienasycona organizacja lipidów PI4P i PS, w której pośredniczy białko Osh, jest wykrywana przez pętlę specyficzności PIP5K. W ten sposób członkowie rodziny ORP tworzą środowisko lipidowe błony w nanoskali, które napędza aktywność PIP5K i PI(4,5)P2 synteza, która ostatecznie kontroluje globalną organizację i dynamikę PM.

74 Wielkość kropli lipidu kieruje lipolizą i katabolizmem lipofagii w hepatocytach

Micah B Schott, Shaun G Weller, Ryan J Schulze, Eugene W Krueger, Kristina Drizyte-Miller, Carol A Casey, Mark A McNiven

W katabolizmie kropelek lipidów (LD) w hepatocytach pośredniczy połączenie lipolizy i selektywnego mechanizmu autofagicznego zwanego lipofagią, ale względny udział tych pozornie odrębnych szlaków pozostaje niejasny. Odkryliśmy, że hamowanie lipolizy, lipofagii lub obu tych czynników skutkowało podobną ogólną zawartością LD, ale dramatycznymi różnicami w morfologii LD. Hamowanie enzymu lipolizy lipazy trójglicerydów tłuszczowych (ATGL) skutkowało dużymi cytoplazmatycznymi LD, podczas gdy hamowanie lizosomalne powodowało akumulację licznych małych LD w cytoplazmie i degradacyjnych kwaśnych pęcherzykach. Połączone hamowanie ATGL i LAL skutkowało dużymi LD, co sugeruje, że lipoliza jest ukierunkowana na te LD przed lipofagią. Zgodnie z tym, ATGL został wzbogacony w LD o większych rozmiarach, podczas gdy pęcherzyki lipofagiczne były ograniczone do małych LD, co ujawniono za pomocą immunofluorescencji, mikroskopii elektronowej i Western blot LD rozdzielonych wielkością. Odkrycia te dostarczają nowych dowodów wskazujących na synergistyczny związek, w którym lipoliza jest ukierunkowana na LD o większych rozmiarach, aby wytworzyć zarówno małe LD o zmniejszonej wielkości, jak i nowo zsyntetyzowane małe LD, które są podatne na internalizację lipofagiczną.

75 Wieloomowe spostrzeżenia na temat zmian czynnościowych wątroby w cukrzycy z niedoborem insuliny

Mattias Backman, Florian Flenkenthaler, Andreas Blutke, Maik Dahlhoff, Erik Ländström, Simone Renner, Julia Philippou-Massier, Stefan Krebs, Birgit Rathkolb, Cornelia Prehn, Michal Grzybek, Ünal Coskun, Michael Rothe, Jerzy Adamski, Martin Hrabe de Angelis, R. Wanke, Thomas Fröhlich, Georg J Arnold, Helmut Blum, Eckhard Wolf

Wątroba reguluje dostępność insuliny do innych tkanek i jest narządem pierwszego rzutu odpowiedzi insulinowej, fizjologicznie narażonym na wyższe stężenia insuliny niż obwodowe. Insulina podstawowa na czczo hamuje glukoneogenezę i glikogenolizę w wątrobie, podczas gdy szczyty insuliny poposiłkowej stymulują syntezę glikogenu. Molekularne konsekwencje przewlekłego niedoboru insuliny dla wątroby nie były systematycznie badane.

Przeanalizowaliśmy próbki wątroby z genetycznie cukrzycowego modelu świń (MIDY) i kontroli z miotu typu dzikiego (WT) za pomocą sekwencjonowania RNA, proteomiki i ukierunkowanej metabolomiki/lipidomiki.

Analizy krzyżowo-omiczne wykazały zwiększoną aktywność w metabolizmie aminokwasów, utlenianiu kwasów tłuszczowych, ketogenezie i glukoneogenezie w próbkach MIDY. W szczególności silnie wzrosły stężenia enzymu ketogenicznego syntazy 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA 2 (HMGCS2) oraz dehydrogenazy retinolowej 16 (RDH16), która katalizuje pierwszy etap biogenezy kwasu retinowego. W związku z tym w próbkach MIDY zmierzono podwyższone poziomy kwasu retinowego, który stymuluje ekspresję enzymu glukoneogennego karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej (PCK1). W przeciwieństwie do tego, szlaki związane z macierzą zewnątrzkomórkową i odpowiedzią obronną na zapalenie/patogen były mniej aktywne niż w próbkach WT.

Pierwsze badanie multiomiczne na klinicznie istotnym modelu dużych zwierząt z cukrzycą ujawniło sygnatury molekularne i kluczowe czynniki zmian czynnościowych wątroby w cukrzycy z niedoborem insuliny. Zestaw danych multiomicznych stanowi cenne źródło do analiz porównawczych z innymi zestawami danych eksperymentalnych lub klinicznych.

76 Rosnąca rola mitochondrialnej syntazy kwasów tłuszczowych (mtFASII) w regulacji metabolizmu energetycznego

Zeinab Wehbe, Sidney Behringer, Khaled Alatibi, David Watkins, David Rosenblatt, Ute Spiekerkoetter, Sara Tucci

Syntetaza malonylo-CoA (ACSF3) katalizuje pierwszy etap biosyntezy mitochondrialnych kwasów tłuszczowych (mtFASII). Mutacje w ACSF3 powodują, że CMAMMA jest rzadką wrodzoną wadą metabolizmu. Fenotyp kliniczny jest bardzo niejednorodny, u niektórych pacjentów występują objawy neurologiczne. U niektórych dzieci objawy takie jak śpiączka, kwasica ketonowa i hipoglikemia sugerują pośrednie zaburzenie metaboliczne. Ogólne mechanizmy patofizjologiczne nie są zrozumiałe.

W celu zbadania roli mtFASII w regulacji metabolizmu energetycznego przeprowadziliśmy kompleksowe fenotypowanie metaboliczne za pomocą proteomiki technologii Seahorse w fibroblastach od zdrowych kontroli i pacjentów z ACSF3. Przeprowadzono analizę proteomiczną i lipidomiczną opartą na SILAC w celu zbadania wpływu hipofunkcjonalnej mtFASII na proteom i homeostazę lipidów złożonych lipidów.

Nasze dane jednoznacznie potwierdziły zaburzoną elastyczność mitochondrialną charakteryzującą się zmniejszonym oddychaniem mitochondrialnym i przepływem glikolitycznym ze względu na niższy stopień lipoilacji. Odkryciom tym towarzyszyła adaptacyjna regulacja w górę β-oksydacji oraz redukcja aminokwasów anaplerotycznych jako mechanizmu kompensacyjnego w celu zaspokojenia wymaganego zapotrzebowania na energię. Wreszcie analiza lipidomiczna wykazała, że ​​zawartość bioaktywnych lipidów sfingomielin i kardiolipin była silnie zwiększona.

Nasze dane jasno pokazują rolę mtFASII w regulacji metabolizmu. Ponadto pokazujemy, że mtFASII działa jako mediator w procesach sygnalizacji, w których pośredniczą lipidy, w regulacji homeostazy energetycznej i elastyczności metabolicznej.

77 Ryzyko choroby wieńcowej i profile lipidowe są podobne w hiperlipidemii z wywiadem rodzinnym i hiperlipidemii stwierdzonej w populacji

Joel T Rämö, Pietari Ripatti, Rubina Tabassum, Sanni Söderlund, Nina Matikainen, Mathias J Gerl, Christian Klose, Michal A Surma, Nathan O Stitziel, Aki S Havulinna, Matti Pirinen, Veikko Salomaa, Nelson B Freimer, Matti Jauhiainen, , Marja-Riitta Taskinen, Kai Simons, Samuli Ripatti

Zapytaliśmy, czy po wykluczeniu rodzinnej hipercholesterolemii osoby z wysokim poziomem cholesterolu LDL-C lub triacyloglicerydów i rodzinną historią tej samej hiperlipidemii mają większe ryzyko choroby wieńcowej lub inne profile lipidomiczne w porównaniu z hiperlipidemią populacyjną.

Określiliśmy ryzyko wystąpienia choroby wieńcowej u 755 członków 66 rodzin z hiperlipidemią (≥ 2 krewnych pierwszego stopnia z podobną hiperlipidemią) i 19 644 fińskich uczestników badania populacyjnego FINRISK. Określiliśmy ilościowo 151 krążących gatunków lipidów od 550 członków 73 rodzin hiperlipidemicznych i 897 uczestników FINRISK przy użyciu lipidomiki spektrometrii masowej typu shotgun. Hipercholesterolemię rodzinną wykluczono za pomocą funkcjonalnego badania receptorów LDL i genotypowania. Hiperlipidemie (LDL-C lub triacyloglicerydy >90. percentyl populacji) związane ze zwiększonym ryzykiem choroby wieńcowej w metaanalizie rodzin hiperlipidemicznych i kohorty populacyjnej (wysoki LDL-C: współczynnik ryzyka, 1,74 [95% CI, 1,48–2,04] wysoki triacyloglicerydy: współczynnik ryzyka, 1,38 [95% CI, 1,09–1,74]). Szacunki ryzyka były podobne w kohortach rodzinnych i populacyjnych, także po dostosowaniu do leków hipolipemizujących. W profilowaniu lipidomicznym wysoki poziom LDL-C związany z 108 gatunkami lipidów i wysoki poziom triacyloglicerydów związany z 131 gatunkami lipidów w obu kohortach (przy 5% odsetku fałszywych odkryć Pzakres wartości 0,038-2,3×10-56). Profile lipidowe były bardzo podobne dla osób z hiperlipidemią w rodzinach i populacji (LDL-C: r= 0,80 triacyloglicerydy: r=0,96 brak różnic w gatunkach lipidów między kohortami).

Hiperlipidemie z wywiadem rodzinnym wiązały się z podobnym ryzykiem choroby wieńcowej jak hiperlipidemie populacyjne. Zidentyfikowaliśmy różne profile lipidomiczne związane z wysokim poziomem LDL-C i triacyloglicerydami. Profile lipidowe były podobne w przypadku hiperlipidemii z wywiadem rodzinnym i hiperlipidemii stwierdzonych populacyjnie, dostarczając dowodów na podobne i nakładające się mechanizmy leżące u podstaw.

78 Środki i metody leczenia dystonii

Rose E Goodchild, Grille Micheline

Niniejsze zgłoszenie dotyczy dziedziny chorób neurologicznych, w szczególności dystonii, jeszcze dokładniej dystonii pierwotnej, a zwłaszcza dystonii pierwotnej DYT1. Ujawniono, że mutacja przyczynowa dystonii DYT1 w TORSIN1A prowadzi do hiperaktywacji LIPIN. Wynalazek dostarcza substancje modulujące funkcję LIPIN, w szczególności cząsteczki RNA hamujące funkcję LIPIN i medyczne zastosowania tych inhibitorów LIPIN. Ujawniono sposoby przeszukiwania leków, które przeciwdziałają skutkom mutacji TORSIN1A.

79 Sfingolipidy pochodzące z CerS6 oddziałują z Mff i promują fragmentację mitochondriów w otyłości

Philipp Hammerschmidt, Daniela Ostkotte, Hendrik Nolte, Mathias J Gerl, Alexander Jais, Hanna L Brunner, Hans-Georg Sprenger, Motoharu Awazawa, Hayley T Nicholls, Sarah M Turpin-Nolan, Thomas Langer, Marcus Krüger, Britta Brügger, Jens C Brüning

Ektopowe odkładanie lipidów i zmieniona dynamika mitochondriów przyczyniają się do rozwoju otyłości i insulinooporności. Jednak mechanistyczny związek między tymi procesami pozostał niejasny. Tutaj pokazujemy, że C 16:0 Syntazy ceramidów syntetyzujące sfingolipidy, CerS5 i CerS6, wpływają na różne pule sfingolipidów i to zniesienie CerS6, ale nie CerS5, chroni przed otyłością i insulinoopornością. Identyfikujemy białka, które specyficznie oddziałują z C 16:0 sfingolipidy pochodzące z CerS5 lub CerS6. Tutaj tylko C . pochodzące z CerS6 16:0 sfingolipidy wiążą mitochondrialny czynnik rozszczepienia (Mff). Niedobór CerS6 i Mff chroni przed fragmentacją mitochondriów wywołaną kwasami tłuszczowymi in vitro, a dwa białka oddziałują genetycznie in vivo w indukowanej otyłością fragmentacji mitochondriów i rozwoju insulinooporności. Nasze eksperymenty ujawniają bezprecedensową specyficzność sygnalizacji sfingolipidów zależną od określonych enzymów syntezy, zapewniają mechanistyczne powiązanie między odkładaniem lipidów w wątrobie a fragmentacją mitochondriów w otyłości oraz definiują interakcje sfingolipidów/Mff pochodzące z CerS6 jako cel terapeutyczny w chorobach metabolicznych.

80 Kompleksowa i ilościowa analiza białej i brązowej tkanki tłuszczowej metodą lipidomiki shotgun

Michal Grzybek, Alessandra Palladini, Vasileia I Alexaki, Michal A Surma, Kai Simons, Triantafyllos Chavakis, Christian Klose, Ünal Coskun

Lipidomika typu shotgun umożliwia obszerną analizę lipidów z tkanek i płynów. Każda próbka wymaga odpowiednich procedur ekstrakcji i przetwarzania, aby zapewnić dobre pokrycie i powtarzalną ocenę ilościową lipidomu. Tkanka tłuszczowa (AT) stała się przedmiotem badań w odniesieniu do jej udziału w patologiach związanych z otyłością. Jednak oznaczenie ilościowe lipidomu AT jest szczególnie trudne ze względu na przewagę triacyloglicerydów, które wywołują silną supresję jonów pozostałych klas lipidów.

Przedstawiamy nową i zwalidowaną metodę lipidomiki AT metodą shotgun, która dostosowuje procedurę ekstrakcji lipidów do próbki docelowej i charakteryzuje się wysoką powtarzalnością z liniowym zakresem dynamicznym wynoszącym co najmniej 4 rzędy wielkości dla wszystkich klas lipidów. Stosując tę ​​metodę, zaobserwowaliśmy różnice specyficzne dla tkanek i związane z dietą w trzech typach AT (brązowy, gonadalny, pachwinowy podskórny) u myszy chudych i otyłych. Brązowa AT wykazywała wyraźny profil lipidomiczny z największą różnorodnością klas lipidów i reagowała na dietę wysokotłuszczową, zmieniając swój skład lipidowy, który przesunął się w kierunku białego AT. Co więcej, otyłość wywołana dietą sprzyjała ogólnej przebudowie lipidomu, w której wszystkie trzy typy AT charakteryzowały się znacznym wzrostem dłuższych i bardziej nienasyconych rodzajów triacyloglicerydów i fosfolipidów.

Przedstawiona tutaj metoda ułatwia powtarzalne, systematyczne profilowanie lipidomiczne AT i może być zintegrowana z dalszymi podejściami –omicznymi stosowanymi w badaniach (przed)klinicznych, w celu lepszego zrozumienia molekularnej dynamiki metabolicznej zaangażowanej w patogenezę zaburzeń związanych z otyłością.

81 Ubytek cholesterolu w błonie zmniejsza aktywność sygnalizacyjną receptora adenozynowego A2a

Claire McGraw, Lewen Yang, Ilya Levental, Edward Lyman, Anne Skaja-Robinson

Wykazano, że cholesterol moduluje aktywność wielu receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR), jednak nie jest dobrze poznane, czy cholesterol działa poprzez specyficzne interakcje, pośrednio poprzez modyfikacje błony, czy przez oba mechanizmy. Struktury krystaliczne GPCR o wysokiej rozdzielczości zidentyfikowały związane cholesterole na podstawie struktury receptora β2-adrenergicznego (β2AR) związanego z cholesterolem i obecności konserwatywnych aminokwasów w receptorach klasy A, zidentyfikowano motyw konsensusu cholesterolu (CCM). Tutaj, w komórkach ssaków wyrażających A2aR, zależne od ligandu wytwarzanie cAMP jest zmniejszone po zmniejszeniu poziomu cholesterolu w błonie za pomocą metylo-beta-cyklodekstryny (MβCD), co wskazuje, że sygnalizacja receptora adenozyny A2a (A2aR) jest zależna od cholesterolu. W przeciwieństwie do tego, wiązanie ligandu nie zależy od zubożenia cholesterolu. Symulacje molekularne obejmujące wszystkie atomy sugerują, że cholesterol oddziałuje specyficznie z CCM, gdy receptor jest w stanie aktywnym, ale nie w stanie nieaktywnym. Podsumowując, dane potwierdzają model zależnego od stanu receptora wiązania między cholesterolem a CCM, co może ułatwić zarówno sprzęganie białka G, jak i przekazywanie sygnałów A2aR w dół.

82 Analiza przeprogramowania metabolicznego w zespole policystycznych nerek ujawnia skoordynowane ponowne okablowanie szlaków bioenergetycznych

Christine Podrini, Isaline Rowe, Roberto Pagliarini, Ana SH Costa, Marco Chiaravalli, Ivano Di Meo, Hyunho Kim, Gianfranco Distefano, Valeria Tiranti, Feng Qian, Diego di Bernardo, Christian Frezza, Alessandra Boletta

Autosomalna dominująca wielotorbielowatość nerek (ADPKD) jest chorobą genetyczną spowodowaną mutacjami powodującymi utratę funkcji w PKD1 lub PKD2. Nasilona glikoliza jest główną cechą choroby, ale nie wiadomo, jak wpływa na inne szlaki metaboliczne. Tutaj przedstawiamy analizę mysich zmutowanych komórek Pkd1 i nerek w celu zbadania przeprogramowania metabolicznego tej patologii. Pokazujemy, że utrata Pkd1 prowadzi do głębokich zmian metabolicznych, które wpływają na glikolizę, metabolizm mitochondrialny i syntezę kwasów tłuszczowych (FAS). Odkryliśmy, że zmutowane komórki Pkd1 preferencyjnie wykorzystują glutaminę do napędzania cyklu TCA i podtrzymania FAS. Zakłócanie wychwytu glutaminy lub FAS opóźnia wzrost i przeżycie komórek. Odkryliśmy również, że glutamina jest przekierowywana do asparaginy przez syntetazę asparaginy (ASNS). Profilowanie transkrypcyjne ludzkich nerek z mutacją PKD1 potwierdziło te zmiany. Odkryliśmy, że wyciszenie Asns jest śmiertelne w komórkach zmutowanych Pkd1 w połączeniu z pozbawieniem glukozy, co sugeruje podejście terapeutyczne dla ADPKD.

83 Kompozycje ułatwiające fuzję błon i ich zastosowania

Geoffrey A Von Maltzahn, John M Milwid, Michael T Mee, Jacob Rosenblum-Rubens, Nathan Wilson-Stebbins, Molly K Gibson, Neal F Gordon, Bo Zhang, Kyle M Trudeau, Brigham J Hartley, Tamar R Putiri, Kiana Mahdaviani, Matthew Milnes-Dobbin

W niektórych aspektach opisano tu kompozycje i sposoby fusosomów, które obejmują preparaty otoczone błoną zawierające fuzogen. W niektórych przykładach wykonania fusosom może celować w komórkę, dostarczając w ten sposób złożone czynniki biologiczne do cytoplazmy komórki docelowej.

84 Lepka kontrola oddychania komórkowego poprzez skład lipidów błony

Itay Budin, Tristan de Rond, Yan Chen, Leanne J G Chan, Christopher J Petzold, Jay D Keasling

Skład lipidów determinuje właściwości fizyczne błon biologicznych i może się znacznie różnić między organizmami iw ich obrębie. Opisujemy specyficzną rolę lepkości błon przewodzących energię w oddychaniu komórkowym. Inżynieria biosyntezy kwasów tłuszczowych w Escherichia coli pozwoliło nam miareczkować lepkość błony wewnętrznej w 10-krotnym zakresie poprzez kontrolowanie obfitości nienasyconych lub rozgałęzionych lipidów. Te fluidyzujące lipidy ściśle kontrolowały metabolizm oddechowy, efekt, który można wyjaśnić za pomocą ilościowego modelu łańcucha transportu elektronów (ETC), który charakteryzuje reakcje sprzężone dyfuzyjnie między enzymami a nośnikami elektronów (chinonami). Nienasycenie lipidów modulowało również oddychanie mitochondrialne w zmodyfikowanych pączkujących szczepach drożdży. Zatem dyfuzja w ETC może służyć jako ewolucyjne ograniczenie składu lipidów w błonach oddechowych.

85 Uwolnienie mocy multiomiki

Henri Deda, Christian Klose, Kai Simons

Podejścia multiomiczne są na dobrej drodze do zrewolucjonizowania medycyny i biologii. Będąc głównymi graczami w badaniach nad chorobami układu krążenia, genomika i lipidomika doskonale nadają się do wspólnego podejścia multiomicznego. Połączenie przewidywania ryzyka genomowego z fenotypowaniem lipidomicznym przyniesie efektywną wypłatę.

Niniejsza biała księga zawiera odpowiedź na pytanie, w jaki sposób powiązanie fenotypu lipidów z genotypem poprawi wydajność i pokaże natychmiastowe i przyszłe konsekwencje dla profilaktyki, diagnostyki klinicznej i badań nad lekami.

86 Lipidomika w dużych zaburzeniach depresyjnych

Andreas Walther, Carlo V Cannistraci, Kai Simons, Claudio Durán, Mathias J Gerl, Susanne Wehrli, Clemens Kirschbaum

Nauki omiczne w połączeniu z nowatorskimi podejściami obliczeniowymi, takimi jak inteligencja maszynowa, oferują zupełnie nowe podejście do badań nad poważnymi zaburzeniami depresyjnymi (MDD). Złożoność patofizjologii MDD’ jest włączana do badań dotyczących biologii MDD’ w polach omicznych. Lipidomika, jako późno przybyła wśród innych dziedzin omicznych, jest coraz częściej uznawana w badaniach psychiatrycznych, ponieważ umożliwiła badanie globalnych zaburzeń lipidowych u pacjentów cierpiących na MDD i wskazała na kluczową rolę określonych wzorców zmian lipidowych w rozwoju i progresji MDD. Opracowywane są kombinatoryczne markery lipidowe o dużej sile klasyfikacyjnej w celu wspomagania diagnozy MDD, podczas gdy modele depresji u gryzoni ujawniają zmiany lipidomowe, a tym samym nowe cele leczenia depresji. W tym przeglądzie systematycznym przedstawiamy przegląd aktualnych przełomów i przyszłych trendów w dziedzinie lipidomiki w badaniach nad MDD, torując w ten sposób drogę medycynie precyzyjnej w MDD.

87 Cholesterol jest nieefektywnie przekształcany w estry cholesterolu we krwi pacjentów z chorobami układu krążenia

Mathias J Gerl, Winchil LC Vaz, Neuza Domingues, Christian Klose, Michal A Surma, Júlio L Sampaio, Manuel S Almeida, Gustavo Rodrigues, Pedro Araújo-Gonçalves, Jorge Ferreira, Claudia Borbinha, João P Marto, Miguel Viana-Baptista Simons, Otilia V Vieira

Analiza lipidomiczna Shotguna 203 lipidów w 13 klasach lipidów przeprowadzona na osoczu krwi dawców, którzy właśnie przeszli ostry zespół wieńcowy (ACS, n = 74) lub udar niedokrwienny (IS, n = 21) lub cierpią na stabilną dusznicę bolesną (SAP, n = 78), a kohorta kontrolna dobrana wiekowo (n = 52), wykazali jedne z najwyższych korelacji między klasami lipidów między estrami cholesterolu (CE) i fosfatydylocholinami (PC) o wspólnym kwasie tłuszczowym. Stężenie lizofospatidylocholiny (LPC) i stosunki stężeń CE do wolnego cholesterolu (Chol) były również niższe w kohortach z CVD niż w kohorcie kontrolnej, co wskazuje na niewystarczającą konwersję Chol do CE w osoczu krwi u pacjentów z CVD. Nierównowagowy iloraz reakcji, Q′, opisując globalną homeostazę cholesterolu objawiającą się w osoczu krwi, wykazano, że ma wartość w kohortach CVD (QACS = 0.217 ± 0.084 QJEST = 0.201 ± 0.084 QSOK ROŚLINNY = 0,220 ± 0,071), czyli o około jedną trzecią mniej niż w grupie kontrolnej (QKontrola = 0.320 ± 0.095, P <1 x 10-4), co sugeruje jego potencjalne zastosowanie jako szybkiej predykcyjnej/diagnostycznej miary nieprawidłowości związanych z CVD w homeostazie cholesterolu.

88 Zwiększenie stężenia kwasu dokozaheksaenowego w mózgu nie ma wpływu na ustąpienie zapalenia układu nerwowego po wstrzyknięciu lipopolisacharydu do komór mózgowych

Marc-Olivier Trépanier, Kathryn E Hopperton, Vanessa Giuliano, Mojgan Masoodi, Richard P Bazinet

Kiedyś uważano, że rozwiązywanie stanu zapalnego na obrzeżach jest procesem pasywnym, ale nowe badania sugerują, że jest to proces aktywny, w którym pośredniczą wyspecjalizowane pro-rozdzielające mediatory lipidowe (SPM) pochodzące z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 (N-3 PUFA). . Jednak nie zostało to jeszcze zilustrowane w przypadku zapalenia układu nerwowego. Celem tego badania było zmierzenie ustąpienia neurozapalenia i sprawdzenie, czy zwiększenie stężenia kwasu dokozaheksaenowego (DHA) w mózgu wpływa na ustąpienie neurozapalenia. Myszy C57Bl/6, myszy Fat-1 i ich rodzeństwo z miotu dzikiego, karmione olejem rybnym lub olejem szafranowym, otrzymywały lipopolisacharyd (LPS) w lewej komorze bocznej. Zwierzęta następnie poddano eutanazji w różnych punktach czasowych w celu przeprowadzenia analiz immunohistochemicznych, ekspresji genów i analiz lipidomicznych. Szczytową aktywację mikrogleju obserwowano 5 dni po zabiegu, a wskaźnik ustępowania wynosił 10 dni. Spośród około 350 genów istotnie zmienionych w ciągu 28 dni po wstrzyknięciu LPS, 130 zostało jednoznacznie zmienionych 3 dni po wstrzyknięciu. Nie zaobserwowano zmian w pulach bioaktywnych mediatorów. Jednak kilka rodzajów lizofosfolipidów uległo zmniejszeniu w 24 godziny po zabiegu. Gdy mózgowy DHA jest zwiększony, gęstość komórek mikrogleju nie ustępowała szybciej i nie zmieniała ekspresji genów. Podsumowując, ustąpienie zapalenia nerwów wydaje się być niezależne od SPM. Zwiększenie DHA w mózgu nie miało wpływu w tym modelu.

89 Pochodna oksantrochinonu, która zaburza lokalizację błony komórkowej RAS, hamuje wzrost komórek rakowych

Lingxiao Tan, Kwang-Jin Cho, Pratik Neupane, Robert J. Capon, John F. Hancock

Onkogenne białka RAS są powszechnie wyrażane w ludzkim raku. Aby białka RAS były funkcjonalne, muszą przejść modyfikację potranslacyjną i zlokalizować się w błonie plazmatycznej (PM). Dlatego związki, które zapobiegają celowaniu w RAS PM, mają potencjał jako przypuszczalne inhibitory RAS. Tutaj badamy mechanizm działania oksantrochinonu G01 (G01), niedawno opisanego inhibitora lokalizacji KRAS PM. Pokazujemy, że G01 błędnie lokalizuje HRAS i KRAS z PM o podobnej sile i zakłóca przestrzenną organizację białek RAS pozostających na PM. G01 hamował również recykling receptora naskórkowego czynnika wzrostu i receptora transferyny, ale nie zaburzał internalizacji toksyny cholery, co wskazuje na hamowanie ponownego działania endosomu. Poszukując mechanizmu zaburzonego obiegu endosomalnego zaobserwowaliśmy, że G01 zwiększał również poziomy sfingomieliny w komórkach (SM) i ceramidów oraz zakłócał lokalizację kilku reporterów lipidowych i cholesterolowych, co sugeruje, że cel molekularny G01 może wiązać się z metabolizmem SM. Rzeczywiście, G01 wykazywał silną synergię z innymi związkami ukierunkowanymi na metabolizm SM w testach lokalizacji KRAS. Ponadto G01 znacząco znosił sygnalizację RAS-RAF-MAPK w komórkach MDCK wyrażających konstytutywnie aktywowany, onkogenny mutant RASG12V. G01 hamował również proliferację mysich zarodkowych fibroblastów bez RAS (MEF) z ekspresją onkogennego mutanta KRASG12V lub KRASG12D, ale nie bez RAS MEF z ekspresją onkogennego mutanta BRAFV600E. Zgodnie z tymi efektami, G01 selektywnie hamował proliferację komórek raka trzustki, okrężnicy i endometrium przekształconego w KRAS. Podsumowując, wyniki te sugerują, że G01 powinien zostać poddany dalszej ocenie jako potencjalny lek przeciw RAS.

90 Aktywacja czujnika stresu retikulum endoplazmatycznego IRE1α przez adiuwant szczepionkowy AS03 przyczynia się do jego właściwości immunostymulujących

Charlotte Givord, Iain Welsby, Sophie Detienne, Séverine Thomas, Assiya Assabban, Viviana Lima Silva, Céline Molle, Romain Gineste, Marjorie Vermeersch, David Perez-Morga, Oberdan Leo, Catherine Collignon, Arnaud M Didierlaurent, Stanislas Goriely

Emulsja olej w wodzie Adiuwant System 03 (AS03) jest jednym z niewielu adiuwantów stosowanych w licencjonowanych szczepionkach. Poprzednie prace wskazują, że AS03 indukuje lokalną i przejściową odpowiedź zapalną, która przyczynia się do jego działania adiuwantowego. Jednak mechanizmy molekularne związane z jego właściwościami immunostymulacyjnymi są słabo zdefiniowane. Po wstrzyknięciu domięśniowym u myszy, AS03 wywołał szybką i przejściową regulację w dół genów związanych z metabolizmem lipidów w drenującym węźle chłonnym. W warunkach in vitro modyfikacje te wiązały się z głębokimi zmianami w składzie lipidów, zmianą morfologii retikulum endoplazmatycznego (ER) i aktywacją szlaku odpowiedzi na niesfałdowane białka. Leczenie in vivo chemicznym środkiem opiekuńczym lub usunięcie kinazy IRE1α czujnika stresu ER w komórkach szpiku zmniejszyło indukowaną przez AS03 produkcję cytokin i jej zdolność do wywoływania przeciwciał specyficznych wobec antygenu o wysokim powinowactwie. Podsumowując, nasze wyniki wskazują, że IRE1α jest czujnikiem zmian metabolicznych indukowanych przez AS03 w komórkach monocytowych i może stanowić kanoniczny szlak, który można wykorzystać do projektowania nowych adiuwantów szczepionkowych.

91 Metody i systemy wykrywania metabolitów i/lub lipidów raka jelita grubego i/lub polipów gruczolakowatych

Marko Bitenc, Kristi Kruusmaa, Paola Hurtado-Castillo, Ana M Jiménez-Girón, Rosa Argamasilla-Martinez, Andreu Fabregat-Rossel, Antonio J Adsuar-Gomez, Juan Martinez-Barea, Christian Hense, Patricia Rodríguez-Gómez, Ángela Peral , Jorge Casado-Agrelo, Alejandro Sánchez-Brotons, Christina Pavón-Solís, Rosa M Delgado-Sánchez

W niniejszym dokumencie opisano zestawy markerów metabolitowych i lipidowych (np. kwasów tłuszczowych), które można stosować do wykrywania wczesnego stadium raka jelita grubego i/lub wczesnego rozwoju polipów gruczolakowatych. Przedstawiono tutaj ilustracyjne panele związane z patologią. W niektórych przykładach wykonania przedstawione tu markery (lub ich podzbiory) są stosowane jako panel do jednoczesnego wykrywania raka jelita grubego lub polipów gruczolakowatych. Przedstawione tu markery obejmują metabolity i lipidy (np. kwas tłuszczowy) swobodnie wykrywalne i dokładnie oznaczalne ilościowo w ludzkiej surowicy. W niektórych przykładach wykonania próbką może być osocze, mocz, ślina, pełna krew, wysuszona plamka krwi lub wysuszona plamka surowicy.

92 Defekty lipidowe ER w neuronach neuropeptydergicznych zaburzają wzorce snu w chorobie Parkinsona

Jorge S Valadas, Giovanni Esposito, Dirk Vandekerkhove, Katarzyna Miskiewicz, Liesbeth Deaulmerie, Susanna Raitano, Philip Seibler, Christine Klein, Patrik Verstreken

Pacjenci z chorobą Parkinsona zgłaszają zaburzenia snu na długo przed dysfunkcją motoryczną. Tutaj, w parkować oraz różowy1 W modelach muchowych identyfikujemy defekty rytmu dobowego i wzorca snu i mapujemy je na określone neurony neuropeptydergiczne w modelach muchowych oraz w neuronach podwzgórza, różniących się od indukowanych przez pacjenta pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC). Parkin i Pink1 kontrolują usuwanie mitochondriów poprzez ubikwitynację białek. Chociaż nie obserwujemy poważnych defektów w mitochondriach zmutowanych neuronów neuropeptydergicznych, stwierdzamy nadmiar kontaktów retikulum endoplazmatycznego z mitochondriami. Te nadmierne miejsca kontaktu powodują nieprawidłowe przemieszczanie lipidów, które wyczerpuje fosfatydyloserynę z retikulum endoplazmatycznego (ER) i zakłóca wytwarzanie pęcherzyków zawierających neuropeptyd. Karmienie zmutowanych zwierząt fosfatydyloseryną ratuje wytwarzanie pęcherzyków neuropeptydergicznych i gwałtownie przywraca normalne wzorce snu u zmutowanych zwierząt. W związku z tym wzorce snu i zaburzenia okołodobowe w modelach choroby Parkinsona są wyjaśniane przez nadmierne kontakty ER-mitochondrialne, a blokowanie ich powstawania lub zwiększanie poziomu fosfatydyloseryny ratuje defekty in vivo.

93 Białko wiążące kwas fosfatydowy jest ważne dla homeostazy lipidów i adaptacji do warunków biofilmu beztlenowego u Pseudomonas aeruginosa

Maike K Groenewold, Marco Massmig, Stefanie Hebecker, Linna Danne, Zofia Magnowska, Manfred Nimtz, Franz Narberhaus, Dieter Jahn, Dirk W Heinz, Lothar Jänsch, Jürgen Moser

Ilościowy Pseudomonas aeruginosa Podejście proteomiczne ujawniło zwiększoną obfitość dotychczas niescharakteryzowanego białka PA3911 w biofilmach beztlenowych hodowanych w warunkach mukowiscydozy płuc. Wykazano fizjologiczne znaczenie ORF PA3911, między innymi, wykorzystując eksperymenty mikromacierzy fenotypowych. Zmutowany szczep wykazywał zwiększoną podatność w obecności środków przeciwdrobnoustrojowych (minocyklina, nafcylina, oksacylina, chloramfenikol, tiamfenikol), wzmożoną ruchliwość drgającą i znacznie upośledzone tworzenie biofilmu. PA3911 jest rozpuszczalnym białkiem cytoplazmatycznym w P. aeruginosa. W eksperymentach nakładek białkowo-lipidowych oczyszczony PA3911 wiązał się specyficznie z kwasem fosfatydowym (PA), centralnym ośrodkiem metabolizmu fosfolipidów. Do zbadania proponowanej wnęki wiążącej ligandy PA3911 wykorzystano mutagenezę ukierunkowaną na strukturę. Wykazano, że wariant białka Leu 56, Leu 58, Val 69 i Leu 114 zaburza oddziaływanie PA. Porównawcze podejście lipidomiczne typu shotgun wykazało wieloaspektową odpowiedź P. aeruginosa do warunków beztlenowych na poziomie głowy lipidów i kwasów tłuszczowych. Homeostaza lipidowa w szczepie mutanta PA3911 była niezrównoważona w odniesieniu do lizofosfatydylocholiny, fosfatydylocholiny i diacyloglicerolu w warunkach beztlenowych i/lub tlenowych. Wpływ nowo zidentyfikowanego białka wiążącego PA na homeostazę lipidów i powiązane fenotypy makroskopowe P. aeruginosa są omawiane.

94 Analiza lipidów pod kątem penetracji skóry nasyconych fosfolipidów

Dorothea Gutekunst, Christian Klose, Christoph Heidecke, Peter Van Hoogevest

Lipoid przeprowadził to nowe badanie, aby zbadać właściwości penetracji skóry preparatów skórnych opartych na uwodornionych fosfolipidach. Wspólną cechą wszystkich stosowanych miejscowo fosfolipidów jest ich zdolność do interakcji ze strukturami skóry oraz podobieństwo do lipidów naskórka. Po raz pierwszy zademonstrowano ilościową analizę zarówno egzogennych fosfolipidów, jak i endogennych lipidów skóry w ramach jednego pomiaru. Wyniki potwierdzają właściwości uwodornionych fosfolipidów do penetracji i akumulacji w górnych warstwach naskórka.

95 Dereplikacja roślinnych związków fenolowych przy użyciu metody niezależnej od bazy danych spektrometrii masowej

Ricardo M Borges, Rahil Taujale, Juliana Santana de Souza, Thaís de Andrade Bezerra, Eder Lana e Silva, Ronny Herzog, Francesca V Ponce, Jean-Luc Wolfender, Arthur S Edison

Dereplikacja, podejście mające na celu uniknięcie wysiłków związanych z izolacją znanych związków, jest ogólnie akceptowane jako pierwszy etap nowych odkryć w badaniach nad produktami naturalnymi. Opiera się na analizie profilowania metabolitów złożonych ekstraktów naturalnych.

Przedstawienie zastosowania LipidXplorer do automatycznej celowanej dereplikacji fenoli w surowych ekstraktach roślinnych w oparciu o dane tandemowej spektrometrii masowej o wysokiej rozdzielczości z bezpośredniej infuzji.

LipidXplorer wykorzystuje zdefiniowany przez użytkownika język zapytań fragmentacji molekularnej (MFQL) do wyszukiwania określonych charakterystycznych wzorców fragmentacji w dużych zestawach danych i wyróżnienia odpowiednich metabolitów. W tym celu napisano pliki MFQL, aby usunąć typowe związki fenolowe występujące w ekstraktach roślinnych. Do celów walidacji wykorzystano komplementarne pliki MFQL.

Wygenerowano nowe pliki MFQL z ograniczeniami dotyczącymi formuły cząsteczkowej dla powszechnych klas fenolowych produktów naturalnych na potrzeby profilowania metabolitów różnych reprezentatywnych surowych ekstraktów roślinnych. Metoda ta została oceniona w porównaniu z oprogramowaniem open source do przetwarzania danych spektrometrii masowej (MZMine®) oraz z ręcznymi adnotacjami na podstawie opublikowanych danych.

Stwierdzono, że docelowa metoda LipidXplorer zaimplementowana przy użyciu typowych wzorców fragmentacji fenoli jest w stanie opisać więcej fenoli niż MZMine®, która opiera się na automatycznych zapytaniach w dostępnych bazach danych. Dodatkowo badanie przesiewowe pod kątem ascarozydów, produktów naturalnych o niezwiązanych strukturach z roślinnymi fenolami zebranymi z nicieni Caenorhabditis elegans, wykazali specyficzność tej metody, przeprowadzając testy krzyżowe obu grup substancji chemicznych zarówno w roślinach, jak i nicieniach.

96 Jak można ulepszyć naukę omiczną?

Jedną z obietnic analizy multiomicznej było przekształcenie diagnostyki klinicznej w znacznie dokładniejsze fenotypowanie stanów chorobowych. Jednak pomimo ogromnych inwestycji nie doszło do przekształcenia rutyny klinicznej. Istnieje wiele przyczyn tego braku sukcesu, ale jedną z nich jest brak dostarczenia ilościowych i powtarzalnych danych. Ta porażka nie tylko hamuje postęp w fenotypowaniu klinicznym, ale także w zastosowaniu nauk omicznych w biologii systemów. W tym punkcie widzenia skupimy się na lipidomice, ale wyciągnięte wnioski mają ogólne zastosowanie

97 Pochodzący z organelli acetylo-CoA promuje przeżycie, migrację i przerzuty komórek raka prostaty poprzez aktywację kinazy kalmodulinowej II

Guoyu Yu, Chien-Jui Cheng, Song-Chang Lin, Yu-Chen Lee, Daniel E Frigo, Li-Yuan Yu-Lee, Gary E Gallick, Mark A Titus, Leta K Nutt, Sue-Hwa Lin

Chociaż pojawiające się dowody sugerują potencjalną rolę kinazy zależnej od wapnia/kalmoduliny II (CaMKII) w raku prostaty (PCa), jej rola w powstawaniu nowotworów PCa jest w dużej mierze nieznana. Tutaj badamy, czy szlak acetylo-CoA-CaMKII, po raz pierwszy opisany w oocytach żaby, sprzyja powstawaniu nowotworów PCa. W próbkach ludzkich PCa przerzutowe PCa wykazywały wyższe poziomy aktywnego CaMKII w porównaniu z zlokalizowanymi PCa. Odpowiednio, podstawowa aktywność CaMKII była znacząco wyższa w bardziej rakotwórczych komórkach PC3 i PC3-mm2 w porównaniu do mniej rakotwórczych komórek LNCaP i C4-2B4. Delecja CaMKII przez CRISPR/Cas9 w komórkach PC3-mm2 znosiła przeżycie komórek w warunkach niskiego poziomu surowicy, wzrost niezależny od zakotwiczenia i nadekspresja konstytutywnie aktywnego CaMKII w komórkach C4-2B4 promowała te fenotypy. W zwierzęcym modelu przerzutów PCa, ablacja genetyczna CaMKII zmniejszyła przerzuty komórek PC3-mm2 z prostaty do węzłów chłonnych. Uderzenie transportera acetylo-CoA acetylotransferazy karnityny (CRAT) zniosło aktywację CaMKII, dostarczając dowodów, że acetylo-CoA wytwarzany z organelli jest głównym aktywatorem CaMKII. Genetyczna delecja enzymu ograniczającego szybkość β-oksydacji białek z rodziny ACOX zmniejszyła aktywację CaMKII, podczas gdy nadekspresja ACOXI zwiększyła aktywację CaMKII. Podsumowując, nasze badania identyfikują aktywny CaMKII jako nowe połączenie między β-oksydacją organelli i transportem acetylo-CoA z przeżyciem komórek, migracją i przerzutami PCa.

98 Metabolizm sfingomieliny jest regulatorem funkcji K-Ras

Dharini van der Hoeven, Kwang-Jin Cho, Yong Zhou, Xiaoping Ma, Wei Chen, Ali Naji, Dina Montufar-Solis, Yan Zuo, Sarah E Kovar, Kandice R Levental, Jeffrey A Frost, Ransome van der Hoeven, John F Hancock

K-Ras musi zlokalizować się w błonie plazmatycznej (PM) dla aktywności biologicznej. Pokazujemy tutaj, że wiele inhibitorów kwaśnej sfingomielinazy (ASM), w tym trójpierścieniowe leki przeciwdepresyjne, niewłaściwie zlokalizowana fosfatydyloseryna (PtdSer) i K-RasG12V z PM, powodujące zniesienie sygnalizacji K-RasG12V i silne, selektywne hamowanie wzrostu zmutowanej transformacji K-Ras Komórki nowotworowe. Zgodnie z tym, u nagich myszy, inhibitor ASM, fendilina, zmniejszał tempo wzrostu onkogennych guzów MiaPaCa-2 z ekspresją K-Ras, ale nie miał wpływu na wzrost guzów BxPC-3 typu dzikiego z ekspresją K-Ras. Inhibitory ASM hamowały również aktywowaną sygnalizację LET-60 (ortolog K-Ras) u Caenorhabditis elegans, o czym świadczy supresja indukowanego fenotypu wielosromu. Stosując interferencję RNA przeciwko genom C. elegans kodującym inne enzymy w szlaku biosyntezy sfingomieliny (SM), zidentyfikowaliśmy 14 enzymów, których knockdown silnie lub umiarkowanie tłumił fenotyp LET-60 multivulva. W komórkach ssaków środki farmakologiczne skierowane na te enzymy pozbawiały PtdSer z PM i powodowały nieprawidłową lokalizację K-RasG12V. Efekty te korelowały ze zmianami w poziomach SM lub dystrybucji subkomórkowej. Wybrane związki, w tym inhibitory kinazy sfingozynowej, silnie hamowały proliferację onkogennych komórek raka trzustki z ekspresją K-Ras. Podsumowując, wyniki te pokazują, że normalny metabolizm SM jest krytyczny dla funkcjonowania K-Ras, co może przedstawiać opcje terapeutyczne w leczeniu nowotworów wywołanych przez K-Ras.

99 Modulacja komórek progenitorowych mielopoezy jest integralną składową wyćwiczonej odporności

Ioannis Mitroulis, Klara Ruppova, Baomei Wang, Lan-Sun Chen, Michal Grzybek, Tatyana Grinenko, Anne Eugster, Maria Troullinaki, Alessandra Palladini, Ioannis Kourtzelis, Antonios Chatzigeorgiou, Andreas Schlitzer, Marc Beyer, Leo Berend AB Is Joosten, Andreas Petzold, Kai Simons, Ian Henry, Andreas Dahl, Joachim L Schultze, Ben Wielockx, Nicola Zamboni, Peter Mirtschink, Ünal Coskun, George Hajishengallis, Mihai G Netea, Triantafyllos Chavakis

Wyszkolona odporność wrodzona sprzyja trwałej korzystnej odpowiedzi komórek szpiku na wtórne wyzwanie, pomimo ich krótkiej żywotności w krążeniu. Postawiliśmy zatem hipotezę, że wyszkolona odporność działa poprzez modulację krwiotwórczych komórek macierzystych i progenitorowych (HSPC). Podawanie β-glukanu (agonisty indukującego odporność prototypową wytrenowanego) myszom indukowało ekspansję komórek progenitorowych linii szpiku, co było związane z podwyższoną sygnalizacją przez mediatory wrodzonej odporności, takie jak IL-1β i czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów ( GM-CSF) oraz z adaptacjami w metabolizmie glukozy i biosyntezie cholesterolu. Wzrost mielopoezy związany z wytrenowaną odpornością skutkował korzystną odpowiedzią na wtórną prowokację LPS i ochronę przed mielosupresją wywołaną chemioterapią u myszy. W związku z tym modulacja komórek progenitorowych szpiku kostnego jest integralną składową wyćwiczonej odporności, która do tej pory uważana była za obejmującą zmiany funkcjonalne dojrzałych komórek szpikowych na obwodzie.

100 ATGL tkanki tłuszczowej modyfikuje lipidom serca w niewydolności lewej komory wywołanej przeciążeniem ciśnieniowym

Janek Salatzki, Anna Foryst-Ludwig, Kajetan Bentele, Annelie Blumrich, Elia Smeir, Zsofia Ban, Sarah Brix, Jana Grune, Niklas Beyhoff, Robert Klopfleisch, Sebastian Dunst, Michal A Surma, Christian Klose, Michael Rothe, Frank R Heinzel, Alexander Krannich, Erin E Kershaw, Dieter Beule, P Christian Schulze, Nikolaus Marx, Ulrich Kintscher

Lipoliza tkanki tłuszczowej występuje podczas rozwoju niewydolności serca w wyniku przewlekłej stymulacji adrenergicznej. Jednak wpływ zwiększonej hydrolizy triacyloglicerolu z tkanki tłuszczowej za pośrednictwem lipazy triglicerydowej (ATGL) na czynność serca jest niejasny. Aby zbadać rolę lipolizy tkanki tłuszczowej podczas niewydolności serca, stworzyliśmy myszy ze specyficzną tkankowo delecją ATGL (atATGL-KO). Myszy atATGL-KO poddano poprzecznemu zwężeniu aorty (TAC) w celu wywołania zależnej od ciśnienia niewydolności serca. Lipidom sercowy myszy i lipidom ludzkiego osocza od zdrowych kontroli (n = 10) i pacjentów ze skurczową niewydolnością serca (HFrEF, n = 13) analizowano za pomocą lipidomiki typu shotgun opartej na MS. Indukowany TAC wzrost masy lewej komory (LVM) i wewnętrznej średnicy rozkurczowej LV był znacząco osłabiony u myszy atATGL-KO w porównaniu z myszami typu dzikiego (wt). Co ważniejsze, myszy atATGL-KO były chronione przed skurczową niewydolnością LV indukowaną TAC. Zaburzenie lipolizy w tkance tłuszczowej myszy ATGL-KO spowodowało zapobieganie głównym zmianom lipidomu serca obserwowanym po TAC u myszy wt. Głębokie zmiany wystąpiły w klasie lipidów fosfatydyloetanoloamin (PE), w których wiele gatunków PE było wyraźnie indukowanych w niewydolnych sercach wt, co było atenuowane w sercach atATGL-KO. Co więcej, wybrane gatunki PE indukowane niewydolnością serca w sercach myszy były również indukowane w próbkach osocza od pacjentów z przewlekłą niewydolnością serca. Indukcja PE sercowego wywołana TAC skutkowała obniżonym stosunkiem PC/gatunek PE związanym ze zwiększoną ekspresją markera apoptotycznego w niewydolnych sercach wt, procesu nieobecnego w sercach atATGL-KO. Zaburzenie lipolizy tkanki tłuszczowej przez niedobór ATGL złagodziło wywołaną ciśnieniem niewydolność serca i potencjalnie szkodliwe zmiany lipidomu serca, które towarzyszą temu patologicznemu procesowi, a mianowicie indukcja określonych rodzajów PE. Niesercowa modulacja lipidomu serca za pośrednictwem ATGL może odgrywać ważną rolę w patogenezie przewlekłej niewydolności serca.

101 Rozmiar komórki i tempo wzrostu są modulowane przez sygnały zależne od TORC2

Rafael Lucena, Maria Alcaide-Gavilán, Katherine Schubert, Maybo He, Matthew G Domnauer, Catherine Marquer, Christian Klose, Michal A Surma, Douglas R Kellogg

Wielkość wszystkich komórek, od bakterii po kręgowce, jest proporcjonalna do tempa wzrostu wyznaczonego przez dostępność składników odżywczych, ale mechanizmy leżące u ich podstaw nie są znane. Tutaj pokazujemy, że składniki odżywcze modulują rozmiar komórek i tempo wzrostu poprzez sieć sygnalizacyjną TORC2 w pączkujących drożdżach. Ważną funkcją sieci TORC2 jest modulowanie syntezy lipidów ceramidowych, które odgrywają rolę w sygnalizacji. Zależna od TORC2 kontrola sygnalizacji ceramidowej silnie wpływa zarówno na wielkość komórek, jak i tempo wzrostu. Tak więc komórki, które nie mogą wytwarzać ceramidów, nie modulują tempa wzrostu ani wielkości w odpowiedzi na zmiany składników odżywczych. PP2A związany z podjednostką regulacyjną Rts1 (PP2A[Rts1]) jest wbudowany w pętlę sprzężenia zwrotnego, która kontroluje sygnalizację TORC2 i pomaga ustawić poziom sygnalizacji TORC2 w celu dopasowania dostępności składników odżywczych. Łącznie dane sugerują model, w którym tempo wzrostu i wielkość komórek są mechanistycznie powiązane przez sygnały zależne od ceramidów pochodzące z sieci TORC2.

102 Zależna od seryny synteza sfingolipidów jest metaboliczną odpowiedzialnością komórek aneuploidalnych

Sunyoung Hwang, H Tobias Gustafsson, Ciara O'Sullivan, Gianna Bisceglia, Xinhe Huang, Christian Klose, Andrej Szewczenko, Robert C Dickson, Paola Cavaliere, Noah Dephoure, Eduardo M Torres

Aneuploidia zaburza homeostazę komórkową. Jednak mechanizmy molekularne leżące u podstaw odpowiedzi fizjologicznych i adaptacji do aneuploidii nie są dobrze poznane. Rozszyfrowanie tych mechanizmów jest ważne, ponieważ aneuploidia wiąże się z chorobami, w tym niepełnosprawnością intelektualną i rakiem. Chociaż guzy i komórki aneuploidalne ssaków, w tym kilka linii komórek nowotworowych, wykazują zmienione poziomy sfingolipidów, rola sfingolipidów w aneuploidii pozostaje nieznana. Tutaj pokazujemy, że ceramidy i długołańcuchowe zasady, cząsteczki sfingolipidów, które spowalniają proliferację i sprzyjają przeżyciu, są zwiększane przez aneuploidię. Poziomy sfingolipidów są ściśle powiązane z syntezą seryny, a hamowanie syntezy seryny lub sfingolipidów może specyficznie osłabić sprawność komórek aneuploidalnych. Co godne uwagi, sprawność komórek aneuploidalnych poprawia się lub pogarsza, odpowiednio, po genetycznym zmniejszeniu lub zwiększeniu liczby ceramidów. Połączone celowanie w syntezę seryny i sfingolipidów można wykorzystać do celowania w komórki rakowe, z których zdecydowana większość to aneuploidy.

103 Harmonizacja lipidomiki: międzylaboratoryjne ćwiczenia porównawcze NIST dla lipidomiki przy użyciu SRM 1950 – Metabolity w zamrożonym ludzkim osoczu

John A Bowden, Alan Heckert, Candice Z Ulmer, Christina M Jones, Jeremy P Koelmel, Laila Abdullah, Linda Ahonen, Yazen Alnouti, Aaron M Armando, John M Asara, Takeshi Bamba, John R Barr, Jonas Bergquist, Christoph H Borchers, Joost Brandsma, Susanne B Breitkopf, Tomas Cajka, Amaury Cazenave-Gassiot, Antonio Checa, Michelle A Cinel, Romain A Colas, Serge Cremers, Edward A Dennis, James E Evans, Alexander Fauland, Oliver Fiehn, Michael S Gardner, Timothy J Garrett , Katherine H Gotlinger, Jun Han, Yingying Huang, Aveline Huipeng Neo, Tuulia Hyötyläinen, Yoshihiro Izumi, Hongfeng Jiang, Houli Jiang, Jiang Jiang, Maureen Kachman, Reiko Kiyonami, Kristaps Klavins, Christian Klose, Harald There C Köfel Koal, Grielof Koster, Zsuzsanna Kuklenyik, Irwin J Kurland, Michael Leadley, Karen Lin, Krishna Rao Maddipati, Danielle McDougall, Peter J Meikle, Natalie A Mellett, Cian Monnin, M Arthur Moseley, Renu Nandakumar, Matej Oresic, Rainey Patterson, David Peake, Jason S Pierce, Martin Post, Anthony D Postle, Rebecca Pugh, Yunping Qiu, Oswald Quehenberger, Parsram Ramrup, Jon Rees, Barbara Rembiesa, Denis Reynaud, Mary R Roth, Susanne Sales, Kai Schuhmann, Michal Laniado Schwartzman, Charles N Serhan, Andrej Szewczenko, Stephen E Somerville, Lisa St. John-Williams, Michal A Surma, Hiroaki Takeda, Rhishikesh Thakare, J Will Thompson, Federico Torta, Alexander Triebl, Martin Trötzmüller, SJ Kumari Ubhayasekera, Dajana Vuckovic, Jacquelyn M Weir, Mark Ruth R , Craig E Wheelock, Libin Yao, Min Yuan, Xueqing H Zhao, Senlin Zhou

Ponieważ dziedzina lipidomiki wciąż się rozwija, samoocena w społeczności ma kluczowe znaczenie. Tutaj przeprowadziliśmy międzylaboratoryjne ćwiczenie porównawcze dla lipidomiki przy użyciu standardowego materiału referencyjnego (SRM) 1950 – Metabolites in Frozen Human Plasma, dostępnego w handlu materiału referencyjnego. Badanie międzylaboratoryjne obejmowało 31 różnych laboratoriów, z których każde korzystało z innego przepływu pracy lipidomiki. Łącznie zmierzono 1527 unikalnych lipidów we wszystkich laboratoriach, a dla 339 z tych lipidów zmierzono na poziomie składu sumarycznego przez pięć lub więcej uczestniczących laboratoriów, uzgodniono oszacowania lokalizacji i związane z nimi niepewności. Te ocenione lipidy wykryte w SRM 1950 służą jako ogólnospołeczne wzorce do wewnątrz- i międzylaboratoryjnej kontroli jakości oraz walidacji metod. Analizy te przeprowadzono przy użyciu niestandaryzowanych, niezależnych od laboratorium przepływów pracy. Ustalone lokalizacje zostały również porównane z poprzednim badaniem SRM 1950 przez konsorcjum LIPID MAPS. Chociaż głównym tematem badania międzylaboratoryjnego było dostarczenie wartości, które pomogą zharmonizować lipidy, mediatory lipidowe i pomiary prekursorów w całej społeczności, zostało ono również zainicjowane w celu pobudzenia dyskusji na temat obszarów wymagających poprawy.

104 Uczenie maszynowe spotyka się ze złożonymi sieciami poprzez osadzanie koalescencyjne w przestrzeni hiperbolicznej

Alessandro Muscoloni, Josephine M Thomas, Sara Ciucci, Ginestra Bianconi, Carlo V Cannistraci

Fizycy zauważyli niedawno, że realistyczne złożone sieci wyłaniają się jako dyskretne próbki z ciągłej geometrii hiperbolicznej zamkniętej w okręgu: promień reprezentuje centralność węzła, a kątowe przesunięcie między dwoma węzłami przypomina ich topologiczną bliskość. Koło hiperboliczne ma stać się uniwersalną przestrzenią reprezentacji i analizy wielu rzeczywistych sieci. Jednak wnioskowanie współrzędnych kątowych w celu odwzorowania rzeczywistej sieci z powrotem na jej ukrytą geometrię pozostaje trudnym problemem odwrotnym. Tutaj pokazujemy, że inteligentne maszyny do nienadzorowanego rozpoznawania i wizualizacji podobieństw w dużych zbiorach danych mogą również wywnioskować współrzędne kątowe sieci modelu hiperbolicznego zgodnie z organizacją geometryczną, którą nazywamy „koalescencją kątową”. W oparciu o to zjawisko proponujemy klasę algorytmów, które oferują szybkie i dokładne „osadzenie koalescencyjne” w kole hiperbolicznym nawet dla dużych sieci. To obliczeniowe rozwiązanie odwrotnego problemu w fizyce systemów złożonych sprzyja stosowaniu technik geometrii utajonej sieci w dyscyplinach zajmujących się analizą dużych danych sieciowych, w tym biologii, medycynie i naukach społecznych.

105 Środki i metody leczenia choroby Parkinsona o wczesnym początku

Patrik Verstreken, Vanessa A Morais, Melissa Vos

Niniejsze zgłoszenie dotyczy dziedziny chorób neurodegeneracyjnych, w szczególności dziedziny choroby Parkinsona. W szczególności, ujawnienie opisuje, że inhibitory zmniejszające aktywność FAS mogą być stosowane do leczenia choroby Parkinsona, w szczególności leczenia pacjentów cierpiących na chorobę Parkinsona mających mutacje utraty funkcji w genach PINK1 lub PARKIN.

106 Wielonienasycone kwasy tłuszczowe ω-3 kierują różnicowaniem fenotypu błony w mezenchymalnych komórkach macierzystych w celu nasilenia osteogenezy

Kandice R Levental, Michal A Surma, Allison D Skinkle, Joseph H Lorent, Yong Zhou, Christian Klose, Jeffrey T Chang, John F Hancock, Ilya Levental

Komórki ssaków wytwarzają setki dynamicznie regulowanych gatunków lipidów, które są aktywnie obracane i transportowane w celu wytworzenia funkcjonalnych błon. Te repertuary lipidowe są podatne na zaburzenia ze źródeł dietetycznych, co może mieć potencjalnie poważne konsekwencje fizjologiczne. Jednak ani repertuary lipidowe różnych błon komórkowych, ich modulacja przez tłuszcze dietetyczne, ani ich wpływ na fenotypy komórkowe nie zostały szeroko zbadane. Donosimy, że różnicowanie ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC) w osteoblasty lub adipocyty powoduje rozległą przebudowę błony plazmatycznej (PM), wytwarzając specyficzne dla komórki kompozycje błonowe i właściwości biofizyczne. Odmienne cechy PM osteoblastów umożliwiły racjonalną inżynierię fenotypów błonowych w celu modulowania różnicowania w MSC. W szczególności suplementacja kwasem dokozaheksaenowym (DHA), składnikiem lipidowym charakterystycznym dla błon osteoblastów, wywołała szeroką przebudowę lipidomiczną w MSC, która odtwarzała kompozycyjne i strukturalne aspekty fenotypu osteoblastycznego PM. Zmiany PM wywołane suplementacją DHA nasiliły różnicowanie osteogenne MSC jednocześnie ze zwiększoną aktywacją Akt w PM. Obserwacje te skłaniają do stworzenia modelu, w którym lipidom indukowany DHA prowadzi do bardziej stabilnych mikrodomen błonowych, które służą do zwiększenia aktywności Akt, a tym samym zwiększenia różnicowania osteogennego. Mówiąc szerzej, nasze badania sugerują ogólny mechanizm, za pomocą którego tłuszcze w diecie wpływają na fizjologię komórkową poprzez przebudowę lipidomów błonowych, właściwości biofizyczne i sygnalizację.

107 Transcriptomics-driven lipidomics (TDL) identyfikuje regulowane przez mikrobiomy cele metabolizmu lipidów w jelicie krętym

Anirikh Chakrabarti, Mathieu Membrez, Delphine Morin-Rivron, Jay Siddharth, Chieh J Chou, Hugues Henry, Stephen Bruce, Sylviane Metairon, Frederic Raymond, Bertrand Betrisey, Carole Loyer, Scott J Parkinson, Mojgan Masoodi

Mikrobiom jelitowy i metabolizm lipidów są uznawane za istotne elementy utrzymania zdrowia metabolicznego. Zaangażowane mechanizmy są wieloczynnikowe i (zwłaszcza w przypadku mikrobiomu) słabo zdefiniowane. Strategiczne podejście do badania złożoności wpływu drobnoustrojów na metabolizm lipidów ułatwiłoby określenie odpowiednich mechanizmów molekularnych dla leków ukierunkowanych na mikrobiomy. E coli wiąże się z otyłością i zespołem metabolicznym i wykorzystaliśmy to powiązanie w połączeniu z modelami gnotobiotycznymi, aby zbadać wpływ E coli na metabolizm lipidów. Aby rozwiązać złożoność integracji mikrobiomu i metabolizmu lipidów, opracowaliśmy lipidomikę opartą na transkryptomice (TDL), aby przewidzieć wpływ E coli kolonizacja metabolizmu lipidów i ustalone mediatory stanu zapalnego i oporności na insulinę, w tym metabolizm kwasu arachidonowego, zmiany w kwasach żółciowych i wchłanianie lipidów z diety. Podejście terapeutyczne związane z mikrobiomem ukierunkowane na te mechanizmy może zatem zapewnić drogę terapeutyczną wspierającą utrzymanie zdrowia metabolicznego.

108 Zmiany lipidowe w mięśniach szkieletowych u pacjentów po dywersji żółciowo-trzustkowej

Carola S Mehnert, Juergen Graessler, Virginia Kamvissi-Lorenz, Lidia Castagneto Gissey, James R. Casella Mariolo, Giovanni Casella, Geltrude Mingrone, Stefan R. Bornstein

Mechanizmy stojące za szybką poprawą wrażliwości na insulinę i uwolnieniem cukrzycowego stanu metabolicznego po operacji bariatrycznej wciąż nie są do końca poznane. W celu dalszego wyjaśnienia wpływu na indywidualny poziom komórkowy, zastosowaliśmy spektrometrię mas w celu zbadania zmian w profilu lipidomicznym komórek mięśni szkieletowych przed i po przekierowaniu żółciowo-trzustkowym u sześciu pacjentów. Stwierdziliśmy zmniejszenie ilości składników spichrzowych lipidów, głównie triacyloglicerydów (np. TAG 52:2 z 19,84 do 13,26 mol% p=0,028) oraz wzrost lipidów strukturalnych i sygnałowych, w tym fosfatydylocholiny [PC 36:2 (18:1/ 18:1) od 0,12 do 0,65% mol p=0,046], fosfatydyloinozytole (PI 36:2 od 0,008 do 0,039 mol% p=0,046) i kardiolipiny (CL 72:8 od 0,16 do 1,22 mol% p=0,043). Proporcjonalny wzrost strukturalnych lipidów był bezpośrednio, a spadek TAG był odwrotnie skorelowany z poprawą pooperacyjnej wrażliwości na insulinę, mierzoną za pomocą euglikemicznej klamry hiperinsulinowej. Tak więc krótkotrwały powrót wrażliwości na insulinę po przekierowaniu czynności żółciowo-trzustkowych może, poza adaptacją hormonalną jelit, czynnikami mechanicznymi, zmianami w mikrobiomie jelitowym oraz zmianami w metabolizmie kwasów żółciowych i fosfolipidów, dodatkowo przypisać metabolicznej regeneracji komórek mięśni szkieletowych. poprzez normalizację komórkowego profilu lipidomicznego. Potrzebne są dalsze badania, aby zbadać, czy poprawa wrażliwości mięśni szkieletowych na insulinę może być bezpośrednio związana z degradacją ektopowych triglicerydów, zmniejszając w ten sposób rezerwę lipotoksycznych związków pośrednich, które mogą zakłócać sygnalizację insulinową i hamować metabolizm mitochondriów.

109 Żelazo wpływa na skłonność do tworzenia klastrów Ire1 i amplitudę sygnalizacji stresu w siateczce endoplazmatycznej

Nir Cohen, Michal Breker, Anush Bakunts, Kristina Pesek, Ainara Chas, Josepmaria Argemi, Andrea Orsi, Lihi Gal, Silvia Chuartzman, Yoav Wigelman, Felix Jonas, Peter Walter, Robert Ernst, Tomás Aragón, Eelco van Anken, Maya Schuldiner

Niesfałdowana odpowiedź białkowa (UPR) umożliwia komórkom dostosowanie zdolności szlaku sekrecyjnego do potrzeb.Ire1, czujnik stresu retikulum endoplazmatycznego (ER) i centralny aktywator UPR są konserwowane z pączkujących drożdży Saccharomyces cerevisiae dla ludzi. W warunkach stresu ER, Ire1 skupia się w ogniskach, które umożliwiają optymalną aktywację UPR. Aby odkryć czynniki, które wpływają na tworzenie klastrów Ire1, przeprowadziliśmy badanie przesiewowe wysokiej zawartości przy użyciu biblioteki mutantów drożdży całego genomu, w których zachodzi ekspresja Ire1–mCherry. Zobrazowaliśmy szczepy po indukcji UPR i znaleźliśmy 154 szczepy, które wykazywały zmiany w skupieniu Ire1. Trafienia zostały wzbogacone o efektory żelaza i hemu oraz białka wiążące. Przeprowadzając farmakologiczną deplecję i uzupełnianie, potwierdziliśmy, że żelazo (Fe 3+ ) wpływa na aktywację UPR zarówno w komórkach drożdży, jak i ludzkich. Sugerujemy, że skłonność do tworzenia klastrów Ire1 zależy od składu błony, która jest regulowana przez zależną od hemu biosyntezę steroli. Nasze odkrycia podkreślają różnorodne funkcje komórkowe, które zasilają UPR i podkreślają wzajemne oddziaływanie między organellami wymagane do zgodnego utrzymania homeostazy.

110 skal temperatur przejściowych mieszalności z temperaturą wzrostu w linii komórkowej danio pręgowanego

Margaret Burns, Kathleen Wisser, Jing Wu, Ilya Levental, Sarah L. Veatch

Komórki mogą zmieniać zawartość lipidów w swoich błonach plazmatycznych pod wpływem zmian w ich środowisku, aby utrzymać i dostosować funkcję błony. Ostatnie prace sugerują, że niektóre funkcje błon powstają, ponieważ błony komórkowe komórek znajdują się blisko przejścia w mieszalność w warunkach wzrostu. W tym miejscu przedstawiamy eksperymenty z wykorzystaniem gigantycznych pęcherzyków błony plazmatycznej (GPMV) w celu zbadania, w jaki sposób temperatura przejścia przez błonę zmienia się wraz z temperaturą wzrostu w linii komórkowej danio pręgowanego (ZF4), która może być przystosowana do wzrostu w zakresie od 20 do 32°C. Odkryliśmy, że temperatury przejściowe GPMV dostosowują się do 16,7 +/- 1,2°C poniżej temperatury wzrostu dla czterech badanych temperatur wzrostu i że dostosowanie następuje w ciągu około 2 dni, gdy temperatura jest gwałtownie obniżana z 28 do 20°C. Odkryliśmy również, że GPMV mają nieco inne lipidomy po wyizolowaniu z komórek przystosowanych do wzrostu w 28 i 20°C. Podobnie jak w poprzednich pracach nad pęcherzykami pochodzącymi z komórek ssaków, w GPMV pochodzących z ZF4 obserwuje się zmieniające się domeny, co jest zgodne z ich krytycznym składem błonowym. Podsumowując, te wyniki eksperymentalne sugerują, że komórki w kulturze biologicznie dostosowują swój skład błony w sposób, który zachowuje specyficzną bliskość do krytycznego przejścia w mieszalności.

111 Monachijski biobank świń MIDY — wyjątkowe źródło do badania przesłuchów narządów w cukrzycy

Andreas Blutke, Simone Renner, Florian Flenkenthaler, Mattias Backman, Serena Haesner, Elisabeth Kemter, Erik Ländström, Christina Braun-Reichhart, Barbara Albl, Elisabeth Streckel, Birgit Rathkolb, Cornelia Prehn, Alessandra Palladini, Michal, Grzybek Bauers Andrea Bähr, Andreas Brühschwein, Cornelia A Deeg, Erica De Monte, Michaela Dmochewitz, Caroline Eberle, Daniela Emrich, Robert Fux, Frauke Groth, Sophie Gumbert, Antonia Heitmann, Arne Hinrichs, Barbara Keßler, Mayuko Kurome, Miriam Lephig-Ru Matiasek, Horst D Reichenbach, Hazal Öztürk, Christiane Otzdorff, Myriam Reichenbach, Alexandra Rieger, Birte Rieseberg, Marco Rosati, Manuel N Saucedo, Anna Schleicher, Marlon R Schneider, Kilian Simmet, Judith Steinmetz, Nicole Andreahe J, Patrizia, Patrizia Jerzy Adamski, Ünal Coskun, Martin Hrabe de Angelis, Christian Simmet, Mathias Ritzmann, Andrea Meyer-Lindenberg, Helmut Blum, Georg J Arnold, Thomas Fröhlich, Rüdiger Wanke, Eckhard Wol F

Częstość występowania cukrzycy i związanych z nią powikłań stale rośnie. Jako źródło do badania ogólnoustrojowych konsekwencji przewlekłego niedoboru insuliny i hiperglikemii stworzyliśmy kompleksowy biobank długoterminowej cukrzycy INS Transgeniczne świnie C94Y, model mutanta INS cukrzyca indukowana genetycznie młodzieży (MIDY) i miotu typu dzikiego (WT).

Samice świń MIDY (n = 4) były utrzymywane z suboptymalnym leczeniem insuliną przez 2 lata, razem z samicami z miotu WT (n = 5). Poziomy insuliny, peptydu C i glukagonu w osoczu były regularnie oznaczane za pomocą specyficznych testów immunologicznych. Ponadto przeprowadzono analizy klinicznej chemii, ukierunkowanej metabolomiki i lipidomiki. W wieku 2 lat wszystkie świnie poddano eutanazji, sekcji zwłok i pobrano szerokie spektrum tkanek w ramach systematycznych, jednolitych procedur losowego pobierania próbek. Całkowitą objętość komórek beta oznaczono metodami stereologicznymi. Przeprowadzono pilotażową analizę proteomu kory trzustki, wątroby i nerek za pomocą proteomiki bez znacznika.

Świnie MIDY miały podwyższone stężenie glukozy i fruktozaminy w osoczu na czczo, poziomy peptydu C, które zmniejszały się z wiekiem i były niewykrywalne po 2 latach, oraz 82% zmniejszoną całkowitą objętość komórek beta w porównaniu do WT. Poziomy glukagonu i beta hydroksymaślanu w osoczu świń MIDY były chronicznie podwyższone, co odzwierciedla cechy słabo kontrolowanej cukrzycy u ludzi. W sumie około 1900 próbek różnych płynów ustrojowych (krwi, surowicy, osocza, moczu, płynu mózgowo-rdzeniowego i mazi stawowej) oraz około 17 000 próbek z około 50 różnych tkanek i narządów zostało zakonserwowanych w celu ułatwienia wielu analiz morfologicznych i molekularnych . Analiza głównych składowych danych dotyczących metabolomiki i lipidomiki ukierunkowanych na osocze oraz profili proteomu z kory trzustki, wątroby i nerek wyraźnie oddzieliła próbki MIDY i WT.

Szerokie spektrum dobrze zdefiniowanych biopróbek w monachijskim biobanku MIDY Pig Biobank, które będą dostępne dla społeczności naukowej, stanowi wyjątkowe źródło do systematycznych badań przesłuchów narządów w cukrzycy w wymiarze wielonarządowym i wieloomicznym.

112 Starzenie się i sarkopenia wiążą się ze specyficznymi interakcjami między drobnoustrojami jelitowymi, biomarkerami surowicy i fizjologią gospodarza u szczurów

Jay Siddharth, Anirikh Chakrabarti, Alice Pannérec, Sonia Karaz, Delphine Morin-Rivron, Mojgan Masoodi, Jerome N Feige, Scott J Parkinson

Wykazano, że mikrobiom odgrywa integralną rolę w utrzymaniu wielu aspektów zdrowia, które są również związane ze starzeniem się. Aby zidentyfikować obszary potencjalnej eksploracji i interwencji, jednocześnie scharakteryzowaliśmy związane z wiekiem zmiany w mikrobiomie jelitowym, fizjologii mięśni oraz profilach proteomicznych i lipidomicznych surowicy u starszych szczurów, aby zdefiniować zintegrowaną sygnaturę fenotypu starzenia. Wykazujemy, że starzenie się wypacza skład mikrobiomu jelitowego, w szczególności poprzez zmianę Sutterella do Barnezilla stosunek i zmienia potencjał metaboliczny bakterii jelitowych. Związane z wiekiem zmiany mikrobiomu jelitowego były związane z fizjologicznym pogorszeniem funkcji mięśniowo-szkieletowych oraz z molekularnymi markerami przetwarzania/dostępności składników odżywczych oraz stanu zapalnego/odporności u starszych szczurów w porównaniu z dorosłymi. Podsumowując, nasze badanie podkreśla, że ​​starzenie się prowadzi do złożonej zależności między mikrobiomem a fizjologią gospodarza i dostarcza potencjalnych gatunków drobnoustrojów do zwalczania fizycznego i metabolicznego spadku podczas starzenia się poprzez modulowanie ekologii drobnoustrojów jelitowych.

113 Regulacja syntezy fosfolipidów przez lipinę-1 utrzymuje homeostazę retikulum endoplazmatycznego i ma kluczowe znaczenie dla przeżycia potrójnie ujemnych komórek raka piersi

Jingquan He, Feng Zhang, Li W R Tay, Salome Boroda, Weiqi Nian, Kandice R Levental, Ilya Levental, Thurl E Harris, Jeffrey T Chang, Guangwei Du

Komórki rakowe przeprogramowują swój metabolizm, aby zwiększyć syntezę makrocząsteczek w celu szybkiej proliferacji. W porównaniu z kwasami tłuszczowymi znacznie mniej wiadomo na temat syntezy fosfolipidów, które są niezbędne do biogenezy błony komórkowej komórek nowotworowych. Odkryliśmy, że LPIN1, który koduje lipinę-1, fosfatazę kwasu fosfatydowego (PAP) kontrolującą etap ograniczający szybkość w szlaku syntezy fosfolipidów, jest silnie podwyższony w przypadku potrójnie ujemnego raka piersi (TNBC). Co więcej, wysoka ekspresja LPIN1 koreluje ze złym rokowaniem tych pacjentów. Knockdown LPIN1 zwiększa apoptozę w podstawowych liniach komórkowych TNBC, podczas gdy ma minimalny lub mniejszy wpływ na normalne ludzkie komórki nabłonkowe gruczołu sutkowego (HMEC) i linie komórkowe raka piersi z receptorem estrogenowym. Inkorporacja kwasów tłuszczowych i analizy lipidomiczne wykazały, że knockdown LPIN1 blokuje syntezę fosfolipidów i zmienia skład lipidów błonowych, które ostatecznie indukują aktywację 1 z 3 rozgałęzień odpowiedzi na niesfałdowane białka, szlaku enzymu 1α wymagającego inozytolu. Pokazujemy również po raz pierwszy, zgodnie z naszą wiedzą, że knockdown lipiny-1 znacząco hamuje wzrost guza in vivo przy użyciu modelu ortotopowego heteroprzeszczepu mysiego piersi. Nasze wyniki sugerują, że lipina-1 jest potencjalnym celem terapii przeciwnowotworowej.

114 Lipidomika Big Data

Mathias J Gerl, Michal Surma, Christian Klose, Ronny Herzog, Kai Simons

Lipidomika to wielkoskalowe badanie lipidów w układach biologicznych. Analiza dużych zbiorów danych, potencjalnie zawierających nawet tysiące lipidomów, jest trudnym przedsięwzięciem. Opracowaliśmy wieloparametrowe podejścia statystyczne, dostosowane do ilościowego określania danych dotyczących lipidów. Metody te mają na celu identyfikację biomarkerów lipidowych. W tej białej księdze kohorta zdrowych osób jest porównywana z kohortą osób chorych, aby zidentyfikować sygnatury lipidowe, które odróżniają zdrowie od choroby. Takie sygnatury mogą być potencjalnie przydatne do stratyfikacji choroby lub diagnozy za pomocą modelowania predykcyjnego (uczenie maszynowe).

W tej białej księdze przeprowadzimy Cię przez proces analizy danych w celu identyfikacji biomarkerów lipidowych i oceny ich działania.

115 Kompleksowa charakterystyka lipoprotein przy użyciu analizy lipidomicznej ludzkiego osocza

Nicolas Christinat, Mojgan Masoodi

Lipoproteiny są odpowiedzialne za transport lipidów i innych składników odżywczych w krążeniu i dlatego odgrywają ważną rolę w metabolizmie lipidów i dyslipidemii. Zostały również powiązane z wieloma zaburzeniami metabolicznymi, w tym chorobami sercowo-naczyniowymi, a zatem zrozumienie ich składu lipidowego ma kluczowe znaczenie. Charakteryzacja lipoprotein jest trudnym zadaniem ze względu na ich heterogeniczność. W szczególności ich frakcjonowanie jest często pracochłonne i czasochłonne, co utrudnia analizę dużych zestawów próbek klinicznych. Opracowaliśmy i zwalidowaliśmy analizę lipidomiczną lipoprotein, w tym chylomikronów, lipoprotein o bardzo małej gęstości, małej gęstości i dużej gęstości. Lipoproteiny najpierw frakcjonowano metodą elektroforezy w żelu poliakrylamidowym, a po ekstrakcji ciecz-ciecz analizowano lipidy metodą spektrometrii masowej z bezpośrednim wlewem. Z dobrą powtarzalnością i rzetelnością wykryto około 100 unikalnych gatunków lipidów. Oprócz ich składu lipidowego uzyskano cenne informacje na temat składu kwasów tłuszczowych lipoprotein i lipidów. Przedstawiona metoda umożliwia dogłębną analizę składu lipidów i kwasów tłuszczowych lipoprotein przy jednoczesnym zapewnieniu dobrej przepustowości próbki. Jest zatem szczególnie odpowiedni do badania chorób związanych z lipidami w kohortach klinicznych.

116 Odziedziczalność i reakcje na wysokotłuszczową dietę lipidomiczną osocza w badaniu bliźniaczym

Turid Frahnow, Martin A Osterhoff, Silke Hornemann, Michael Kruse, Michal A Surma, Christian Klose, Kai Simons, Andreas F H Pfeiffer

Lipidomiki mają ogromny potencjał jako narzędzie kliniczne do monitorowania zmian metabolicznych w zdrowiu i chorobie. Niemniej jednak prawie nic nie wiadomo o dziedziczności lipidów. Dlatego konieczne jest wyjaśnienie, jak i jak bardzo możemy wpłynąć na te postępy u osób. W naszym interwencyjnym badaniu bliźniąt (46 zdrowych, nieotyłych par bliźniąt) zbadaliśmy profil lipidowy w próbkach osocza po zmianie diety niskotłuszczowej na izokaloryczną dietę wysokotłuszczową (HFD) w celu scharakteryzowania adaptacji metabolicznej. Dodatkowo wykorzystaliśmy model ACE dla genetyki addytywnej, wspólnego i unikalnego środowiska, a także liniowego modelowania mieszanego do analizy dziedziczności lipidów. Odziedziczalność lipidów wahała się od 0 do 62% i dotyczyła raczej gatunków lipidów niż klas lipidów. Największe dziedziczenie wykazywały fosfolipidy. Ponadto ważnymi modyfikatorami były płeć, wskaźnik masy ciała (BMI) i wiek. Profil lipidowy zmienił się już po tygodniu stosowania HFD i odbiegał dalej po 5 tygodniach dodatkowego HFD. Podstawowe stężenia określonych lipidów w fosfolipidach są silnie dziedziczone i prawdopodobnie wiążą się z dziedzicznym ryzykiem choroby. Głównymi modyfikatorami były BMI, płeć i wiek. Odżywianie silnie zmienia określone klasy lipidów i musi być kontrolowane w klinicznych badaniach asocjacyjnych.

117 Lipidomika moczu: dowody na wiele źródeł i dymorfizm płciowy u zdrowych osób

Juergen Graessler, Carola S Mehnert, Klaus-Martin Schulte, Sybille Bergmann, S Strauss, Tobias D Bornstein, Julio Licinio, Ma-Li Wong, Andreas L Birkenfeld, Stefan R Bornstein

Lipidomika moczu może wzbogacić arsenał diagnostycznych o nowe cenne biomarkery umożliwiające wczesne wykrywanie chorób metabolicznych i nerek. Źródła i skład lipidów w moczu u osób zdrowych nie zostały jednak szczegółowo zbadane. Lipidomikę typu shotgun zastosowano do ilościowego określenia profili lipidomicznych w natywnych próbkach moczu od 16 osób (ośmiu mężczyzn, ośmiu kobiet) zebranych w pięciu frakcjach w ciągu 24 godzin. Wszystkie probanty zostały kompleksowo scharakteryzowane za pomocą wskaźników moczowych i klinicznych. Średnie całkowite stężenie lipidów w moczu na próbkę wynosiło 0,84 μM u mężczyzn i 1,03 μM u kobiet. Zaobserwowaliśmy istotne wewnątrz- i międzyosobnicze wahania stężeń lipidów w czasie, ale nie udało nam się wykryć wyraźnego dobowego wzorca. Na podstawie ilości i składu podklas wydaje się bardzo mało prawdopodobne, aby osocze służyło jako główne źródło lipidomu moczu. Biorąc pod uwagę metabolity lipidowe występujące w co najmniej 20% wszystkich próbek zidentyfikowano 38 gatunków lipidów z 7 klas lipidów. W prawie wszystkich próbkach moczu wykryto cztery rodzaje fosfatydyloseryny i jeden eter fosfatydyloetanoloaminy (PE-0 36:5). Dymorfizm płciowy stwierdzono głównie dla fosfatydylocholiny i fosfatydyloetanoloamin. U mężczyzn i kobiet rodzaje lipidów w moczu były silnie skorelowane z wydalaniem kreatyniny i albumin z moczem, odzwierciedlając procesy filtracji kłębuszkowej i transportu kanalikowego. Jednak u kobiet do tworzenia lipidomu moczu istotnie przyczyniły się gatunki lipidów pochodzące z komórek moczowych i składników komórkowych dolnego odcinka układu moczowo-płciowego. Podsumowując, nasze badanie ujawniło potencjał lipidomiki moczu, ale także złożoność wyzwań metodologicznych, które należy przezwyciężyć, aby wprowadzić ją jako rutynowe narzędzie diagnostyczne w chorobach nerek, urologicznych i metabolicznych.

118 Metody i składy chondrisomów

Geoffrey A Von Maltzahn, John M. Milwid, Michael T Mee, Jacob Rosenblum-Rubens, David Chess, Kyle M Trudeau, Kiana Mahdaviani, Jacob Feala

Mitochondria to związane z błoną struktury subkomórkowe występujące w komórkach eukariotycznych. Czasami określane jako elektrownie komórek, mitochondria wytwarzają większość energii komórki w postaci trójfosforanu adenozyny (ATP) poprzez oddychanie. Uszkodzenia i późniejsze dysfunkcje mitochondriów są ważnymi czynnikami w wielu chorobach człowieka. W niniejszym dokumencie opisano nowe preparaty chondrosomów pochodzących z mitochondriów i pokrewne sposoby, które mają korzystne i zaskakujące właściwości do stosowania w zastosowaniach farmaceutycznych i weterynaryjnych u ludzi. Opisane tu preparaty chondrosomów i sposoby mają korzystne cechy strukturalne, wydajność, stężenie, stabilność, żywotność, integralność lub funkcję, np. funkcja bioenergetyczna lub biologiczna, do użytku w zastosowaniach terapeutycznych.

119 Oświecające moduły funkcjonalne sieci dyskryminacyjnych leżące u podstaw separacji analizy głównych składowych w badaniach różnicowo-omicznych

Sara Ciucci, Yan Ge, Claudio Durán, Alessandra Palladini, Víctor Jiménez-Jiménez, Luisa M Martínez-Sánchez, Yuting Wang, Susanne Sales, Andrej Szewczenko, Steven W Poser, Maik Herbig, Oliver Otto, Andreas Androutsellis-Theotokis, Jochen Gucks Mathias J Gerl, Carlo V Cannistraci

Nauka omiczna szybko się rozwija, a jedną z najczęściej stosowanych technik badania wzorców różnicowych w zbiorach danych omicznych jest analiza głównych komponentów (PCA). Brakuje jednak metody oświecenia sieci cech omicznych, które w większości przyczyniają się do separacji próbki uzyskanej przez PCA. Alternatywą jest budowanie sieci korelacji między jednowymiarowymi istotnymi cechami omicznymi, ale pomija to wielowymiarową nienadzorowaną kompresję cech odpowiedzialną za segregację próbek PCA. Biolodzy i badacze medyczni często wolą skuteczne metody, które oferują natychmiastową interpretację, od skomplikowanych algorytmów, które w zasadzie obiecują poprawę, ale w praktyce są trudne do zastosowania i interpretacji. Tutaj przedstawiamy PC-corr: prosty algorytm, który łączy z każdą segregacją PCA rozróżniającą sieć cech. Taka sieć może być badana w poszukiwaniu modułów funkcjonalnych przydatnych w definiowaniu kombinatorycznych i wieloskalowych biomarkerów na podstawie wieloaspektowych danych omicznych w systemach i biomedycynie precyzyjnej. Oferujemy dowody na skuteczność PC-corr na danych lipidomicznych, metagenomicznych, genomicznych rozwojowych, genetycznych populacyjnych, promotorycznych nowotworów i mechanomicznych komórek macierzystych raka. Wreszcie, PC-corr to ogólne podejście funkcjonalnego wnioskowania sieciowego, które można łatwo zastosować do eksploracji dużych zbiorów danych w informatyce i analizy złożonych systemów w fizyce.

120 lipidów skóry

Tomasz Sadowski, Christian Klose, Mathias J Gerl, Anna Wójcik-Maciejewicz, Ronny Herzog, Kai Simons, Adam Reich, Michal A Surma

Skład lipidowy ludzkiej skóry ma zasadnicze znaczenie dla jej funkcjonowania. Jednak jednoczesna ocena ilościowa szerokiego zakresu lipidów warstwy rogowej naskórka i łojowych nie jest trywialna. Opracowaliśmy i zweryfikowaliśmy ilościową, wysokowydajną platformę opartą na spektrometrii masowej typu shotgun do analizy lipidów w próbkach skóry pozbawionych taśmy. Lipotype analizuje również inne rodzaje próbek skóry, od monowarstw po modele 3D. Obecnie łatwo jest zbadać, w jaki sposób składa się lipidom zdrowej skóry, jak zmienia się on w chorobach lub po interwencji z lekiem lub produktem kosmetycznym. Te dane lipidomiczne mogą być wykorzystywane do obsługi roszczeń kosmetycznych, opracowywania leków do stosowania miejscowego i kosmetyków spersonalizowanych.

121 Wielkoskalowa lipidomika ludzkiej skóry za pomocą ilościowej, wysokowydajnej spektrometrii masowej typu shotgun

Tomasz Sadowski, Christian Klose, Mathias J Gerl, Anna Wójcik-Maciejewicz, Ronny Herzog, Kai Simons, Adam Reich, Michal A Surma

Skład lipidowy ludzkiej skóry ma zasadnicze znaczenie dla jej funkcjonowania, jednak jednoczesna ocena ilościowa szerokiego zakresu lipidów warstwy rogowej (SC) i łojowych nie jest trywialna. Opracowaliśmy i zweryfikowaliśmy ilościową, wysokowydajną platformę opartą na spektrometrii mas typu shotgun do analizy lipidów pobranych taśmą próbek skóry SC. Charakteryzuje się pokryciem 16 klas lipidów całkowitą kwantyfikacją do poziomu pojedynczych cząsteczek lipidów, wysoką odtwarzalnością i wysoką wydajnością.Za pomocą tej metody przeprowadziliśmy duże badanie lipidomiczne 268 ludzkich próbek SC, gdzie zbadaliśmy związek między głębokością pobierania próbek a składem lipidowym, zmiennością lipidomu w próbkach z 14 różnych miejsc pobierania próbek na organizm ludzki, a na koniec oceniliśmy wpływ wieku i płeć na zmienność lipidomu u 104 zdrowych osób. Odkryliśmy, że lipidy łojowe stanowią obfity składnik lipidomu SC, ponieważ dyfundują do najwyższych warstw SC, tworząc gradient. Zmienność lipidowa w odniesieniu do głębokości pobierania próbek, miejsca i podmiotu jest znaczna i dotyczy głównie lipidów łojowych, podczas gdy lipidy warstwy rogowej różnią się mniej. Podkreśla to wagę projektowania pobierania próbek i rolę lipidów łojowych w badaniach skóry.

122 Podejście lipidowe do stratyfikacji pacjentów z ostrą białaczką szpikową

Adam Stefanko, Christian Thiede, Gerhard Ehninger, Kai Simons, Michał Grzybek

Patogeneza i progresja wielu nowotworów, w tym nowotworów hematologicznych, w dużym stopniu zależy od wzmożonej lipogenezy. Synteza kwasów tłuszczowych de novo umożliwia przyspieszoną proliferację komórek nowotworowych poprzez dostarczanie składników błonowych, ale mogą one również zmieniać właściwości fizykochemiczne dwuwarstw lipidowych, co może wpływać na sygnalizację, a nawet zwiększać oporność na leki w komórkach nowotworowych. Profile lipidowe specyficzne dla typu raka pozwoliłyby nam monitorować i interpretować rzeczywiste skutki zmian lipidowych, potencjalne odciski palców poszczególnych nowotworów, które można badać jako markery diagnostyczne. Zastosowaliśmy podejście typu shotgun MS do identyfikacji wzorców lipidowych u różnych typów pacjentów z ostrą białaczką szpikową (AML), które albo nie wykazują zmiany kariotypu, albo należą do typów t(821) lub inv16. Różnice w lipidomach pacjentów t(821) i inv(16) w porównaniu z pacjentami z AML bez zmiany kariotypu przedstawiały się głównie jako istotna modulacja syntezy ceramidów/sfingolipidów. Ponadto między t(821) a wszystkimi innymi pacjentami zaobserwowaliśmy istotne zmiany właściwości fizykochemicznych błony. Były one związane z wyraźną zmianą poziomu nasycenia lipidów. Odkryte różnice w profilach lipidowych różnych typów AML pozwalają lepiej zrozumieć zaangażowane szlaki patobiochemiczne i mogą posłużyć do opracowania narzędzi diagnostycznych.

123 Nowe podejście do analizy dysfunkcji lizosomalnych za pomocą proteomiki subkomórkowej i lipidomiki: przypadek niedoboru NPC1

Arun K Tharkeshwar, Jesse Trekker, Wendy Vermeire, Jarne Pauwels, Ragna Sannerud, David A Priestman, Danielle te Vruchte, Katlijn Vints, Pieter Baatsen, Jean-Paul Decuypere, Huiqi Lu, Shaun Martin, Peter Vangheluwe, Johannes Vbet Lanen, Lies , Francis Impens, Frances M Platt, Kris Gevaert, Wim Annaert

Nanocząsteczki superparamagnetycznego tlenku żelaza (SPION) są wykorzystywane głównie jako nośniki komórkowe dla genów i produktów terapeutycznych, podczas gdy ich zastosowanie w izolacji organelli subkomórkowych pozostaje niedostatecznie wykorzystane. Zaprojektowaliśmy SPIONy ukierunkowane na różne przedziały subkomórkowe. SPIONy pokryte kwasem dimerkaptobursztynowym są internalizowane i gromadzą się w późnych endosomach/lizosomach, podczas gdy SPION-y aminolipidowe znajdują się w błonie komórkowej. Cechy te pozwoliły nam ustalić znormalizowane procedury izolacji magnetycznej dla tych przedziałów błonowych z wydajnością i czystością umożliwiającą profilowanie proteomiczne i lipidomiczne. Zwalidowaliśmy nasze podejście, porównując biomolekularne składy lizosomów i błon plazmatycznych wyizolowanych z komórek typu dzikiego i z niedoborem typu C1 (NPC1) z chorobą Niemanna-Picka. Podczas gdy akumulacja cholesterolu i glikosfingolipidów jest postrzegana jako główna cecha niedoboru NPC1, nasza analiza lipidomiczna wykazała nagromadzenie kilku gatunków glicerofosfolipidów i innych lipidów zapasowych w selektywnie późnych endosomach/lizosomach komórek NPC1-KO. Podczas gdy proteom błony komórkowej pozostał w dużej mierze niezmienny, zaobserwowaliśmy wyraźne zmiany w kilku białkach związanych z autofagią i katabolizmem lizosomalnym, odzwierciedlające niedrożność transportu pęcherzykowego i wadliwy obrót lizosomalny wynikający z niedoboru NPC1. Zatem zastosowanie SPION zapewnia znaczny postęp w odciskach palców przedziałów subkomórkowych, ze zwiększonym potencjałem identyfikacji zmian związanych z chorobą w ich składzie biomolekularnym.

124 Kardiolipina wspomaga transport elektronów między ubichinonem a kompleksem I w celu ratowania niedoboru PINK1

Melissa Vos, Ann Geens, Claudia Böhm, Liesbeth Deaulmerie, Jef Swerts, Matteo Rossi, Katleen Craessaerts, Elvira P Leites, Philip Seibler, Aleksandar Rakovic, Thora Lohnau, Bart De Strooper, Sarah-Maria Fendt, Christine A Klein Patrik Verstreken

PINK1 jest zmutowany w chorobie Parkinsona (PD), a mutacje powodują defekty mitochondrialne, które obejmują nieefektywny transport elektronów między kompleksem I a ubichinonem. Neurodegeneracja jest również powiązana ze zmianami w homeostazie lipidów, ale ich związek z dysfunkcją mitochondriów wywołaną PINK1 nie jest znany. W oparciu o obiektywny przesiew genetyczny odkryliśmy, że częściowe genetyczne i farmakologiczne hamowanie syntazy kwasów tłuszczowych (FASN) hamuje toksyczność wywołaną niedoborem PINK1 u much, komórek myszy, fibroblastów pochodzących od pacjentów i indukowanych pluripotencjalnych neuronów dopaminergicznych pochodzących z komórek macierzystych. Niższa aktywność FASN u mutantów PINK1 obniża poziom palmitynianu i zwiększa poziom kardiolipiny (CL), lipidu specyficznego dla błony wewnętrznej mitochondriów. Bezpośrednia suplementacja CL do izolowanych mitochondriów nie tylko ratuje defekty kompleksu I wywołane przez PINK1, ale także ratuje nieefektywny transfer elektronów między kompleksem I a ubichinonem w określonych mutantach. Nasze dane wskazują, że genetyczne lub farmakologiczne hamowanie FASN w celu zwiększenia poziomów CL omija defekty enzymatyczne kompleksu I w modelu PD.

125 Specyficzność sortowania lipidów zakodowana w membranie K-Ras Kotwica reguluje sygnał wyjściowy

Yong Zhou, Priyanka Prakash, Hong Liang, Kwang-Jin Cho, Alemayehu A Gorfe, John F. Hancock

K-Ras jest kierowany do błony komórkowej przez C-końcową kotwicę błonową, która zawiera ester metylowy farnezylo-cysteiny i domenę polizasadową. Wykorzystaliśmy ilościowe obrazowanie przestrzenne i symulacje atomistycznej dynamiki molekularnej, aby zbadać szczegóły molekularne wiązania K-Ras z błoną plazmatyczną. Odkryliśmy, że kotwica K-Ras wiąże wybrane anionowe lipidy błony komórkowej o określonych grupach czołowych i lipidowych łańcuchach bocznych. Dokładna sekwencja aminokwasowa i grupa prenylowa definiują kombinatoryczny kod wiązania lipidów, który wykracza poza prostą elektrostatykę w tym kodzie, reszty lizyny i argininy nie są równoważne, a długość łańcucha prenylowego modyfikuje preferencje lipidów powstających domen wielozasadowych. Kod jest realizowany przez odrębne, dynamiczne struktury trzeciorzędowe kotwicy na błonie komórkowej, które zarządzają interakcjami aminokwasów-łańcuchów bocznych i lipidów. Ważną konsekwencją tej specyficzności jest zdolność takich kotwic po agregacji do sortowania podzbiorów fosfolipidów w nanoklastry o zdefiniowanych składach lipidów, które determinują sygnał wyjściowy K-Ras.

126 Lipomika o wysokiej rozdzielczości w połączeniu z szybką fiksacją ujawnia nową sygnalizację wywołaną niedokrwieniem w neurolipidomie szczura

Marc-Olivier Trépanier, Michael Eiden, Delphine Morin-Rivron, Richard P Bazinet, Mojgan Masoodi

Dziedzina lipidomiki bardzo się rozwinęła od czasu jej powstania 15 lat temu. Postępy w spektrometrii mas umożliwiły identyfikację setek nienaruszonych lipidów i mediatorów lipidowych. Jednak ze względu na uwalnianie kwasów tłuszczowych z błony fosfolipidowej w mózgu spowodowane niedokrwieniem, identyfikacja neurolipidomu stanowi wyzwanie. Wykazano, że utrwalanie mikrofalami zmniejsza wywołane niedokrwieniem uwalnianie kilku mediatorów lipidowych. Dlatego też celem tego badania było opracowanie metody łączącej tandemową spektrometrię masową o wysokiej rozdzielczości (MS/MS), wysokoenergetyczną fiksację mikrofalową skierowaną na głowę i modelowanie statystyczne, umożliwiającą pomiar nienaruszonych lipidów i mediatorów lipidowych w celu wyeliminowania niedokrwienia. ‐indukowane uwalnianie kwasów tłuszczowych i identyfikacja szczurzego neurolipidomu. W tym badaniu wykazaliśmy indukowaną niedokrwieniem produkcję bioaktywnych mediatorów lipidowych oraz zmniejszenie zmienności za pomocą wiązania mikrofalowego w połączeniu z chromatografią cieczową (LC) – MS/MS. Po raz pierwszy zilustrowaliśmy również, że utrwalanie mikrofalami eliminuje zmiany w nienaruszonych gatunkach lipidów po niedokrwieniu. Podczas gdy wiele gatunków fosfolipidów pozostało niezmienionych przez niedokrwienie, inne nienaruszone klasy lipidów, takie jak diacyloglicerol, miały niższe stężenie po utrwaleniu mikrofalowym w porównaniu z niedokrwieniem.

127 Preparowanie funkcji torsyny/kofaktora w otoczce jądrowej: badanie genetyczne

Ethan Laudermilch, Pei-Ling Tsai, Morven Graham, Elizabeth Turner, Chenguang Zhao, Christian Schlieker

Genom ludzki koduje cztery ATPazy torsyny, których funkcje są słabo poznane. W tym badaniu używamy inżynierii CRISPR/Cas9, aby usunąć wszystkie cztery ATPazy Torsin indywidualnie i w połączeniu. Używając pęcherzyków otoczki jądrowej (NE) jako miary fenotypowej, ustalamy bezpośrednią korelację między liczbą inaktywowanych alleli Torsin a występowaniem przepuklin w kształcie omegi w świetle NE. Podobną, choć nie identyczną, nadmiarowość obserwuje się dla LAP1 i LULL1, które służą jako kofaktory regulacyjne dla podzbioru ATPaz Torsin. Nieoczekiwanie usunięcie Tor2A na tle z niedoborem TorA/B/3A powoduje gwałtowny wzrost tworzenia się pęcherzyków, mimo że Tor2A nie odpowiada na stymulację LAP1/LULL1. Odporność obserwowanego fenotypu w komórkach z niedoborem torsyny umożliwia analizę strukturalną za pomocą tomografii z mikroskopem elektronowym oraz analizę składu za pomocą znakowania immunogoldem. Ubikwitynę i nukleoporyny zidentyfikowano jako wyraźnie lokalizujące składniki struktury pęcherzyka w kształcie omega. Odkrycia te sugerują funkcjonalne powiązanie między układem Torsin/kofaktor a kompleksową biogenezą lub homeostazą kompleksu NE/pory jądrowe i ustanawiają linię komórkową z niedoborem Torsin jako cenną platformę eksperymentalną do rozszyfrowania funkcji Torsin.

128 Identyfikacja wspólnych i unikalnych profili lipidów w surowicy w cukrzycy i zawale mięśnia sercowego

Sanela Kjellqvist, Christian Klose, Michal A Surma, Geroge Hindy, Ines G Mollet, Anna Johansson, Patrick Chavaux, Johan Gottfries, Kai Simons, Olle Melander, Céline Fernandez

Cukrzyca (DM) i choroba sercowo-naczyniowa są związane z dyslipidemią, ale szczegółowy model molekularny lipidów w obu chorobach pozostaje nieznany.

Zastosowaliśmy spektrometrię mas typu shotgun do określenia poziomu 255 lipidów molekularnych w surowicy w 316 kontrolach, 171 DM i 99 zdarzeniach zawału mięśnia sercowego (MI) w kohorcie pochodzącej z badania Malmö Diet and Cancer. Przeprowadzono analizy rzutów ortogonalnych na struktury latentne pomiędzy lipidami a parametrami klinicznymi opisującymi DM lub MI. Desaturazy kwasów tłuszczowych (FADS) i wydłużenie bardzo długołańcuchowego białka 5 kwasów tłuszczowych (ELOVL 5) oszacowano obliczając stosunki produktu do prekursora wielonienasyconych kwasów tłuszczowych w złożonych lipidach. FADS genotypy kodujące te desaturazy przetestowano następnie pod kątem powiązania z poziomami i proporcjami lipidów. Różnice w poziomach lipidów należących do klas fosfatydylocholiny i triacyloglicerydów (TAG) przyczyniły się najbardziej do oddzielenia DM od kontroli. TAGi odgrywały również dominującą rolę w odróżnianiu MI od kontroli. Poziomy kwasów tłuszczowych C18:2 w złożonych lipidach były niższe zarówno w DM, jak i MI w porównaniu z kontrolą (DM, P=0,004 MI , P=6,0E-06) przynajmniej ze względu na przyspieszenie przepływu metabolicznego z C18:2 do C20:4 (np. podwyższony szacowany ELOVL 5: DM , P=0,02 MI , P=0,04, oraz połączone aktywności elongazy-desaturazy: DM , P=3,0E-06 MI , P=2.0E-06). Nosiciele drugorzędnych alleli FADS genotypy były związane ze zwiększonymi poziomami C18:2 (P≤0,007 i niższa aktywność desaturazy (P≤0.002).

Pokazujemy możliwy związek między obniżonymi poziomami C18:2 w złożonych lipidach a DM lub MI. W ten sposób podkreślamy znaczenie lipidów molekularnych w patogenezie obu chorób.

129 Stabilność domeny w błonach biomimetycznych napędzana przez wielonienasycenie lipidów

Xubo Lin, Joseph H Lorent, Allison D Skinkle, Kandice R Levental, M Neal Waxham, Alemayehu A Gorfe, Ilya Levental

Błony biologiczne zawierają szeroką gamę rodzajów lipidów, których indywidualne właściwości fizykochemiczne i zbiorowe interakcje ostatecznie determinują organizację błon. Kluczowym aspektem organizacji błon komórkowych jest ich boczny podział na domeny o różnej strukturze i składzie. Najszerzej zbadanymi domenami błonowymi są tratwy lipidowe, które są biologiczną manifestacją faz o uporządkowaniu płynnym, które tworzą się w błonach zawierających sterole. Szczegółowe badania mieszanin błon biomimetycznych przyniosły szeroki wgląd w fizyczne zasady tratw lipidowych, jednak te uproszczone modele nie oddają w pełni różnorodności i złożoności lipidomu ssaków, w szczególności pod względem wykluczenia lipidów wielonienasyconych. W tym miejscu oceniamy rolę nienasycenia lipidowego łańcucha acylowego jako siły napędowej separacji faz przy użyciu symulacji gruboziarnistej dynamiki molekularnej (CGMD) potwierdzonych w eksperymentach z membranami modelowymi. Wyraźne trendy w naszych obserwacjach i dobre zgodności jakościowe między symulacjami i eksperymentami potwierdzają wnioski, że wysoce nienasycone lipidy promują stabilność domeny ciecz-ciecz poprzez zwiększenie różnic w zawartości cholesterolu i kolejności łańcuchów lipidowych między współistniejącymi domenami. Obserwacje te ujawniają ważną rolę niekanonicznych lipidów biologicznych we właściwościach fizycznych błon, pokazując, że wielonienasycenie lipidów jest siłą napędową rozdziału faz ciecz-ciecz.

130 Lek przeciwnowotworowy kwas 2-hydroksyoleinowy (Minerval) stymuluje sygnalizację i transport wsteczny

Maria L Torgersen, Tove I Klokk, Simona Kavaliauskiene, Christian Klose, Kai Simons, Tore Skotland, Kirsten Sandvig

Kwas 2-hydroksyoleinowy (OHOA, Minerval ® ) jest przykładem substancji stosowanej w lipidoterapii błonowej, gdzie celem terapeutycznym są błony komórkowe, a nie specyficzne białka. Uważa się, że OHOA pośredniczy w swoim działaniu przeciwnowotworowym, wpływając na biofizyczne właściwości błon, co prowadzi do zmienionej rekrutacji i aktywacji białek amfitropowych, zmienionej sygnalizacji komórkowej i ostatecznej śmierci komórki. Niewiele wiadomo na temat początkowych zdarzeń sygnalizacyjnych po leczeniu OHOA i czy zmienione właściwości błony będą miały jakikolwiek wpływ na dynamiczny system transportu wewnątrzkomórkowego. W niniejszym badaniu wykazujemy, że leczenie OHOA doprowadziło do szybkiego uwolnienia wewnątrzkomórkowego wapnia i aktywacji wielu szlaków sygnałowych w komórkach HeLa, w tym szlaku PI3K-AKT1-MTOR i kilku kinaz MAP, w procesie niezależnym od EGFR. Za pomocą lipidomiki potwierdziliśmy, że OHOA została włączona do kilku klas lipidów. Równocześnie OHOA silnie zwiększał transport wsteczny rycyny toksyny roślinnej z endosomów do aparatu Golgiego i dalej do retikulum endoplazmatycznego. Stymulowany przez OHOA transport rycyny wydawał się wymagać kilku białek amfitropowych, w tym Src, fosfolipazy C, kinazy białkowej C, a także Ca2+/kalmodulina. Co ciekawe, OHOA indukowała nieznaczny wzrost lokalizacji endosomalnej składnika retromerowego VPS35. Zatem nasze dane pokazują, że dodanie lipidu, o którym wiadomo, że zmienia właściwości błony, nie tylko wpływa na sygnalizację, ale także na transport wewnątrzkomórkowy.

131 Przebudowa postsynaptycznej błony plazmatycznej podczas rozwoju nerwowego

Karolina Tulodziecka, Barbara B Diaz-Rohrer, Madeline M Farley, Robin B Chan, Gilbert Di Paolo, Kandice R Levental, M Neal Waxham, Ilya Levental

Synapsy neuronalne są podstawowymi jednostkami transdukcji sygnałów neuronowych i muszą utrzymywać znakomitą wierność sygnału, a także uwzględniać plastyczność, która leży u podstaw uczenia się i rozwoju. Aby osiągnąć te cele, skład cząsteczkowy i organizacja przestrzenna zakończeń synaptycznych muszą być ściśle regulowane, jednak niewiele wiadomo na temat regulacji składu i organizacji lipidów w błonach synaptycznych. Tutaj określamy ilościowo kompleksowy lipidom błon synaptycznych szczura podczas rozwoju pourodzeniowego i obserwujemy dramatyczną rozwojową przebudowę lipidomiczną w ciągu pierwszych 60 dni po urodzeniu, w tym postępującą akumulację cholesterolu, plazmalogenów i sfingolipidów. Dalsza analiza błon związanych z izolowanymi gęstościami postsynaptycznymi (PSD) sugeruje, że postsynaptyczna błona plazmatyczna związana z PSD (PSD-PM) jest jedną ze specyficznych lokalizacji przebudowy synaptycznej. Analizujemy biofizyczne konsekwencje przebudowy rozwojowej w odtworzonych błonach synaptycznych i obserwujemy niezwykle stabilne mikrodomeny, przy czym stabilność domen wzrasta wraz z wiekiem rozwojowym. Racjonalizujemy rozwojową akumulację lipidów tworzących mikrodomeny w synapsach, proponując mechanizm, za pomocą którego palmitoilacja unieruchomionego szkieletowego białka PSD-95 tworzy domeny jąder w postsynaptycznej błonie plazmatycznej. Wyniki te ujawniają zmiany rozwojowe w składzie lipidów i palmitoilacji, które ułatwiają tworzenie mikrodomen błony postsynaptycznej, które mogą pełnić kluczową rolę w funkcji synapsy neuronalnej.

132 Brak proteazy FTSH4 wpływa na karbonylację białek, morfologię mitochondriów i zawartość fosfolipidów w mitochondriach Arabidopsis: nowe spojrzenie na złożoną interakcję

Elwira Smakowska, Renata Skibior-Blaszczyk, Małgorzata Czarna, Marta Kołodziejczak, Małgorzata Kwaśniak-Owczarek, Katarzyna Parys, Christiane Funk, Hanna Janska

FTSH4 jest jedną z osadzonych w błonie wewnętrznej metaloproteaz zależnych od ATP w mitochondriach Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). U mutantów zaburzonych w ekspresji FTSH4 karbonylowane białka akumulowały się, a morfologia liści była zmieniona, gdy hodowano je w krótkodniowym fotoperiodzie, w 22°C i długim dniu, w 30°C. Aby zapewnić lepszy wgląd w funkcję FTSH4, porównaliśmy proteomy mitochondrialne i oksyproteomy dwóch ftsh4 mutanty i rośliny typu dzikiego hodowane w warunkach wywołujących zmiany fenotypowe. Zaobserwowano, że wiele białek z różnych przedziałów podochrzęstnych jest karbonylowanych w ftsh4 mutanty, wskazujące na rozległy stres oksydacyjny. Jedną z przyczyn akumulacji białek karbonylowanych w ftsh4 była ograniczona zdolność proteolityczna zależna od ATP ftsh4 mitochondria, powstające z niedostatecznej ilości ATP, prawdopodobnie w wyniku zaburzonej fosforylacji oksydacyjnej (OXPHOS), zwłaszcza kompleksu V. In ftsh4, zaobserwowaliśmy ponadto gigantyczne, kuliste mitochondria współistniejące wśród normalnych. Oba efekty, zwiększona liczba nieprawidłowych mitochondriów i zmniejszona stabilność/aktywność kompleksów OXPHOS, były prawdopodobnie spowodowane mniejszą ilością kardiolipiny fosfolipidowej błony mitochondrialnej. Postulujemy, że obniżona zawartość kardiolipiny w ftsh4 mitochondria prowadzą do zaburzeń w obrębie kompleksów OXPHOS, generujących więcej reaktywnych form tlenu i mniej ATP oraz do deregulacji dynamiki mitochondriów, powodując w konsekwencji nagromadzenie uszkodzeń oksydacyjnych.

133 Torsyny są niezbędnymi regulatorami komórkowego metabolizmu lipidów

Micheline Grillet, Beatriz Dominguez Gonzalez, Adria Sicart, Maria Pöttler, Ana Cascalho, Karolien Billion, Sergio Hernandez Diaz, Jef Swerts, Teresa V Naismith, Natalia V Gounko, Patrik Verstreken, Phyllis I Hanson, Rose E Goodchild

Torsyny są niezbędnymi w rozwoju białkami AAA+, a mutacja ludzkiego torsyny A powoduje chorobę neurologiczną DYT1 – dystonię. Lokalizują się w błonach ER, ale ich funkcja komórkowa pozostaje niejasna. Teraz pokazujemy, że dTorsin jest wymagany w tkance tłuszczowej Drosophila, gdzie obniża poziom trójglicerydów, wspomaga wzrost komórek i podnosi zawartość lipidów w błonie. Widzimy również, że ludzki torsyna A w wewnętrznej błonie jądrowej jest związany z ekspansją błony i podwyższoną zawartością lipidów komórkowych. Co więcej, kluczowy enzym metabolizujący lipidy, lipina, jest niewłaściwie zlokalizowany w komórkach dTorsin-KO, a dTorsin zwiększa poziom substratu lipinowego, fosfatydatu i redukuje produkt, diacyloglicerol. Wreszcie, genetyczna supresja dLipin ratuje defekty dTorsin-KO, w tym wielkość komórek tłuszczowych, wzrost zwierząt i przeżycie. Odkrycia te wskazują, że torsyny są niezbędnymi regulatorami metabolizmu lipidów w komórce i implikują zaburzoną biologię lipidów w dystonii DYT1 o początku w dzieciństwie.

134 Wielonienasycone lipidy regulują stabilność domeny błonowej poprzez dostrajanie kolejności błon

Kandice R Levental, Joseph H Lorent, Xubo Lin, Allison D Skinkle, Michal A Surma, Emily A Stockenbojer, Alemayehu A Gorfe, Ilya Levental

Błona plazmatyczna (PM) służy jako funkcjonalny interfejs między komórką a jej środowiskiem, obsługując transdukcję sygnału pozakomórkowego i transport składników odżywczych wśród wielu innych procesów. Aby wesprzeć tę rozległą funkcjonalność, PM są zorganizowane w domeny boczne, w tym uporządkowane, sterowane lipidami zespoły zwane tratwami lipidowymi. Chociaż ogólne wymagania dotyczące tworzenia uporządkowanych domen są dobrze poznane, sposób, w jaki te domeny są regulowane przez mechanizmy endogenne komórki lub perturbacje egzogenne, nie został szeroko omówiony. W tym kontekście intrygującą możliwością jest to, że tłuszcze dietetyczne mogą włączać się do lipidów błonowych w celu regulowania właściwości i fizjologii domen tratw. Tutaj badamy wpływ wielonienasyconych tłuszczów na organizację domen błonowych w całym spektrum modeli błonowych, w tym symulacjach komputerowych, syntetycznych błonach lipidowych i nienaruszonych PM izolowanych z komórek ssaków. Obserwujemy, że wielonienasycony kwas tłuszczowy ω-3, kwas dokozaheksaenowy, jest silnie wbudowywany do lipidów błonowych, a to wbudowanie prowadzi do znaczącej przebudowy lipidomu PM. W systemach modelowych lipidy zawierające kwas dokozaheksaenowy zwiększają stabilność uporządkowanych domen tratw poprzez zwiększenie różnicy w kolejności między nimi a współistniejącymi domenami nietratwowymi. Związek między dysproporcją porządku międzydomenowego a stabilnością rozdziału faz dotyczy szeregu różnych zaburzeń, w tym manipulacji poziomami cholesterolu i wysokimi stężeniami egzogennych substancji amfifilowych, co sugeruje, że jest to ogólna cecha organizacji błon biologicznych. Wyniki te pokazują, że wielonienasycone tłuszcze wpływają na skład i organizację błon biologicznych, co sugeruje potencjalny mechanizm rozległego wpływu tłuszczów w diecie na zdrowie i choroby.

135 Kontrola homeostazy lipidów błony komórkowej przez rozszerzone synaptotagminy

Yasunori Saheki, Xin Bian, Curtis M Schauder, Yujin Sawaki, Michal A Surma, Christian Klose, Frederic Pincet, Karin M Reinisch, Pietro De Camilli

Ostre zmiany metaboliczne w lipidach błony plazmatycznej (PM), takie jak te pośredniczące w reakcjach sygnalizacyjnych, są szybko kompensowane przez reakcje homeostatyczne, których podstawa molekularna jest słabo poznana. Tutaj pokazujemy, że rozszerzone synaptotagminy (E-Syts), białka retikulum endoplazmatycznego (ER), które działają jako PtdIns(4,5)P2– i Ca 2+ - regulowane uwięzi do PM, uczestniczą w tych odpowiedziach. E-Syts przenoszą glicerolipidy między dwuwarstwami in vitro, a transfer ten wymaga Ca2+ i ich domeny SMP przechowującej lipidy. Komórki poddane edycji genomu pozbawione E-Syts nie wykazują nieprawidłowości w głównych glicerolipidach w spoczynku, ale wykazują zwiększoną i trwałą akumulację PM diacyloglicerolu po PtdIns(4,5)P2 hydroliza przez aktywację PLC, która może być uratowana przez ekspresję E-Syt1, ale nie przez zmutowaną E-Syt1 pozbawioną domeny SMP. Tworzenie zależnych od E-Syt wiązań ER-PM w odpowiedzi na bodźce, które rozszczepiają PtdIns(4,5)P2 a podwyższenie Ca2+ może pomóc w odwróceniu akumulacji diacyloglicerolu w PM poprzez przeniesienie go do ER w celu recyklingu metabolicznego.

136 Białka zakotwiczone glikozylofosfatydyloinozytolem: Organizacja i transport błonowy

Chiara Zurzolo, Kai Simons

Białka zakotwiczone glikozylofosfatydyloinozytolem (GPI) (GPI-AP) są klasą białek błonowych zawierających rozpuszczalne białko przyłączone przez konserwatywną kotwicę glikolipidową do zewnętrznego płatka błony komórkowej. W spolaryzowanych komórkach nabłonkowych, GPI-AP są głównie sortowane do powierzchni wierzchołkowej w sieci trans aparatu Golgiego (TGN) przez grupowanie w mikrodomeny (lub rafty) zależne od sfingolipidów i cholesterolu, które proponowano, aby działały jako platformy do sortowania wierzchołkowego. Najnowsze dane wskazują, że mechanizmy sortowania GPI-AP zachodzące w aparatach Golgiego kontrolują zarówno transport błonowy GPI-AP, jak i ich specyficzną aktywność na powierzchni wierzchołkowej w pełni spolaryzowanych komórek nabłonka. Tutaj omawiamy najnowsze odkrycia i czynniki regulujące sortowanie wierzchołkowe GPI-AP w aparatach Golgiego w spolaryzowanych komórkach nabłonka. Podkreślamy również różnice w organizacji błony komórkowej GPI-AP między komórkami spolaryzowanymi i niespolaryzowanymi, potwierdzając istnienie różnych mechanizmów kontrolujących organizację GPI-AP w różnych typach komórek.

137 Błony komórkowe: perspektywa subiektywna

Błony komórkowe rozwinęły ogromną złożoność lipidów i białek, przystosowanych do wykonywania funkcji wymaganych przez komórki. Lipidy przez długi czas pozostawały w tle i teraz odzyskują swoją rolę jako ważnych elementów budulcowych komórek. Ich główną funkcją jest tworzenie macierzy naszych błon komórkowych, gdzie wspierają szereg funkcji niezbędnych do życia. Ta dwuwymiarowa płynna macierz rozwinęła nieoczekiwane właściwości materiałowe, które obejmują interakcje zarówno lipid-lipid, jak i lipid-białko. Ta perspektywa jest krótkim podsumowaniem wyzwań stojących przed tą dziedziną i omawia potencjalne sposoby i środki do zmierzenia się z właściwościami tego niesamowitego płynu.

138 Hamowanie kwaśnej sfingomielinazy zuboża fosfatydyloserynę komórkową i błędnie lokalizuje K-Ras z błony osocza

Kwang-Jin Cho, Dharini van der Hoeven, Yong Zhou, Masahi Maekawa, Xiaoping Ma, Wei Chen, Gregory D. Fairn, John F. Hancock

K-Ras musi zlokalizować się w błonie plazmatycznej dla aktywności biologicznej, a zatem zapobieganie interakcji z błoną plazmatyczną blokuje wyjście sygnału K-Ras. Tutaj pokazujemy, że hamowanie kwaśnej sfingomielinazy (ASM) błędnie lokalizuje zarówno izoformy K-Ras, K-Ras4A, jak i K-Ras4B z błony plazmatycznej do błony wewnętrznej i hamuje ich tworzenie klastrów. Odkryliśmy, że fendilina, silny inhibitor ASM, zmniejsza zawartość fosfatydyloseryny (PtdSer) i cholesterolu w wewnętrznej błonie komórkowej. Te zmiany lipidów są przyczynowe, ponieważ uzupełnienie komórek traktowanych fendiliną egzogennym PtdSer szybko przywraca wiązanie K-Ras4A i K-Ras4B z błoną plazmatyczną, tworzenie klastrów i sygnał wyjściowy. I odwrotnie, suplementacja egzogennym cholesterolem przywraca nanoklastrowanie K-Ras4A, ale nie K-Ras4B. Eksperymenty te ujawniają różne pule operacyjne PtdSer na błonie plazmatycznej. Hamowanie ASM podnosi poziom sfingomieliny w komórkach i zmniejsza poziom ceramidów w komórkach. Zgodnie z tym, dostarczanie rekombinowanego ASM lub egzogennego ceramidu do komórek traktowanych fendiliną szybko przenosi K-Ras4B i PtdSer do błony plazmatycznej. Nieprawidłowa lokalizacja K-Ras4B jest również rekapitulowana w fibroblastach Neimann-Pick typu A i B z niedoborem ASM. Badanie to identyfikuje metabolizm sfingomieliny jako pośredni regulator sygnalizacji K-Ras4A i K-Ras4B poprzez kontrolę zawartości błony komórkowej PtdSer. Pokazuje również krytyczne i selektywne znaczenie PtdSer dla wiązania błon plazmatycznych K-Ras4A i K-Ras4B i organizacji przestrzennej w nanoskali.

139 Zautomatyzowana platforma lipidomiczna typu shotgun do wysokowydajnej, kompleksowej i ilościowej analizy nienaruszonych lipidów osocza krwi

Michal A Surma, Ronny Herzog, Andrej Vasilj, Christian Klose, Nicolas Christinat, Delphine Morin-Rivron, Kai Simons, Mojgan Masoodi, Júlio L Sampaio

Osocze krwi zyskało na znaczeniu w badaniach lipidomicznych ze względu na jego dostępność, nieskomplikowane pobieranie i przygotowywanie oraz informacyjny odczyt stanu fizjologicznego. Jednocześnie analiza jest również technicznie trudna ze względu na złożony skład lipidowy, na który wpływa wiele czynników, które mogą utrudniać przepustowość i/lub pokrycie lipidomiki. Aby rozwiązać te problemy, opracowaliśmy kompleksową, wysokowydajną i ilościową platformę lipidomiczną opartą na spektrometrii mas typu shotgun do analiz lipidów w osoczu krwi. Główne cechy tej technologii to (i) jest wszechstronna, obejmująca 22 policzalne różne klasy lipidów, obejmujące ponad 200 rodzajów lipidów (ii) jest podatna na wysoką przepustowość, z czasem akwizycji krótszym niż 5 minut, co pozwala na pełną analizę 200 próbki osocza na dzień (iii) osiąga bezwzględną kwantyfikację, poprzez włączenie wzorców wewnętrznych dla każdej mierzonej klasy lipidów (iv) jest wysoce powtarzalny, osiągając średni współczynnik zmienności <10% (w ciągu dnia), ok. 10% (międzydniowy) i ok. 15% (inter-site) dla większości gatunków lipidów (v) jest łatwo przenoszony, co pozwala na bezpośrednie porównanie danych uzyskanych w różnych miejscach. Ponadto dokładnie oceniliśmy wpływ stabilizacji krwi za pomocą różnych antykoagulantów i cykli zamrażania i rozmrażania, aby wykluczyć artefakty generowane przez przygotowanie próbki.

140 Analiza lipidów mikroorganizmów do produkcji składników dla sektora żywności, napojów i zdrowia konsumentów

Evolva posiada zastrzeżoną platformę opartą na fermentacji, która umożliwia radykalnie różne podejścia do produkcji składników dla sektorów żywności, napojów i zdrowia konsumentów. Jako pionier i światowy lider w zrównoważonym, opartym na fermentacji podejściu do składników, firma Evolva była zainteresowana ilościową analizą składu lipidów komórek drożdży oraz szczegółowymi informacjami na temat strukturalnego i ilościowego składu lipidów komórek drożdży. Informacje na temat składu lipidów ułatwiły optymalizację szczepu i dostosowanie warunków hodowli w celu zapewnienia maksymalnej wydajności produkcji danego związku.

141 Systematyczne badanie przesiewowe nowych lipidów przez Shotgun Lipidomics

Cyrus Papan, Sider Pieńkow, Ronny Herzog, Christoph Thiele, Teymuras Kurzchalia, Andrej Szewczenko

Powszechnie akceptowana klasyfikacja LIPID MAPS rozpoznaje osiem głównych kategorii lipidów i ponad 550 klas, podczas gdy nowe klasy lipidów są wciąż odkrywane przez ukierunkowane podejścia biochemiczne. Pomimo różnorodności składu, złożone lipidy, takie jak glicerolipidy, glicerofosfolipidy, sacharolipidy itp. są zbudowane z unikalnych ugrupowań strukturalnych, np. gliceryny, kwasów tłuszczowych, choliny, fosforanu i trehalozy, które są połączone amidami, eterami, estrami lub glikozydami obligacje. Ta modułowa organizacja znajduje również odzwierciedlenie w ich szlakach fragmentacji MS/MS, tak że wspólne elementy budulcowe w różnych klasach lipidów mają tendencję do generowania wspólnych fragmentów. Korzystamy z tej stereotypowej fragmentacji, aby systematycznie przeszukiwać nowe lipidy wykazujące odległe podobieństwo strukturalne do znanych klas lipidów i opracowaliśmy podejście do odkrywania oparte na kwerendach obliczeniowych widm masowych typu shotgun za pomocą oprogramowania LipidXplorer. Zastosowaliśmy tę koncepcję do badań przesiewowych ekstraktów lipidowych larw C. elegans na etapach dauer i L3, które reprezentują alternatywne programy rozwojowe realizowane w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe. Poszukiwania, obejmujące ponad 1,5 miliona domniemanych składów chemicznych, pozwoliły zidentyfikować nową klasę lizomaradolipidów wzbogaconych w larwy dauera.

142 LipidXplorer: oprogramowanie do lipidomiki ilościowej shotgun kompatybilne z wieloma platformami spektrometrii mas

Ronny Herzog, Dominik Schwudke, Andrej Szewczenko

LipidXplorer to zestaw oprogramowania typu open source, który wspiera identyfikację i ocenę ilościową cząsteczek dowolnej klasy lipidów wykrytych w eksperymentach typu shotgun przeprowadzanych na dowolnej platformie spektrometrii mas. LipidXplorer nie opiera się na bazie danych widm referencyjnych: zamiast tego procedury identyfikacji lipidów są definiowane przez użytkownika w deklaratywnym języku zapytań fragmentacji molekularnej (MFQL). Oprogramowanie obsługuje przetwarzanie wsadowe wielu akwizycji shotgun poprzez mapowanie mas w wysokiej rozdzielczości, skanowanie prekursorów i utraty neutralnej oraz MS/MS zależne od danych, co nadaje się do różnych zastosowań lipidomicznych w biologii komórki i medycynie molekularnej.

143 Lipomika organellar: tło i perspektywy

Christian Klose, Michał Surma, Kai Simons

Podstawowymi jednostkami strukturalnymi komórek eukariotycznych są organelle związane z błoną, a wiele istotnych procesów komórkowych zachodzi wi na błonach. Coraz wyraźniej widać, że na te procesy wpływają właściwości biofizyczne błon organelli, na które z kolei wpływa ich skład lipidowy. Nawet subtelne zmiany w składzie lipidów mogą mieć ogromny wpływ na właściwości błon i zachodzące w nich procesy. W związku z tym, aby zrozumieć udział składu lipidów błonowych w funkcjonowaniu procesów komórkowych związanych z błoną, niezbędna jest kompleksowa strukturalna i ilościowa informacja o lipidomie organellarnym. Tutaj twierdzimy, że tylko lipidomika organellar oparta na spektrometrii mas może dziś dostarczyć tych informacji.

144 Elastyczność lipidomu eukariotycznego – wgląd w lipidomię drożdży

Christian Klose, Michał A Surma, Mathias J Gerl, Felix Meyenhofer, Andrej Szewczenko, Kai Simons

Oparta na spektrometrii mas lipidomika typu shotgun umożliwiła ilościową i kompleksową ocenę składu lipidów komórkowych. Drożdże Saccharomyces cerevisiae okazał się szczególnie cennym systemem eksperymentalnym do badania procesów komórkowych związanych z lipidami. Tutaj, stosując naszą platformę lipidomiczną typu shotgun, zbadaliśmy wpływ różnych powszechnie stosowanych warunków wzrostu na lipidom drożdży, w tym glicerofosfolipidów, triglicerydów, ergosterolu oraz złożonych sfingolipidów. Ten obszerny zestaw danych pozwolił na ilościowy opis wewnętrznej elastyczności lipidomu eukariotycznego, zapewniając w ten sposób nowy wgląd w modyfikacje szlaków biosyntezy lipidów. Ponadto ustaliliśmy punkt odniesienia dla przyszłych eksperymentów lipidomicznych na drożdżach. Wreszcie, jako nowy parametr opisu stanu fizjologicznego organizmu proponuje się elastyczność cech lipidomicznych.

145 LipidXplorer: oprogramowanie do konsensualnej międzyplatformowej lipidomiki

Ronny Herzog, Kai Schuhmann, Dominik Schwudke, Júlio L Sampaio, Stefan R Bornstein, Michael Schroeder, Andrej Szewczenko

LipidXplorer to oprogramowanie typu open source, które obsługuje ilościową charakterystykę złożonych lipidomów poprzez interpretację dużych zestawów danych widm masowych typu shotgun. LipidXplorer przetwarza widma uzyskane na dowolnym typie tandemowych spektrometrów masowych, które identyfikuje i określa ilościowo cząsteczki dowolnej klasy jonizowalnych lipidów, biorąc pod uwagę dowolną znaną lub przypuszczalną ścieżkę fragmentacji molekularnej niezależnie od zasobów referencyjnych widm masowych. Obsługuje również wszelkie procedury profilowania typu shotgun, od wysokowydajnych badań przesiewowych zstępujących do diagnostyki molekularnej i odkrywania biomarkerów po ukierunkowaną bezwzględną ocenę ilościową gatunków lipidów o niskiej obfitości.

146 Błony komórkowe: perspektywa lipidowa

Chociaż błony komórkowe są wypełnione białkami mieszającymi się z lipidami, niezwykle niewiele wiadomo na temat interakcji białek z lipidami w celu pełnienia ich funkcji. Nowatorskie narzędzia analityczne ujawniają zdumiewającą różnorodność lipidów w błonach. Problem polega teraz na zrozumieniu funkcji komórkowych tej złożoności. W tej perspektywie skupiamy się na styku integralnych białek transbłonowych i lipidów błonowych w komórkach eukariotycznych. Wyjaśnienie, w jaki sposób białka i lipidy oddziałują ze sobą, będzie ważne dla wyjaśnienia struktury i funkcji białek błonowych. Postęp w realizacji tego celu będzie wspierany przez coraz większe nakładanie się różnych dziedzin, które do tej pory funkcjonowały bez większego przesłuchu.

147 Nowatorska koncepcja informatyczna dla wysokoprzepustowej lipidomiki typu shotgun w oparciu o język zapytań fragmentacji molekularnej

Ronny Herzog, Dominik Schwudke, Kai Schuhmann, Júlio L Sampaio, Stefan R Bornstein, Michael Schroeder, Andrej Szewczenko

Profilowanie lipidomów Shotgun opiera się na bezpośredniej analizie spektrometrii masowej całkowitych ekstraktów lipidów z komórek, tkanek lub organizmów i jest potężnym narzędziem do wyjaśnienia składu molekularnego lipidomów. Przedstawiamy nowatorską koncepcję informatyczną języka zapytań fragmentacji molekularnej wdrożoną w zestawie oprogramowania LipidXplorer o otwartym kodzie źródłowym, który obsługuje dokładną ocenę ilościową poszczególnych gatunków dowolnej klasy jonizowalnych lipidów w widmach typu shotgun uzyskanych na dowolnej platformie spektrometrii mas.

148 Rewitalizacja tratw membranowych: nowe narzędzia i spostrzeżenia

Kai Simons, Mathias J Gerl

Dziesięć lat temu napisaliśmy recenzję na temat tratw lipidowych i sygnalizacji w wydaniu inauguracyjnym Nature Reviews Molecular Cell Biology. W tym czasie dziedzina ta cierpiała z powodu niejednoznacznej metodologii i nieprecyzyjnej nomenklatury. Teraz nowe techniki pogłębiają nasz wgląd w dynamikę organizacji błon. W tym miejscu omawiamy, jak dojrzała dziedzina i przedstawiamy ewoluujący model, w którym błony są zajęte przez zmienne zespoły sfingolipidów, cholesterolu i białek w nanoskali, które można ustabilizować na platformach ważnych w sygnalizacji, infekcji wirusowej i przemieszczaniu się w błonach.

149 Lipidomika: uporanie się z różnorodnością lipidów

Andrej Szewczenko, Kai Simons

Chociaż lipidy są biocząsteczkami o pozornie prostych strukturach chemicznych, skład molekularny lipidomu komórkowego jest złożony i obecnie słabo poznany. Dokładne mechanizmy wpływu złożoności kompozycyjnej na homeostazę komórki i jej regulację również pozostają niejasne. Ta rozwijająca się dziedzina opracowuje wrażliwe technologie spektrometrii mas do ilościowej charakteryzacji lipidomu. Tutaj twierdzimy, że lipidomika stanie się niezbędnym zestawem narzędzi w biologii komórkowej i rozwojowej, medycynie molekularnej i żywieniu.

150 Strategie celowania subkomórkowego do projektowania i dostarczania leków

Lawrence Rajendran, Hans-Joachim Knölker, Kai Simons

Wiele celów leków jest zlokalizowanych w określonych przedziałach subkomórkowych, jednak obecne strategie projektowania leków koncentrują się na biodostępności i ukierunkowaniu na tkanki i rzadko dotyczą dostarczania leków do określonych przedziałów wewnątrzkomórkowych. Wgląd w to, w jaki sposób komórka przenosi swoje składniki do tych różnych lokalizacji komórkowych, może ulepszyć projektowanie leków. W tym przeglądzie badamy podstawy transportu błonowego i organizacji subkomórkowej, a także strategie stosowane przez patogeny w celu dostosowania tych mechanizmów i implikacji dla projektowania i dostarczania leków.

151 Tratwy lipidowe jako zasada organizująca błonę

Daniel Lingwood, Kai Simons

Błony komórkowe wykazują ogromną złożoność lipidów i białek zaprojektowanych do wykonywania funkcji wymaganych przez komórki. Aby koordynować te funkcje, błona jest zdolna do bocznej segregacji swoich składników. Ta zdolność jest oparta na dynamicznej niemieszalności ciecz-ciecz i leży u podstaw koncepcji tratwy subkompartmentalizacji membrany. Tratwy lipidowe są zmiennymi nanoskalowymi zespołami sfingolipidów, cholesterolu i białek, które można ustabilizować do koalescencji, tworząc platformy, które działają w sygnalizacji i transporcie błonowym. Tutaj dokonujemy przeglądu dowodów na to, w jaki sposób ta zasada łączy potencjał samoorganizacji sfingolipid-cholesterol ze specyficznością białkową w celu selektywnego skupiania bioaktywności błony.


Dyrektor generalny

Z DG
Odczyt ze spotkania dyrektora generalnego FAO QU Dongyu z Theo De Jagerem, prezesem Światowej Organizacji Rolników

Dyrektor generalny FAO, QU Dongyu i Theo De Jager, prezes Światowej Organizacji Rolników (WFO), spotkali się dzisiaj wirtualnie, aby omówić współpracę między tymi dwiema organizacjami.

FAOSTAT

Dane dotyczące żywności i rolnictwa

Wskaźniki SDG

Portal wskaźników celów zrównoważonego rozwoju FAO

Rolniczy System Informacji Rynkowej

Katalog mikrodanych żywności i rolnictwa

Statystyka ryb

Statystyka rybołówstwa i akwakultury

AQUASTAT

Globalny system informacji FAO o wodzie i rolnictwie

Monitorowanie i analiza cen żywności

TATA JEST

System informacji o różnorodności zwierząt domowych

WIEWS

Światowy System Informacji i Wczesnego Ostrzegania o Roślinnych Zasobach Genetycznych dla Wyżywienia i Rolnictwa

PREZENT FAO/WHO

Narzędzie FAO/WHO dotyczące globalnego indywidualnego spożycia żywności

AIDmonitor

Oficjalna Pomoc Rozwojowa

INFOODS

Międzynarodowa Sieć Systemów Danych o Żywności

Baza danych strat żywności i odpadów

Przyjrzyj się dogłębnie, jakie jedzenie jest tracone i marnowane i gdzie

Baza danych dotyczących płci i praw do ziemi

RuLIS

System informacji o źródłach utrzymania na obszarach wiejskich

Globalne oceny zasobów leśnych



Uwagi:

  1. Cauley

    Mam na myśli, że się mylisz. Wejdź, omówimy.

  2. Mustanen

    Wspaniałe, cenne informacje

  3. Crom

    Niektóre z nich są zbyt urocze ...

  4. Jackie

    brutalna siła)

  5. Derrek

    Chciałbym, żeby to nie było

  6. Mayer

    Naprawdę, nawet jeśli wcześniej nie zgadłam

  7. Voodookazahn

    Tak, aby odpowiedzieć na czas, jest to ważne



Napisać wiadomość