JP2020139755A - Lipid profiling system, lipid profiling method, and lipid profiling program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脂質プロファイリングシステム、脂質プロファイリング方法、及び脂質プロファイリングプログラムに関する。 The present invention relates to lipid profiling systems, lipid profiling methods, and lipid profiling programs.
脂質の脂肪酸側鎖は、主に飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、高度不飽和脂肪酸の３種類に大別でき、各脂質クラスによってある程度メインとなる化合物が決まっている。また、高度不飽和脂肪酸は、各グリセロリン脂質を生合成する前駆体として使用されるジグリセリド（ＤＧ）ではほとんど存在しないにも関わらず、グリセロリン脂質ではその比率が大きく上昇する。このような高度不飽和脂肪酸の比率の上昇は、生体内における脂質の質を考察する上で非常に重要である。近年の質量分析装置の高感度化により、これらグリセロリン脂質の脂肪酸側鎖を定性し、そのイオン強度を測定することが可能になっている。
例えば、特許文献１には、質量スペクトルから脂質を同定する質量分析システムが記載されている。
Fatty acid side chains of lipids can be roughly divided into three types: saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, and highly unsaturated fatty acids, and each lipid class determines the main compound to some extent. In addition, although highly unsaturated fatty acids are almost absent in diglyceride (DG) used as a precursor for biosynthesis of each glycerophospholipid, the ratio of highly unsaturated fatty acids is greatly increased in glycerophospholipids. Such an increase in the proportion of highly unsaturated fatty acids is very important in considering the quality of lipids in vivo. With the recent increase in sensitivity of mass spectrometers, it has become possible to qualify the fatty acid side chains of these glycerophospholipids and measure their ionic strength.
For example,
脂質分子の定量値は、化学合成標準品による外部検量線を作成して算出するのが一般的である。しかし、全ての脂質分子の標準品を入手することは現実的に難しいため網羅的な脂質分子の定量には至っていない。また、脂肪酸側鎖を２個以上有する脂質分子はプロダクトイオン強度が脂質分子により異なるため、同じ脂質分子同士で量を比較することはできても、異なる脂質分子同士で量を比較することはできない。 Quantitative values of lipid molecules are generally calculated by preparing an external calibration curve using a chemical synthesis standard product. However, since it is practically difficult to obtain standard products for all lipid molecules, comprehensive quantification of lipid molecules has not been achieved. Further, since the product ionic strength of a lipid molecule having two or more fatty acid side chains differs depending on the lipid molecule, the amount can be compared between the same lipid molecules, but the amount cannot be compared between different lipid molecules. ..
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、２個以上の脂肪酸側鎖を有する、異なる脂質分子間で、量比を算出することができる、脂質プロファイリングシステム、脂質プロファイリング方法、及び脂質プロファイリングプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of calculating a quantitative ratio between different lipid molecules having two or more fatty acid side chains, a lipid profiling system, a lipid profiling method, and a lipid. The purpose is to provide a profiling program.
本発明の一実施形態は、脂肪酸側鎖を２個以上有する脂質の、タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類、及び前記脂肪酸側鎖のイオン強度を、同じ脂質クラスに属する複数種類の脂質についてそれぞれ取得する取得部と、第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、脂質量比算出部と、を備える、脂質プロファイリングシステムである。 In one embodiment of the present invention, the type of the fatty acid side chain and the ionic strength of the fatty acid side chain obtained by tandem mass analysis of a lipid having two or more fatty acid side chains are set to a plurality of lipids belonging to the same lipid class. The acquisition unit to be acquired for each type of lipid, the product ion strength of the first type fatty acid side chain of the first type lipid, and the product ion strength of the first type fatty acid side chain of the second type lipid. , A lipid profiling system comprising a lipid amount ratio calculation unit that calculates the amount ratio between the first type lipid and the second type lipid based on the ratio of.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記第１種類の脂質は、第１種類の脂肪酸側鎖と第２種類の脂肪酸側鎖とを有し、前記脂質量比算出部は、前記第１種類の脂質が有する前記第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比が示す第１の補正係数と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の前記量比と、前記第１種類の脂質が有する前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第３種類の脂質が有する前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比と、に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の量比を算出する。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, the first-type lipid has a first-type fatty acid side chain and a second-type fatty acid side chain, and the lipid amount ratio calculation unit is The first correction coefficient indicated by the ratio of the product ion intensity of the first type fatty acid side chain and the product ion intensity of the second type fatty acid side chain of the first type lipid, and the first correction coefficient. The amount ratio between one type of lipid and the second type of lipid, the product ion strength of the second type of fatty acid side chain possessed by the first type of lipid, and the said said to be possessed by the third type of lipid. Based on the ratio of the product ion intensity of the second type fatty acid side chain, the amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the third type lipid is calculated. ..
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記第２種類の脂質は、前記第１種類の脂肪酸側鎖と第３種類の脂肪酸側鎖とを有し、前記脂質量比算出部は、更に、前記第２種類の脂質が有する前記第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比が示す第２の補正係数と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の前記量比と、前記第２種類の脂質が有する前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第４種類の脂質が有する前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比と、に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の量比を算出する。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, the second type of lipid has the first type of fatty acid side chain and the third type of fatty acid side chain, and the lipid amount ratio calculation unit. Further, a second correction coefficient indicated by a ratio of the product ion intensity of the first type fatty acid side chain and the product ion intensity of the third type fatty acid side chain of the second type lipid. , The amount ratio between the first type lipid and the second type lipid, the product ion strength of the third type fatty acid side chain possessed by the second type lipid, and the fourth type lipid. Amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the fourth type lipid based on the ratio of the product ion intensity of the third type fatty acid side chain to the above. Is calculated.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記脂質量比算出部は、更に、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の前記量比と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の前記量比と、に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質と前記第４種類の脂質との量比を算出する。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, the lipid amount ratio calculation unit further obtains the above-mentioned lipid between the first type lipid, the second type lipid, and the third type lipid. Based on the quantitative ratio and the quantitative ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the fourth type lipid, the first type lipid and the second type lipid. And the amount ratio of the third type of lipid to the fourth type of lipid is calculated.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記第１種類の脂質の濃度を取得する濃度取得部と、前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度を算出する脂質濃度算出部と、を更に備える。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, a concentration acquisition unit for acquiring the concentration of the first type of lipid, a concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit, and the above-mentioned first type of lipid. A lipid concentration calculation unit for calculating the concentration of the second type of lipid based on the amount ratio between the one type of lipid and the second type of lipid is further provided.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記脂質濃度算出部は、前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の前記量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度及び前記第３種類の脂質の濃度を算出する。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, the lipid concentration calculation unit uses the concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit, the first type of lipid, and the second type. The concentration of the second type of lipid and the concentration of the third type of lipid are calculated based on the amount ratio between the lipid of the third type and the lipid of the third type.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記脂質濃度算出部は、前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の前記量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度及び前記第４種類の脂質の濃度を算出する。 In one embodiment of the present invention, in the above-mentioned lipid profiling system, the lipid concentration calculation unit uses the concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit, the first type of lipid, and the second type. The concentration of the second type of lipid and the concentration of the fourth type of lipid are calculated based on the amount ratio between the lipid of the fourth type and the lipid of the fourth type.
本発明の一実施形態は、上述の脂質プロファイリングシステムにおいて、前記脂質クラスが、ジアシルグリセロール、トリアシルグリセロール、フォスファチジルコリン、フォスファチジルエタノールアミン、フォスファチジン酸、フォスファチジルセリン、フォスファチジルイノシトール、及びフォスファチジルグリセロールからなる群より選択される。 In one embodiment of the invention, in the lipid profiling system described above, the lipid classes are diacylglycerol, triacylglycerol, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidic acid, phosphatidylserine, phosphaty. It is selected from the group consisting of diluinositol and phosphatidylglycerol.
本発明の一実施形態は、脂肪酸側鎖を２個以上有する脂質であって、同じ脂質クラスに属する複数種類の脂質を、タンデム質量分析装置により分析するステップと、前記タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類、及び前記脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度を、前記脂質の種類毎に取得するステップと、第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、ステップと、を含む、脂質プロファイリング方法である。 One embodiment of the present invention is a lipid having two or more fatty acid side chains, and is obtained by a step of analyzing a plurality of types of lipids belonging to the same lipid class with a tandem mass analyzer and the tandem mass analysis. , The step of acquiring the type of the fatty acid side chain and the product ion strength of the fatty acid side chain for each type of the lipid, and the product ion strength of the first type fatty acid side chain possessed by the first type lipid. A step of calculating the amount ratio between the first-type lipid and the second-type lipid based on the ratio of the product ion intensity of the first-type fatty acid side chain of the second-type lipid. And, a lipid profiling method.
本発明の一実施形態は、コンピュータに、脂肪酸側鎖を２個以上有する脂質であって、同じ脂質クラスに属する複数種類の脂質について、タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類、及び前記脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度を、前記脂質の種類毎に取得するステップと、第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、ステップと、を実行させるための、脂質プロファイリングプログラムである。 One embodiment of the present invention is a lipid having two or more fatty acid side chains, which is obtained by tandem mass analysis of a plurality of types of lipids belonging to the same lipid class. And the step of obtaining the product ion strength of the fatty acid side chain for each type of the lipid, the product ion strength of the first type fatty acid side chain possessed by the first type lipid, and the second type possessed by the second type lipid. To perform the step of calculating the amount ratio between the first type lipid and the second type lipid based on the ratio of the product ion intensity of one type of fatty acid side chain. It is a lipid profiling program.
本発明によれば、２個以上の脂肪酸側鎖を有する、異なる脂質分子間で、量比を算出することができる、脂質プロファイリングシステム、脂質プロファイリング方法、及び脂質プロファイリングプログラムが提供される。 According to the present invention, there are provided lipid profiling systems, lipid profiling methods, and lipid profiling programs that can calculate quantitative ratios between different lipid molecules having two or more fatty acid side chains.
［脂質］
図１は、脂質の分類を説明する図である。脂質は、アルコールと脂肪酸のエステルである単純脂質（Ｓｉｍｐｌｅ Ｌｉｐｉｄ）、分子中にリン酸や糖を含む複合脂質（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｌｉｐｉｄ）、単純脂質や複合脂質から加水分解によって誘導される誘導脂質（Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｌｉｐｉｄ）に大別される。
単純脂質は、グリセロール骨格、ステロール骨格又はセラミド骨格を有するものに分類される。グリセロール骨格を有する脂質は、モノアシルグリセロール（ＭＧ）、ジアシルグリセロール（ＤＧ）、及びトリアシルグリセロール（ＴＧ）の脂質クラスに分類される。
複合脂質は、グリセロリン脂質とスフィンゴリン脂質に分類される。グリセロリン脂質は、フォスファチジルコリン（ＰＣ）、フォスファチジルグリセロール（ＰＧ）、フォスファチジルイノシトール（ＰＩ）、フォスファチジルエタノールアミン（ＰＥ）、フォスファチジン酸（ＰＡ）、フォスファチジルセリン（ＰＳ）等の脂質クラスに分類される。
[Lipid]
FIG. 1 is a diagram illustrating the classification of lipids. Lipids include simple lipids, which are esters of alcohol and fatty acids, complex lipids containing phosphoric acid and sugars in their molecules, and derived lipids derived from simple lipids and complex lipids by hydrolysis. ) Is roughly divided.
Simple lipids are classified as having a glycerol skeleton, a sterol skeleton or a ceramide skeleton. Lipids with a glycerol skeleton are classified into the lipid classes of monoacylglycerol (MG), diacylglycerol (DG), and triacylglycerol (TG).
Complex lipids are classified into glycerophospholipids and sphingolipids. The glycerophospholipids are phosphatidylcholine (PC), phosphatidylglycerol (PG), phosphatidylinositol (PI), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidic acid (PA), phosphatidylserine ( It is classified into a lipid class such as PS).
図２は、脂質の脂肪酸側鎖の種類を説明する図である。脂肪酸側鎖は、飽和脂肪酸からなる側鎖と、不飽和脂肪酸からなる側鎖とに分類される。 FIG. 2 is a diagram illustrating the types of fatty acid side chains of lipids. Fatty acid side chains are classified into side chains composed of saturated fatty acids and side chains composed of unsaturated fatty acids.
本発明の実施形態にかかる脂質プロファイリングシステムは、２個以上の脂肪酸側鎖を有する脂質クラス（ＤＧ、ＴＧ、ＰＣ、ＰＧ、ＰＩ、ＰＥ、ＰＡ、ＰＳなど）に適用可能である。 The lipid profiling system according to the embodiment of the present invention is applicable to lipid classes having two or more fatty acid side chains (DG, TG, PC, PG, PI, PE, PA, PS, etc.).
［タンデム質量分析］
図３は、タンデム質量分析の概要を示す図である。図３（Ａ）は、タンデム質量分析を実現するタンデム質量分析装置の概要を示す図である。質量分析（ＭＳ）法は、試料中の化合物を気体状にイオン化し、ｍ／ｚ（質量電荷比）に従って分離し、各イオンのイオン強度を測定する分析法である。タンデム質量分析装置（ＭＳ／ＭＳ）は、２台の質量分析計が直列に結合され、その間に衝突室を備えた装置である。図３（Ａ）に示すように、イオン化された試料は、第１質量分析部（Ｑ１）で特定のｍ／ｚ値のイオン（プリカーサーイオン）が選択され、衝突室（Ｑ２）でフラグメント化（フラグメンテーション）される。プリカーサーイオンのフラグメント化により生じたフラグメントイオン（プロダクトイオン）は、第２質量分析部（Ｑ３）でｍ／ｚ値に応じて分離されて、検出器で検出される。
[Tandem mass spectrometry]
FIG. 3 is a diagram showing an outline of tandem mass spectrometry. FIG. 3A is a diagram showing an outline of a tandem mass spectrometer that realizes tandem mass spectrometry. The mass spectrometry (MS) method is an analytical method in which a compound in a sample is ionized into a gas, separated according to m / z (mass-to-charge ratio), and the ionic strength of each ion is measured. A tandem mass spectrometer (MS / MS) is a device in which two mass spectrometers are connected in series and a collision chamber is provided between them. As shown in FIG. 3A, the ionized sample is fragmented in the collision chamber (Q2) after the ion (precursor ion) having a specific m / z value is selected by the first mass spectrometer (Q1). Fragmentation). Fragment ions (product ions) generated by fragmentation of precursor ions are separated according to the m / z value by the second mass spectrometer (Q3) and detected by a detector.
図３（Ｂ）は、ジアシルグリセロール（ＤＧ）及びリン脂質（ＰＣ、ＰＥ、ＰＳ、ＰＩ、ＰＧ）におけるフラグメンテーションの模式図を示す。 FIG. 3B shows a schematic diagram of fragmentation in diacylglycerol (DG) and phospholipids (PC, PE, PS, PI, PG).
［実施態様］
以下、図面を参照して本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０について説明する。
図４は、本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０の機能構成の一例を示す図である。この脂質プロファイリングシステム１０は、試料中の同じ脂質クラスに属する脂質間の量比ＬＲや濃度ＣＯを算出する。
[Embodiment]
Hereinafter, the
FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
図４では、タンデム質量分析装置２０により、脂質Ｌ１〜Ｌｎを含む試料が分析され、各脂質の各脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度が測定されている。
複数種類の脂質Ｌ１〜Ｌｎは、同じ脂質クラスＬＣに属し、共通のヘッドグループＨＧを有し、脂肪酸側鎖ＦＣを２個以上有する。脂質Ｌ１は、脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１），Ｌ１（ｋ２）として、脂肪酸側鎖α及び脂肪酸側鎖ｘを有している。脂質Ｌ２は、脂肪酸側鎖の種類Ｌ２（ｋ１），Ｌ２（ｋ２）として、脂肪酸側鎖α及び脂肪酸側鎖ｙを有している。脂質Ｌ３は、脂肪酸側鎖の種類Ｌ３（ｋ１），Ｌ３（ｋ２）として、脂肪酸側鎖ｚ及び脂肪酸側鎖ｘを有している。脂質Ｌｎは、脂肪酸側鎖の種類Ｌｎ（ｋ１），Ｌｎ（ｋ２）として、脂肪酸側鎖ｚ及び脂肪酸側鎖ｙを有している。
In FIG. 4, a sample containing lipids L1 to Ln is analyzed by a
The plurality of types of lipids L1 to Ln belong to the same lipid class LC, have a common head group HG, and have two or more fatty acid side chain FCs. The lipid L1 has a fatty acid side chain α and a fatty acid side chain x as the types of fatty acid side chains L1 (k1) and L1 (k2). The lipid L2 has a fatty acid side chain α and a fatty acid side chain y as the types of fatty acid side chains L2 (k1) and L2 (k2). The lipid L3 has a fatty acid side chain z and a fatty acid side chain x as the types of fatty acid side chains L3 (k1) and L3 (k2). The lipid Ln has a fatty acid side chain z and a fatty acid side chain y as the types of fatty acid side chains Ln (k1) and Ln (k2).
タンデム質量分析装置２０においては、第１質量分析部（Ｑ１）で、脂質Ｌ１〜Ｌｎのイオン化により生じたプリカーサーイオンがｍ／ｚ値に従って分離され、衝突室（Ｑ２）で分離されたプリカーサーイオンがフラグメント化されて、脂質Ｌ１〜Ｌｎの各脂肪酸側鎖に由来するプロダクトイオンＬ１（ｐ１）〜Ｌ１（ｐ２）がそれぞれ生成される。第２質量分析部（Ｑ３）では、プロダクトイオンＬ１（ｐ１）〜Ｌ１（ｐ２）がｍ／ｚ値に従って分離され、図示しない検出器で各プロダクトイオンのイオン強度Ｌ１（ｉ１）〜Ｌｎ（ｉ２）が検出される。脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌｎ（ｋ２）は、プロダクトイオンＬ１（ｐ１）〜Ｌ１（ｐ２）の各ｍ／ｚ値に基づいて同定される。すなわち、脂質Ｌ１は、プロダクトイオンＬ１（ｐ１），Ｌ１（ｐ２）の各ｍ／ｚ値に基づいて、脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１），Ｌｎ（ｋ２）として、脂肪酸側鎖α，ｘを有していると同定される（Ｌ１（α）、Ｌ１（ｘ））。脂質Ｌ２〜Ｌｎについても同様に、脂肪酸側鎖の種類が同定される。
In the
前記のように同定された脂質Ｌ１〜Ｌｎの各脂肪酸側鎖の種類及びプロダクトイオン強度Ｌ１（ｋ１，ｉ１）〜Ｌｎ（ｋ２，ｉ２）は、脂質プロファイリングシステム１０に入力され、脂質プロファイリングシステム１０により脂質Ｌ１〜Ｌｎ間の量比ＬＲ、及び脂質Ｌ１〜Ｌｎの濃度ＣＯ１〜ＣＯｎが算出される。
The types of each fatty acid side chain of the lipids L1 to Ln and the product ionic strengths L1 (k1, i1) to Ln (k2, i2) identified as described above are input to the
［脂質プロファイリングシステム１０の機能構成及び動作］
脂質プロファイリングシステム１０の具体的な機能構成及び動作について説明する。
脂質プロファイリングシステム１０は、取得部１１０と、脂質量比算出部１２０と、脂質濃度取得部１３０、脂質濃度算出部１４０と、出力部１５０と、記憶部１６０とを備える。なお、この一例においては、脂質プロファイリングシステム１０が記憶部１６０を内蔵するものとして説明するが、これに限られない。例えば、記憶部１６０がクラウドサーバなどによって実現されるなど、脂質プロファイリングシステム１０と記憶部１６０とが別々の装置として構成されてもよい。
[Functional configuration and operation of lipid profiling system 10]
The specific functional configuration and operation of the
The
図５は、本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０の動作の一例を示す図である。以下、図４及び図５を参照しつつ、脂質プロファイリングシステム１０の動作の一例について説明する。なお、以下の例では、３種類の脂質Ｌ１〜Ｌ３の量比を求める場合について記載するが、これに限定されず、脂質Ｌ１〜Ｌｎの任意の脂質について同様に脂質間の量比を求めることができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the
（ステップＳ１０）
取得部１１０は、脂肪酸側鎖ＦＣを２個以上有する脂質Ｌ１〜Ｌ３の、タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌ３（ｋ２）、及び前記脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉ１）〜Ｌ３（ｉ２）を、同じ脂質クラスＬＣに属する複数種類の脂質Ｌ１〜Ｌ３について、それぞれ取得する。
(Step S10)
The acquisition unit 110 refers to the types of fatty acid side chains L1 (k1) to L3 (k2) obtained by tandem mass spectrometry of lipids L1 to L3 having two or more fatty acid side chains FC, and the fatty acid side chains. Product ion intensities L1 (i1) to L3 (i2) are obtained for each of a plurality of types of lipids L1 to L3 belonging to the same lipid class LC.
取得部１１０が取得する脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌ３（ｋ２）は、プロダクトイオンＬ１（ｐ１）〜Ｌ３（ｐ２）の各ｍ／ｚ値であってもよい。この場合、記憶部１６０は、プロダクトイオンの各ｍ／ｚ値から、脂肪酸の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌ３（ｋ２）を参照する脂肪酸種類参照テーブルを記憶していてもよい。
The fatty acid side chain types L1 (k1) to L3 (k2) acquired by the acquisition unit 110 may be m / z values of product ions L1 (p1) to L3 (p2). In this case, the
取得部１１０が取得する脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌ３（ｋ２）、及び脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉ１）〜Ｌ３（ｉ２）は、脂質プロファイリングシステム１０に接続された他の装置などから供給される。脂質プロファイリングシステム１０に接続された他の装置には、例えば、タンデム質量分析装置２０や、脂質プロファイリングシステム１０の上位のコンピュータ装置や、脂質プロファイリングシステム１０のキーボードやタッチパネルなどの操作デバイスが含まれる（いずれも不図示）。
取得部１１０は、取得した脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）〜Ｌ３（ｋ２）、及び脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉ１）〜Ｌ３（ｉ２）を脂質量比算出部１２０に出力する。
The types of fatty acid side chains L1 (k1) to L3 (k2) acquired by the acquisition unit 110, and the product ionic strengths L1 (i1) to L3 (i2) of the fatty acid side chains are other substances connected to the
The acquisition unit 110 outputs the acquired fatty acid side chain types L1 (k1) to L3 (k2) and the fatty acid side chain product ionic strengths L1 (i1) to L3 (i2) to the lipid amount
（ステップＳ２０）
脂質量比算出部１２０は、第１種類の脂質Ｌ１が有する第１種類の脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉα）と、第２種類の脂質Ｌ２が有する第１種類の脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度Ｌ２（ｉα）と、の比を算出する。
(Step S20)
The lipid amount
脂質Ｌ１は、脂肪酸側鎖の種類Ｌ１（ｋ１）として、脂肪酸側鎖αを有しており、そのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉ１）をＬ１（ｉα）とする。脂質Ｌ２は、脂肪酸側鎖の種類Ｌ２（ｋ１）として、脂肪酸側鎖αを有しており、そのプロダクトイオン強度Ｌ２（ｉ１）をＬ２（ｉα）とする。脂質量比算出部１２０は、第１種類の脂肪酸側鎖として脂肪酸側鎖αを有する脂質（脂質Ｌ１，脂質Ｌ２）間で、当該脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度の比（Ｌ２（ｉα）／Ｌ１（ｉα））を算出する。
The lipid L1 has a fatty acid side chain α as the type L1 (k1) of the fatty acid side chain, and its product ionic strength L1 (i1) is L1 (iα). The lipid L2 has a fatty acid side chain α as the type L2 (k1) of the fatty acid side chain, and its product ionic strength L2 (i1) is L2 (iα). The lipid amount
（ステップＳ３０）
脂質量比算出部１２０は、前記ステップＳ２０で算出した、脂肪酸側鎖αを有する脂質間（Ｌ１，Ｌ２）での脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度の比（Ｌ２（ｉα）／Ｌ１（ｉα））に基づいて、第１種類の脂質Ｌ１と第２種類の脂質Ｌ２との間の量比ＬＲ（α）を算出する。
(Step S30)
The lipid amount
同じ脂質クラスＬＣに属する脂質Ｌ１，Ｌ２から生じた同じ脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度の比は、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２の量比に比例している。そのため、脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度比（Ｌ２（ｉα）／Ｌ１（ｉα））から、脂質Ｌ１，Ｌ２の量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）を算出することができる。すなわち、ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）＝Ｌ２（ｉα）／Ｌ１（ｉα）として算出することができる。 The ratio of product ionic strength of the same fatty acid side chain α generated from lipids L1 and L2 belonging to the same lipid class LC is proportional to the amount ratio of lipid L1 and lipid L2. Therefore, the amount ratio LR (L1, L2) of lipids L1 and L2 can be calculated from the product ionic strength ratio (L2 (iα) / L1 (iα)) of the fatty acid side chain α. That is, it can be calculated as LR (L1, L2) = L2 (iα) / L1 (iα).
（ステップＳ４０）
第１種類の脂質Ｌ１は、第１種類の脂肪酸側鎖Ｌ１（ｋ１）として脂肪酸側鎖αを有しており、そのプロダクトイオン強度度Ｌ１（ｉ１）をＬ１（ｉα）とする。脂質Ｌ１は、さらに、第２種類の脂肪酸側鎖Ｌ１（ｋ２）として脂肪酸側鎖ｘを有しおり、そのプロダクトイオン強度度Ｌ１（ｉ１）をＬ１（ｉｘ）とする。
ステップＳ４０では、脂質量比算出部１２０は、脂質Ｌ１が有する第１種類の脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉα）と、第２種類の脂肪酸側鎖ｘのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉｘ）と、の比が示す第１の補正係数ＣＦ（α，ｘ）を算出する。
補正係数ＣＦ（α，ｘ）は、脂質Ｌ１における脂肪酸側鎖αのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉα）に対する脂肪酸側鎖ｘのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉｘ）の比（Ｌ１（ｉｘ）／Ｌ１（ｉα））により算出される。
(Step S40)
The first-class lipid L1 has a fatty acid side chain α as the first-class fatty acid side chain L1 (k1), and its product ionic strength L1 (i1) is L1 (iα). The lipid L1 further has a fatty acid side chain x as a second type fatty acid side chain L1 (k2), and its product ionic strength L1 (i1) is defined as L1 (ix).
In step S40, the lipid amount
The correction coefficient CF (α, x) is the ratio of the product ionic strength L1 (ix) of the fatty acid side chain x to the product ionic strength L1 (iα) of the fatty acid side chain α in the lipid L1 (L1 (ix) / L1 (iα)). ) Is calculated.
（ステップＳ５０）
脂質量比算出部１２０は、ステップＳ４０で算出した補正係数ＣＦ（α，ｘ）と、脂肪酸側鎖αを有する脂質Ｌ１，脂質Ｌ２間の量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）と、脂質Ｌ１が有する第２種類の脂肪酸側鎖ｘのプロダクトイオン強度Ｌ１（ｉｘ）と第３種類の脂質Ｌ３が有する脂肪酸側鎖ｘのプロダクトイオン強度Ｌ３（ｉｘ）との比（Ｌ３（ｉｘ）／Ｌ１（ｉｘ））と、に基づいて、脂質Ｌ１と脂質Ｌ２と脂質Ｌ３との間の量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を算出する。
(Step S50)
The lipid amount
（ステップＳ５５）
脂質Ｌ２の脂肪酸側鎖Ｌ２（ｋ２）と脂質Ｌ３の脂肪酸側鎖Ｌ３（ｋ１）が同じ種類の脂肪酸側鎖である場合（すなわち、ｙ＝ｚ）、脂質Ｌ２が有する脂肪酸側鎖α，ｙのプロダクトイオン強度Ｌ２（ｉα），Ｌ２（ｉｙ）と、の比が示す補正係数ＣＦ（α，ｙ）を算出し、前記補正係数ＣＦ（α，ｙ）と、量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）と、プロダクトイン強度の比（Ｌ３（ｉｚ）／Ｌ２（ｉｙ））（ただし、ｙ＝ｚ）と、に基づいて、脂質Ｌ１と脂質Ｌ２と脂質Ｌ３との間の量比ＬＲ’（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を算出してもよい。次いで、ステップ５０で算出した量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）と、前記量比ＬＲ’（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）とを比較し、その差が閾値以下であれば、ステップＳ６０に進み、その差が閾値以上であれば、ステップＳ４０に戻って、補正係数ＣＦ（α，ｘ）、補正係数ＣＦ（α，ｙ）の値を調整してもよい。各補正係数の調整には、最尤法を用いてもよい。
(Step S55)
When the fatty acid side chain L2 (k2) of the lipid L2 and the fatty acid side chain L3 (k1) of the lipid L3 are the same type of fatty acid side chain (that is, y = z), the fatty acid side chains α and y of the lipid L2 The correction coefficient CF (α, y) indicated by the ratio of the product ion intensities L2 (iα) and L2 (ii) is calculated, and the correction coefficient CF (α, y) and the quantity ratio LR (L1, L2) are combined. , Product-in intensity ratio (L3 (iz) / L2 (ii)) (where y = z), and the quantitative ratio LR'(L1, L2) between lipid L1 and lipid L2 and lipid L3. , L3) may be calculated. Next, the amount ratio LR (L1, L2, L3) calculated in
（ステップＳ６０）
ステップＳ６０では、ステップＳ５０で算出した脂質間量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）を出力部１５０に出力し、処理を終了する。
(Step S60)
In step S60, the lipid-to-lipid ratio LR (L1, L2, L3) calculated in step S50 is output to the
上記では、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２，脂質Ｌ３の３種類の脂質間の量比を算出したが、４種類以上の脂質間で量比を算出する場合には、ステップＳ１０で、脂質Ｌ１〜Ｌｎの脂肪酸側鎖の種類及び各脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度Ｌ１（ｋ１，ｉ１）〜Ｌｎ（ｋ２，ｉ２）を取得し、任意の３種類の脂質間でステップＳ２０〜ステップＳ５０と同様のステップを繰り返し、脂質Ｌ１〜Ｌｎ間での量比を算出すればよい。例えば、脂質Ｌｎが脂肪酸側鎖ｚ，ｙを有する場合には、ステップＳ２０及びステップＳ３０により、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２の間の量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）を算出し、ステップＳ４０で、脂質Ｌ２の脂肪酸側鎖αと脂肪酸側鎖ｙとのプロダクトイン強度の比から、補正係数ＣＦ（α，ｙ）を算出してもよい。次いで、ステップ５０で、補正係数ＣＦ（α，ｙ）と、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２の間の量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２）と、脂質Ｌ２の脂肪酸側鎖ｙのプロダクトイオン強度Ｌ２（ｉｙ）と脂質Ｌｎの脂肪酸側鎖ｙのプロダクトイオン強度Ｌｎ（ｉｙ）との比と、に基づいて、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２，脂質Ｌｎの３種類の脂質間でステップＳ２０〜ステップＳ５０を行うことにより、脂質間量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌｎ）を算出することができる。さらに、脂質Ｌ１及び脂質Ｌ２に対する脂質Ｌ３及び脂質Ｌｎのそれぞれの量比に基づいて、脂質Ｌ１，脂質Ｌ２，脂質Ｌ３，脂質Ｌｎの量比ＬＲ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌｎ）を算出することができる。同様にして、Ｌ１〜Ｌｎの全ての脂質間の量比を算出するまで、ステップＳ２０〜ステップＳ５０を繰り返し、脂質Ｌ１〜Ｌｎの量比を算出してもよい。前記の脂質Ｌ１〜Ｌｎ間の量比の算出には、最尤法を用いてもよい。
In the above, the amount ratio between the three types of lipids L1, lipid L2, and lipid L3 was calculated, but when calculating the amount ratio among four or more types of lipids, in step S10, the lipids L1 to Ln Obtain the type of fatty acid side chain and the product ion strength L1 (k1, i1) to Ln (k2, i2) of each fatty acid side chain, and repeat the same steps as in steps S20 to S50 among any three types of lipids. , The amount ratio between lipids L1 to Ln may be calculated. For example, when the lipid Ln has the fatty acid side chains z and y, the amount ratio LR (L1, L2) between the lipid L1 and the lipid L2 is calculated in steps S20 and S30, and the lipid L2 is calculated in step S40. The correction coefficient CF (α, y) may be calculated from the ratio of the product-in intensity of the fatty acid side chain α and the fatty acid side chain y. Then, in
本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０は、脂質Ｌ１の濃度を取得して、脂質Ｌ２〜Ｌｎの濃度を算出する機能を有していてもよい。
図６は、本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０の脂質濃度算出にかかる動作の一例を示す図である。以下、図４及び図６を参照しつつ、脂質プロファイリングシステム１０の脂質濃度算出にかかる動作の一例について説明する。
The
FIG. 6 is a diagram showing an example of an operation related to the calculation of the lipid concentration of the
（ステップＳ１１０）
濃度取得部１３０は、第１種類の脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１を取得する。例えば、タンデム質量分析装置２０により分析する試料に、放射線標識された標準試料として既知量の脂質Ｌ１を添加し、当該添加量を脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１として用いることができる。
脂質濃度取得部１３０が取得する脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１は、脂質プロファイリングシステム１０に接続された他の装置などから供給される。脂質プロファイリングシステム１０に接続された他の装置には、例えば、タンデム質量分析装置２０や、脂質プロファイリングシステム１０の上位のコンピュータ装置や、脂質プロファイリングシステム１０のキーボードやタッチパネルなどの操作デバイスが含まれる（いずれも不図示）。
脂質濃度取得部１３０は、取得した脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１を脂質濃度算出部１４０に出力する。
(Step S110)
The
The concentration CO1 of lipid L1 acquired by the lipid
The lipid
（ステップＳ１２０）
脂質濃度算出部１４０は、脂質量比算出部１２０から、前記ステップＳ３０又はステップ５０により算出された脂質間の量比を取得する。
(Step S120)
The lipid
（ステップＳ１３０）
脂質濃度算出部１４０は、濃度取得部１３０が取得した脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１と、脂質Ｌ１と脂質Ｌ２との間の量比ＬＲに基づいて、脂質Ｌ２の濃度ＣＯ２を算出する。あるいは、脂質濃度算出部１４０は、濃度取得部１３０が取得した脂質Ｌ１の濃度ＣＯ１と、脂質Ｌ１と脂質Ｌ２と脂質Ｌ３との間の量比ＬＲとに基づいて、脂質Ｌ２の濃度ＣＯ２及び脂質Ｌ３の濃度ＣＯ３を算出する。他の脂質Ｌ４〜Ｌｎについても同様に、脂質Ｌ１との濃度ＣＯ１と、脂質Ｌ１との量比から、濃度を算出することができる。
(Step S130)
The lipid
（ステップＳ１４０）
ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で算出した脂質Ｌ２〜Ｌｎの濃度を出力部１５０に出力し、処理を終了する。
(Step S140)
In step S140, the concentrations of lipids L2 to Ln calculated in step S130 are output to the
［脂質プロファイリングシステムの具体的動作例］
以下、本実施形態の脂質プロファイリングシステムの具体的動作例について説明する。
[Specific operation example of lipid profiling system]
Hereinafter, specific operation examples of the lipid profiling system of the present embodiment will be described.
図７は、脂質プロファイリング例における脂質プロファイリングシステム１０の動作の具体例を示す図である。左図のフローチャートに従い、タンデム質量分析によるプロダクトイオン強度から、最尤法等を用いて、Ｑｕａｎｔｉｔｙ Ｒａｔｉｏ Ｔａｂｌｅを作成する。（Ａ）は、Ｑｕａｎｔｉｔｙ Ｒａｔｉｏ Ｔａｂｌｅの具体例を示す。
次に、Ｑｕａｎｔｉｔｙ Ｒａｔｉｏ Ｔａｂｌｅに基づき、仮想的検量線（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｃｕｒｖｅ）を作成する。（Ｂ）及び右下のグラフは、仮想的検量線の具体例を示す。右下のグラフは、脂肪酸側鎖（１８：１）のイオン強度を縦軸として、仮想的検量線を作成した図である。ここで、仮想的検量線は、定量値をソルバーで変化させながら、プロダクトイオン強度の実測値との誤差が最小になるように傾きを設定する（最小二乗法）。仮想的検量線の信頼性は、Ｒ２で判定し、Ｒ２が所定の範囲内（例えば、Ｒ２＞０．９４）であれば、左のフローチャートで「Ｃａｌｃｕｌａｔｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ」に進み、前記仮想的検量線を利用して、（Ｃ）のように脂質の量比を算出する。
なお、前記仮想的検量線の傾きは、図５で説明した補正係数ＣＦに対応する。
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of the operation of the
Next, a virtual calibration curve is created based on the Quantity Ratio Table. (B) and the lower right graph show a specific example of a virtual calibration curve. The lower right graph is a diagram in which a virtual calibration curve is created with the ionic strength of the fatty acid side chain (18: 1) as the vertical axis. Here, the slope of the virtual calibration curve is set so that the error from the measured value of the product ionic strength is minimized while changing the quantitative value with the solver (least squares method). Reliability of the virtual calibration curve determined in R 2, in the range R 2 is a predetermined (e.g., R 2> 0.94) If, proceed to "Calculate Distribution Ratio" in the flow chart of the left, the virtual Using the calibration curve, calculate the lipid amount ratio as shown in (C).
The slope of the virtual calibration curve corresponds to the correction coefficient CF described in FIG.
タンデム質量分析による各脂質のプロダクトイオン強度の測定値から、各脂質の量比を算出する方法は、特に限定されないが、例えば、最尤法を利用することができる。以下に最尤法による脂質の量比の算出例を示す。 The method for calculating the amount ratio of each lipid from the measured value of the product ionic strength of each lipid by tandem mass spectrometry is not particularly limited, but for example, the maximum likelihood method can be used. An example of calculating the lipid amount ratio by the maximum likelihood method is shown below.
図８は、仮想的検量線のＲ２による仮想的検量線の検証方法について説明する図である。脂質分子の定量値が脂肪酸側鎖毎のプロダクトイオン強度と正比例の関係にあれば、（Ａ）のようにＲ２は１に収束する。ただし、実際は測定誤差などが存在するものと思われるため、（Ｂ）のような形でＲ２＞０．９４程度を許容ラインとする。（Ｃ）のように正比例していないサンプル（ＰＣ（１８：０）（１８：１））が存在する場合は、すべての検量線が０．９４以内に収束する事はない。（Ｃ）では、（１８：１）ではＲ２＞０．９４で検量線が引けているが、（１８：２）ではＲ２＜０．９４と誤差が大きく、（１８：０）では全く収束しない。
Figure 8 is a diagram for explaining a method of verifying a virtual calibration curve by R 2 virtual calibration line. If the quantitative value of the lipid molecule is in direct proportion to the product ionic strength of each fatty acid side chain, R 2 converges to 1 as shown in (A). However, since it seems that there is actually a measurement error, etc., R 2 > 0.94 is set as the allowable line in the form of (B). When there is a sample (PC (18: 0) (18: 1)) that is not directly proportional as in (C), all the calibration curves do not converge within 0.94. In (C), (18: 1) In Although
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and may be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. it can.
なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。 Each of the above-mentioned devices has a computer inside. The process of each process of each device described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, this computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions.
Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.
［脂質プロファイリングの具体例］
本実施形態の脂質プロファイリングシステム１０を用いて、脂質プロファイリングを行った具体例を以下に示す。
[Specific examples of lipid profiling]
Specific examples of lipid profiling performed using the
脂質プロファイリングの具体例に用いた材料及び分析方法等は以下の通りである。 The materials and analysis methods used in the specific examples of lipid profiling are as follows.
＜化合物及び試薬＞
蒸留水（ＬＣ／ＭＳグレード）及びメタノール（ＬＣ／ＭＳグレード）を関東化学株式会社（東京、日本）から購入した。ＨＰＬＣグレードのクロロホルムをキシダ化学株式会社（大阪、日本）から購入した。全ての主な脂質クラスを含むＳＰＬＡＳＨＴＭ ＬｉｐｉｄｏｍｉｘＴＭ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃ Ｓｔａｎｄａｒｄ（１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＡ（７ｎｇ），１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＣ（１６０ｎｇ），１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＥ（５ｎｇ），１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＧ（３０ｎｇ），１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＩ（１０ｎｇ）及び１５：０／［Ｄ７］１８：１−ＰＳ（５ ｎｇ）ｐｅｒ１μＬ Ｍｅｔｈａｎｏｌ）を含む）を、Ａｖａｎｔｉ Ｐｏｌａｒ Ｌｉｐｉｄ Ｉｎｃ．（Ａｌａｂａｓｔｅｒ，ＡＬ，ＵＳＡ）から購入した。酢酸アンモニウムをＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ，ＵＳＡ）から購入した。二酸化炭素（９９．５％グレード，）を株式会社吉田酸素（福岡、日本）から購入し、ＳＦＣ移動相として使用した。ＤＧ（１８：０／２０：４）、ＰＥ（１８：０／２０：４）、ＰＧ（１６：０／１８：１）、ＰＳ（１８：０／１８：１）、ＰＩ（１８：０／２０：４）、及び１０種のＰＣを、Ａｖａｎｔｉ Ｐｏｌａｒ Ｌｉｐｉｄｓ Ｉｎｃ．から購入した。
<Compounds and reagents>
Distilled water (LC / MS grade) and methanol (LC / MS grade) were purchased from Kanto Chemical Co., Ltd. (Tokyo, Japan). HPLC grade chloroform was purchased from Kishida Chemical Co., Ltd. (Osaka, Japan). SPLASH TM Lipidomix TM Mass MeOH Standard (15: 0 / [D7] 18: 1-PA (7 ng), 15: 0 / [D7] 18: 1-PC (160 ng), 15: 1 containing all
＜動物及び食餌処理＞
すべての動物のケア及び試験プロトコールは、九州大学医学部のＡｎｉｍａｌ Ｅｔｈｉｃｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅにより承認され、九州大学医学部Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｆｏｒ Ｃａｒｅ ａｎｄ Ｕｓｅ ｏｆ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎｉｍａｌｓの推奨されるものに従って行った。
<Animal and food processing>
All animal care and study protocols were approved by the Animal Ethics Committee of Kyushu University School of Medicine and were performed according to the recommendations of the Kyushu University School of Medicine Committee for Care and Use of Laboratory Animals.
＜ＭＣＤ食餌処理＞
雄Ｃ５７ＢＬ６マウス、５週齢を日本チャールス・リバー株式会社（横浜、日本）から購入し、２４℃、１２ｈ／１２ｈ明暗サイクルで維持した。急性病理モデルを、メチオニン−コリン欠乏（ＭＣＤ）の餌（オリエンタル酵母工業株式会社、東京、日本）をマウスに給餌することにより、生育させた。試験前に、全ての動物を通常の餌で１週間順応させ、水道水と適切な餌（ＭＦ ｄｉｅｔ，オリエンタル酵母工業株式会社）に自由にアクセスできるようにした。６週齢で、マウスを２グループ（ｎ＝５）に分け、通常の餌又はＭＣＤ ｄｉｅｔで２週間維持した。
<MCD diet processing>
Male C57BL6 mice, 5 weeks old, were purchased from Japan Charles River Co., Ltd. (Yokohama, Japan) and maintained at 24 ° C. for a 12h / 12h light-dark cycle. An acute pathology model was grown by feeding mice with a methionine-choline deficient (MCD) diet (Oriental Yeast Co., Ltd., Tokyo, Japan). Prior to the test, all animals were acclimatized to normal diet for a week to give them free access to tap water and suitable diet (MF diet, Oriental Yeast Co., Ltd.). At 6 weeks of age, mice were divided into 2 groups (n = 5) and maintained on regular diet or MCD diet for 2 weeks.
＜マウス肝臓及び脳における脂質の抽出＞
２０ｍｇのマウス肝臓試料を２ｍＬのエッペンドルフチューブにそれぞれ入れた。肝臓及び脳から脂質を抽出するために、１ｍＬの氷冷メタノールを試料に加え、１分間超音波処理して、脂質を抽出した。遠心分離（１６，０００×ｇ、４℃、１分）した後、５００μＬの上清を採取し、Ｂｌｉｇｈ−Ｄｙｅｒ抽出法により抽出した。混合溶媒（ＭｅＯＨ：ＣＨＣｌ３：Ｈ２Ｏ＝１０：５：３（ｖ／ｖ／ｖ））を添加し、１分間ボルテックスした後、遠心分離（１６，０００×ｇ、４℃、５分）し、不純物を除去した。その後、３００μＬの下相（クロロホルム相）を他のガラスチューブに採取した。最後に、３００μＬのメタノールを、チューブに添加し、ｓｏｌｕｔｉｏｎＡを添加して、分析するまで−８０℃で保存した。
<Extraction of lipids in mouse liver and brain>
A 20 mg mouse liver sample was placed in each 2 mL Eppendorf tube. To extract lipids from the liver and brain, 1 mL of ice-cold methanol was added to the sample and sonicated for 1 minute to extract the lipids. After centrifugation (16,000 × g, 4 ° C., 1 minute), 500 μL of the supernatant was collected and extracted by the Bright-Dyer extraction method. A mixed solvent (MeOH: CHCl 3 : H 2 O = 10: 5: 3 (v / v / v)) is added, vortexed for 1 minute, and then centrifuged (16,000 × g, 4 ° C., 5 minutes). And the impurities were removed. Then, 300 μL of the lower phase (chloroform phase) was collected in another glass tube. Finally, 300 μL of methanol was added to the tube, solution A was added and stored at −80 ° C. until analysis.
＜ＳＦＣ／ＱｑＧＭＳ分析＞
ＬａｂＳｏｌｕｔｉｏｎｓ ｖｅｒｓｉｏｎ ５．８０（株式会社島津製作所、京都、日本）により制御される、ＬＣＭＳ８０６０ ＱｑＱＭＳを装備したＮｅｘｅｒａ ＵＣ ｓｙｓｔｅｍ（ＳＦＣ）（株式会社島津製作所、京都、日本）を脂質の分離に用いた。ＤＥＡ ｃｏｌｕｍｎ（１００ｘ３．０ｍｍ ｉ．ｄ．，ＡＣＱＵＩＴＹ ＵＰＣ２ＴＭ Ｔｏｒｕｓ ｄｉｅｔｈｙｌ ａｍｉｎｅ， Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐ．）を、分離に用いた。ＳＦＣ条件は、以下の通りとした：移動相Ａ，ＳＣＣＯ２；移動相Ｂ，９５％メタノール／５％水 ｗｉｔｈ ０．１％（ｗ／ｖ）酢酸アンモニウム；背圧，１０ＭＰａ；カラム温度，５０℃；サンプルトレイ温度，５℃。移動相は、流速１．０ｍＬ／分でカラムに送出した。移動相の勾配プログラムは、以下の通りとした：Ａ／Ｂ＝１００／０， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａ ｌｉｎｅａｒ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｔｏ Ａ／Ｂ ＝ ３０／７０ ｆｏｒ １５ ｍｉｎ ａｎｄ ｈｅｌｄ ｆｏｒ ３ ｍｉｎ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａ ｌｉｎｅａｒ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｔｏ Ａ／Ｂ ＝ １００／０ ｆｏｒ ０．１ ｍｉｎ， ａｎｄ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ａｔ Ａ／Ｂ ＝ １００／０ ｆｏｒ １．９ ｍｉｎ。２μＬのサンプルをオートサンプラーでインジェクトした、ＱｑＱＭＳは、最適化後に行った。ＭＲＭ条件は図９に示した。
<SFC / QqGMS analysis>
A Nexus UC system (SFC) equipped with LCMS8060 QqQMS (Shimadzu, Kyoto, Japan), controlled by LabSolutions version 5.80 (Shimadzu, Kyoto, Japan), was used for lipid separation. DEA volume (100x3.0 mm id., ACQUITY UPC2TM Torus diesel amine, Waters Corp.) was used for the separation. The SFC conditions were as follows: mobile phase A, SCCO 2 ; mobile phase B, 95% methanol / 5% water with 0.1% (w / v) ammonium acetate; back pressure, 10 MPa; column temperature, 50. ° C; sample tray temperature, 5 ° C. The mobile phase was delivered to the column at a flow rate of 1.0 mL / min. The mobile phase gradient program was as follows: A / B = 100/0, followed by a linear gradient to A / B = 30/70 for 15 min and held for 3 min, followed by linear gradient. / B = 100/0 for 0.1 min, and terminating at A / B = 100/0 for 1.9 min. QqQMS, in which 2 μL of sample was injected with an autosampler, was performed after optimization. The MRM conditions are shown in FIG.
＜ＭＲＭトランジション設定の最適化＞
６つの脂質クラス（ＤＧ、ＰＣ，ＰＥ、ＰＳ、ＰＧ、ＰＩ）のそれぞれのプリカーサーイオンの同定とフラグメンテーションパターンの分析は、ポジティブ又はネガティブイオンモードにおけるＳＦＣフローインジェクション分析により行った。各脂質のプリカーサーイオンを、酢酸アンモニウムの添加によるポジティブイオンモード（［Ｍ＋Ｈ］＋又は［Ｍ＋ＮＨ４］＋）及び／又はネガティブイオンモード（［Ｍ−Ｈ］−又は［Ｍ＋ＣＨ３ＣＯＯ］−）で観察した。最も豊富な付加イオンに基づいて、ＬＣＭＳ８０６０の各脂質クラスのＭＳ衝突エネルギーを最適化した。図９に、６種の脂質のＭＳ衝突エネルギーの最適化結果と、７種の脂肪酸側鎖のＭＲＭトランジション設定を示す。全てのＭＲＭトランジションを生成した後、モノイソトニックイオンの存在比を算出した。モノイソトニックイオンの存在比は、脂肪酸側鎖によって異なるからである。
<Optimization of MRM transition settings>
Identification of precursor ions and analysis of fragmentation patterns for each of the six lipid classes (DG, PC, PE, PS, PG, PI) were performed by SFC flow injection analysis in positive or negative ion mode. Precursor ions of each lipid were observed in positive ion mode ([M + H] + or [M + NH 4 ] + ) and / or negative ion mode ([MH] − or [M + CH3COO] − ) with the addition of ammonium acetate. The MS collision energies of each lipid class of LCMS8060 were optimized based on the most abundant addition ions. FIG. 9 shows the optimization results of MS collision energies of 6 kinds of lipids and the MRM transition setting of 7 kinds of fatty acid side chains. After generating all MRM transitions, the abundance ratio of monoisotonic ions was calculated. This is because the abundance ratio of monoisotonic ions differs depending on the fatty acid side chain.
＜化合物のアノテーション＞
ＬａｂＳｏｌｕｔｉｏｎｓ ｖｅｒｓｉｏｎ ５．８０（株式会社島津製作所、京都、日本）をＭＲＭスペクトルデータの解析のために用いた。さらに、データ（ｌｃｄフォーマット）を、ＰｒｏｔｅｏＷｉｚａｒｄ ｖｅｒｓｉｏｎ ３を用いて、ｍｚＭＬフォーマットに変換した。その後、これらのデータを、ＭＲＭＰＲＯＢＳ ｖｅｒｓｉｏｎ ２．２６にインプットした。次いで、ＭＲＭスペクトルデータのスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｌｉｎｅａｒ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｍｏｖｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ；ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｌｅｖｅｌ，５ ｓｃａｎ；ｍｉｎｉｍｕｍ ｐｅａｋ ｗｉｄｔｈ，５ ｓｃａｎ；ｍｉｎｉｍｕｍ ｐｅａｋ ｈｅｉｇｈｔ，１００ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）を、ＭＲＭＰＲＯＢＳを用いて行った。
化合物は、基本的に、化合物のＭＲＭトランジションの全てのピークがリテンションタイム（ＲＴ）にあるときに、アノテーションした。これらのデータを用いて、各サンプルの化合物の平均値及び標準偏差を、Ｅｘｃｅｌ ２０１３を用いて算出した。
<Compound annotation>
LabSolutions version 5.80 (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan) was used for the analysis of MRM spectral data. Further, the data (lcd format) was converted to mzML format using
The compound was annotated essentially when all peaks of the compound's MRM transition were at retention time (RT). Using these data, the mean and standard deviation of the compounds in each sample were calculated using Excel 2013.
＜脂質プロファイリング方法＞
２本の脂肪酸側鎖を有する脂質クラス（ＤＧ，ＰＣ，ＰＥ，ＰＳ，ＰＩ，ＰＧ）の脂質では、それぞれ２８種の化合物うち、２本の脂肪酸側鎖が同じ化合物は７種類、２本の脂肪酸側鎖が違う化合物が２１種類存在する（２８＝７＋２１）。２本の脂肪酸側鎖が違う化合物２１種類には、それぞれ２つのＭＲＭトランジションが存在し、この２つのトランジションは脂肪酸側鎖の種類によってイオン強度が異なるが、１化合物として定量値は同じである。また、２つのトランジションのイオン強度比は質量分析装置のフラグメント効率の差によって決定され、濃度によらず一定である。そのため、求めるべき２１種類の化合物の定量値（未知数）に対して、４２種類のイオン強度で化合物濃度とプロダクトイオン強度は正比例するという前提で連立方程式が組める。図７のフローチャートに従い、連立方程式より、それぞれの脂質クラスについて７種類の脂肪酸側鎖から６点の検量点をもった仮想的検量線を作成した。仮想的検量線の相関係数Ｒ２を算出し、０．９９以上であれば検量線として信頼に値するとして正式な補正係数として採用し、すべての化合物について検量線を使って量比を算出した。
標準物質として、脂質クラス毎に、同位体ラベルした（１８：１）の脂肪酸側鎖を有する化合物（Ｌｉｐｉｄｏｍｉｘ Ｓｐｌａｓｈ，Ａｖａｎｔｉ Ｉｎｃ．）を混合し、（１８：１）の脂肪酸側鎖のイオン強度を基準として、７種類の脂肪酸側鎖での検量線を用いて各脂肪酸側鎖の相対定量（ｍｇ／ｍｌ）を行った。図１０の棒グラフは、（１８：１）の脂肪酸側鎖を基準値１として、他の脂肪酸側鎖の補正係数を示している。
<Lipid profiling method>
Among lipid class (DG, PC, PE, PS, PI, PG) lipids having two fatty acid side chains, of the 28 compounds, 7 compounds have the same 2 fatty acid side chains and 2 compounds. There are 21 types of compounds with different fatty acid side chains (28 = 7 + 21). There are two MRM transitions in each of the 21 compounds having two different fatty acid side chains, and these two transitions have different ionic strengths depending on the type of fatty acid side chain, but the quantitative values are the same as one compound. The ionic strength ratio of the two transitions is determined by the difference in fragment efficiency of the mass spectrometer and is constant regardless of the concentration. Therefore, a simultaneous equation can be constructed on the premise that the compound concentration and the product ionic strength are directly proportional to the quantitative value (unknown number) of 21 kinds of compounds to be obtained with 42 kinds of ionic strengths. According to the flowchart of FIG. 7, a virtual calibration curve having 6 calibration points from 7 types of fatty acid side chains was created from the simultaneous equations for each lipid class. Calculating a correlation coefficient R 2 of the virtual calibration curve adopted as a formal correction coefficient as trustworthy as a calibration curve, if 0.99 or more was calculated ratio with the calibration curve for all compounds ..
As a standard substance, a compound having an isotope-labeled (18: 1) fatty acid side chain (Lipidomix Splash, Avanti Inc.) was mixed for each lipid class, and the ionic strength of the (18: 1) fatty acid side chain was adjusted. As a reference, relative quantification (mg / ml) of each fatty acid side chain was performed using a calibration line of 7 types of fatty acid side chains. The bar graph of FIG. 10 shows the correction coefficients of other fatty acid side chains with the fatty acid side chain of (18: 1) as the
＜標準品との比較＞
脂肪酸側鎖が脂質のｓｎ−１，ｓｎ−２のそれぞれの位置にどの程度の割合で結合しているかは不明である。用意できた標品を用いて同様のＭＲＭトランジションで測定した結果を表１に示す。それぞれの標品はｓｎ−１，ｓｎ−２に結合している脂肪酸側鎖があらかじめ分かっているため、脂肪酸側鎖の種類と結合様式があらかじめ分かった状態でイオン強度比を求めることができる。標準品と比較すると、測定されたサンプルの通常のリン脂質はｓｎ−１に飽和脂肪酸、ｓｎ−２に不飽和脂肪酸が配置されている標準品と値が近い。特に位置異性体の標準品を用意できたＰＣ（１８：０／１８：１）、ＰＣ（１６：０／１８：１）に関しては明らかである。
<Comparison with standard products>
It is unknown at what rate the fatty acid side chain is bound to each of the lipid sn-1 and sn-2 positions. Table 1 shows the results of measurement with the same MRM transition using the prepared standard. Since the fatty acid side chains bound to sn-1 and sn-2 are known in advance for each standard, the ionic strength ratio can be obtained in a state where the type and binding mode of the fatty acid side chains are known in advance. Compared with the standard product, the value of the normal phospholipid of the measured sample is close to that of the standard product in which saturated fatty acid is arranged in sn-1 and unsaturated fatty acid is arranged in sn-2. This is particularly clear for PCs (18: 0/18: 1) and PCs (16: 0/18: 1) for which standard positional isomers have been prepared.
＜脂質プロファイリング結果＞
脂質プロファイリングの結果を図１１及び図１２に示す。図１１は、正常肝臓とＮＡＳＨ（非アルコール性脂肪肝炎：ｎｏｎａｌｃｏｈｏｌｉｃ ｓｔｅａｔｏ−ｈｅｐａｔｉｔｉｓ）マウスの肝臓で脂質プロファイリングを行った結果を示す。ＮＡＳＨでは、ほとんどの脂質クラスにおいて脂質量が上昇している。また、脂肪酸側鎖が1つしか結合していないリゾフォスファチジルコリン（ＬＰＣ）とリゾフォスファチジルエタノールアミン（ＬＰＥ）の定量値も参考として掲載した。ＬＰＣとＬＰＥでは、脂肪酸側鎖はポジティブイオンモードでＭＲＭ測定をしている。注目すべきはＰＧであり、ＰＧ全体として増加しているが、パルミチン酸（１６：０）はまったく増加していない（ゆえに構成比率としては減少している）。ＮＡＳＨが肝臓のミトコンドリア不全である事を考えると、ミトコンドリア内にのみ存在するＰＧの変化はＮＡＳＨを研究する上では重要かもしれない。またＬＰＣとＬＰＥは６種類の脂肪酸側鎖のみの合計値であるが，他のリン脂質は増加しているにもかかわらず減少している。
<Lipid profiling results>
The results of lipid profiling are shown in FIGS. 11 and 12. FIG. 11 shows the results of lipid profiling in the livers of normal liver and NASH (nonalcoholic steato-hepatitis) mice. In NASH, lipid levels are elevated in most lipid classes. In addition, the quantitative values of lysophosphatidylcholine (LPC) and lysophosphatidylethanolamine (LPE) to which only one fatty acid side chain is bound are also shown for reference. In LPC and LPE, the fatty acid side chain is MRM measured in positive ion mode. Of note is PG, which is increasing as a whole, but palmitic acid (16: 0) is not increasing at all (hence the decrease in composition). Given that NASH is a mitochondrial deficiency in the liver, changes in PG that are only present in mitochondria may be important in studying NASH. LPC and LPE are the total values of only 6 types of fatty acid side chains, but other phospholipids are decreasing despite the increase.
図１２は、ＮＡＳＨマウスの脳抽出物で脂質プロファイリングを行った結果を示す。肝臓の時ほど顕著ではないが、リン脂質の増加と、ＬＰＣ及びＬＰＥの若干の減少が確認されたが、構成脂肪酸の組成比にはほとんど変化がない。 FIG. 12 shows the results of lipid profiling with brain extracts of NASH mice. Although not as remarkable as in the liver, an increase in phospholipids and a slight decrease in LPC and LPE were confirmed, but there was almost no change in the composition ratio of constituent fatty acids.
図１３及び図１４に、化合物毎の詳細な定量値を示す。定量した全ての化合物の量を全て合算したものをトータル量として図の上部に示し、その内訳の割合を図の下部に示した。 13 and 14 show detailed quantitative values for each compound. The sum of all the quantified amounts of all compounds is shown at the top of the figure as the total amount, and the proportion of the breakdown is shown at the bottom of the figure.
＜脂質プロファイリング結果の考察＞
各脂質の脂肪酸側鎖のイオン強度比の補正係数の結果（図１０）から、ＤＧの定量用トランジションにおける飽和脂肪酸（（１６：０），（１８：０））のニュートラルロスと、高度不飽和脂肪酸（（２０：４），（２２：６））のニュートラルロスを比較すると、５〜１０倍以上のイオン強度差となっている。この結果からアラキドン酸、ＤＨＡともに他の脂肪酸側鎖と比較すると非常に脱離しやすい化合物と言える。ＰＳの定量用トランジションにおける飽和脂肪酸のイオン強度と高度不飽和脂肪酸のイオン強度とでは、６〜２０倍以上のイオン強度差が存在する。また、他のグリセロリン脂質においても、ＰＳと同様に脂肪酸側鎖のイオン強度を測定しているが、ＰＣとＰＥは比較的類似の傾向を示しており、ともに（１８：２）が脱離しやすい。グリセロリン脂質の種類によって同じ脂肪酸側鎖であっても、そのイオン強度比がかなり異なる事が分かった。全体的にはグリセロリン脂質のトランジションは、ＤＧのニュートラルロスと逆の傾向となり、高度不飽和脂肪酸のイオン強度は他の脂肪酸と比較すると特にＤＨＡは低くなっている。また、あらかじめｓｎ−１，ｓｎ−２の分かっている標品を測定した結果（表１）から、同じ脂肪酸でもｓｎ−１，ｓｎ−２と位置異性体でイオン強度が逆転していることが伺える。この事実から、脂肪酸側鎖を２本有する脂質に関して、質量分析を用いる場合はｓｎ−２に結合している脂肪酸側鎖は非常に脱離しやすい傾向がある。すなわち、高度不飽和脂肪酸は通常の生体内ではｓｎ−２に結合しているため、脂肪酸側鎖の種類以外の部分でもプロダクトイオン強度が高くなったと考えられる。この事実は、通常、生体内に存在している脂質は飽和脂肪酸がｓｎ−１に、不飽和脂肪酸はｓｎ−２に結合している事実と合致する。実際に（１８：０）／（１８：１）と（１６：０）／（１８：１）を脂肪酸側鎖として結合しているＰＣの標準品のイオン強度比と、生体サンプルのイオン強度比とを比較すると、ｓｎ−１，ｓｎ−２の結合様式が明確に分かる。そのイオン強度比から飽和脂肪酸がｓｎ−１に、不飽和脂肪酸がｓｎ−２に結合していることが証明された。ＰＣ（１６：０／１８：０）に関しては、標準品と生体サンプルのイオン強度比に開きがあることから、生体サンプルのＰＣ（１６：０／１８：０）は必ずしもｓｎ−１が１６：０とはなっておらず、半数程度がｓｎ−１に１８：０が結合しているものと思われる。このように、生体サンプルのみでもｓｎ−１，ｓｎ−２のどちらに脂肪酸側鎖が結合しているかは不明のまま定量を行うことになるが、位置異性体の標準品が存在する場合はそのイオン強度比をつかってｓｎ−１，ｓｎ−２のどちらにどの程度の脂肪酸が結合しているかを求めることも可能である。
<Discussion of lipid profiling results>
From the result of the correction coefficient of the ionic strength ratio of the fatty acid side chain of each lipid (Fig. 10), the neutral loss of saturated fatty acids ((16: 0), (18: 0)) and the high degree of unsaturatedness in the transition for quantification of DG. Comparing the neutral losses of fatty acids ((20: 4), (22: 6)), the ionic strength difference is 5 to 10 times or more. From this result, it can be said that both arachidonic acid and DHA are compounds that are very easily desorbed as compared with other fatty acid side chains. There is a difference of 6 to 20 times or more between the ionic strength of saturated fatty acid and the ionic strength of highly unsaturated fatty acid in the transition for quantification of PS. In addition, in other glycerophospholipids, the ionic strength of the fatty acid side chain is measured in the same manner as in PS, but PC and PE show relatively similar tendencies, and both (18: 2) are easily desorbed. .. It was found that the ionic strength ratio of the same fatty acid side chain differs considerably depending on the type of glycerophospholipid. Overall, the transition of glycerophospholipids tends to be the opposite of the neutral loss of DG, and the ionic strength of highly unsaturated fatty acids is particularly low compared to other fatty acids. In addition, from the results of measuring the samples for which sn-1 and sn-2 are known in advance (Table 1), it can be seen that the ionic strength of the same fatty acid is reversed between sn-1, sn-2 and the positional isomer. I can ask. From this fact, for lipids having two fatty acid side chains, the fatty acid side chains bound to sn-2 tend to be very easily detached when mass spectrometry is used. That is, since the highly unsaturated fatty acid is bound to sn-2 in a normal living body, it is considered that the product ionic strength is increased even in a portion other than the type of the fatty acid side chain. This fact is consistent with the fact that lipids normally present in vivo have saturated fatty acids bound to sn-1 and unsaturated fatty acids bound to sn-2. The ionic strength ratio of the standard PC product to which (18: 0) / (18: 1) and (16: 0) / (18: 1) are actually bonded as fatty acid side chains, and the ionic strength ratio of the biological sample. By comparing with, the binding mode of sn-1 and sn-2 can be clearly understood. From the ionic strength ratio, it was proved that the saturated fatty acid was bound to sn-1 and the unsaturated fatty acid was bound to sn-2. Regarding the PC (16: 0/18: 0), since there is a difference in the ionic strength ratio between the standard product and the biological sample, the PC (16: 0/18: 0) of the biological sample does not necessarily have a sn-1 of 16 :. It is not 0, and it seems that about half of them have 18: 0 bound to sn-1. In this way, even with only the biological sample, quantification is performed without knowing whether the fatty acid side chain is bound to sn-1 or sn-2, but if a standard product of the positional isomer exists, that It is also possible to determine how much fatty acid is bound to either sn-1 or sn-2 by using the ionic strength ratio.
本発明によれば、２個以上の脂肪酸側鎖を有する、異なる脂質分子間で、量比を算出することができる、脂質プロファイリングシステム、脂質プロファイリング方法、及び脂質プロファイリングプログラムが提供される。 According to the present invention, there are provided lipid profiling systems, lipid profiling methods, and lipid profiling programs that can calculate quantitative ratios between different lipid molecules having two or more fatty acid side chains.
１０…脂質プロファイリングシステム、２０…タンデム質量分析装置、１１０…取得部、１２０…脂質量比算出部、１３０…脂質濃度取得部、１４０…脂質濃度算出部、１５０…出力部、１６０…記憶部、ＨＧ…ヘッドグループ、Ｌ…脂質、ＣＯ…濃度、ＬＲ…脂質量比、ＦＣ…脂肪酸側鎖、ＬＣ…脂質クラス、ｓｎ…ｓｔｅｒｅｏｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｎｕｍｂｅｒｅｄ、ＬＰＣ…リゾフォスファチジルコリン、ＬＰＥ…リゾフォスファチジルエタノールアミン 10 ... Lipid profiling system, 20 ... Tandem mass analyzer, 110 ... Acquisition unit, 120 ... Lipid amount ratio calculation unit, 130 ... Lipid concentration acquisition unit, 140 ... Lipid concentration calculation unit, 150 ... Output unit, 160 ... Storage unit, HG ... Head Group, L ... Lipid, CO ... Concentration, LR ... Lipid Amount Ratio, FC ... Fatty Acid Side Chain, LC ... Lipid Class, sn ... stereospecificly numbered, LPC ... Risophosphatidylcholine, LPE ... Risophosphatidylethanol Amin
Claims (10)
第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、脂質量比算出部と、
を備える、脂質プロファイリングシステム。 Obtaining the type of the fatty acid side chain and the ionic strength of the fatty acid side chain obtained by tandem mass spectrometry of a lipid having two or more fatty acid side chains for each of a plurality of types of lipids belonging to the same lipid class. Department and
Based on the ratio of the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the first type lipid and the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the second type lipid, the first type And a lipid amount ratio calculation unit that calculates the amount ratio between the lipids of the above type 2 and the second type of lipids.
Lipid profiling system.
前記脂質量比算出部は、
前記第１種類の脂質が有する前記第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比が示す第１の補正係数と、
前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の前記量比と、
前記第１種類の脂質が有する前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第３種類の脂質が有する前記第２種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比と、
に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の量比を算出する、
請求項１に記載の脂質プロファイリングシステム。 The first-type lipid has the first-type fatty acid side chain and the second-type fatty acid side chain.
The lipid amount ratio calculation unit
The first correction coefficient indicated by the ratio of the product ionic strength of the first type fatty acid side chain and the product ionic strength of the second type fatty acid side chain of the first type lipid.
The amount ratio between the first type lipid and the second type lipid,
The ratio of the product ionic strength of the second type fatty acid side chain of the first type lipid to the product ionic strength of the second type fatty acid side chain of the third type lipid.
The amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the third type lipid is calculated based on the above.
The lipid profiling system according to claim 1.
前記脂質量比算出部は、更に、
前記第２種類の脂質が有する前記第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比が示す第２の補正係数と、
前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の前記量比と、
前記第２種類の脂質が有する前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第４種類の脂質が有する前記第３種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比と、
に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の量比を算出する、
請求項２に記載の脂質プロファイリングシステム。 The second type of lipid has the first type of fatty acid side chain and the third type of fatty acid side chain.
The lipid amount ratio calculation unit further
A second correction coefficient indicated by the ratio of the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the second type lipid to the product ionic strength of the third type fatty acid side chain.
The amount ratio between the first type lipid and the second type lipid,
The ratio of the product ionic strength of the third type fatty acid side chain of the second type of lipid to the product ionic strength of the third type of fatty acid side chain of the fourth type of lipid.
The amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the fourth type lipid is calculated based on the above.
The lipid profiling system according to claim 2.
前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の前記量比と、
前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の前記量比と、
に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質と前記第４種類の脂質との量比を算出する、
請求項３に記載の脂質プロファイリングシステム。 The lipid amount ratio calculation unit further
The amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the third type lipid,
The amount ratio between the first type lipid, the second type lipid, and the fourth type lipid,
Based on the above, the amount ratio of the first type of lipid, the second type of lipid, the third type of lipid, and the fourth type of lipid is calculated.
The lipid profiling system according to claim 3.
前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度を算出する脂質濃度算出部と、
を更に備える請求項１に記載の脂質プロファイリングシステム。 A concentration acquisition unit for acquiring the concentration of the first type of lipid,
The concentration of the second type of lipid is determined based on the concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit and the amount ratio between the first type of lipid and the second type of lipid. Lipid concentration calculation unit to calculate and
The lipid profiling system according to claim 1, further comprising.
前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第３種類の脂質との間の前記量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度及び前記第３種類の脂質の濃度を算出する、
請求項５に記載の脂質プロファイリングシステム。 The lipid concentration calculation unit
Based on the concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit and the amount ratio between the first type of lipid, the second type of lipid, and the third type of lipid, the said. Calculate the concentration of the second type of lipid and the concentration of the third type of lipid.
The lipid profiling system according to claim 5.
前記濃度取得部が取得した前記第１種類の脂質の濃度と、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質と前記第４種類の脂質との間の前記量比とに基づいて、前記第２種類の脂質の濃度及び前記第４種類の脂質の濃度を算出する、
請求項５に記載の脂質プロファイリングシステム。 The lipid concentration calculation unit
Based on the concentration of the first type of lipid acquired by the concentration acquisition unit and the amount ratio between the first type of lipid, the second type of lipid, and the fourth type of lipid, the said. Calculate the concentration of the second type of lipid and the concentration of the fourth type of lipid.
The lipid profiling system according to claim 5.
前記タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類、及び前記脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度を、前記脂質の種類毎に取得するステップと、
第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、ステップと、
を含む、脂質プロファイリング方法。 A step of analyzing a plurality of types of lipids having two or more fatty acid side chains and belonging to the same lipid class with a tandem mass spectrometer.
A step of obtaining the type of the fatty acid side chain and the product ionic strength of the fatty acid side chain obtained by the tandem mass spectrometry for each type of lipid, and
Based on the ratio of the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the first type lipid and the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the second type lipid, the first type To calculate the amount ratio between the lipids of the above and the second type of lipids,
Lipid profiling methods, including.
脂肪酸側鎖を２個以上有する脂質であって、同じ脂質クラスに属する複数種類の脂質について、タンデム質量分析により得られた、前記脂肪酸側鎖の種類、及び前記脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度を、前記脂質の種類毎に取得するステップと、
第１種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、第２種類の脂質が有する第１種類の脂肪酸側鎖のプロダクトイオン強度と、の比に基づいて、前記第１種類の脂質と前記第２種類の脂質との間の量比を算出する、ステップと、
を実行させるための、脂質プロファイリングプログラム。 On the computer
The type of the fatty acid side chain and the product ion intensity of the fatty acid side chain obtained by tandem mass spectrometry for a plurality of types of lipids having two or more fatty acid side chains and belonging to the same lipid class are determined. Steps to obtain for each type of lipid and
Based on the ratio of the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the first type lipid and the product ionic strength of the first type fatty acid side chain of the second type lipid, the first type To calculate the amount ratio between the lipids of the above and the second type of lipids,
Lipid profiling program to run.
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