Nat Commun：新研究首次绘制出人类大脑的脂质组图谱

科学家们发现，脑组织中93%的脂质在白质、灰质、下皮层（subcortex）、视觉和运动皮层以及负责决策、社会行为和其他功能的前额叶皮层中分布不同。

大脑脂质组（lipidome）的异常往往发生在精神和认知障碍中，因此绘制这些脂质分子的图谱应有助于获得更多有关疾病的信息。

作为脑组织的主要成分，脂质是一种脂肪化合物，占灰质细胞体所有分子的35%～40%，占白质轴突髓鞘的78%。脑组织中的脂质种类繁多，包括胆固醇、磷脂和鞘磷脂等含磷化合物以及其他分子。

由于脂质参与神经元的代谢和生长、细胞间信号的传递以及对炎症过程的控制，脂质组组成的异常与诸如自闭症、精神分裂症和阿尔茨海默病之类的认知障碍有关。然而，人们对脂质组与脑组织结构特征之间的关系仍然知之甚少，这限制了利用脂质作为分子标志物来检测脑部疾病。

在一项新的研究中，来自斯科尔科沃科学技术学院的研究人员绘制了世界上第一张人脑脂质图谱。他们研究了四个健康人的脑组织样本，评估了大脑 75 个不同部位的脂质组成。这些样本中的脂质是用质谱法鉴定的，其中质谱法可以通过分子的质量电荷比和分子在磁场中的运动模式来确定分子的结构。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Lipidome atlas of the adult human brain”。

这些作者共发现了 419 种不同的脂质，其中大部分（93%）不均匀地分布在人脑的不同部位。例如，下皮层（大脑最古老的部分）、运动和视觉皮层的胆固醇含量相对较高，而负责复杂社会行为和决策的前额叶皮层的胆固醇含量相对较低。

由于大多数脂质存在于髓鞘中，这些作者研究了大脑特定部位的髓鞘含量是否会影响其典型的脂质组。他们的研究结果发现，富含髓鞘的白质主要含有神经酰胺、两类磷脂和含饱和脂肪酸的脂质。

由于大脑中白质的主要功能是通过轴突传递信号，这些类型的脂质被认为是大脑白质组织发挥其功能所必需的。多不饱和脂肪酸脂质在灰质中普遍存在，灰质中含有大量细胞体而不是轴突，几乎没有髓鞘。这表明，此类分子可能对细胞内的信号处理非常重要。

图片来自Nature Communications, 2024, doi:10.1038/s41467-024-48734-y

斯科尔科沃科学技术学院神经中心研究工程师Maria Osetrova说，“今后，我们计划对下皮层脂质组进行彻底研究，因为这项研究只覆盖了下皮层脂质组的一部分，我们还计划研究各种精神疾病患者的大脑样本。对下皮层脂质组的潜在完整‘解码’将帮助我们更好地理解精神疾病的本质及其对大脑结构和功能的影响。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Maria Osetrova et al. Lipidome atlas of the adult human brain. Nature Communications, 2024, doi:10.1038/s41467-024-48734-y.