脂质研究用 产品特辑

脂质是脂肪酸与甘油酯结合的甘油三酸酯等甘油脂、神经酰胺等鞘脂，以及包括以胆固醇为代表的甾醇等多种分子的总称。它的功能除了组成细胞与外界隔离的细胞膜、发挥储存能量的作用之外，还作为信号传播通路的第二信使发挥作用参与细胞内的现象。

1. 细胞膜、细胞内的膜相态的观察（LipiORDER）

2. 脂肪酸β氧化的观察（FAOblue）

3. 脂质自由基的检测与抑制剂（LipiRADICAL/OH-Pen）

4. 脂滴的观察（LipiDye II）

◆脂质研究相关 产品列表

◆关于细胞膜与磷脂

细胞膜及脂质双分子层主要由磷脂构成，磷脂具有亲水性的头部以及疏水性的尾部。它的结构含有1个胆碱基、磷酸基团及甘油二酸酯或鞘氨醇的其中之一。在脂质双分子层中，亲水性的头部向细胞质或细胞外基质一侧突出，而疏水性的尾部互相朝向膜内侧（Singer, S. J., et al., Science., 175, 720, 1972）。有报告称，磷脂除了这种脂质双分子层结构的成分之外，也是生物学上与信号传播密切相关的重要分子。例如，血小板活化因子（PAF：Platelet-Activating Factor），它作为血小板的凝集和炎症的介质而为人所知，同时也是磷脂的一种（Prescott, S. M., et al., Annu Rev Biochem. 69, 419, 2000）。此外，膜的主要组成成分——磷脂酰肌醇，会被磷脂酰肌醇激酶（PI3K：Phosphatidylinositol 3-kinase，Phosphoinositide 3-kinase）磷酸化，作为信号传播通路的第二信使发挥作用（Cantrell, D. A., et al., J Cell Sci., 114, 1439, 2001）。

◆关于生物膜的相态（Lipid order）

构成生物膜的脂质种类繁多，膜的状态因其脂质的组成而大不相同。例如，仅由饱和脂肪酸组成的脂质膜因密度高且包裹坚固，被称为有序相（Lo）；由含有不饱和脂肪酸的脂质组成的脂质膜因密度低，被称为无序相（Ld）。像这样的脂质微环境被称为相态（Lipid order)。在简单模型中，Lo和Ld分离并发生明确地相分离（如下图），但由于细胞生物膜中的脂质种类繁多，不会发生图中模型所示的简单相分离，而是发生反映总和性质的相态。

另外，相态被认为会受到膜蛋白存在的影响，而实际细胞膜上的相态更为复杂。细胞膜上的Lo有时也被称为脂筏（Lipid raft），作为生物膜的功能域备受关注。这种脂质膜相态的观察对于理解生物膜流动性和坚固性等膜的生物物理学性质非常重要，期待未来能开发出针对它的分析方法。

生物膜的相态

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◆关于脂质代谢

脂肪酸是组成细胞各种脂质的基本要素，与葡萄糖、氨基酸并称为能源。尤其是在葡萄糖不足而饥饿的时候，脂肪酸会积极分解，产生大量ATP。虽然脂肪酸根据碳链的长短以及不饱和度的差别存在不同的种类，但它在线粒体等的分解路径相同，因此被称为脂肪酸β氧化（Fatty acid beta-oxidation; FAO）。

脂肪酸β氧化主要通过4阶段的酶反应梯度分解路径——（1）脂肪酸β位的氧化，（2）β位的水合，（3）β位的氧化，（4）裂解，被分解为2个碳原子的短链脂肪酸和作为ATP原料的乙酰CoA。其中生成的2个碳原子的短链脂肪酸通过同一个循环，重复分解成2ⁿ 个碳原子的短链脂肪酸。研究提出，癌症以及非酒精性脂肪肝（NASH）等疾病中，脂肪酸β氧化会出现很大的变动，因此开发检测脂肪酸β氧化活性的方法备受期待。

脂肪酸β氧化（Fatty acid beta-oxidation：FAO）

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◆关于脂质过氧化

脂质过氧化反应（lipid peroxidation； LPO）是指由于氧化应激引起的脂质被氧化分解的反应，是脂质的分解过程之一。脂质过氧化反应是生物中确立了细胞伤害的机制，被用作细胞及组织中氧化应激的指标。

过氧化脂质不稳定，分解后形成含活性羰基化合物的一系列复杂的化合物。多不饱和脂肪酸过氧化物在分解时会产生丙二醛（MDA）和4-羟基肾上腺素（HAE），已知是由于这些下游活性物质引起的ER应激、细胞毒性和铁死亡诱导等各种影响。这些MDA及HAE的检测被用作脂质过氧化的指标（Esterbauer, H., et al., Free Rad. Biol. Med., 11, 81, 1991）。但由于特异性不充分会产生各种下游因子，因此正在寻求一种检测更上游的因子的检测方法。

脂质过氧化反应（LPO）与脂质自由基（Lipid radical）

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◆关于脂滴

脂滴（Lipid droplet）存在于所有的真核生物中，中性脂质主要作为三酰基甘油和胆固醇酯的容器发挥作用。由于储藏的脂质是用于能量、类固醇合成或膜形成的，因此脂滴的积存是细胞的正常功能。虽然脂肪细胞中含有大量的脂滴，但细胞内积存的脂滴过多，会成为代谢缺陷或病因的指标。例如，肝脏细胞（脂肪症）中脂质的过多积存会造成细胞功能不全。动脉粥样硬化在发病时，巨噬细胞会吞噬氧化LDL，并发展成泡沫细胞，造成动脉狭窄。近年来逐渐明确了脂滴与脂肪细胞无关，可在肝细胞、平滑肌细胞、胶质细胞等各种细胞中发现，不仅具有以前认为的作为中性脂质的储藏器官的作用，还有控制代谢或调节基因表达等各种功能。对各种细胞中的脂滴进行观察发现，非脂肪细胞的脂滴小于1 μm，与脂肪细胞的10~100 μm相比，是非常小的。虽然未来利用成像检测活细胞中非脂肪细胞的微小脂滴的试剂备受期待，但目前Nile Red等现有试剂可以看见脂滴以外的染色（S/N比率低），存在不适用于活细胞成像等的问题，观察微小脂滴仅限于电子显微镜观察。

脂滴的模式图（左图）及使用LipiDye II对脂肪细胞、非脂肪细胞的脂滴进行染色的图像（右图）

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