Überblick

Die Lipidomik ist die groß angelegte Untersuchung zellulärer Lipide — ihrer Identität, Häufigkeit, räumlichen Verteilung und biologischen Rollen. Lipide sind bemerkenswert vielfältig in ihrer Struktur und umfassen Fettsäuren, Glycerolipide, Glycerophospholipide, Sphingolipide, Sterole und Prenole, jeweils mit zahlreichen Unterarten, die sich in Kettenlänge, Sättigungsgrad und Kopfgruppenzusammensetzung unterscheiden. Diese strukturelle Vielfalt führt zu funktioneller Vielfalt: Lipide sind die Bausteine biologischer Membranen, dienen als Signalmoleküle und fungieren als Energiespeicher. Die Lipidomik zielt darauf ab, diese Komplexität mit massenspektrometrischen Workflows zu erfassen, die Hunderte bis Tausende verschiedener Lipidspezies in einer einzigen Analyse nachweisen können.

Methoden

Die Shotgun-Lipidomik bringt den gesamten Lipidextrakt direkt durch Infusion in das Massenspektrometer ein und nutzt die Massenunterschiede zwischen Lipidklassen und die charakteristischen Fragmentierungsmuster der Kopfgruppen zur Identifizierung. Die LC-MS-Lipidomik koppelt die Flüssigchromatographie — typischerweise Umkehrphase zur Trennung nach Hydrophobizität und Normalphase zur Klassentrennung — mit hochauflösender Massenspektrometrie. Datenanalyse-Pipelines weisen Lipididentitäten durch Abgleich von genauer Masse, Retentionszeit und MS/MS-Spektren mit Datenbanken wie LipidMAPS zu. Softwarewerkzeuge quantifizieren Lipide mittels klassen spezifischer Responsefaktoren und korrigieren isotopische Überlappungen. Die Bildgebende Massenspektrometrie zeigt die räumliche Verteilung von Lipiden in Geweben.

Anwendungen

Die Lipidomik ist zentral für das Verständnis von Stoffwechselkrankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und Arteriosklerose. Sie charakterisiert Membran-Umbauprozesse bei Krebs, identifiziert lipidvermittelte Entzündungsmediatoren (Eicosanoide) und profiliert Lipidspeicherkrankheiten. Das Feld integriert Prinzipien der Lipidstruktur und -klassifikation, Massenspektrometrie-Analytik und Stoffwechselstudien des Cholesterinstoffwechsels sowie der Fettsäureoxidation und -synthese.