脂肪酸（FAs）是一类一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链的有机物，作为最简单的一种脂，脂肪酸是其他更为复杂的脂类如中性脂肪、磷脂和糖脂的重要组成成分。脂肪酸在氧气充足供给的情况下，可氧化分解为二氧化碳和水，并释放大量能量，是机体主要能量来源之一。脂肪酸β-氧化是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化不但为机体提供了大量的能量，同时也生成了大量的体内化合物合成的中间原料乙酰CoA。目前研究发现，脂肪酸不仅为营养所必需，而且与很多慢性疾病的发生发展存在密切相关。而生物样本中游离脂肪酸仅占总脂肪酸的10%，且其含量低且动态波动范围较宽，一次性在生物样本中同时检测和定量尽可能多的游离脂肪酸是一份比较具有挑战的分析工作。麦特绘谱使用LC-MS/MS可定性定量检测多种生物样本中的70+种游离脂肪酸，通过检测游离脂肪酸水平来反映机体的脂质代谢、糖代谢及内分泌功能状态，对探索疾病的发病机理及防治有十分重要的意义。
脂肪酸分类
按其饱和程度可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸包括单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
1. 饱和脂肪酸：含饱和键的脂肪酸。摄入过量容易引发动脉粥样硬化，增加冠心病风险。
2. 单不饱和脂肪酸：含一个不饱和键，在降低胆固醇、甘油三酯等方面发挥重要作用。
3. 多不饱和脂肪酸：根据双键位置不同，多不饱和脂肪酸又可分为Omega-3、Omega-6等系列。Omega-3和Omega-6脂肪酸在生物体内发挥重要作用，它们在功能上相互协调制约，共同调节生物体的生命活动。
Omega-3类：包括亚麻酸、EPA、DHA等；DHA可以促进胎儿大脑发育；EPA可以降低胆固醇和甘油三酯，预防动脉粥样硬化等心血管疾病。
Omega-6类：包括亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、前列腺素、血栓烷素及白三烯等；γ-亚麻酸可抑制脂质过氧化，减少血管内皮损伤，而产生抗动脉粥样硬化作用；花生四烯酸（AA）是前列腺素，血栓烷和白三烯前体物质，会引起炎症反应，血管收缩、并促进血栓形成。
脂肪酸合成
机体内，碳水化合物经糖酵解转化为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A进入TCA循环生成柠檬酸，柠檬酸穿梭进入细胞质由ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）再生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A不可逆羧化为丙二酰辅酶A，这是FAs合成的第一步。丙二酰辅酶A参与了一系列迭代反应，每次使FA链延长两个碳。七个丙二酰辅酶A和一个乙酰辅酶A经脂肪酸合成酶催化缩合生成棕榈酸（FA16：0）。棕榈酸（FA16:0）是脂肪酸从头合成的主要产物，然后通过SCD、ELOVLs和FADs进行C链延申和去饱和，产生其他种类FAs，包括硬脂酸（FA18:0）和油酸（FA18:1）。
biosynthesis of medium-to-long-chain fatty acids
脂肪酸信号通路
PI3K–AKT信号通路调控脂质合成代谢相关酶。AKT活化调控脂肪酸合成的两个过程：代谢中间体穿梭为合成代谢提供碳源，合成还原当量NADPH为脂质生成提供燃料。同时脂质生成转录调节因子SREBP1活性受PI3K-AKT-mTORC1依赖机制调控。除mTORC1外，mTORC2也是驱动脂肪酸代谢的关键信号中枢，可以激活AKT、血清和糖皮质激素调节蛋白激酶（SGK）和蛋白激酶Cs（PKCs）。
Regulation of lipid metabolism by PI3K–mTOR signalling
AMPK-ACC信号通路可调控脂质降解代谢相关酶，游离FAs活化为脂酰CoA借助肉碱（camitine）经肉碱棕榈酰转移酶1 (CPT1)转化为脂酰肉碱，由肉碱转位酶(CACT)将其转运到线粒体基质中，在CPT2催化下脂酰肉碱释放肉碱，后又转变为脂酰CoA进而在线粒体中氧化。脂肪酸进入线粒体依赖于CPT1运输系统，而CPT1活性受到AMPK调节。由乙酰辅酶A羧化酶（ACC）催化生成的丙二酰辅酶A是CPT1的有效抑制剂。AMPK通过磷酸化抑制ACC，降低丙二酰辅酶A含量，导致脂质合成减少，增加脂肪酸氧化。
Fatty acid β‑Oxidation
脂肪酸功能
1. Developmental Cell | 脂肪酸与肿瘤
美国华盛顿州立大学研究人员已经证实，二高γ-亚麻酸（DGLA）可以在动物模型和人类癌细胞中诱导铁死亡，进而杀死癌细胞。当DGLA与另外一种名为醚酯（ether lipid）脂肪酸发生相互作用时能帮助癌细胞产生一种抵御DGLA的保护性效应，当移除醚酯后，在DGLA存在的情况下，机体细胞死亡的速度加快了。
2. Nature | 脂肪酸与细胞再生
骨折后的修复是由骨骼祖细胞介导进行，这群干细胞虽然已经发生一定程度分化，但仍可以发展成不同类型的骨骼细胞。根据骨折程度祖细胞可发展为成骨细胞或软骨细胞。但祖细胞是如何决定要发展成哪种类型细胞，来自哈佛大学的研究者们给出一个答案，他们发现发生骨折后，血液中的脂肪酸会向干细胞发出信号，使它们向成骨细胞发展。如果附近没有血管，则干细胞最终会形成软骨组织。这一结果表明，血管中脂肪酸直接影响干细胞发育的方向。
3. Communications Biology | 脂肪酸与肥胖
过去几十年，各国依然没有找到降低肥胖发病率的解决方式，肥胖诱发因素中高热量饮食是一个重要因素；有研究报道，饮食中omega-6（n-6）/omega-3（n-3）多不饱和脂肪酸（PUFAs）的比例与肥胖发生率有关。来自日本福岛医科大学的团队发现孕期母亲食用高n-6和 低n-3饮食，后代大脑中n-6/n-3比值上升会上调中脑多巴胺能系统导致多巴胺水平升高，进而促进后代的高热量饮食增加并诱导肥胖。
4. The Lancet Dia & Endocrinol | 脂肪酸与糖尿病
Omega-6多不饱和脂肪酸（PUFA）的代谢作用仍然存在争议，关于它们在2型糖尿病中潜在作用的相关证据很少。近日，来自悉尼乔治全球健康研究院的研究人员发现，亚油酸生物标志物占总脂肪酸的比例越高，患2型糖尿病的风险越低。表明亚油酸对预防2型糖尿病有长期益处。不过大量研究发现Omega-6存在负面效应，比如炎性疾病风险增加等。
脂肪酸在疾病发生发展中的作用还有待进一步挖掘，准确检测脂肪酸含量是研究中的重要保证，麦特绘谱开发出一次性绝对定量检测70+种脂肪酸，该方法采用同位素内标校正，外标法定量，具有定量准、覆盖广、灵敏度高、可重复性等特点。另外，Q300全定量代谢组、宏代谢组等方法也包含60+种脂肪酸。此外，麦特绘谱拥有自主搭建的iMAP云平台，可实现一站式、自动化、个性化数据分析。
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参考文献
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