Untargeted lipidomics reveals specific lipid abnormality in nonfunctioning human pituitary adenomas

Posted 2021-03-10 ilifeiscience

文献名：Untargeted lipidomics reveals specific lipid abnormality in nonfunctioning human pituitary adenomas（非靶向脂质组学揭示非功能人类脑垂体瘤中的特异性脂质）

期刊名：Journal of Proteome Research

发表时间:（2020年1月）

IF：3.78

单位：中国科学院大连物理化学研究所

技术：非靶向脂质组学

 

一、 概述：

无功能垂体腺瘤(functionless pituitary adenomas简称为NFPA)指垂体分泌无特定功能的激素，而不引起临床症状异常的腺瘤。会引起严重的健康问题，如头痛，复视和垂体功能低下等问题。本文作者使用基于UPLC-Orbitrap Q-Exactive HF的非靶向脂质组学，研究了NFPA患者的8个空细胞腺瘤（NCA）和8个嗜酸性腺瘤（OCM）以及5个正常垂体腺（Ctrl）中的特异性脂质分子，并在另一组受试者中验证了这一结果，经过脂质组学分析显示，花生四烯酸（AA）富集的磷脂（PL）是OCM与Ctrl相比特有的脂质分子。因此，AA-PL可能是OCM的潜在诊断分子。

二、 研究背景：

无功能瘤占垂体瘤的 25%，多发生于 40～50 岁,发病率无明显性别差异。在老年人群中以无功能腺瘤最常见(60.7%)，因此，老年垂体瘤患者得不到及时的诊断，多在就诊时已出现视觉损害及腺垂体功能减退，目前除了外科手术还没有针对NFPA的有效治疗方法。

脂质在信号传导，能量储存和生物系统中的膜渗透性调节有重要作用。脂质（亚）类的含量和组成以及单个脂质分子种类可以直接反映生物标本对病理反应的脂质代谢变化。嗜酸性腺瘤（OCM）被认为是空细胞腺瘤（NCA）的变体前期研究发现OCM胞浆内线粒体显示出异常增生，而NCA却没有异常。因此该作者研究这两类肿瘤的脂质分子变化，发现垂体OCM的线粒体功能异常导致了氧化磷酸化效率低下以及糖酵解发生异常，抑制垂体OCM组织中乳酸脱氢酶A的表达，再通过特征脂质分子对两者进行区分。

三、 实验设计：

样本类型：脑垂体组织

分组设计：共招募45名受试者作为两个独立实验集，研究组包括NCA（n = 8），OCM（n =8）和Ctrl（n = 5）用于发现关键的差异脂质。验证组包括NCA（n=8），OCM（n=10）和Ctrl（n = 6）用于上述特异性脂质的集中变化，患有PA的患者通过临床诊断，激素检查，电子显微镜检查和术前影像检查，当50％或更多的腺瘤细胞表现胞浆改变时，诊断为OCM。

 

 

 

 四、研究成果：

1、脂质组学分析脑垂体组织中脂质变化

在垂体腺瘤组织中检测到520种脂质。筛选数据后，最终发现涵盖453种脂质，OCM和NCA具有不同的脂质PCA分布。其中CL，PC，PG，PI，PC-O，PEO在OCM中增加，TG-O和TG-O显著蓄积。与正常对照组相比，SM在两个垂体肿瘤中显著降低。

2、脂质相对含量变化

 

 

 

作者比较了OCM vs.Ctrl和NCA vs.Ctrl之间CL脂质种类的相对水平。结果显示，OCM中CL显著增加，在正常的垂体腺中未检测到CL（di18：2_di20：3）。作者还发现亚油酸酯酰基链（18：2）是CL中占主导地位的酰基链，长酰基碳链且多不饱和的TG均显示出明显的降低（TG 56：4、56：5、56：6、56：7、56：8、58：3、58：6，58：7，58：8，58：9，58:10，60：8，60:12）

3、 关键脂质验证

 

作者发现17种脂质的123种脂质分子发生了显着变化，验证集中呈现出相同的变化趋势。OCM中Cer，DG和PG中的差异脂质均显著增加，SM的差异脂质均明显降低。在NCA vs. Ctrl中，Cer，DG，PG和SM中大多数有相同的变化趋势。大量的PL（PC，PE，PG和PI脂质）与Ctrl相比，OCM中的花生四烯酸（AA）残留量显著增加，在研究组和验证组中都呈现出一致的变化。

 

五、结论：

 

 

 文章中首次证明了体OCM与Ctrl和NCA与Ctrl之间脂质的系统性改变。 富含花生四烯酸（AA）的PL可能是潜在的区分垂体OCM和NCA的生物标志物，并作为OCM的潜在靶向标志物。