广靶脂质组学采用基于多反应离子监测(MRM)的技术流程。根据实验样本种类采用不同的样本前处理方法,即体液类样本采用单相溶剂的提取方式,而细胞和组织样本采用两相溶剂(MTBE/甲醇/水)的提取方式,提取的脂质分子利用高效液相色谱三重四极杆质谱(UPLC-QQQ-MS),通过MRM扫描方式对列表中的脂质分子进行检测分析。广靶脂质组结合了非靶的广覆盖和靶向的高稳定高灵敏度特点,一次性可以实现成百上千种脂质分子的分析。
数据质控
质谱下机的数据,在搜库完成后,需要通过不同维度的质控评价,保证结果质量符合标准:包括内标物在不同样本的峰形态、保留时间和信号强度。
脂质注释
为了了解样本中脂质的潜在功能,我们对检出的脂质进行了简单的分类。分类方法基于LIPID MAPS数据库对脂质的功能定义。
主成分分析(PCA)
所有样本的脂质定量主成分分析结果展示图,图中样本间的聚集程度代表样本的差异性大小。
差异分析火山图
火山图有助于快速识别具有统计显著性的差异脂质。
OPLS-DA图
正交最小偏二乘判别分析(OPLS-DA)是一种多因变量到多自变量的回归建模方法。它是一种有监督的判别分析统计方法。该方法的特点是可以去除自变量X中与分类变量Y无关的数据变化,使分类信息主要集中在一个主成分上,有效滤除与分类信息无关的噪音,从而使得模型简单易懂,提高了模型的解析能力和有效性。
显著差异脂质热图
显著差异脂质热图是一种用于可视化高维数据矩阵的图形表示,在广靶脂质组学中用于展示多个脂质在不同样本中的含量差异。
LIPID MAPS功能分类富集
基于LIPID MAPS数据库,我们对标准分析获得的差异脂质进行了深入分析。此处运用Fisher’s exact test即费希尔精确检验计算显著性P value,目的是发现差异脂质是否在某些功能类型有显著性的富集趋势。通过气泡图的方式展现差异脂质显著富集(P value < 0.05)到的功能分类。
LION脂质富集
脂质的富集分析采用LION(http://lipidontology.com/),LION富集分析是一种用于脂质组学的生物信息工具,使用户能够在脂质组学亚群中搜索富集的LION项。LION包含LIPDMAPS、生物物理数据、脂质功能和细胞器关联的详细脂质分类。
脂质代谢网络分析
脂质代谢网络分析使用LINEX2,将脂质丰度的变化与脂质代谢反应相关联,从而理解相关的机理。如下图所示:圆形代表差异脂质,其中红色表示上调,绿色表示下调,灰色代表鉴定到但是无差异;连线表示脂质参与的反应类型。