脂類組學

脂類組學（英語：Lipidomics）是生物系統中細胞脂類途徑和網絡的大規模研究^[1]^[2]^[3]。「脂類組（英語：Lipidome）（Lipidome）」一詞用於描述細胞，組織，生物或生態系統中的完整脂類譜，是「代謝物組（Metabolome）」的一個子集，其中還包括其他三大類生物分子：蛋白質/胺基酸，糖類和核酸。脂類組學是一個相對較新的研究領域，它受到質譜法（MS），核磁共振波譜法（NMR），螢光光譜，雙極化干涉測量（英語：Dual-polarization interferometry），和計算方法等技術的快速發展的推動，並且結合到脂類在許多代謝疾病中的角色的認識，例如肥胖症，動脈粥樣硬化，中風，高血壓和糖尿病等。這個迅速擴大的領域^[4]補充了在基因組學和蛋白質組學方面取得的巨大進步，所有這些都構成了系統生物學的家族。

脂類組學研究涉及數千種細胞脂類分子種類的鑑定和定量及其與其他脂類，蛋白質和其他代謝物的相互作用。脂類組學研究人員檢查細胞脂類的結構，功能，相互作用和動力學以及系統攝動過程中發生的變化。

韓賢林(Han, Xianlin)和Gross^[5]等首先通過將脂類分子種類中固有的特定化學性質與綜合質譜方法相結合，首先定義了脂類組學領域。雖然脂類組學屬於更廣泛的「代謝物組學」（Metabolomics）領域，但由於脂類相對於其他代謝物的獨特性和功能特異性，脂類組學本身就是一門獨特的學科。

在脂類組學研究中，大量定量描述不同脂類分子種類的含量和組成的空間和時間變化的信息通過改變其生理或病理狀態而造成細胞攝動後累積。從這些研究中獲得的信息促進了對細胞功能變化的機理性認識。因此，脂類組學研究通過鑑定細胞脂類代謝，運輸和體內平衡的改變，在定義脂類相關疾病過程的生物化學機制方面發揮重要作用。對脂類研究的關注也從美國NIH資助的"脂類代謝途徑研究計劃"（LIPID MAPS Consortium）的倡議^[6]，和歐洲脂類組學倡議（ELIfe）^[7]，和日本政府資助的脂類庫(Lipid Bank) （LipidBank （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館））等計劃中看出。

脂類的結構多樣性

脂類是一組多樣化且普遍存在的化合物，具有許多關鍵的生物學功能，例如作為細胞膜的結構成分、作為能量儲存來源和參與訊號傳導途徑。脂類可以廣義地定義為疏水性或兩親分子小分子，其完全或部分源自於兩種不同類型的生化亞基或「構件」：酮醯基(ketoacyl)基團，和異戊二烯基團^[8]。脂類中發現的巨大結構多樣性源自於這些結構單元的各種組合的生物合成。例如，甘油磷脂由甘油主鏈組成，該甘油主鏈連接到大約10個可能的頭基之一以及2個脂肪醯基/烷基鏈，其又可以具有30個或更多個不同的分子結構。實際上，由於取決於細胞類型的鏈偏好以及檢測極限，並非所有可能的排列都可以通過實驗檢測到 - 儘管如此，在哺乳動物細胞中已檢測到數百種不同的甘油磷脂分子種類。