このプロトコールは、細胞からの遊離およびエステル化された生理活性脂肪酸の抽出および分析を実証します。脂肪酸は、安定同位体希釈、キラル液体クロマトグラフィー、電子捕獲、大気化学イオン化、多重反応モニタリング質量分析(SID-LC-ECAPCI-MRM/MS)を用いて正確に定量されます。
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このプロトコールは、細胞からの遊離およびエステル化された生理活性脂肪酸の抽出および分析を実証します。脂肪酸は、安定同位体希釈、キラル液体クロマトグラフィー、電子捕獲、大気化学イオン化、多重反応モニタリング質量分析(SID-LC-ECAPCI-MRM/MS)を用いて正確に定量されます。
アラキドン酸(AA)やリノール酸(LA)などの脂肪酸の代謝は、多数の立体異性体1,2を含む酸化された生理活性脂質の形成をもたらします。これらの代謝産物は、遊離脂肪酸またはエステル化脂肪酸から形成できます。これらの酸化代謝産物の多くは生物学的活性を持ち、心血管疾患や神経変性疾患、喘息、癌など様々な疾患に関与している3-7。酸化された生理活性脂質は、酵素的に形成されるか、活性酸素種(ROS)によって形成されます。脂肪酸を代謝する酵素には、シクロオキシゲナーゼ(COX)、リポキシゲナーゼ(LO)、およびシトクロムP450(CYPs)1,8が含まれます。酵素代謝はエナンチオ選択的形成をもたらしますが、ROS酸化は製品のラセミ形成をもたらします。
このプロトコルは、主にAAおよび一部のLA由来の生理活性代謝物の分析に焦点を当てていますが、他の脂肪酸の代謝物にも簡単に適用できます。生理活性脂質は、液液(l-l)抽出を使用して細胞溶解物または培地から抽出されます。l-l抽出プロセスの開始時に、サンプル調製中のエラーを考慮して、安定同位体内部標準を添加します。安定同位体希釈(SID)は、質量分析(MS)分析中に代謝物が経験する可能性のあるイオン抑制などの差も考慮します9。抽出後、電子捕獲(EC)試薬である臭化ペンタフルオリルベンジル(PFB)による誘導体化を行い、検出感度を向上させる10,11。多重反応モニタリング(MRM)は、MS分析の選択性を高めるために使用されます。MS分析の前に、キラル順相高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用して脂質を分離します。HPLC条件は、モニター対象脂質12のエナンチオマーと種々の立体異性体を分離するように最適化されている。この特定の LC-MS 分析法は、プロスタグランジン(PG)、イソプロスタン(isoP)、ヒドロキシエイコサテトラエン酸(HETE)、ヒドロキシオクタデカジエン酸(HODE)、オキソエイコサテトラエン酸(オキソET)、オキソオクタデカジエン酸(オキソ ODE)をモニターします。しかし、HPLCおよびMSパラメータは、任意の脂肪酸代謝物を含むように最適化することができる13。
現在利用可能なバイオアナリシス法のほとんどは、エナンチオマーの個別の定量を考慮していません。これは、代謝産物が酵素的に形成されたのか、ROSによって形成されたのかを推測しようとする場合に非常に重要です。さらに、エナンチオマーの比率は、特定の酵素形成経路の証拠を提供する可能性があります。SIDを使用すると、代謝物の正確な定量が可能になり、調製中のサンプル損失やイオン化中に経験した違いを説明できます。PFB電子捕獲試薬を使用すると、従来のAPCI法に比べて検出感度が2桁向上します。全体として、この方法(SID-LC-EC-大気圧化学イオン化APCI-MRM/MS)は、生理活性脂質の定量において最も感度が高く、選択的で、正確な方法の1つです。
1. 標準と内部の標準ミックス
2. 培地と細胞溶解液の採取
3. 培地からの脂質の抽出
4. 細胞溶解物からの脂質の抽出
5. 臭化ペンタフルオロベンジル(PFB)誘導体化
6. 安定同位体希釈キラル液体クロマトグラフィー 電子捕獲 大気圧化学イオン化質量分析 (SID-LC-ECAPCI-MS) 分析
7. 代表的な結果:
図 1 のクロマトグラムは、ターゲットリピドミクスプロファイルを表しています。最初のパネル(図1A)は、13-HODEと9-HODE、およびリノール酸に由来する対応する13-および9-オキソODEを示しています。また、15-HETEの酸化代謝物である15-oxoETEも2枚目のパネルに示されています。下の 2 つのパネルは、20-HETE と 20-HETE-IS、[2H6]-20-HETE を示しています。図 1B は、AA の酵素酸化または ROS によって生じる HETE 立体異性体の分離と固有の遷移を示しています。図1Cは、PG、isoP、およびLTB4を表しています。一部の標準には、市販されている重水素化ISがありません。したがって、保持時間が類似しているISが定量化に使用されます。例えば、[2H8]-12(S)-HETEは、12(R)-HETEおよび12(S)-HETEに加えて、11-HETEおよび8-HETE種を定量するために使用されます。
代表的なクロマトグラムから、重水素化ISの保持には、非標識標準と比較してわずかなシフトがあることが明らかです。この保持時間の後方へのシフトは、順相カラムとの重水素相互作用の結果です。重水素は水素よりも極性が高いです。したがって、カラムの順相との相互作用が強くなります。この分離が逆相カラムを使用して行われていた場合、より極性のある部分が逆相との相互作用が弱くなるため、より早い保持時間に移行します。

図 1.この図は、ターゲットリピドミクス分析の代表的な例です。 図 1A は、最初のパネルの 13-oxoODE および 9-oxoODE、2 番目のパネルの 15-oxoETE、13-HODE および 9-HODE(パネル 3 および 5)、20-HETE(パネル 7)を含むいくつかの LA および AA 酸化代謝物の総イオンクロマトグラム(TIC)を示しています。 HODEと20-HETEは、下のパネル(4、6、8)に対応する重水素化ISを持っています。図 2B の TIC は、AA に由来する HETE 立体異性体の分離と固有の遷移を示しています。 図2Cは、PG、isoP、およびLTを表しています。 コリジョンエネルギー(CE)、MRM トランジション、および保持時間(RT、分)は、Waters 2695 LC と Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra を組み合わせて最適化し、各化合物の表 3 に示します。
| 時間 (分) | パーセントA | % B |
| 0 | 98 | 2 |
| 3 | 98 | 2 |
| 11 | 96.4 | 3.6 |
| 15 | 92 | 8 |
| 27 | 92 | 8 |
| 30 | 50 | 50 |
| 38 | 50 | 50 |
| 39 | 98 | 2 |
| 45 | 98 | 2 |
表 1.キラル順相リピドミクス分離のためのHPLCグラジエント条件。溶媒Aは100%ヘキサンで、溶媒Bはメタノール/イソプロパノール(1:1)です。
| 質量分析パラメータ | 設定 |
| 源 | APCIの |
| モード | マイナスイオン |
| メソッドの長さ | 40分 |
| MRM スキャン幅 | 0.002メートル/z |
| MRM スキャン時間 | 0.15秒 |
| MRM ピーク幅 | 0.70 FWHM |
| チューブレンズ | 164ボルト |
| 出典:CID | 10 eV |
| Q2コリジョンガス | ユニット : 1.5 |
| 気化器の温度 | 450°C |
| キャピラリー温度 | 250°C |
| 放電電流 | 0μAの |
| シースガス圧力 | ユニット : 25 |
| イオンスイープ圧力 | ユニット : 3 |
| 補助ガス圧力 | ユニット : 5 |
表 2.上記にリストされているのは、生理活性脂質の測定に最適化された質量分析パラメーターです。 これらのパラメータは、サーモフィッシャーTSQ Quantum Ultraから取得されます。
名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 の 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名 名| 化合物 | 遷移 | セリウム (eV) | RT (分) |
| 13-オキソODE | 293.03→113.10 | 21 | 9.9 |
| 9-オキソODE | 293.03→113.10 | 21 | 17.9 |
| 15-オキソETE | 317.05→113.18 | 18 | 8.1 |
| 13(R)-ホード | 295.03→195.12 | 18 | 12.5 |
| 13(S)-ホーデ | 295.03→195.12 | 18 | 14.8 |
| [2H4]-13(S)-HODE | 299.03→198.12 | 18 | 14.9 |
| 9(R)-ホーデ | 295.03→171.10 | 18 | 13.7 |
| 9(S)-ホーデ | 295.03→171.10 | 18 | 21.2 |
| [2H4]-9(S)-HODE | 299.03→172.12 | 18 | 21.2 |
| 20-HETEの | 319.03 → 289.10 | 18 | 12.4 |
| [2H6]-20-HETE | 325.03→295.10 | 18 | 12.4 |
| 5(R)-HETE | 319.04→115.04 | 16 | 15.7 |
| 5(S)-HETE | 319.04→115.04 | 16 | 16.2 |
| [2H8]-5(S)-HETE | 327.04→116.04 | 16 | 16.4 |
| 12(R)-HETEについて | 319.04→179.11 | 14 | 11.7 |
| 12(S)-HETE | 319.04→179.11 | 14 | 12.3 |
| [2H8]-12(S)-HETE | 327.13→184.11 | 14 | 12.5 |
| 15(R)-HETEの | 319.04→219.12 | 13 | 12.4 |
| 15(S)-HETE | 319.04→219.12 | 13 | 15.9 |
| [2H8]-15(S)-HETE | 327.03→226.12 | 13 | 16.1 |
| 11(R)-HETE | 319.04→167.11 | 16 | 11.1 |
| 11(S)-HETE | 319.04→167.11 | 16 | 12.5 |
| 8(R)-HETE | 319.04→155.09 | 16 | 11.7 |
| 8(S)-HETE | 319.04→155.09 | 16 | 12.6 |
| LTB4 | 335.03→195.10 | 18 | 32.0 |
| [2H4]-LTB4 | 339.03→197.10 | 18 | 32.0 |
| PGEの2 | 351.03→271.15 | 18 | 31.2 |
| [2H4]-PGE2 | 355.03→275.15 | 18 | 31.2 |
| PGDの2 | 351.03→271.15 | 25 | 32.5 |
| [2H4]-PGD2 | 355.03→275.15 | 25 | 32.5 |
| 8-ISO-PGE2 | 351.03→271.15 | 18 | 37.4 |
| 11β-PGFの2 | 353.03→193.11 | 25 | 27.6 |
| [2H4]-11β-PGF2 | 357.03→197.11 | 25 | 27.6 |
| PGF2α | 353.03→193.11 | 25 | 33.1 |
| [2H4]-PGF2α | 357.03→197.11 | 25 | 33.1 |
| 8-iso-PGF2α | 353.03→193.11 | 25 | 34.4 |
| [2H4]-8-iso-PGF 2α | 357.03→197.11 | 25 | 34.4 |
表 3.この表は、図 1A-C の全イオンクロマトグラムで検出された化合物の一覧です。 2 番目の列は MRM/MS に使用される遷移を示し、3 番目の列はコリジョンエネルギー (CE、eV) を、最後の列は保持時間 (RT、分) を示します。 パラメーターの最適化は、Waters 2695 分離モジュールと Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra を組み合わせて使用しました。
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このプロトコルで使用される標準および内部標準は、標的リピドミクス法の表現を提供します。LC-MS 分析には Waters 2695 分離モジュールと Thermo Fisher TSQ Quantum Ultra を使用し、最適なパラメーター設定を 表 1 および 表 2 に示します。さらに、この抽出プロトコルは接着細胞用に設計されましたが、他の細胞型や尿、血液、組織などの他の生物学的マトリックス用に変更することもできます。多くの脂質標準物質が市販されており、この分析に組み込むことができます。誘導体化手順では、無水溶媒と最高純度の N,N-ジイソプロピルエチルアミンを使用することが重要です。LC-MS分析では、最高純度の溶媒を使用することも重要です。これらの溶媒は試薬リストにリストされています。メタノールのポストカラム添加は、メソッドの感度を大幅に低下させるため、コロナ針への堆積の蓄積を防ぐためにも重要です。
校正標準物質を含めることで、正確な定量の手段が提供されるだけでなく、研究者は抽出または...
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利益相反は宣言されていません。
生理活性脂質の測定に利用可能な現在のほとんどの生物分析法は、キラル順相クロマトグラフィーやSIDを含まないため、それほど広範ではありません。キラル順相LCは、エナンチオマーの分離や、酵素介在代謝とROS媒介代謝を区別するために重要です。SIDを使用すると、抽出または分析中に発生する人為的エラーや合併症が定量化時に考慮されます。これらの添加成分とECAPCI-MRMにより、生理活性脂質の分析に最も感度が高く、選択的な分析法となります。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 5-oxo-6E,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic-6,8,9,11,12,14,15-d7酸 | ケイマン化学 | 334250 | [2H7]-5-ox–TE 内部標準 |
| 5S-ヒドロキシ-6E,8Z,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸-5,6,8,9,11,12,14,15-d8酸 | ケイマン化学 | 334230 | [2H8]-5(S)-HETE 内部標準 |
| 12S-ヒドロキシ-5Z,8Z,10E,14Z-エイコサテトラエン-5,6,8,9,11,12,14,15-d8酸 | マン化学 | 334570 | [2H8]-12(S)-HETE 内部標準 |
| 15S-ヒドロキシ-5Z,8Z,11Z,13E-エイコサテトラエン酸-5,6,8,9,11,12,14,15-d8酸 | ケイマン化学 | 334720 | [2H8]-15(S)-HETE内部標準 |
| 20-ヒドロキシ-5Z,8Z,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸-16,16,17,17,18,18-d6 酸 | ケイマン化学 | 390030 | [2H6]-20-HETE 内部標準 |
| 9S-ヒドロキシ-10E,12Z-オクタデカジエン酸-9,10,12,13-d4 酸 | ケイマン化学 | 338410 | [2H4]-9(S)-HODE 内部標準 |
| 13S-ヒドロキシ-9Z,11E-オクタデカジエン酸-9,10,12,13-d4 酸 | ケイマン化学 | 338610 | [2H4]-13(S)-HODE 内部標準 |
| 9α,11α,15S-トリヒドロキシ-プロスタ-5Z,13E-ジエン-1-oic-17,17,18,18,19,19,20,20,20-d4 酸 | ケイマン化学 | 316010 | [2H4]-PGF2α内部標準 |
| 9α,11α,15S-トリヒドロキシ-(8β)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-3,3,4,4-d4酸 | マン化学 | 316350 | [2H4]-8-iso-PGF2a 内部標準 |
| 9α,11β.,15S-trihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic-3,3,4,4-d4酸 | マン化学 | 10008989 | [2H4]-11β-PGF2内部標準 |
| 9α,15S-ジヒドロキシ-11-オキソ-プロスタ-5Z,13E-ジエン-1-オイック-17,17,18,18,19,19,20,20,20-d4酸 | マン化学 | 312010 | [2H4]-PGD2内部標準 |
| 9-オキソ-11&α;,15S-ジヒドロキシプロスタ-5Z,13E-ジエン-1-oic-17,17,18,18,19,19,20,20,20-d4酸 | ケイマン化学 | 314010 | [2H4]-PGE2 内部標準 |
| 5S,12R-ジヒドロキシ-6Z,8E,10E,14Z-エイコサテトラエン酸-6,7,14,15-d4 酸 | ケイマン化学 | 320110 | [2H4]-LTB4 内部標準 |
| 9α,11,15S-トリヒドロキシ-トロンバ-5Z,13E-ジエン-1-oic-3,3,4,4-d4 酸 | ケイマン化学 | 319030 | [2H4]-TxB2 内部標準 |
| 5-oxo-6E,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic acid | ケイマン化学 | 34250 | 5-ox–TE 標準 |
| 12-oxo-5Z,8Z,8Z,10E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34580 | 12-ox–TE 標準 |
| 15-oxo-5Z,8Z,11Z,13E-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34730 | 15-ox–TE 標準 |
| 5R-ヒドロキシ-6E,8Z,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34225 | 5(R)-HETE 標準 |
| 5S-ヒドロキシ-6E,8Z,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34230 | 5(S)-HETE 標準 |
| 8R-ヒドロキシ-5Z,9E,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34350 | 8(R)-HETE 標準 |
| 8S-ヒドロキシ-5Z,9E,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34360 | 8(S)-HETE 標準 |
| 11R-ヒドロキシ-5Z,8Z,12E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン ケミカル | 34505 | 11(R)-HETE 標準 |
| 11S-ヒドロキシ-5Z,8Z,12E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34510 | 11(S)-HETE 標準 |
| 12R-ヒドロキシ-5Z,8Z,10E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34560 | 12(R)-HETE 標準 |
| 12S-ヒドロキシ-5Z,8Z,10E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン ケミカル | 34570 | 12(S)-HETE 標準 |
| 15R-ヒドロキシ-5Z,8Z,11Z,13E-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34710 | 15(R)-HETE 標準 |
| 15S-ヒドロキシ-5Z,8Z,11Z,13E-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 34720 | 15(S)-HETE 標準 |
| 20-ヒドロキシ-5Z,8Z,11Z,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン化学 | 90030 | 20-HETE 標準 |
| 9R-ヒドロキシ-10E,12Z-オクタデカジエン酸 | ケイマン化学 | 38405 | 9(R)-HODE 標準 |
| 9S-ヒドロキシ-10E,12Z-オクタデカジエン酸 | ケイマン化学 | 38410 | 9(S)-HODE 標準 |
| 13R-ヒドロキシ-9Z,11E-オクタデカジエン酸 | ケイマン化学 | 38605 | 13(R)-HODE 標準 |
| 13S-ヒドロキシ-9Z,11E-オクタデカジエン酸 | ケイマン化学 | 38610 | 13(S)-HODE Standard |
| 9α,11α,15S-trihydroxy-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | ケイマン化学 | 16010 | PGF2αスタンダード |
| 9α,11α,15S-トリヒドロキシ-(8β)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | ケイマン化学 | 16350 | 8-iso-PGF2α標準 |
| 9α,11β,15S-トリヒドロキシ-プロスタ-5Z,13E-ジエン-1-オイック酸 | ケイマン化学 | 16520 | 11β-PGF2 標準 |
| 9α,15S-ジヒドロキシ-11-オキソ-プロスタ-5Z,13E-ジエン-1-オイック酸 | ケイマン化学 | 12010 | PGD2 標準 |
| 9-オキソ-11α,15S-ジヒドロキシ-(8β)-prosta-5Z,13E-dien-1-oic acid | ケイマン・ケミカル | 14350 | 8-iso-PGE2 スタンダード |
| 9-オキソ-11α,15S-ジヒドロキシ-プロスタ-5Z,13E-ジエン-1-オイック酸 | ケイマン・ケミカル | 14010 | PGE2 スタンダード |
| 5S,12R-ジヒドロキシ-6Z,8E,10E,14Z-エイコサテトラエン酸 | ケイマン・ケミカル | 20110 | LTB4 スタンダード |
| 9α,11,15S-trihydroxythromba-5Z,13E-dien-1-oic acid | ケイマン化学 | 19030 | TxB2 標準 |
| リン酸塩緩衝生理食塩水 | GIBCO, by Life Technologies | 14190 | |
| ジエチルエーテル | Sigma-Aldrich | 346136 | |
| ジクロロメタン | Acros Organics | 61030-1000 | 無水 |
| <>N,N-ジイソプロピルエチルアミン | Sigma-Aldrich | 387649 | |
| ペンタフルオリルベンジルブロマイド | Sigma-Aldrich | 101052 | |
| 塩酸 | Sigma-Aldrich | 320331 | |
| 水酸化カリウム | Fluka | 00650 | |
| アセトニトリル | Fisher Scientific | A996-4 | |
| メタノール | ッシャーサイエンティフィック | A454-4 | |
| クロロホルム | フィッシャー サイエンティフィ | 366927 | |
| ヘキサン | フィッシャー サイエンティフィック | H303-4 | |
| イソプロパノール | フィッシャー サイエンティフィック | A464-4 | |
| エタノール | デコン ラボラトリーズ | 2716 | |
| ウォーター | フィッシャー サイエンティフィック | W7-4 | |
| パスツールピペット | フィッシャーサイエンティフィック | 13-678-200 | |
| 10 mL ガラス遠心分離管 | キンブルチェイス | 73785-10 | スクリューキャップ |
| フェノールスクリューキャップ | キンブルチェイス | 73802-13415 | |
| Chiralcel ADH カラム | Chiral Technologies | 19325 | |
| HPLC バイアル | ウォーターズ | 60000751CV | |
| HPLC インサート | ウォーターズ | WAT094171 |
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