Sborník 5CLK 2016 - Lipidomická sekce ČSBMB

Transkript

5. Česká lipidomická konference 2016
Sborník příspěvků 5. České lipidomické konference
21.-22. dubna 2016, Fyziologický ústav AV ČR, Praha
Organizační výbor:
RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.
doc. RNDr. Josef Cvačka, Ph.D.
Prof. Ing. Michal Holčapek, Ph.D.
Ing. Miroslav Lísa, Ph.D.
RNDr. Vladimír Vrkoslav, Ph.D.
http://lipidomics.uochb.cas.cz/
Název sborníku: Sborník příspěvků 5. České lipidomické konference, 21.-22. dubna 2016, Fyziologický
ústav AV ČR, Praha
Editor: Ondřej Kuda
on-line (e-sbornik)
ISBN 978-80-86241-54-8
Vydal: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., Flemingovo nám. 2, 166 10 Praha 6
duben 2016
Praha
1
SPONZOŘI:
2
Místo konání
Fyziologický ústav AV ČR, Vídeňská 1083, 14220 Praha 4 (areál Akademie věd ČR)
Budova A a AK (Kinosál, čítárna, klub MBÚ a přilehlé prostory).
detail místa konání
3
Doprava
Dopravní podnik hlavního města Prahy
o
o
Metro C, Kačerov →
Bus 114 → Ústavy Akademie věd
ze stanice metra C Kačerov autobusem 114 do zastávky Ústavy Akademie věd
Metro C, Budějovická →
Bus 193 (zastávka Poliklinika Budějovická) → Zelené domky
(zastávka) → pěšky cca 300 m
ze stanice metra Budějovická vystoupit stranou s eskalátory, rovně cca 200 m směrem k poliklinice, autobusová
zastávka Poliklinika Budějovická (vzdálenější od metra), linka 193 směrem Šeberák/Chodov, vystoupit v
zastávce Zelené domky, pěšky zpátky 300 m k zastávce Ústavy Akademie věd.
o
Autem - D1 / exit 2 → Kunratice → Krč / E50 / Pražský okruh exit 3 → Kunratice → Krč
Parkování v areálu AV ČR možné (viz informační tabule).
Program
SEKCE A Biologie lipidů
SEKCE B Lipidomika a hmotnostní spektrometrie
SEKCE C Lipidy v klinické medicíně
SEKCE D Steroidy
SEKCE E Zobrazovací a lipidomické analýzy
POSTEROVÁ SEKCE
Přednášky budou rozděleny tématicky do sekcí, přičemž na jednu přednášku je vyčleněno 20
minut včetně diskuze. Pokud možno, připravte si prosím obrázky do prezentace v
PowerPointu (pptx) v angličtině kvůli zahraničním hostům, výklad v češtině.
K dospozici bude promítací a zvuková technika kinosálu FgÚ. Prezentace se budou nahrávat
do počítače před začátkem dané sekce. Jiné formáty než pptx (MS Office 2010 a vyšší),
videa v prezentaci, vlastní laptop hlaste, prosím, předem.
Postery budou přístupné po celou dobu konference v čítárně knihovny FgÚ, přičemž diskuze
u posterů budou probíhat během přestávek a po posledním čtvrtečním bloku přednášek.
Naše pozvání přijali 2 zahraniční řečníci:
Prof. Rudolf Zechner
Dr. Gerhard Liebisch
Institute of Molecular Biosciences
Karl Franzens Universität Graz
Graz, Austria
University Hospital
Regensburg
Klinische Chemie und
Laboratoriumsmedizin
Regensburg, Germany
4
Stravování
V rámci konference bude zajištěno občerstvení během přestávek (teplé nápoje, nealkoholické nápoje,
sladké a slané občerstvení, ovoce). Oběd zajištěn není, ale je možné individuálně využít jídelnu
Mikrobiologického ústavu (budova K, firma GHT Multicatering) a nebo jídelnu Ústavu molekulární genetiky
(budova FA, firma Gastro UMG). V areálu je také malý obchod s potravinami a nápojové automaty.
Společenská večeře
Na čtvrteční večer je plánována společenská večeře pro zaregistrované účastníky, kteří si účast na večeři
vybrali, v myslivecké restauraci Na tý louce zelený od 18:00 do ~23:00.
Večeře je sponzorovaná (zvěřinové menu a jeden nápoj nebo vegetariánská varianta a jeden nápoj).
Konzumace nad rámec menu si hradí účastníci sami.
Dress code je smart casual.
K restauraci lze dojít po lesní cestě (~1,3 km, ~20 minut volné chůze).
Nejbližší autobusová zastávka je IKEM.
Mapa
5
Detailní program konference
Program
od - do
Čtvrtek 21.4.2016
#
09:00 - 09:40
09:40 - 09:50
název přednášky
místo
registrace
vestibul FgÚ
SEKCE A: Biologie lipidů - předsedající Martin Rossmeisl
Kinosál FgÚ
Ondřej Kuda: Zahájení konference
09:50 - 10:50 A1 Rudolf Zechner: Lipolysis – a target for the drug treatment of metabolic disease
10:50 - 11:10 A2
Marie Březinová: Nové lipidové mediátory - větvené estery hydroxylovaných mastných kyselin
FAHFA
11:10 - 11:30 A3
Aneta Kalužíková: Analýza nové třídy diesterů v novorozeneckém mázku pomocí vysokoúčinné
kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí za atmosférického tlaku
11:30 - 12:30
přestávka na oběd / občerstvení / posterová sekce
jídelna MBÚ individuálně / klub MBÚ / čítárna
SEKCE B: Lipidomika a hmotnostní spektrometrie - Michal Holčapek
Kinosál FgÚ
12:30 - 13:30 B1 Gerhard Liebisch: Quantification and annotation of lipid species
13:30 - 13:50 B2
Miroslav Lísa: Lipidomika: Ultravysoko-účinná superkritická fluidní chromatografie/hmotnostní
spektrometrie jako nový nástroj pro rychlou a detailní analýzu lipidů
13:50 - 14:10 B3
Eva Cífková: Lipidomická analýza nádorových vzorků pomocí shotgun hmotnostní spektrometrie
a nového softwaru LipidQuant
14:10 - 14:30 B4 Tomáš Korba: Lipidomika nové generace s využítím platformy Lipidyzer
14:30 - 15:00
přestávka / občerstvení / posterová sekce
SEKCE C: Lipidy v klinické medicíně - Ondřej Kuda
klub MBÚ / čítárna
Kinosál FgÚ
15:00 - 15:20 C1
Marie Kunešová: Složení mastných kyselin v lipidech obézních osob, vztah k vzniku a léčbě
obezity
15:20 - 15:40 C2
František Novák: Effect of different fatty acid lipid emulsion composition on plasma lipids and
PON 1 activity in patients on long-term home parenteral nutrition
15:40 - 16:00 C3
Jaroslav Hubáček: Celková a kardiovaskulární mortalita ve vztahu k plazmatickým lipidům.
Česká část studie HAPIEE.
16:00 - 16:20 C4
Viktor Bugajev: ORMDL3, protein asociovaný s astmatem, reguluje produkci eikosanoidů v
žírných buňkách
16:20 - 16:40 C5
Kateřina Vávrová: Nedostatečná délka acylu v ceramidech snižuje bariérové vlastnosti kožních
lipidových membrán
16:40 - 17:00 C6
Julian L Griffin: Fat, sugar and metabolomics: understanding what is causing the rise in type 2
diabetes using mass spectrometry
17:00 - 17:30
posterová sekce
čítárna
6
společenská večeře, Na tý louce zelený
18:00 - 23:00
Program
od - do
#
08:00 - 08:30
restaurace
Pátek 22.4.2016
název přednášky
místo
registrace
vestibul
SEKCE D: Steroidy - Miroslav Lísa
Kinosál FgÚ
08:30 - 08:50 D1 Jiří Pácha: Lokální metabolismus glukokortikoidů a jeho fyziologický význam.
08:50 - 09:10 D2
Irena Marková: Saturovaná kyselina myristová zvyšuje sérové a tkáňové koncentrace n-3
polynenasycených mastných kyselin a hladiny HDL-cholesterolu
09:10 - 09:30 D3
Milan Marounek: Účinek amidovaného alginátu na sérový cholesterol potkanů, tuk a steroly v
exkrementech
09:30 - 09:50 D4
Tomáš Komprda: Dietary microalga oil had contrary effect on expression of adiponectin
receptor genes in the liver and plasma adiponectin level in rats
09:50 - 10:10 D5 Eva Kudová: SMART Steroids
10:10 - 10:30 D6 Jaroslav Pól: Akvizice a procesování vysokorozlišovacích LC-MS dat v lipidomice
10:30 - 11:00
přestávka / občerstvení / posterová sekce
klub MBÚ / čítárna
10:30 - 11:00
volby do výboru LS ČSBMB pro další období 2016-2020
Kinosál FgÚ
SEKCE E: Zobrazovací a lipidomické analýzy - Josef Cvačka
Kinosál FgÚ
11:00 - 11:20 E1 Vladimír Havlíček: Hmotnostně spektrometrické zobrazování lipidů
11:20 - 11:40 E2 Vladimír Vrkoslav: MALDI hmotnostně spektrometrické zobrazování antidiabetik
11:40 - 12:00 E3 Tomáš Řezanka: Analýza regioisomerních a enantiomerních triacylglycerolů
12:00 - 12:20 E4
Andrea Popelová: Lipidované analogy peptidu uvolňujícího prolaktin snižují příjem potravy po
periferním podání
12:20 - 12:40 E5 Magdalena Voldřichová: Stanovení lipidů a mastných kyselin plynovou chromatografií.
12:40 - 12:45
Oficiální ukončení konference
Kinosál FgÚ
7
POSTERY
čítárna
#
P1
Kateřina Adamcová: Inducibility of triglyceride turnover in white fat – a marker of lean phenotype
P2
Karel Berka: Popis chování léčiv na biologických membránách pohledem výpočetní chemie - vliv různých lipidů
P3
P4
P5
P6
P7
Tereza Bláhová: Circadian activity of cholesterol 7a-hydroxylase is determined by -203A/C polymorphism of
Cyp7A1 gene
Barbora Amélie Čuříková: Physicochemical characterization of skin lipid model membranes based on
ceramide mixtures
Roman Hájek: HILIC-HPLC/ESI-MS analysis of gangliosides in biological samples
Jana Hansíková: Plasma Acylcarnitines and Amino Acid Levels as an Early Complex Biomarker of Propensity
to High-Fat Diet-Induced Obesity in Mice
Petra Janovská: Role of adipokines in early metabolic differences between obesity-resistant and obesity-prone
mice
P8
Robert Jirásko: Lipidomická analýza vzorků renálního karcinomu s využitím MALDI-Orbitrap-MS metody
P9
Maria Khalikova: Lipidomic analysis of kidney cancer samples using UHPSFC/ESI-MS method
P10 Andrej Kováčik: 6-Hydroxyceramide in model lipid membranes - study of permeability and biophysics
P11
P12
P13
P14
P15
Jan Kovář: The effect of APOAV gene polymorphisms (1131T>C and 56G>G) and composition of experimental
meal on the course of postprandial triglyceridemia
Petra Kuchaříková: Early phase of metformin action in dietary-obese mice: lack of involvement of AMPactivated protein kinase and possible interaction with n-3 fatty acids
Veronika Kyselová: Feeding a fish model Danio rerio on Chromera velia causes severe rearing problems and
prohibits maturation of the fish - a pilot study
Jan Neckář: Epoxyeicosatrienoic acid analog attenuates myocardial post-infarction remodelling and renal injury
in spontaneously hypertensive rats.
Lukáš Opálka: Scalable synthesis of ultra-long chain human skin ceramides (EOS, EOP, EodS and EOH) and
the evaluation of microstructure and permeability of model stratum corneum membranes
P16 Magdaléna Ovčačíková: Study on retention behavior of lipids using RP-UHPLC/ESI-MS
P17 Stanislav Pavelka: Relations between leptin and thyroid hormones metabolism in white adipose tissue
Stanislav Pavelka: The influence of supplemental n-3 PUFA in diet and altered thyroid status of the rats on
their lipid metabolism
Kamila Procházková: Development of Artificial Membranes to Study Enhancing Effects of Permeation
P19
Enhancers
Jan Rejšek: Thin layer chromatography/desorption atmospheric pressure photoionization-mass spectrometry of
P20
lipids
P18
P21 Martina Rombaldová: Re-esterification of fatty acids in adipose tissue - macrophage
P22 Ivana Schneedorferová: Confirmation of Chromera velia mixotrophy by metabolomic studies
Michaela Sochorová: Modeling β-glucocerebrosidase deficiency in epidermis: Effects of
glucosylceramide/ceramide ratio on barrier properties of model stratum corneum lipid membranes
Timotej Strmeň: Lokalizace větvení lineárních řetězců mastných alkoholů pomocí měkkých ionizačních technik
P24
hmotnostní spektrometrie
Aleš Tomčala: Separation and identification plant lipids in photosynthetic cousins of Apicomplexa Chromera
P25
velia and Vitrella brassicaformis
Kateřina Zemánková: Glucose addition affects postprandial response of glucagon-like peptide 1 (GLP-1) to a
P26
test meal
P23
8
Přednášky
A1 Lipolysis – a target for the drug treatment of metabolic disease
Rudolf Zechner
Institute of Molecular Biosciences ,Karl Franzens Universität Graz, Austria
Abstract
**************************************************************************************************************************
A2 Nové lipidové mediátory – větvené estery hydroxylovaných mastných kyselin (FAHFA)
Marie Březinová, Ondřej Kuda
Fyziologický ústav AV ČR v.v.i.
The study is focused on lipid extraction techniques optimization, using liquid liquid extraction and solid
phase extraction as pre-separation methods and ultra performance liquid chromatography coupled with
mass spectrometry for extraction and subsequent identification of branched-chain fatty acid esters of
hydroxy fatty acids (FAHFAs). This newly discovered class of lipid molecules is associated with insulin
secretion, which could improve whole body and local glucose metabolism, providing potential for diabetes 2
type treatment.
Solid phase extraction of biological samples was optimized on columns regarding to sorbent composition
using reversed phase columns with modified styrene divinylbenzene polymer or octadecyl-bonded polymer
and normal phase columns packed with silica gel. Column Strata SI-1 Silica was the most effective for
FAHFA separation from biological samples. Chromatographic separation of FAHFA was performed on
UPLC Ultimate 3000 RSLC equipped with Kinetex C18 1.7 µm 2.1 x 150 mm column using gradient
program. UPLC was coupled to QTRAP 5500/SelexION, a hybrid, triple quadrupole, linear ion trap mass
spectrometer equipped with ion mobility cell. Final method optimized for the analysis of FAHFA was used to
measure quantity of selected PAHSA in white adipose tissue and plasma of human and mice.
This work was supported by MSMT, Czech Republic, LH14040.
**************************************************************************************************************************
A3 Analýza nové třídy diesterů v novorozeneckém mázku pomocí vysokoúčinné kapalinové
chromatografie s hmotnostní detekcí za atmosférického tlaku
Aneta Kalužíková
ÚOCHB AV ČR, Univerzita Karlova
Analýza nové třídy diesterů v novorozeneckém mázku pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s
hmotnostní detekcí za atmosférického tlaku
Novorozenecký mázek je bílý, kašovitý, přirozeně se vyskytující biofilm, který pokrývá pokožku lidského
plodu během posledního trimestru těhotenství. Jedná se o velice komplexní matrici, která se skládá z 80%
vody, 10% proteinů a 10% lipidů. Novorozenecký mázek je unikátní pro lidský organismus.
Cílem této studie byl vývin a následná optimalizace metod k izolaci, separaci a následné analýze minoritní
třídy lipidů novorozeneckého mázku, a to diesterů obsahujících ve své struktuře hydroxy-mastnou kyselinu,
mastnou kyselinu a cholesterol (chol-DE). Směs 1,2-diol diesterů a chol-DE byla izolována z celkového
lipidového extraktu novorozeneckého mázku pomocí semi-preparativní TLC na silikagelových destičkách. K
rozdělení těchto dvou skupin lipidů byla vyvinuta a optimalizována metoda TLC na destičkách s
hydroxidem hořečnatým. Pro chromatografickou separaci skupiny chol-DE byla optimalizována metoda s
využitím vysokoúčinné kapalinové chromatografie na obrácených fázích se dvěma Nova-Pak C18 kolonami
zapojenými v sérii za sebou (celková délka 45 cm) s mobilní fází acetonitril – ethyl acetát. Analyty byly
detekovány hmotnostním spektrometrem s použitím iontového zdroje s chemickou ionizací za
atmosférického tlaku.
9
**************************************************************************************************************************
B1 Quantification and annotation of lipid species
Gerhard Liebisch
Institute of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, University of Regensburg, Germany
The molecular composition of lipids has great influence on biological functions by modulation of membrane
fluidity and curvature affecting signaling processes as well as activity of membrane bound enzymes.
Electrospray tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS) offers an excellent platform to quantify lipid species
with high sample throughput. Major glycerophospholipid and sphingolipid classes are accessible by direct
flow injection of crude lipid extracts. Whereas low abundant or isobaric species require frequently liquid
chromatographic separation coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Lipid species quantitation
is applicable for biomarker search in large clinical studies as well as basic research in a variety of sample
materials including plasma, lipoprotein fractions, cells and tissues. Moreover, these methods provide insight
into the dynamics of the lipid species metabolism by administration of stable isotope labeled precursors or
lipid species. For example major pathways of the glycerophospholipid metabolism may be profiled using
D9-choline, D4-ethanolamine and 13C3-serine.
Taken together, mass spectrometry offers a powerful tool box to discover novel lipid biomarker in the blood
compartment and to unravel mechanisms underlying the regulation of the lipid metabolism.
Annotation of lipid species still needs standardization. Lipidomic approaches usually do not resolve lipid
species at a structural level defined in LIPID MAPS. Therefore we developed a shorthand nomenclature for
lipid species which reflects the structural information derived from mass spectrometric analysis. This
defined shorthand nomenclature provides a system to report MS lipidomic data in a standardized way and
facilitates their interchange and storage in public databases.
**************************************************************************************************************************
B2 Lipidomics: Ultrahigh-Performance Supercritical Fluid Chromatography – Mass Spectrometry as
a New Tool for High-Throughput and Comprehensive Analysis of Lipids
Miroslav Lísa, Michal Holčapek
University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology, Department of Analytical Chemistry, Studentská
573, 532 10 Pardubice
Lipids are biologically important compounds. Their metabolism plays a crucial role in the development of
some serious human diseases, such as cardiovascular diseases, diabetes, cancer, etc. In current
lipidomics, precise, comprehensive and high-throughput methods are required for the analysis of large
sample sets in the clinical research, which is challenging for analytical techniques due to the enormous
complexity of lipid structures. Two well-established approaches are commonly used in lipidomics, such as
shotgun and LC/MS, both having some advantages and limitations. We have developed a new highthroughput and comprehensive approach for analysis of lipids in biological samples using ultrahighperformance supercritical fluid chromatography (UHPSFC) followed by ESI-MS identification and
quantitation. Developed UHPSFC method is based on 1.7 μm particle bridged ethylene hybrid silica column
using the gradient of methanol – water – ammonium acetate mixture as a modifier providing separation of
total lipid extract into lipid classes. Individual parameters of UHPSFC analysis have been carefully
optimized to achieve a maximum number of separated lipid classes. Final UHPSFC method enables a fast
separation up to 28 nonpolar and polar lipid classes within 6 minute analysis including the partial separation
of species inside individual classes. Mass spectra with high mass accuracy and high resolving power are
acquired using ESI in both positive- and negative-ion modes for the identification of individual species. The
quantitative analysis is performed using internal standards for each lipid class added during the extraction
step. Developed UHPSFC/MS method is validated and applied for the comprehensive analysis of lipid
composition in real biological samples, such as plasma or normal and cancer tissues.
This work was supported by ERC CZ project No. LL1302 (MSMT, Czech Republic).
**************************************************************************************************************************
10
B3 The analysis of tumor samples using shotgun mass spectrometry and novel LipidQuant
software
Eva Cífková, 2Pavel Čáň, 1Magdaléna Ovčačíková, 1Miroslav Lísa, 1Michal Holčapek
1
1
Univerzita Pardubice, 2Deza a.s.
Lipidomics deals with the understanding of lipid functions in biological systems and progress of many
diseases associated with the disruption of lipid metabolism such as atherosclerosis, cancer, obesity,
cardiovascular disease, etc. Mass spectrometry coupled with the direct infusion (shotgun approach) or
liquid chromatography (LC/MS) is the most frequently used technique in the lipid analysis due to high
sensitivity and selectivity. Shotgun approach enables rapid analysis using product ion, neutral loss and the
selected reaction monitoring scans typical for triple quadrupoles and related hybrid tandem mass
analyzers. The quantitative analysis in shotgun approach is based on the use of at least one internal
standard per each lipid class, which is not present in studied biological samples. Shotgun lipidomics was
used for the characterization of differences in the lipid composition of lung tumor tissues and surrounding
normal tissues followed by the multivariate data analysis.
Our novel LipidQuant software was developed for the automatization of processing of large datasets in
clinical studies. This macro script programmed in the Microsoft Visual Basic for Applications is used for the
identification using our lipid database, the isotopic correction using theoretically calculated isotopic
patterns, the quantitation based on one internal standard per each lipid class and the data export for the
multivariate data analysis.
This work was supported by ERC CZ project No. LL1302 sponsored by the Ministry of Education, Youth
and Sports of the Czech Republic.
**************************************************************************************************************************
B4 Lipidomika nové generace s využitím platformy Lipidyzer
Tomáš Korba
AMEDIS, Praha
SCIEX Lipidyzer™ Platform offers a complete and novel approach to lipid quantitation. It provides
comprehensive coverage across ten lipid classes employing over 50 internal standards. Specificity
harnessed by the power of SelexION® DMS Technology allows for the elimination of isobaric interferences
from overlapping lipid species within the same m/z range. Accurate and precise quantitation for
class/species concentration and composition determination is delivered with high reproducibility.
**************************************************************************************************************************
C1 Složení mastných kyselin v lipidech obézních osob, vztah k vzniku a léčbě obezity
Marie Kunešová
Endokrinologický ústav, Centrum pro diagnostiku a léčbu obezity
Mastné kyseliny (MK) mají řadu fyziologických funkcí, jsou prekursorem látek ovlivňujících zánět, koagulaci
a další. Složení MK ve fosfolipidech membrán působí na receptorové i postreceptorové děje. Složení MK je
ovlivněno složením lipidů v potravě a metabolickými procesy zahrnujícími endogenní lipogenezi, lipolýzu,
oxidaci MK.
U obézních osob a u diabetiků bylo zjištěno nižší zastoupení polyenových mastných kyselin (PUFA) a vyšší
zastoupení nasycených mastných kyselin. Významná podobnost ve složení MK v lipidech séra, především
ve fosfolipidech a esterech cholesterolu, a v triglyceridech tukové tkáně byla prokázána u monozygotních
dvojčat před zahájením léčby i po ročním udržení hmotnosti. Endogenní lipogeneze se podílí na složení
MK. Cis palmitolejová (PO, 16:1n-7) kyselina, jeden z produktů endogenní lipogeneze, do určité míry
obsažená i v tucích ve stravě, byla navržena jako lipokin a látka příznivě ovlivňující inzulinovou senzitivitu
u obezity a DM 2.typu. To potvrzují některé studie in vitro a u zvířat. U lidí tento vztah jednoznačně
prokázán nebyl, v našich studiích jsme ve shodě s dalšími zjistili, že PO jako produkt endogenní lipogeneze
pozitivně koreluje s obsahem tukové tkáně. Jako důležitý faktor interakce metabolismu lipidů s dalšími
faktory charakterizujícími metabolický syndrom se jeví kyselina myristolejová (MO, 14:1n-5). Stoupá též
aktivita enzymu delta—9 desaturázy. Po chirurgické léčbě obezity metodou biliopankreatické diverze jsme
11
zjistili významnější zastoupení PO a MO v triglyceridech tukové tkáně. Tento vzestup může svědčit o vyšší
lipogenní aktivitě v tukové tkáni osob po malabsorpčním výkonu .
Příznivý účinek při redukci hmotnosti byl ukázán při použití omega-3 MK s delším řetězcem. Podávání
kyseliny eicosapentaenové (EPA, 20:5n-3) a docosahexaenové (DHA, 22:6n-3) vedlo k vyšší oxidaci lipidů,
k většímu poklesu BMI a obvodu pasu u těžce obézních žen.
Změna složení mastných kyselin v těle racionálními dietetickými postupy, vedoucí k navýšení spotřeby
PUFA řady n-3 a mononenasycených mastných kyselin (kys.olejová 18:1n-9) může napomoci příznivě
ovlivnit metabolická onemocnění spojená s obezitou.
**************************************************************************************************************************
C2 Effect of different fatty acid lipid emulsion composition on plasma lipids and PON 1 activity in
patients on long-term home parenteral nutrition
Novák F., 1Vecka M.,1Ševela S.,1Vávrová L.,1Rychlíková J.,1,2Svěchová H.,1Petrášková H.,1Žak A.,
Nováková O.
1
2,3
1
Charles University in Prague, 1st Faculty of Medicine and General University Hospital, 2Charles University
in Prague, Faculty of Science, 3Institute of Physiology, Academy of Sciences of the Czech Republic
The purpose of this prospective, cross-over clinical study was to investigate the effect of long-term home
parenteral nutrition with different fatty acid (FA) profile in the fat emulsions on the spectrum of FA in the
plasma phospholipids and serum paraoxonase 1 (PON1) activity/concentration in 12 patients with
intestinal failure. Inclusion criteria: age > 18 years, parenteral nutrition expectancy > 6 months, requirement
of isocaloric parenteral nutrition > 4 days/week, stable clinical conditions, and 12 age/sex matched healthy
controls (HCs). Each patient received three 10-week cycles of parenteral nutrition that was administered in
"all-in-one" bags, prepared in pharmacy. Lipid emulsions: 1/SMOF lipid 20% (S), 2/Clinoleic 20% (C),
3/Lipoplus 20% (L). After 6 weeks of each individual lipid emulsion the administration of Omegaven was
added for 4 weeks to further increase the dose of n-3 PUFA in the all three groups (SO, CO, LO). The ratio
of n-6/n-3 PUFA in plasma phospholipids decreased and SFA+MUFA/PUFA increased in all emulsion
modes compared to HCs. As for the comparison among different emulsion modes, the n-6/n-3 ratio was
lower in C compared to S formula. Omegaven additionally reduced n-6/n-3 ratio in all dietary interventions
in order: CO (2.22±0.79) vs. C (3.52±1.11); LO (1.95±0.56) vs. L (2.75±0.71); SO (1.76±0.55±) vs. S
(2.54±0.61); the value of n-6/n-3 ratio in HCs is 6.68±1.84. The PON1 activity and HDL-C and ApoA1
concentrations were lower in patients, irrespective of lipid emulsion, compared to HCs. The concentration
of CRP was not different neither among individual emulsion modes nor compared to HCs. The increase in
ox-LDL concentration was observed only in S, CO and L regimes compared to HCs. In conclusion,
PON1activity and HDL-C concentration were decreased in patients with intestinal failure. Individual
emulsions markedly changed FA proportion in plasma phospholipids without the effect on PON 1 activity.
This study was supported by research grant from the Ministry of Health of the Czech Republic (Project No.
IGA NT/13236-4/2012)
**************************************************************************************************************************
C3 Celková a kardiovaskulární mortalita ve vztahu k plazmatickým lipidům. Česká část studie
HAPIEE.
Hubáček J.A., 2Kubínová R., 3Peasey A., 3Bobak M., 3Pikhart H.
1
1
Institut klinické a experimentální medicíny, Praha; 2Státní zdravotní ústav, Praha; 3Od. epidemiologie a
veřejného zdraví, UCL, Londýn
Úvod: Vysoké hodnoty plazmatických lipidů jsou považovány za rizikový faktor kardiovaskulární a celkové
úmrtnosti. Výsledky velkých studií třetího tisíciletí ale nejsou početné a jsou kontroverzní. Informace o
Slovanských populacích pak zcela chybí.
Metodika: Sledovali jsme souvislost mezi hladinou triglyceridů, celkového a LDL cholesterolu a osmiletou
úmrtností (celkovou a kardiovaskulární) na vzorku 6 653 osob (věkové rozmezí 49 až 65 let; 729
zemřelých, z toho 274 na kardiovaskulární onemocnění) z české části studie HAPIEE.
Výsledky: Nejnižší jak celková tak i kardiovaskulární úmrtnost (P < 0.01) byly spojeny s hladinami
celkového cholesterolu mezi 5.15 a 6.18 mmol/L. Analýzy LDL-cholesterolu ukázaly podobné výsledky. V
12
případě celkového a LDL-cholesterolu všechny vztahy vykazují typický tvar "U" křivky. V případě
triglyceridů se jak celková, tak kardiovaskulární mortalita zvyšuje v kategoriích 3.01-4.00 mmol/L (P < 0.05)
a nad 4.00 mmol/L (P < 0.005) v porovnání s referenční skupinou (TG 1.41-1.80 mmol/L). Vztahy se
významně nezměnily po eliminaci úmrtí v prvních dvou letech po vyšetření, po eliminaci jedinců léčených
statiny ani po adjustaci na věk a pohlaví.
Závěr: Neprokázali jsme lineární vztah mezi hladinami celkového a LDL cholesterolu a celkovou či
kardiovaskulární mortalitou. Potvrdil se naopak vztah mezi úmrtností a plazmatickými triglyceridy; jako
rizikové se nicméně jeví až hodnoty od 3.0 mmol/L výše.
Podpořeno MZ ČR – RVO („Institut klinické a experimentální medicíny – IKEM, IČ 00023001“).
**************************************************************************************************************************
C4 ORMDL3, protein asociovaný s astmatem, reguluje produkci eikosanoidů v žírných buňkách
Viktor Bugajev, 1Ivana Hálová, 2Ondřej Kuda, 1Petr Dáber
1
Ústav molekulární genetiky, AV ČR, 2Fyziologický ústav, AV ČR
1
Analýza jednonukleotidového polymorfismu (Single Nucleotide Polymorphism) u pacientů s astmatem
identifikovala protein ORMLD3 jako rizikový faktor pro rozvoj tohoto onemocnění u dětí. Bylo prokázáno, že
ORMDL1, 2 a 3, které jsou transmembránové proteiny endoplasmatického retikula, jsou klíčovými
regulatory serin palmitoyltransferázy, která katalyzuje iniciační kroky biosyntézy sfingolipidů. V naší studii
jsme se zaměřili na určení funkce ORMDL3 v myších žírných buňkách, které se významným způsobem
podílí na rozvoji akutních i chronických zánětlivých onemocnění. Naše výsledky ukázaly, že ORMDL3 je
negativní regulátor antigenní aktivace zprostředkované vysokoafinitním receptorem pro IgE. Žírné buňky se
sníženou expresí ORMDL3 vykazovaly zvýšenou translokaci podjednotky p65 komplexu NF-κB do jádra
po jejich aktivaci multivalentním antigenem. Tyto procesy byly následovány zvýšenou expresí
prozánětlivých cytokínů (TNF-α, IL-6, a IL-13), chemokínů (CCL3 a CCL4) a inducibilní cyklooxygenázy 2
(COX2). V souladu se zvýšenou expresí COX2, byla v supernatantu aktivovaných buněk detekována
zvýšená hladina prostaglandinu D2. Ve snaze určit vliv ORMDL3 na syntézu eikosanoidů v antigenem
aktivovaných žírných buňkách využíváme hmotnostního spektrometru pro metabolomiku QTRAP 5500.
Souběžně exprimujeme ORMDL3 a některé další proteiny, účastnící se metabolismu eikosanoidů v
HEK293 buňkách, abychom určili interakční partnery ORMDL3 a molekulární mechanismy uplatnění
ORMDL3 v zánětlivých procesech.
**************************************************************************************************************************
C5 Nedostatečná délka acylu v ceramidech snižuje bariérové vlastnosti kožních lipidových
membrán
Barbora Školová, 1Petra Pullmannová, 1Andrej Kováčik, 1Michaela Sochorová, 2Petr Slepička, 2Jaroslav
Maixner, 1,2Jarmila Zbytovská, 1Kateřina Vávrová
1
1
Farmaceutická fakulta Univerzity Karlovy, Hradec Králové, 2Vysoká škola chemicko-technologická, Praha
Kožní bariéra chrání lidský organismus před nadměrnou ztrátou vody a průnikem nežádoucích látek z
okolního prostředí. Za tuto funkci jsou zodpovědné zejména ceramidy v mezibuněčných prostorech
nejsvrchnější vrstvy kůže, stratum corneum. Tyto ceramidy jsou strukturálně velmi heterogenní, ale většina
z nich obsahuje velmi dlouhé acylové řetězce, kolem 24 uhlíků. Důvod pro elongaci mastných kyselin nad
16C v keratinocytech však není zcela známý. U některých kožních onemocnění, jako je atopická
dermatitida, psoriáza či kožní nádory, byl popsán nárůst koncentrací ceramidů s délkou řetězců kolem 16C
na úkor velmi dlouhých ceramidů s 24C. Cílem této práce bylo studovat, zda toto „zkrácení“ acylového
řetězce má přímý vliv na permeabilitu lipidové kožní bariéry a jaký mechanismus je za to zodpovědný.
Připravili jsme modelové membrány simulující zdravou i nemocnou lipidovou kožní bariéru. Záměna
ceramidů s 24C za ceramidy s 16C skutečně vedla k nárůstu permeability pro 3 různé markery. Kombinací
biofyzikálních technik jsme zjistili, že zkrácení ceramidového řetězce vede ke tvorbě lamel s kratší
periodicitou, snižuje podíl krystalických lipidů a zvyšuje plochu na 1 lipid. Infračervenou spektroskopií na
selektivně deuterovaných lipidových membránách jsme prokázali, že sfingosinové ceramidy s 24C acylem
preferují otevřenou konformaci, mastné kyseliny se asociují s acylem ceramidů a cholesterol se sfingoidní
bazí. V případě ceramidů s 16C acylem dochází k fázové separaci.
13
Nedostatečná elongace acylového řetězce v ceramidech má tedy přímý negativní dopad na bariérové
vlastnosti kůže; zvyšuje ztrátu vody i permeabilitu pro exogenní látky. Příčinou je změna v mísitelnosti
složek lipidové kožní bariéry, která mění její mikrostrukturu a výsledná směs není schopna dobře chránit
organismus před vlivy okolního prostředí.
**************************************************************************************************************************
C6 Fat, sugar and metabolomics: understanding what is causing the rise in type 2 diabetes using
mass spectrometry.
Julian L. Griffin
Human Nutrition Research, Medical Research Council, Cambridge, Department of Biochemistry and
Cambridge Systems Biology Centre, University of Cambridge
There is a global epidemic of type 2 diabetes (T2DM), with the World Health Organisation estimating
currently 347 million people worldwide with diabetes, and the disease representing the seventh largest
cause of death globally. While a number of genes have been identified that play a role in the development
of T2DM, most are associated with rare monozygotic forms of the disease, and do not model the complex
interactions between genotype and the environment, and in particular diet and exercise, that is responsible
for the development of T2DM in many human cases. In genome wide association studies (GWAS) common
genetic variants are compared across many individuals with traits such as disease. Given the size of the
genome such comparisons typically have to be performed over 1000s of individuals. One favoured
approach is to examine associations between the genome and quantitative phenotypic data in order to
understand how common genetic variants influence the ultimate phenotype of the organism. Metabolomics
is particularly attractive in such studies as the metabolome is a combination of the genome, diet,
interactions with the environment and pathology. I will present methodologies that we are applying using
gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), liquid chromatography (LC-) MS and direct infusion (DI-)
MS to profile large epidemiological cohorts to explore the link between diet, environment and genotype. In
addition I will also discuss our progress in using ion mobility as an orthogonal separation technique in
lipidomics, and how when used with high resolution mass spectrometry we can expand our coverage of the
lipidome.
References:
1.
Towards metabolic biomarkers of insulin resistance and type 2 diabetes: progress from the
metabolome. Roberts LD, Koulman A, Griffin JL. Lancet Diabetes Endocrinol. 2014 Jan;2(1):65-75. doi:
10.1016/S2213-8587(13)70143-8.
2.
A practical guide to metabolomic profiling as a discovery tool for human heart disease. Heather LC,
Wang X, West JA, Griffin JL. J Mol Cell Cardiol. 2013 Feb;55:2-11. doi: 10.1016/j.yjmcc.2012.12.001.
**************************************************************************************************************************
D1 Lokální metabolismus glukokortikoidů a jeho fyziologický význam
Jiří Pácha
Fyziologický ústav AV ČR
Účinek glukokortikoidů v cílových tkáních závisí nejen na plazmatické koncentraci hormonu, hustotě
glukokortikoidních receptorů (GR) a spřažení receptor – efektor, ale také na intracelulárním metabolismu
glukokortikoidů, který je katalyzován enzymem dehydrogenasou 11beta-hydroxysteroidů. Tato
oxoreduktasa existuje ve dvou typech,11HSD1 a 11HSD2, které katalyzují vzájemnou konverzi biologicky
inaktivního kortisonu a aktivního kortisolu. In vivo pracuje 11HSD1 převážně jako reduktasa konvertující
kortison na kortisol, tj. lokálně v buňce zesiluje glukokortikoidní signál. Oproti tomu 11HSD2 je striktní
oxidasa konvertující kortisol na kortison, čímž je omezen přístup aktivního hormonu ke GR. 11HSD1 je
exprimována v celé řadě tkání jako jsou játra, tuková tkáň, mozek a imunitní buňky. 11HSD2 je
exprimována převážně v mineralokortikoidních cílových tkáních, kde brání vazbě kortisolu na
mineralokortikoidní receptor, a dále v placentě, kde brání vstupu maternálního kortisolu do fetálního oběhu.
Deregulace obou typu enzymů je spojována s řadou chorob, jako jsou metabolické poruchy, hypertenze,
ateroskleróza nebo zánětlivé choroby střevní. V případě pacientů s ulcerózní kolitidou jsme prokázali
výrazný nárůst 11HSD1 a pokles 11HSD2 v tračníku, přičemž obdobný efekt jsme pozorovali také u
experimentálních animálních modelů kolitidy. Tento nárůst je doprovázen zvýšenou expresí 11HSD1 v
14
intraepiteliálních lymfocytech a také v mezenteriálních lymfatických uzlinách a slezině, kam lymfocyty
migrují. Reciproká regulace 11HSD1 a 11HSD2 v tračníku se zdá být zprostředkována prozánětlivými
cytokiny TNFα a IL-1β, které tlumí 11HSD2 a stimulují 11HSD1. Obdobné změny jsme pozorovali rovněž u
experimentálního modelu artritidy, přičemž podávání antagonistů TNFα a IL-1β tlumilo vzestup 11HSD1 při
artritidě a blokáda 11HSD1 karbenoxolonem byla spojena se zvýšenou expresí TNFα a IL-1β v artritické
tkáni. Tyto nálezy ukazují na zpětnovazebnou úlohu lokálního metabolismu glukokortikoidů při zánětu.
Zánět je doprovázen zvýšenou lokální produkcí prozánětlivých cytokinů, které stimulují 11HSD1, což vede
ke zvýšené lokální konverzi kortisonu na kortisol, který zpětnovazebně může tlumit další rozvoj zánětu.
**************************************************************************************************************************
D2 Saturovaná kyselina myristová zvyšuje sérové a tkáňové koncentrace n-3 PUFA a hladiny HDLcholesterolu
Marková I., Malínská H., Trnovská J., Kazdová L.
Centrum experimentální medicíny, Institut klinické a experimentální medicíny,Praha
Úvod: Saturované mastné kyseliny (MK) jsou obvykle spojovány s negativními důsledky na lidské zdraví.
Hrají významnou roli v rozvoji obezity, metabolického syndromu a inzulínové rezistence (IR). Indukují zánět
tukové tkáně a stimulují sekreci prozánětlivých faktorů, zhoršují utilizaci glukózy ve svalech, poškozují
přenos inzulínového signálu. Jednotlivé MK mají specifické vlastnosti a mohou se lišit svými metabolickými
účinky. Úloha kyseliny myristové (MA) ve vztahu k IR a metabolickému syndromu není zcela objasněna. V
potravinách je MA nejvíce obsažená v mléce, másle, sádle a tropických rostlinných tucích. Její průměrný
denní příjem u člověka je 4-8 g/den. V naší studii jsme sledovali účinky dlouhodobého podávání MA na
metabolismus, inzulínovou senzitivitu tkání, spektrum MK ve fosfolipidech a expresi stearoylCoAdesaturázy (SCD), která má důležitou roli v biosyntéze lipidů.
Metodika: Tříměsíční potkaní samci kmene Wistar byli krmeni 2 měsíce vysokosacharózovou dietou s 2%
kyseliny myristové, kontrolní skupina s 2% arašídového oleje. Koncentrace glukózy, inzulínu,
triacyglycerolů a neesterifikovaných MK v séru byly stanoveny komerčně dostupnými kity. Glukózová
tolerance byla sledována v průběhu orálního glukózového tolerančního testu (OGTT). Zastoupení MK ve
fosfolipidech séra a tkání bylo stanoveno plynovou chromatografií. Exprese mRNA SCD byla měřena
metodou real time PCR.
Výsledky: Dieta s MA nezměnila sérové koncentrace glukózy, inzulínu, triacylglycerolů a neesterifikovaných
MK, ale zvýšila hladinu HDL-cholesterolu (+31%, p<0,01). Inzulínová senzitivita epididymální tukové tkáně
a svalové tkáně, měřená podle basální a inzulínem stimulované (250 μU/ml) inkorporace 14C-U-glukózy do
glykogenu a lipidů ex vivo, nebyla ovlivněna příjmem MA. Rovněž glukózová tolerance hodnocená jako
plocha pod glykemickou křivkou při OGTT se mezi skupinami nelišila. Podávání MA neovlivnilo celkové
množství saturovaných MK, ale zvýšilo hladiny n-3 polynenasycených MK (PUFA) v séru (+44%, p<0,05),
ve fosfolipidech jater (+59%, p<0,0001) a epididymální tukové tkáně (+27%, p<0,05) a snížilo hladiny n-6
PUFA. Relativní exprese mRNA SCD byla vyšší u potkanů krmených MA (játra +67%, p<0,001(
epididymální tuková tkáň +128%, p<0,05), což je v souladu s nalezenou zvýšenou aktivitou SCD v játrech
(+90%, p<0,0001) a v epididymální tukové tkáni (+65%, p<0,05).
Závěr: Dlouhodobé podávání diety s MA mělo příznivý efekt na hladinu HDL-cholesterolu a vedlo k
výraznému zvýšení n-3 PUFA v séru, epididymální tukové tkáni a játrech. Za pozitivní lze také považovat,
že MA nezhoršovala inzulínovou senzitivitu periferních tkání. Naše výsledky podporují názor, že jednotlivé
saturované MK mají specifické vlastnosti a mohou se lišit svými účinky, neměly by tedy být považovány za
jednotnou skupinu látek.
Podpořeno MZ ČR – RVO (Institut klinické a experimentální medicíny – IKEM, IČ 00023001“)
**************************************************************************************************************************
D3 Účinek amidovaného alginátu na sérový cholesterol potkanů, tuk a steroly v exkrementech
Milan Marounek, Zdeněk Volek, Tomáš Taubner, Dagmar Dušková
VÚ živočišné výroby, Praha
Dietu potkanů Wistar ♀ jsme doplnili o palmový tuk s vysokým obsahem kyseliny palmitové (50 g/kg) a
cholesterol (10 g/kg). N-oktadecylalginamid byl připraven amino-de-alkoxylací methylesteru alginátu a
přidán do diety v množství 0, 20 a 40 g/kg. Na konci 3-týdenního pokusu jsme stanovili koncentraci
15
cholesterolu a triglyceridů v séru, cholesterolu a lipidů v tkáni jater, koncentraci cholesterolu, koprostanolu,
žlučových kyselin a tuku v exkrementech. Amidovaný alginát snížil koncentraci cholesterolu v séru a
játrech, také sérové triglyceridy a zejména výrazně zvýšil koncentraci tuku v exkrementech, úměrně
dávkování. Jen mírně zvýšil koncentraci neutrálních sterolů v exkrementech a koncentraci žlučových
kyselin v exkrementech spíše snížil. Nálezy souhlasí s názorem, že pro snížení cholesterolémie je
významnější snížit příjem saturovaného tuku, spíše než příjem cholesterolu. Snížení fekální koncentrace
žlučových kyselin je pravděpodobně důsledek jejich nižší syntézy, v odpovědi na sníženou dostupnost
tuku. Amidovaný alginát se jeví jako účinný sorbent tuku, bránící jeho vstřebání v trávicím traktu.
**************************************************************************************************************************
D4 Dietary microalga oil had contrary effect on expression of adiponectin receptor genes in the liver
and plasma adiponectin level in rats
T. Komprda, Z. Sládek, O. Škultéty, S. Křížková, V. Rozíková, B. Němcová, T. Šustrová, M. Valová
Mendel University in Brno
The objective of the study was to evaluate a potential of Schizochytrium microalga oil to alleviate possible
negative effects of high-fat-high-energy diets. Adult male rats (Wistar Albino) were fed seven weeks the diet
containing beef tallow + evaporated sweetened milk (diet T) intended to cause mild obesity and low-grade
systemic inflammation. Consequently, animals were fed either the T-diet (control; n = 10) or the diet
containing 6 % of Schizochytrium microalga oil (A; n = 10), respectively for another seven weeks.
The A-diet decreased (P<0.05) live weight to 86 % and glycemia to 85 % of control, respectively. In
comparison with control, higher (P<0.05) deposition of eicosapentaenoic acid (EPA) + docosahexaenoic
acid (DHA) in the epididymal adipose tissue (EAT) of the A-rats correlated with increased (P<0.05) plasma
adiponectin concentration, but it was without an effect (P>0.05) on the cellular adiponectin content in the
EAT.
Higher (P<0.05) EPA+DHA deposition in the liver of the A-rats correlated with higher expression (149 % of
control; P<0.05) of the gene coding for peroxisome proliferator-activated receptor gamma, and with lower
expression (82 % and 66 %; P<0.05) of the genes coding for adiponectin receptors AdipoR1 and AdipoR2;
no relationship to the expression of receptor GPR120 was found. Despite the lack of an effect on an
amount of the nuclear fraction of the nuclear factor kappa B in the liver, the A-diet increased plasma level of
anti-inflammatory cytokine TGF-β1 (P<0.05).
**************************************************************************************************************************
D5 SMART Steroids
1
Kudová Eva, 2Vyklický Ladislav, 1Šmídková Markéta, 1Nekardová Michaela, 1Zborníková Eva, 2Balaštík
Martin, 2Valeš Karel, 2Mareš Pavel, 2Paleček Jiří
1
Institute of Organic Chemistry and Biochemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i.,
Flemingovo nám. 2, Prague 6 -Dejvice, 16610, 2Institute of Physiology , Academy of Sciences of the Czech
Republic, v.v.i., Vídeňská 1083, Prague 4, 14220.
N-methyl-D-aspartate receptors (NMDARs) play important roles in development, synaptic plasticity,
learning, and memory, however, abnormal activation of NMDA receptors is thought to mediate neuronal
degeneration/cell death. The NMDA receptor activity can be influenced by exogenous and endogenous
ligands, including neurosteroids. In general, neurosteroids belong to a family of steroidal molecules acting
on membrane bound receptors via non-genomic mechanism. Conversely to the genomic action of steroidal
sex hormones that requires a time period from minutes to hours, the modulation on the membrane
receptors by neurosteroids is fast occurring event that requires only milliseconds to seconds. As such, we
design and synthesize SMART Steroids – Steroidal Molecules As Rapid-acting Therapeutics – neuroactive
molecules targeting primarily the NMDARs that could serve as potential therapeutics for various CNS
indications. Our screening pipeline covers physicochemical and biological properties: (i) solubility (dynamic
light scattering); (ii) lipophilicity estimation (logP, logD, solvation free energy ΔGsolv); (iii) patch-clamp and
imagining recordings from HEK293 cells expressing NR1/NR2B receptors and cultured rat hippocampal
neurons affording the NMDAR inhibition rates and IC50 values; (iv) Caco-2 permeability assay, (v)
treatment of neurons with neurosteroids against glutamate and NMDA-induced neurotoxicity (survival rate
using LDH and APT assay, caspase-3, intracellular calcium levels, ROS); (vi) in vitro growth of postnatal
neurons after neurosteroid administration, (vii) in vivo models of animal emotionality and affect (open field,
16
elevated plus maze, forced swim test, etc.); (viii) pentylenetetrazol-induced seizures; (ix) paclitaxel-induced
peripheral neuropathy; (x) pharmacokinetic properties.
Supported by grant TE01020028 Center for Development of Original Drugs from the Technology Agency of
the Czech Republic, grant 303/12/1465 from the Grant Agency of the Czech Republic, and RVO 61388963.
**************************************************************************************************************************
D6 Akvizice a procesování vysokorolišovacích LC-MS dat v lipidomice
Jaroslav Pól, David Peake
Thermo Fisher Scientific
Spojení vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie Orbitrap měřící s rozlišením >100.000 a software
LipidMaps s rozsáhlou databázi spekter lipidů představuje holistické řešení pro analýzu lipidů.
**************************************************************************************************************************
E1 Hmotnostně spektrometrické zobrazování lipidů
Vladimír Havlíček
Mikrobiologický ústav AV ČR
V přednášce vysvětlím základní pojmy týkající se problematiky molekulárního zobrazování v organické
hmotnostní spektrometrii a ukážu tři loňské aplikace techniky zobrazovací hmotnostní spektrometrie v
biologii [1-3]. V druhé části budu mluvit o mutimodálním zobrazování a přidám elementární hmotnostní
spektrometrii, pozitronovou emisní tomografii a skenovací elektronovou mikroskopii v diagnostice
infekčních onemocnění.
Poděkování: Grantová agentura ČR (16-20229S)
Literatura:
[1] Pol, J., Faltyskova, H., Krasny, L., Volny, M., et al., Age-related changes in the lateral lipid distribution in
a human lens described by mass spectrometry imaging. European journal of mass spectrometry
(Chichester, England) 2015, 21, 297-303.
Kuchar, L., Faltyskova, H., Krasny, L., Dobrovolny, R., et al., Fabry disease: renal sphingolipid distribution
in the alpha-Gal A knockout mouse model by mass spectrometric and immunohistochemical imaging. Anal
Bioanal Chem 2015, 407, 2283-2291.
Krasny, L., Benada, O., Strnadova, M., Lemr, K., Havlicek, V., Lateral resolution in NALDI MSI: back to the
future. Anal Bioanal Chem 2015, 407, 2141-2147.
17
**************************************************************************************************************************
E2 MALDI hmotnostně spektrometrické zobrazování antidiabetik
Vladimír Vrkoslav, 1,2Štěpán Strnad, 1,3,4Zdenko Pirník, 1Zuzana Majerčíková, 1,5Jaroslav Kuneš,
Mikulášová, 1,2Jana Zemenová, 1Josef Cvačka, 1Lenka Maletínská, 2David Sýkora
1
1,5
Barbora
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., Flemingovo náměstí 542/2, 166 10 Praha 6, 2Ústav
analytické chemie, Vysoká škola chemicko-technologická, Technická 5, 166 28 Praha 6, 3Ústav
experimentálnej endokrinológie SAV, Vlárska 3, 833 06 Bratislava, 4Ústav humánnej a klinickej
farmakológie UVLF, Komenského 73, 041 81 Košice, 5Fyziologický ústav AV ČR,v.v.i., Vídeňská 1083, 142
20 Praha 4
1
Při výzkumu a vývoji léčiv je důležité pochopení distribuce léčiva a jeho metabolitů v těle. Tradiční metody,
jako například HPLC/MS, neposkytují přesnou informaci o distribuci léčiv v orgánech. MALDI hmotnostně
spektrometrické zobrazování (MALDI MSI) je moderním technikou, kterou lze pro lokalizaci molekul léčiva
a jeho metabolitů v biologických tkáních využít. Důležitým krokem výrazně ovlivňujícím výsledek
experimentu je příprava vzorku, hlavně výběr vhodné matrice a způsob jejího nanášení na tkáňový řez.
Cílem této práce byla optimalizace metodiky přípravy vzorků a podmínek měření pro zjištění distribuce
léčiva metforminu, široce rozšířeného léku proti diabetu druhého typu. Pro studium byly vybrány ledviny a
játra, protože jsou to orgány významně se podílející na eliminaci léčiv z těla.
Z hlediska interference a citlivosti měření byla z testovaných matric zvolena jako nejvhodnější matrice
kyselina 2,5-dihydroxybenzoová. Pro nanášení matrice byla použita sublimační metoda. Tkáňové řezy byly
pokrývány matricí po dobu 4 minut při teplotě lázně 140°C. K zobrazení distribuce metforminu byl použit
molekulární adukt [M + H]+ (m/z 130,16). Z MALDI MSI tkáňových řezů myší, kterým byl perorálně podán
metformin, bylo zjištěno, že v rámci jaterní tkáně nedochází k výrazné změně distribuce léčiva v rámci
testovaných intervalů 30 min a 60 min. Zobrazení relativní distribuce v jaterní tkáni ukazuje zvýšený signál
sledovaného iontu metforminu v malých bodech distribuovaných na celém řezu. V ledvinách byla nejvyšší
relativní koncentrace metforminu zjištěna ve vnitřní zóně v papile 30 minut i 60 min po podání léčiva.
Distribuce se však liší. Jednu hodinu po podání léčiva se celková relativní koncentrace metforminu ve
vnitřní zóně začala snižovat. Léčivo se přesunulo pravděpodobně do močovodů.
Práce byla finančně podpořena projektem MSMT No. 20/2015 a RVO 61388963.
**************************************************************************************************************************
E3 Analýza regioisomerních a enantiomerních triacylglycerolů
Tomáš Řezanka
Triacylglycerols (TAGs) are chemical compounds that are major components of vegetable oils and animal
fats. The chemical formula of TAGs is RCOO-CH2-CH(-OOCR')CH2OOCR" wherein R, R', and R" are long
alkyl chains. The three fatty acids (FAs) RCOOH, R'COOH and R"COOH may be completely different, or
two of them or all of them may be identical. A special nomenclature is used for the stereochemistry of TAGs
instead of the usual D/L or R/S nomenclature; here the primary hydroxyl groups are often termed α- and α'
and the secondary β, or the "stereospecific numbering" (sn) system recommended by the IUPAC-IUB
commission. When the two primary hydroxyl groups are esterified with different fatty acids, the resulting
TAG can be asymmetric and thus can display "optical activity". The separation of regioisomeric TAGs by
non-aqueous RP-HPLC or silver-LC was described. APCI mass spectra of TAG regioisomers were found to
contain variously abundant ions of the type [M+H-RiCOOH]+. The ratio of fragment ions, i.e. [M+HR1(3)COOH]+ versus [M+H-R2COOH]+ has since been used for identification of regioisomers, since the FA
esterified at the sn-2 position (β-OH, secondary hydroxyl of glycerol) is poorly displaceable in the mass
spectrometer and thus a fragment [M+H-R2COOH]+ corresponding to loss of the FA from this position is
less abundant than it should be theoretically, but enantiomers have identical mass spectra and they need to
be separated on a column with a chiral stationary phase of the cellulose tris(3,5-dimethylphenylcarbamate)
type. Several applications are given of separation of regioisomers and enantiomers from microbial oils,
which are characterized by high variability of fatty acids. We discuss TAGs containing both even-numbered
PUFAs (C16-C22) and also odd-numbered PUFAs (C19 and C21).
**************************************************************************************************************************
18
E4 Lipidized analogs of prolactin-releasing peptide decrease food intake after peripheral
administration (Lipidované analogy peptidu uvolňujícího prolaktin snižují příjem potravy po
periferním podání)
1
A. Popelová, L. Maletínská, V. Pražienková, J. Zemenová, M. Holubová, B. Mikulášková, B. Železná, 2J.
Kuneš
1
Institute of Organic Chemistry and Biochemistry, Academy of Sciences of the Czech Republic, 2Institute of
Physiology, Academy of Sciences of the Czech Republic
Obesity is a frequent metabolic disorder but an effective therapy is still scarce. Analogs of
neurotransmitters with anorexigenic effects aimed for obesity treatment were withdrawn from the market
because of their side effects. Analogs of anorexigenic neuropeptides produced and acting in the brain
seem to be more targeted tools for obesity treatment but their peptide character complicates their delivery
to the brain, necessary for their exclusively central effect, and makes them subjects of fast degradation. In
order to overcome the unfavorable facts mentioned, we modified anorexigenic neuropeptide prolactinreleasing peptide (PrRP) with fatty acid that would prolong its life in the blood and enable to cross the blood
brain barrier to reach its receptors. We hypothesized that the modification should not lower the biological
activity of the analog.
Our newly designed lipidized PrRP analogs showed binding affinity and signaling similar to natural PrRP in
PrRP receptor-expressing cells. Moreover, these analogs showed high binding affinity also to anorexigenic
neuropeptide FF (NPFF)-2 receptor. Peripheral administration of myristoylated and palmitoylated PrRP
analogs to fasted mice induced strong and long-lasting anorexigenic effects and neuronal activation in the
brain areas involved in food intake regulation. Two-week-long subcutaneous administration of
palmitoylated-PrRP31 and myristoylated-PrRP20 lowered food intake, body weight and improved metabolic
parameters and attenuated lipogenesis in mice with diet-induced obesity.
Our data suggest that the lipidization of PrRP enhances stability, and mediates its anorexigenic effect after
peripheral administration, while for the native PrRP anorexigenic effect, intracerebroventricular
administration was necessary. Strong anorexigenic and body-weight-reducing effects make lipidized PrRP
an attractive candidate for anti-obesity treatment.
**************************************************************************************************************************
E5 Stanovení lipidů a mastných kyselin plynovou chromatografií.
Magdalena Voldřichová
Pragolab, Praha
Stanovení lipidů a mastných kyselin plynovou chromatografií.
Přednáška se zabývá metodami stanovení mastných kyselin po derivatizaci především na plynovém
chromatografu. Ukazuje možné způsoby detekce na klasický plamenoionizační detektor anebo pomocí
hmotnostní detekce na jednoduchém nebo trojitém kvadrupolu. Složitější matrice lze podrobit analýze s
vysokým rozlišením. Bez úpravy vzorku lze analýzu provádět na HPLC systému s možností použít
nejuniverzálnější Charge aerosol detektor. Závěrečná část přednášky je věnována úpravě vzorku pro
plynovou nebo kapalinovou chromatografii.
**************************************************************************************************************************
19
POSTERY (v abecedním pořadí)
P1 Inducibility of triglyceride turnover in white fat – a marker of lean phenotype
1
Katerina Adamcova, 1Pavel Flachs, 1Petr Zouhar, 1Michaela Svobodova, 1Petra Janovska,
Keenan, 2,3Lise Madsen, 4John Jones, 2Karsten Kristiansen, 1Jan Kopecky
2,3
Alison
1
Dep. Of Adipose Tissue Biology, Institute of Physiology of the Czech Academy of Sciences, Prague,
Czech Republic 2Dep. of Biology, Univ. of Copenhagen, Denmark; 3National Inst. of Nutrition and Seafood
Research, Bergen, Norway; 4Centre for Neuroscience and Cell Biology Univ. of Coimbra, Cantanhede,
Portugal
White adipose tissue (WAT) plays a crucial role in storage of energy in form of triglycerides (TG). Another
role of WAT is producing numerous signaling molecules, which influence metabolism of many other organs.
Metabolic activity of WAT is relatively low, however several pieces of evidence indicate that UCP1independent activation of lipolysis of TG and fatty acids (FA) re-esterification substrate cycle (TG/FA cycle)
in adipocytes could influence total energy balance. Two approaches were chosen to study metabolic
changes in WAT: 1) combined intervention using n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) and calorie
restriction (CR) in dietary obese mice and 2) cold exposure using obesity-resistant A/J and obesity-prone
B57BL6/J (B6/J). In both experiments genes involved in mitochondrial biogenesis, FA oxidation and
glyceroneogenesis were increased. The activity of futile TG/FA cycle,measured by 2H-NMR was also
elevated. These changes in WAT metabolism were linked with anti-inflammatory effect of the combined
intervention (n-3 PUFA + CR). PPARγ signaling was activated in response to formation of lipid mediators
such as 15d-PGJ2. PPARα and PGC-1 are also involved in the changes in the transcriptional program in
white adipocytes. The changes at the level of gene expression are reflected in the induction of
mitochondrial β-oxidation.
Supported by the Czech Science Foundation (16-05151S)
**************************************************************************************************************************
P2 Popis chování léčiv na biologických membránách pohledem výpočetní chemie - vliv různých
lipidů
Karel Berka, Markéta Paloncýová
Katedra fyzikální chemie, RCPTM, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci
Nízkomolekulární látky - léčiva - s biologickými membránami interagují mnoha různými způsoby v závislosti
na svých fyzikálně chemických vlastnostech a koncentraci. Mohou se na membrány adsorbovat, nebo do
nich mohou vstupovat, akumulovat se v nich nebo jimi prostupovat na druhou stranu. V přednášce se
zaměřím na možnosti teoretického popisu a predikce těchto interakcí metodami molekulového modelování.
Následně se budu věnovat popisu rozdílu chování léčiv s membránami podle jejich rozdílného lipidového
složení.
**************************************************************************************************************************
P3 Circadian activity of cholesterol 7a-hydroxylase is determined by -203A/C polymorphism of
Cyp7A1 gene
Tereza Blahová, 2Miluše Vlachová, 2Martin Leníček, 1Věra Lánská, 2Libor Vítek, 1Jan Kovář
1
1
Laboratory for Atherosclerosis Research, Institut for Clinical and Experimental Medicine, Czech Republic, 2
Institute od Medical Biochemistry and Laboratory Diagnostics, Charles University, First Faculty of Medicine,
Czech Republic
The -203A/C polymorphism of CYP7A1 gene encoding cholesterol 7α-hydroxylase (CYP7A1) plays an
important role in determination of cholesterolemia responsiveness to the diet. Importantly, the CYP7A1
activity displays a considerable diurnal variation. Therefore, we analyzed whether -203A/C polymorphism is
involved in circadian regulation of CYP7A1 activity.
The three experiments lasting 15 hours were carried out in 16 healthy male volunteers, 8 homozygous for 203A and 8 homozygous for -203C variant. First of these experiments was carried out after one day
treatment with bile acid sequestrant (Questran®), the second after one day treatment with
20
chenodeoxycholic acid (Chenofalk®) and the third one without any treatment (control). The concentration of
7α-hydroxy-4-cholesten-3-one (C4), a serum marker of CYP7A1 activity, was measured from 7 AM to 10
PM in 90min intervals. The experiments were carried out in at least three weeks intervals and their order
was randomized.
The treatment with bile acid sequestrant resulted in fourfold and eightfold increase of CYP7A1 activity
during the day in A and C allele homozygous carriers, respectively. The treatment with chenodeoxycholic
acid resulted in a pronounced decrease in CYP7A1 activity in carriers of both variants. Importantly, the
homozygous carriers of -203A allele manifested a noticeable peak of an enzyme activity around 1 PM
whereas no such peak could be observed in -203C allele carriers.
It can be concluded that -203A/C polymorphism of CYP7A1 has a substantial impact on diurnal variation of
enzyme activity. The mechanism behind such an effect and its possible role in determination of
cholesterolemia responsiveness to the dietary fat and cholesterol remains to be determined.
Supported by grant No. NT 13151-4/2012 from IGA MH CR.
**************************************************************************************************************************
P4 PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF SKIN LIPID MODEL MEMBRANES BASED ON
CERAMIDE MIXTURES
B. A. Čuříková, 2P. Slepička, 3K. Vávrová, 4O. Diat, 1J. Zbytovská,
1
1
VŠCHT Praha, 2FaF UK, Hradec Králové 3ICSM, Bagnols cur Céze, Francie 4VŠCHT Praha, FaF UK,
Hradec Králové
Ceramides are significant constituents of the stratum corneum (SC), the uppermost skin layer, which is
responsible for unique skin barrier properties. SC membrane models based on one type of ceramide have
been widely described. However, to better mimic the natural skin composition, we prepared and
characterized model membranes that contained mixtures of ceramides: Cer[NP] (Nstearoylphytosphingosine),
Cer[AP]
(α-hydroxy-N-stearoylphytosphingosine),
Cer[NS]
(Nstearoylsphingosine).
Besides ceramides, our models contained other SC components such as cholesterol, stearic acid (SA) and
cholesterol sulfate. Deuterated SA was used to distinguish CH vibrations from the free fatty acid and other
components of the samples. Lipid arrangement, miscibility and thermotropic phase behavior were studied
by X-ray diffraction (XRD), AFM and FTIR spectroscopy.
The characteristics of the membranes containing only one type of ceramide differed significantly from the
models with the ceramide mixtures.
All membranes were arranged in a lamellar fashion with periodicity of about 45 Å. The membranes with
Cer[AP] revealed less significant phase separation compared with the membranes containing Cer[NP] and
Cer[NS]. These differences were confirmed by AFM.
At physiological temperatures, lipid chains were packed mostly hexagonally with minor orthorhombic
domains. Lipid phase transition was accompanied by several phenomena. Merging of phases, changes in a
repeat distance of phases, disappearance of the lateral chain organization and changes in headgroup nonbonding interactions were observed. The strongest hydrogen bonds were found in the system with Cer[NP].
From our perspective, the models with ceramide mixtures were closer to the real SC, where different
ceramides perform different functions. Despite its complexity, the model containing all three ceramides
created a high miscible system due to the presence of Cer[AP], while Cer[NS] induced a higher proportion
of gauche conformers and shifted the main phase transition to lower temperatures. Thus, from the studied
systems, this model is the closest to the real SC lipid membranes.
**************************************************************************************************************************
21
P5 HILIC-HPLC/ESI-MS analysis of gangliosides in biological samples
Roman Hájek, Robert Jirásko, Miroslav Lísa, Eva Cífková, Michal Holčapek
573, 53210 Pardubice, Czech Republic
Gangliosides are a lipid class containing a backbone of sphingoid bases and polar saccharide chains with
at least one sialic acid. These lipids are abundant in the central nervous system and play important roles in
many physiological processes in cells, such as memory control, cell signaling, neuronal recovery, neuronal
protection or apoptosis. Recently, gangliosides have also become an attractive target of biomarker
discovery. Gangliosides are extracted using chloroform, methanol and water, where aqueous phase
containing gangliosides is further purified on C18 solid-phase extraction column to remove undesired salts.
The aim of this study is the development of a reliable analytical method for ganglioside analysis based on
the hydrophilic interaction liquid chromatography coupled to negative-ion electrospray ionization mass
spectrometry (HILIC/ESI-MS) applicable for complex biological samples. The optimization of
chromatographic parameters including the buffer type, its concentration and pH value is performed to
achieve the optimal HILIC separation with regard to the best sensitivity and chromatographic resolution of
studied compounds. The best results are obtained on porous shell particle column Ascentis using the
mobile phase consisting of acetonitrile and 10 mmol/L aqueous ammonium acetate and pH adjusted to 6.1
by acetic acid. The developed HILIC/ESI-MS method is applied for the lipidomic analysis of human kidney,
lungs, plasma, urine, erythrocytes and porcine brain. More than 100 gangliosides from GM1, FucGM1,
GM2, GM3, GD1, GD3 and GT1 classes and other phospholipids (e.g., sulfatides) are identified in
biological samples based in high-resolution tandem mass spectra.
Acknowledgments
This work was supported by ERC CZ project No. LL1302 (MSMT, Czech Republic).
**************************************************************************************************************************
P6 Plasma Acylcarnitines and Amino Acid Levels as an Early Complex Biomarker of Propensity to
High-Fat Diet-Induced Obesity in Mice
1
Olga Horakova, 1Jana Hansikova, 1Kristina Bardova,
Kuda, 1Martin Rossmeisl, 1Jan Kopecky
1,2
Alzbeta Gardlo, 1Martina Rombaldova, 1Ondrej
1
Department of Adipose Tissue Biology, Institute of Physiology of the Czech Academy of Sciences, Prague,
Czech Republic 2Department of Mathematical Analysis and Applications of Mathematics, Faculty of
Science, Palacky University in Olomouc, Olomouc, Czech Republic
Obesity is associated with insulin resistance and impaired glucose tolerance, which represent characteristic
features of the metabolic syndrome. Development of obesity is also linked to changes in fatty acid and
amino acid metabolism observed in animal models of obesity as well as in humans.
The aim of this study was to explore whether plasma metabolome, namely the levels of various
acylcarnitines and amino acids, could serve as a biomarker of propensity to obesity and impaired glucose
metabolism.
Taking advantage of a high phenotypic variation in diet-induced obesity in C57BL/6J mice, 12-week-old
male and female mice (n = 155) were fed a high-fat diet (lipids ~32 wt%) for a period of 10 weeks, while
body weight gain (BWG) and changes in insulin sensitivity (ΔHOMA-IR) were assessed. Plasma samples
were collected before (week 4) and after (week 22) high-fat feeding. Both univariate and multivariate
statistical analyses were then used to examine the relationships between plasma metabolome and selected
phenotypes including BWG and ΔHOMA-IR. Partial least squares-discrimination analysis was able to
distinguish between animals selected either for their low or high BWG (or ΔHOMA-IR) in male but not
female mice.
Among the metabolites that differentiated male mice with low and high BWG, and which also belonged to
the major discriminating metabolites when analyzed in plasma collected before and after high-fat feeding,
were amino acids Tyr and Orn, as well as acylcarnitines C16-DC and C18:1-OH. In general, the separation
of groups selected for their low or high ΔHOMA-IR was less evident and the outcomes of a corresponding
multivariate analysis were much weaker than in case of BWG.
22
Thus, our results document that plasma acylcarnitines and amino acids could serve as a gender-specific
complex biomarker of propensity to obesity, however with a limited predictive value in case of the
associated impairment of insulin sensitivity.
Research relating to this abstract was funded by the Czech Science Foundation (MITOCENTRUM - grant
14-36804G)
**************************************************************************************************************************
P7 Role of adipokines in early metabolic differences between obesity-resistant and obesity-prone
mice
1
Petra Janovska, 1Kristina Bardova, 1Olga Horakova, 1Jana Hansikova, 1Vladimir Kus, 2Evert M. van
Schothorst, 2Femke P.M. Hoevenaars, 2Melissa Uil, 1Michal Hensler, 2Jaap Keijer and 1Jan Kopecky
1
Department of Adipose Tissue Biology, Institute of Physiology of the Czech Academy of Sciences,
Videnska 1083, 142 20 Prague, Czech Republic and 2Human and Animal Physiology, Wageningen
University, De Elst 1, 6708 WD Wageningen, The Netherlands
Both genetic and environmental factors contribute to development of obesity and its adverse metabolic
consequences. Thus, adipokines, bioactive peptides and proteins secreted by adipose tissue, may play an
important role in energy homeostasis and in the development of metabolic syndrome.
The goal of this study were (i) to learn whether obesity-resistant A/J and obesity-prone C57BL/6J mice
differ in their metabolic flexibility (i.e. to adjust fuel oxidation to fuels availability) right after weaning; (ii) to
compare glucose tolerance tests (GTT) with indirect calorimetry (INCA) in the assessment of metabolic
flexibility to glucose in the post-weaning mice and (iii) to assess the role of adipokines, leptin and
adiponectin – including the daily oscillations in their plasma levels, in the metabolic response in two mice
strains with different genetic background. A/J and C57BL/6J mice of both genders were maintained at
20°C and weaned to standard low-fat diet at 30 days of age. During the first day after weaning (i) GTT
(either oral, OGTT; or intraperitoneal, IPGTT) at 20°C, and (ii) INCA, either in a combination with oral
gavage of glucose, or during a fasting/re-feeding transition, were performed. INCA was conducted either at
20°C or 34°C. Levels of plasma adipokines in fasted or re-fed state were measured in the post-weaning
mice, and the circadian rhythms in these levels were characterized in adult animals. Results indicate higher
glucose tolerance and higher metabolic flexibility in A/J mice as compared with C57BL/6J mice and
different regulation of plasma adipokines.
These differences in control of glucose metabolism and levels of adipokines, whose oscillation may be
important for their impact on metabolism, could be linked to the different genetically-determined propensity
to obesity of the mice.
**************************************************************************************************************************
P8 Lipidomická analýza vzorků renálního karcinomu s využitím MALDI-Orbitrap-MS metody
1
Robert Jirásko, 1Maria Khalikova, 1Eva Cífková, 2David Vrána, 3Vladimír Študent, 2Bohuslav Melichar,
Michal Holčapek
1
1
Katedra analytické chemie, Fakulta chemicko-technologická, Univerzita Pardubice; 2Onkologická klinika
Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci; 3Urologická klinika Lékařské fakulty Univerzity
Palackého v Olomouci
Karcinom z renálních buněk (RCC) je nejrozšířenější typ rakoviny ledvin. Incidence tohoto typu
onemocnění v posledních letech vzrostla a Česká republika patří ke státům, ve kterých je v celosvětovém
měřítku výskyt RCC nejvyšší. Zvýšená incidence je připisována moderním diagnostickým metodám,
zejména ultrazvuku a výpočetní tomografii. I přesto patří RCC mezi nejletálnější urologické maligní
onemocnění a je tedy nutné, aby současné postupy směřovaly k detekci počátečních stadií nádoru, při
kterých ještě nedochází k metastázím do dalších orgánů. Důležitou úlohu v objasnění metabolismu
nádorových onemocnění představují rozsáhlé klinické studie, při kterých je porovnáváno složení vybraných
sloučenin v tumoru, okolní zdravé tkáni a tělních tekutinách získaných od nemocných a zdravých
dobrovolníků. Hmotnostní spektrometrie patří mezi analytické techniky, které umožnují sledovat změny
metabolismu na molekulární úrovni. Cílem naší práce bylo kvantitativně porovnat složení vybraných lipidů
v chirurgicky vyoperovaných vzorcích tumoru a okolní zdravé tkáně a také složení ve vzorcích plasmy
získaných od více než stovky dobrovolníků. Pro extrakci lipidů ze vzorků byla použita modifikovaná
23
Folchova metoda. Organická složka byla následně analyzována pomocí hmotnostní spektrometrie s
laserovou ionizací za účasti matrice a Orbitrap analyzátoru s vysokým hmotnostním rozlišením (MALDIOrbitap-MS). Jako MALDI matrice byl použit 9-aminoakridin, který podpořil ionizaci kyselých lipidů při
snímání záporně nabitých iontů. Z naměřených dat byly automaticky extrahovány intenzity předem
identifikovaných deprotonovaných molekul lipidů. Pro každou studovanou třídu lipidů byly intenzity
vztahovány k danému internímu standardu, který byl před extrakcí ke vzorkům přidáván. Finálně byla data
reprezentující jednotlivé vzorky statisticky porovnána se záměrem stanovit lipidy projevující největší
odchylky v kvantitativním zastoupení mezi zdravými a nemocnými (RCC) dobrovolníky.
Tato práce byla financována ERC CZ projektem č. LL1302 Ministerstva školství mládeže a tělovýchovy
České republiky.
**************************************************************************************************************************
P9 Lipidomic analysis of kidney cancer samples using UHPSFC/ESI-MS method
1
1
Maria Khalikova, 1Miroslav Lísa, 1Eva Cífková, 2David Vrána, 2Bohuslav Melichar, 3Vladimír Študent,
Michal Holčapek
1
573, 53210 Pardubice, Czech Republic, 2Palacký University, Medical School and Teaching Hospital,
Department of Oncology, I.P. Pavlova 6, 77520 Olomouc, Czech Republic, 3Palacký University, Faculty of
Medicine and Dentistry, Department of Urology, I.P. Pavlova 6, 775 20 Olomouc, Czech Republic
Kidney cancer is of particular relevance in Europe caused by high incidence rates and increasing cases in
most European countries in recent decades, especially in the Czech Republic having the highest incidence
rates [1]. The changes in lipids profiles are associated with cancer development in the human organism
and may be correlated to the stage of disease [2]. In this context, the determination of lipidomic differences
is crucial for the improvement of cancer early diagnostic. The use of ultrahigh-performance supercritical
fluid chromatography (UHPSFC) brings the unique benefits for the separation and analysis of polar and
nonpolar lipid classes [3] and is applied in this work for the characterization of statistically significant
changes in lipid profiles of kidney cancer samples. Optimized UHPSFC – electrospray ionization mass
spectrometry (ESI-MS) method allows the separation and analysis of polar and nonpolar lipid classes in
normal and cancer kidney tissues [3]. More than 400 lipid species are identified and quantified in kidney
tissues from 10 different lipid classes including cholesterylesters (CE), triacylglycerols (TG), diacylglycerols
(DG), monoacylglycerols (MG), phosphatidylethanolamines (PE), lysophosphatidylethanolamines (LPE),
ceramides (Cer), phosphatidylcholines (PC), lysophosphatidylcholines (LPC) and sphingomyelins (SM).
The quantitation of lipids using UHPSFC/ESI-MS is based on peak abundances of corresponding ions in
lipid class mass spectra after the isotopic correction related to the peak abundance of one internal standard
(IS) per each lipid class. Dealing with variations in hundreds of molecules, we apply multivariate data
analysis using unsupervised principal component analysis (PCA) and supervised orthogonal partial least
square (OPLS) to group and identify significant differences in lipid species. Up-regulated nonpolar lipid
classes, such as CE and TG, are observed in tumor samples and show a clear association with kidney
tumor tissues.
This work was supported by ERC CZ project No. LL1302 sponsored by the Ministry of Education, Youth
and Sports of the Czech Republic.
1. Peng Li et al. Eur. Urol., 2015, 67, 1134–1141
2. M.P. Wymann, R. Schneiter, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2008, 9, 162
3. Lísa M., Holčapek M., Anal. Chem. 2015, 87, 7187-7195
**************************************************************************************************************************
24
P10 6-Hydroxyceramide in model lipid membranes - study of permeability and biophysics
Andrej Kováčik, Michaela Šilarová, Kateřina Vávrová, 2Jaroslav Maixner
1
1
Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové,
technologická v Praze
2
Vysoká škola chemicko-
Ceramides (N-acylsphingosines; Cer) play a crucial role in the epidermal permeability barrier, which is
located in the intercellular space of the uppermost skin layer of mammals – stratum corneum (SC). In this
work, we aimed to study Cer based on 6-hydroxysphingosine, i.e. N-lignoceroyl-6-hydroxysphingosines
(CerNH), which have been found only in human epidermis. Because of unclear role of CerNH in the skin
barrier homeostasis, we focused on its barrier properties in the SC. We investigated the permeability and
microstructure of model SC lipid membranes composed of CerNH/free fatty acids (C16-24)/cholesterol in
an equimolar ratio with an addition of cholesteryl sulfate (5 wt%). The permeability of model SC lipid
membranes was assessed in Franz-type diffusion cells using the following permeability markers: flux of
theophylline (TH) and indomethacin (IND), electrical impedance and water loss through the membrane. To
elucidate the mechanisms of Cer effects on skin permeability, their biophysical properties were investigated
by infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and X-ray powder diffraction (XRPD). Interestingly, electrical
impedance of the CerNH-containing membrane was 6times higher than of the sphingosine-based
membrane (Cer NS). In the model membrane based on CerNH, the flux of TH was comparable with
CerNS-based membrane, but flux of IND was 2.6times higher compared to CerNS-containing membrane.
Using XRPD, in Cer NH-based membrane we observed a 10.6 nm periodicity phase (without the presence
of ultralong Cer). This unusual membrane behaviour is the first hint suggesting why epidermis hydroxylates
Cer that evolved as highly hydrophobic species to prevent water loss.
**************************************************************************************************************************
P11 The effect of APOAV gene polymorphisms (1131T>C and 56G>G) and composition of
experimental meal on the course of postprandial triglyceridemia
Jan Kovář, Kateřina Zemánková, Romana Dembovská, Jan Piťha
Institut klinické a experimentální medicíny, Oddělení kardiometabolického výzkumu CEM, Vídeňská
1958/9, 110 00 Praha 4 - Krč
Apolipoprotein A-V (apo A-V) plays a role in regulation of triglyceridemia. Two variants of apo A-V encoding
gene (APOAV) -1131T>C and 56C>G are associated with increased triglyceride (TG) concentration in
circulation. In this study we aimed to determine whether -1131C and 56G variants affect also the magnitude
of postprandial lipemia and whether such an effect can be induced after fat load and after fat load with
glucose added.
Thirty healthy volunteers (men) were included into the study – 20 of them homozygous for wild type variant
of APOAV (WT) and 10 heterozygous carriers of APOAV variants (HT) – 7 carriers of -1131C and 3 carriers
of 56G variants. All of them underwent two 8-hour tests of postprandial lipemia – one after experimental
breakfast consisting of 75 g of fat (F) and second after breakfast consisting of 75 g of fat and 25 g of
glucose (F+G).
F+G meal induced expected response of plasma glucose and insulin and such a response did not differ
between WT and HT subjects. The magnitude of postprandial lipemia after F load was higher in HT
subjects compared to WT subjects (8hour AUC TG: 14.0±4.3 vs 9.8±4.3 mmol/l/h, respectively, p=0.016).
Such a difference disappeared when subjects were given F+G breakfast (8hour AUC TG: 13.3±4.9 vs
11.1±4.5 mmol/l/h, respectively, p=0.253). Consistent results were obtained when concentration of
triglyceride-rich lipoproteins isolated by ultracentrifugation was measured.
Our results suggest that composition of meal used to induce postprandial lipemia can significantly interact
with genotype of APOAV.
**************************************************************************************************************************
25
P12 Early phase of metformin action in dietary-obese mice: lack of involvement of AMP-activated
protein kinase and possible interaction with n-3 fatty acids
P. Kucharikova, O. Horakova, M. Rossmeisl, J. Kopecky
Department of Adipose Tissue, Institute of Physiology Academy of Sciences of the Czech Republic v.v.i.,
Prague, Czech Republic
We have shown previously that n-3 fatty acids (omega-3) prevent both hepatic steatosis and insulin
resistance in obese mice depending on AMPK. Metformin lowers glycaemia presumably via suppression of
mitochondrial complex I activity leading to AMPK activation; however, AMPK-independent effects were also
observed. We investigated whether pretreatment with omega-3 could enhance acute metformin action, and
whether AMPK is involved.
Adult C57Bl/6 mice were fed a high-fat diet (HFD) for 6 weeks, and then either HFD or HFD with 15 %
lipids replaced by omega-3 (HFD-F) for 2 weeks. At the end, mice were given metformin (400 mg/kg) or
saline and then underwent oral glucose tolerance test (OGTT) or were killed to collect liver samples.
Similiar experiment with a lower dose of metformin (60 mg/kg) was performed with mice lacking α2 AMPK
subunit (AMPKα2-KO).
During OGTT, metformin, but not saline, lowered glycaemia as well as an area under the glycaemic curve
(AUC). In saline-treated mice, AUC was lower in HFD-F fed group (p<0,05). Omega-3 also tended to
augment effect of metformin, but the difference was not statistically significant. We observed no change in
AMPK activity in liver, and no difference between control and AMPKα2-KO mice in response to omega-3 or
metformin during OGTT.
The absence of changes in AMPK activity in liver as well as no difference in response of AMPKα2-KO mice
collectively suggest that AMPK is not essential for the acute hypoglycaemic effect of metformin. Moreover,
there was a trend for an additive effect of omega-3 and metformin on glucose metabolism, which deserves
further
characterization.
Research relating to this abstract was funded by the Ministry of Health of the Czech Republic ( NT13763-4)
**************************************************************************************************************************
P13 Feeding a fish model Danio rerio on Chromera velia causes severe rearing problems and
prohibits maturation of the fish - a pilot study
Veronika Kyselová, 2Aleš Tomčala, 1,2Ivana Schneedorferová, 1,2,3Miroslav Oborník
1,2
University of South Bohemia, Faculty of Science, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice, Czech
Republic, 2Biology Centre ASCR, v.v.i., Institute of Parasitology, Laboratory of Evolutionary Protistology,
Branišovská 31, 370 05 České Budějovice, Czech Republic, 3Institute of Microbiology ASCR, v.v.i.,
Opatovický mlýn, 379 81 Třeboň, Czech Republic
1
Recently found alveolate Chromera velia was proved as the closes known photosynthetic relative of
apicomplexan parasites represented by genus Plasmodium that causes severe health and economic
losses. C. velia is becoming an excellent model for study biological processes in apicomplexans due to
cheap and easy cultivation. Lipidomic studies revealed surprisingly high level of essential fatty acid namely
eicosapentaenoic acid (EPA) present mostly in galactolipids. Danio rerio belonging to Cypriniformes is an
important and widely used vertebrate model organism. In addition, D. rerio is a popular and easy reared
freshwater aquarium fish also known as zebrafish. Aim of study was to investigate which lipid molecule is
most suitable for yield of EPA and transfer this fatty acid to the D. rerio muscles. Experiment with different
types of feed mixture provides EPA in three different types of lipid classes, namely phospholipids in cod
muscle, triacyglycerols in linseed granule and galactolipids in C.velia. Changing of EPA content was
investigated by means of gas chromatography. However all tested groups thrive well, in group fed on
mixture enriched with algae arise severe problems with fish surviving and condition. The malnutrition and/or
unknown diseases are occurred and dissection of surviving fishes showed no visible traces for gonads.
Intact lipid analysis via HPLC revealed more than 200 compounds cover structural and storage lipids.
Multivariate statistic analysis shows significant differences in particular groups in lipid composition. Animals
fed by cod are rich for structural lipids on the other hand the highest content of storage triacylglyceroles
was recorded in fish fed by C. velia.
This study was supported by the Czech Science Foundation (P501/12/G055) and the University of South
Bohemia Grant Agency GAJU (159/2016/P).
**************************************************************************************************************************
26
14 Epoxyeicosatrienoic acid analog attenuates myocardial post-infarction remodelling and renal
injury in spontaneously hypertensive rats.
Neckář J, 1Khan MAH, 1Sharma A, 1Gross GJ, 2Kolář F, 3Falck JR, 1Imig JD
1,2
1
Department of Pharmacology & Toxicology, Cardiovascular Center, Medical College of Wisconsin,
Milwaukee, WI, USA; 2Institute of Physiology, Czech Academy of Sciences, Prague, Czech Republic;
3
Department of Biochemistry, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX, USA.
Epoxyeicosatrienoic acids (EETs) and their synthetic analogs have shown cardio- and reno-protective
effects. Here we investigated the action of a novel EET analog EET-B on the progression of myocardial
post-infarction heart failure and cardio-renal syndrome in spontaneously hypertensive rats (SHR). Adult
male SHR were divided into two groups: vehicle-treated and EET-B-treated (10 mg/kg/day in drinking
water). After two weeks of treatment, anesthetized open-chest rats were subjected to 30-min left coronary
artery occlusion (MI). Thereafter, the ligature was released and chest was closed. Sham (non-MI) surgery
was performed identically except for the tightening of the suture. Systolic blood pressure (pletysmography)
and echocardiography measurements were performed at the beginning of the study, 4 days before and 7
wks after MI. At the end of the study, heart, kidney, serum and urine were collected for histological and
biochemical analyses. We demonstrated that EET-B treatment did not affect blood pressure and heart
functions before MI. Seven weeks after MI, fractional shortening (FS) was decreased to 18.4±1.0% in
vehicle-treated rats compared with sham (30.6±1.0%). In infracted SHR, chronic EET-B treatment improved
FS value (23.7±0.7%) and reduced scar fibrosis (by 13%). Heart failure progression was associated with
kidney damage in the infracted SHR that was prevented by EET-B treatment. In conclusion, we
demonstrated that EET-B improved post-MI cardiac function, reduced cardiac fibrosis and protected the
kidney against injury. These findings suggest that EET-B has therapeutic potential to attenuate the
progression of heart failure and the associated cardio-renal syndrome.
**************************************************************************************************************************
P15 Scalable synthesis of ultra-long chain human skin ceramides (EOS, EOP, EodS and EOH) and
the evaluation of microstructure and permeability of model stratum corneum membranes
Lukáš Opálka, 1Andrej Kováčik, 1Michaela Sochorová, 2Jaroslav Maixner, 1Jaroslav Roh,
Vávrová
1
1
Kateřina
1
Skin Barrier Research Group, Faculty of Pharmacy in Hradec Králové, Charles University in Prague,
Czech Republic, 2University of Chemistry and Technology Prague, Czech Republic
The main skin barrier is situated in the stratum corneum (SC), the top layer of the skin. Corneocytes in SC
are surrounded by lipid matrix, which is composed of equimolar mixture of cholesterol, free fatty acids and
ceramides (Cer). Cer with ultra-long chains (also known as acylceramides, acylCer, Cer of the EO class)
are very unusual but essential part of the skin barrier, that prevents water loss and penetration of
exogenous compounds into the body. Deeper understanding of these unusual sphingolipids is hampered
by their commercial unavailability.
The aim of our work was to synthesize all human acylCer (EOS, EOP, EodS and EOH) and study their
effects on the permeability and biological behavior of model lipid membranes. The key synthetic approach
involves Wittig reaction, use of succinimidyl ester (for protection, increase of solubility and activation) and
Yamaguchi esterification for connection of linoleic acid. The resulting acylCer were obtained in 8% overall
yield in gram scale.
The synthesized acylCer were further used for the preparation of model lipid membranes mimicking the
skin lipid barrier. The long periodicity phase (LPP), which is essential for proper skin function starts to form
at 10% of acylCer EOS in the membrane. The complexity of model membranes was found to be important,
because when a simple model was used, the permeabilities did not agree with in vivo findings. Thus we
constructed a more complex model with a mixture of human Cer. This model proved, that acylCer decrease
the permeability of model membranes and improve the barrier function.
In conclusion, the first efficient and scalable synthesis of human ultra-long chain Cer was developed and
using the prepared acylCer we described some important characteristics of these lipids, which might open
new possibilities in the treatment of severe skin diseases, such as atopic dermatitis or lamellar ichthyosis.
**************************************************************************************************************************
27
P16 Study on retention behavior of lipids using RP-UHPLC/ESI-MS
Magdaléna Ovčačíková, Miroslav Lísa, Eva Cífková, M. Holčapek
Univerzita Pardubice, Fakulta chemicko-technologická, Studentská 573, 532 10, Pardubice
Living cells include thousands of different lipid molecules that fall into eight lipid categories on the basis of
LIPID MAPS classification system (fatty acyls, glycerolipids, glycerophospholipid, sphingolipids, sterol
lipids, prenol lipids, saccharolipids and polyketides) [1-2]. Each category contains a large number of
classes and subclasses of lipid molecules. Abnormalities in the lipid metabolism contribute to numerous
diseases, such as obesity, diabetes, cardiovascular diseases and cancer. Therefore, lipids can be
investigated as possible biomarkers of these serious diseases [3-5]. The long reversed-phase ultrahighperformance liquid chromatography (RP-UHPLC) method with two C18 columns coupled in series is
optimized for the study of the retention behavior of individual lipids. For all lipid classes studied,
dependences of retention times on the carbon number (CN) or the double bond (DB) number are fitted with
the second degree polynomial regression y=ax2+bx+c. These curves are plotted as relative retention times
vs. relative CN (or relative DB number). The use of relative units is more universal, because coefficients of
polynomial regressionS do not depend on the column length or diameter. General patterns of retention
times of individual logical series provide additional identification point for UHPLC/MS lipidomic analysis,
which increases the confidence of identification. The identification of lipid species in different biological
samples is performed by the coupling with high-resolution tandem mass spectrometry (MS/MS) using
quadrupole – time-of-flight (QTOF) instrument. Individual lipid species are identified based on accurate m/z
values of their molecular adducts and characteristic fragment ions in their MS/MS spectra measured in
positive- and negative-ion modes. 416 lipid species covering 14 polar and nonpolar lipid classes from 5 lipid
categories are identified in total lipid extracts of human plasma, human erythrocytes, human urine and
porcine brain.
Acknowledgments
This work was supported by the ERC CZ grant project LL1302 sponsored by the Ministry of Education,
Youth and Sports of the Czech Republic.
[1]
G. van Meer, D. R. Voelker, G. W. Feigenson, Membrane lipids: where they are and how they behave, Nat. Rev. Mol. Cell
Biology 9 (2008) 112-124
[2]
LIPID MAPS (2016) LIPID MAPS Lipidomics Gateway. http:// www.lipidmaps.org/. Accessed 2 Jan 2016.
[3]
E. Cífková, M. Holčapek, M. Lísa, D. Vrána, J. Gatěk, B. Melichar, Determination of lipidomic differences between human
breast cancer and surrounding normal tissues using HILIC-HPLC/ESI-MS and multivariate data analysis, Anal. Bioanal. Chem. 407
(2015) 991-1002.
[4]
M. Holčapek, B. Červená, E. Cífková, M. Lísa, V. Chagovets, J. Vostálová, M. Bancířová, J. Galuszka, M. Hill, Lipidomic
analysis of plasma, erythrocytes and lipoprotein fractions of cardiovascular disease patients using UHPLC/MS, MALDI-MS and
multivariate data analysis, J. Chromatogr. B 990 (2015) 52-63.
[5]
J. Suburu, Y. Q. Chen, Lipids and prostate cancer, Prostaglandins & Other Lipid Mediators 98 (2012) 1-10.
**************************************************************************************************************************
P17 Relations between leptin and thyroid hormones metabolism in white adipose tissue
1,2
Pavelka S.
1
Institute of Physiology, Czech Acad. Sci., Prague, 2Institute of Biochemistry, Faculty of Science, Masaryk
University, Brno, Czech Republic
Leptin is one of the most important signaling molecules secreted by adipose tissue. And adipose tissue is
one of the most important targets for thyroid hormones (TH). However, the metabolism of TH in white
adipose tissue (WAT) is so far poorly characterized. In the present studies, therefore, we followed possible
changes in activities of the key enzymes of TH metabolism in murine WAT under the conditions that
promoted either tissue hypertrophy (i.e., under obesogenic treatment) or involution (i.e., under mild caloric
restriction), and in response to the administration of hormone leptin. Especially, enzyme activities of
iodothyronine deiodinases (IDs) of types 1 (D1), 2 (D2) and 3 (D3) in WAT, brown adipose tissue (BAT)
and in the liver (which served as a control material) were measured, using our newly developed radiometric
enzyme assays for IDs. We found that D1 enzyme activity in WAT was stimulated by a high-fat-diet
feeding, which also increased plasma levels of leptin. Caloric restriction decreased D1 activity in WAT, but
not in the liver, and reduced leptin levels. In return, leptin injections increased D1 activity in WAT.
28
In summary, our results demonstrate, for the first time, changes in D1 activity in WAT under the
conditions of changing adiposity, and a stimulatory effect of leptin on D1 activity in WAT. We suggest that
D1 has a functional role in WAT, possibly being involved in the control of adipose tissue metabolism and/or
accumulation of the tissue.
Keywords: leptin; adipose tissue; iodothyronine deiodinases
**************************************************************************************************************************
P18 The influence of supplemental n-3 PUFA in diet and altered thyroid status of the rats on their
lipid metabolism
1,2
Pavelka S.
1
Institute of Physiology, Czech Acad. Sci., Prague, 2Institute of Biochemistry, Faculty of Science, Masaryk
University, Brno, Czech Republic
Marine n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) are well known food components recommended for
prevention of cardiovascular diseases, atherosclerosis and management of hyperlipidemia. Thyroid
hormones (TH) play important roles in lipid metabolism and alteration of thyroid status in animals and
humans is associated with changes in serum lipids and lipoproteins concentrations. The results of our
previous studies on aged spontaneously hypertensive rats showed benefit from n-3 PUFA
supplementation, such as significant decline of blood pressure, suppression of inducible ventricular
fibrillation, and improvement of myocardial metabolic state. The aim of the present study was to test how n3 PUFA supplementation in Lewis male rats with different thyroid status can affect animals’ lipid
metabolism. Experimentally adjusted hypothyroid, euthyroid, and hyperthyroid status in rats was well
defined.
In spite of the fact that analyzed parameters such as TH plasma levels, relative heart weight and other
biometric data, enzyme activity of liver mitochondrial glycerol-3-phosphate dehydrogenase, and
concentrations of plasma lipids were clearly different among particular groups of experimental animals, no
significant effect of 6-week-supplementation period of n-3 PUFA (200 mg/kg body weight/day) on the above
mentioned parameters was found in this study.
Keywords: lipids; n-3 PUFA; thyroid hormone
**************************************************************************************************************************
P19 Development of Artificial Membranes to Study Enhancing Effects of Permeation Enhancers
Procházková K, Filková, Slepičková, Zbytovská, 2Vávrová
1
1
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2Farmaceutická fakulta Univerzity Karlovy v Hradci Králové
Permeation enhancers are recently used as one approaches to improve transdermal drug delivery. These
enhancers reversibly weaken the lipid barrier and thus increase the membrane permeability of a drug.
However, studying their activities in vitro is often associated with weak availability of mammalian skin.
Thus, the aim of our study is development of synthetic model membrane based on available and relatively
cheap chemicals which could replace the in vitro permeation study on mammalian skin.
Therefore, we prepared model membrane contained ceramide[AP] and/or ceramide[NP], stearic acid,
cholesterol and cholesterol sulfate by spraying on polycarbonate filtres and studied their permeability for
model drugs (theophylline and indomethacin) and electrical impedance measurements using Franz
diffusion cells. Moreover, by goniometric measurements we determined the contact angle between a water
drop and the membrane surface.
It was shown, that the most organized membrane, thus, the least permeable was that based on a mixture of
ceramides. These ceramide [AP]/[NP] membranes have also shown the highest electrical impedance the
highest contact angle values indicating the lowest hydrophilicity of the membrane surface. From this point
of view, it has been used to study effects of permeation enhancers (Azone, L-Pro2 and SP 118.1f1). High
enhancing effects for both model permeant, theophylline and indomethacin, were confirmed by permeation
studies on the model membrane. Additionally, enhancers decrease both, the electrical impedance and the
contact angle values. These results are a good base for further studies on enhancing activity of either novel
or present permeation enhancers.
**************************************************************************************************************************
29
P20 Thin layer chromatography/desorption
spectrometry of lipids
atmospheric
pressure photoionization-mass
Jan Rejšek, 1Vladimír Vrkoslav, 1,2Josef Cvačka
1,2
ÚOCHB AV ČR, Praha, 2Přírodovědecká fakulta UK, Praha
1
Desorption atmospheric pressure photoionization (DAPPI) allows surface analysis in the open atmosphere,
thus it is appropriate method for direct coupling of thin layer chromatography (TLC) and mass spectrometry,
universal and specific tool for chemical analysis. The capability of ionizing and detecting diverse lipid
classes, e.g., sterols, triacylglycerols, diol diesters and wax esters, from TLC and HPTLC plates in MS and
MS2 mode with DAPPI was tested. Limit of detections for lipids analyzed from these plates were then
established. Developed method was subsequently used to examine vernix caseosa, which is a complex
biological matrix of proteolipid quality. Various lipids were thus identified in there owing to high resolution
instrumentation (exact mass determination) and comparison to the retardation factors of standards. Next
application regarded vegetable oils. Caraway, parsley, safflower, evening primrose, olive and jojoba oil
were studied on HPTLC plates in this work. The major parts of these oils (triacylglycerols and wax esters)
were observed by this simple, rapid and non-destructive approach to the analysis of thin layer
chromatographic plates. Then, the present triacylglycerols were separated on RP-HPTLC plates.
**************************************************************************************************************************
P21 Re-esterification of fatty acids in adipose tissue - macrophage
Martina Černá (Rombaldová), Ondřej Kuda, Petra Janovská, Jan Kopecký
Department of Adipose Tissue Biology, Institute of Physiology, Czech Academy of Sciences v.v.i., Prague,
Czech Republic.
Introduction: Lipid metabolism of adipose tissue is a complex interplay between many cell types, especially
between adipocytes and immune cells like adipose tissue-resident macrophages. Our goal is to
characterize complex metabolism of adipose tissue – re-esterification of fatty acids during lipolysis in
adipocytes and adipose-tissue macrophages.
Methods: Mature adipocytes were isolated using collagenase from epididymal adipose tissue of adult
C57BL/6J mice and RAW 246.7 macrophages/monocytes were polarized into the M1 or M2 state.
Adipocytes were incubated in the presence of macrophages for 2 hrs. Then, cells and media samples were
extracted for lipidomic profiling using Folch or Bligh Dyer methods. The profiles of acylcarnitines,
phospholipids and acylglycerols of macrophages were subsequently analyzed by RP-LC-MS/MS methods
on Thermo UltiMate3000 RSLC coupled to triple quadrupole mass spectrometer.
Results: We observed that both M1 and M2 macrophages oxidize fatty acids when exposed to adipocytes,
but M2 cells rely more on fatty acid oxidation than M1. Also, M1 macrophages accumulate lipids in lipid
droplets while M2 tend to utilize fatty acids for energy. M2 macrophages produce more substrates for fatty
acid re-esterification via glyceroneogenesis, while M1 use the glycolytic pathway. Changes in phospholipids
and acylglycerol profiles illustrate remodeling of acyl chains and different pathways of fatty acid metabolism
in M1 and M2 macrophages.
Research relating to this abstract was funded by Czech Science Foundation GP13-04449P and MSMT
LH14040.
**************************************************************************************************************************
P22 Confirmation of Chromera velia mixotrophy by metabolomic studies
Ivana Schneedorferová, 1Aleš Tomčala, 3,4Iva Opekarová, 1,2Jan Michálek, 1,2,5Miroslav Oborník
1,2
1
Biology Centre ASCR, v.v.i., Institute of Parasitology, Laboratory of Evolutionary Protistology, Branišovská
31, 370 05 České Budějovice. 2University of South Bohemia, Faculty of Science, Branišovská 31, 370 05
České Budějovice. 3Biology Centre ASCR, v.v.i., Institute of Entomology, Laboratory of Analytical
Biochemistry, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice. 4UCT Prague, Faculty of Food and Biochemical
Technology, Technická 5, 166 28 Prague 6. 5Institute of Microbiology ASCR, v.v.i., Opatovický mlýn, 379
81 Třeboň.
Recently discovered alga Chromera velia has unique phylogenetic position. Together with Vitrella
brassicaformis is the most related photosynthetic organism to phylum Apicomplexa. Members of the
30
apicomplexans are responsible for deadly diseases of humans and animals. The easy and rapid cultivation
of the C. velia makes this alga great model for studying elementary biochemical principles and helps to
understand evolutionary shift from photosynthesis to parasitism. Gas and high performance liquid
chromatography with mass spectrometry were used to reveal essence of mixotrophy in Chromera velia.
Nitrogen is limiting nutrient for the marine ecosystems. The level of organic and inorganic nitrogen
influences quality and quantity of lipids in different way. Thus labeled glycine was added to the culture
medium as a source of organic nitrogen and subsequent analysis showed that this molecule was utilized by
the C. velia as a precursor for chlorophyll and pigment biosynthetic pathways. The labeled carbon from
gain of glycine was also occurred in high amount in storage lipids and proteins in very short period. Rapid
utilization of glycine for lipid metabolism is direct proof of mixotrophy. This feature of photosynthetic
ancestor of apicomlexans could be a first metabolic step towards parasitism.
This study was supported by the Czech Science Foundation (P501/12/G055) and the University of South
Bohemia Grant Agency (GAJU 159/2016/P) is gratefully acknowledged.
**************************************************************************************************************************
P23 Modeling β-glucocerebrosidase deficiency in epidermis: Effects of glucosylceramide/ceramide
ratio on barrier properties of model stratum corneum lipid membranes
Sochorová M, Staňková K, Pullmannová P, Kováčik A, Vávrová K.
Skin barrier research group, Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci Králové
Glucosylceramides (GCer) are precursors for all ceramide (Cer) types in the stratum corneum (SC) and
their hydrolysis by β-glucocerebrosidase (GCerase) is important in the formation of the epidermal
permeability barrier. Decrease in Cer content in patients with Gaucher disease is related to decreased
GCerase activity. We studied how the presence of GCer and/or lack of Cer influences permeability barrier
properties of model SC lipid membranes.
The SC model membranes were prepared as an equimolar mixture of Cer or GCer in different ratios, Chol,
FFA and 5% of CholS. We used the full spectrum of isolated human SC Cer (hCer). hCer were in the
membranes subsequently replaced by 5, 10, 25, 50 and 100% of GCer. Also membranes with decreased
hCer fraction were prepared. Four permeability markers – water loss through the membrane (TEWL),
opposition to electrical current and steady state fluxes of theophylline and indomethacin, were evaluated.
The membrane microstructure was characterized by X-ray diffraction.The replacement of 5 – 25% of hCer
by GCer led to impairment of the permeability of the prepared membranes to all 4 permeability markers. At
these concentrations, the presence of GCer is a stronger contributor to this disturbance than a lack of hCer.
The reduction of hCer to 50 or 0% showed that the lack of hCer disturbs the barrier, while the larger
GCer/hCer ratio or complete replacement of hCer by GCer has no negative effects on permeability.
In conlusion, we confirmed that the accumulation of free GCer associated with their incomplete processing
contributes to altered permeability barrier properties in skin disorders. However, this barrier perturbation by
free GCer seems to be concentration-dependent.
**************************************************************************************************************************
P24 Lokalizace větvení lineárních řetězců mastných alkoholů pomocí měkkých ionizačních technik
hmotnostní spektrometrie
1,2
T. Strmeň, 2V. Vrkoslav, 1,2J. Cvačka
Katedra analytická chemie, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova v Praze, Albertov 6, 128 43 Praha
2, Česká republika, 2Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., Flemingovo nám. 2, 166 10 Praha
6, Česká republika
1
Mastné alkoholy jsou definovány jako sloučeniny, které ve své molekule obsahují alespoň osm uhlíků a na
jednom z nich je navázaná právě jedna hydroxylová skupina [1]. Jsou důležitou složkou lipidů ve všech
doménách života. Zvláštní „podskupinu“ mastných alkoholů tvoří terpenické alkoholy s jiným mechanizmem
biosyntézy.
Hmotnostní spektrometrie je analytická metoda, která může sloužit i k strukturní analýze sloučenin.
Konkrétně pro mastné alkoholy byly vyvinuty derivatizační metody, které umožnily z fragmentačních
spekter určit polohu dvojné vazby v jejich řetězcích [2]. Pro lokalizaci methylového větvení bylo dosud
vyvinuto několik derivatizačních postupů, ale všechny byly určeny pro tvrdou (elektronovou) ionizaci.
31
V naší laboratoři byly zkoumány derivatizační procedury, které by vedly k lokalizaci větvení mastných
alkoholů pomocí měkkých ionizačních technik (preferenčně těch, které jsou kompatibilní s HPLC, jako ESI
a APCI). Jednou ze zkoušených metod byla derivatizace modelových alkoholů pyrrolidin-2-onem. Metoda
byla následně aplikována na derivatizaci mastných alkoholů izolovaných z voskových esterů včelího vosku.
Tato práce vznikla za podpory grantu GAČR P206/12/0750.
Literatura
1 Mudge S. M., Fatty Alcohols – a review of their natural synthesis and environmental distribution Executive
summary of the Soap and Detergent Association (2005)
2 Dunkelblum E., Tan S. H., Silk P. J. J. Chem. Ecol., 11, 265-277 (1984)
**************************************************************************************************************************
P25 Separation and identification plant lipids in photosynthetic cousins of Apicomplexa Chromera
velia and Vitrella brassicaformis
Aleš Tomčala, 1,2Veronika Kyselová,
Urajová, 1,2,5Miroslav Oborník
1
1,2
Ivana Schneedorferová,
3,4
Iva Opekarová, 3Martin Moos, 5Petra
1
Biology Centre ASCR, v.v.i., Institute of Parasitology, Laboratory of Evolutionary Protistology, Branišovská
31, 370 05 ČeskéBudějovice. 2University of South Bohemia, Faculty of Science, Branišovská 31, 370 05
ČeskéBudějovice. 3Biology Centre ASCR, v.v.i., Institute of Entomology, Laboratory of Analytical
Biochemistry, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice. 4VČHT 5Institute of Microbiology ASCR, v.v.i.,
Opatovickýmlýn, 379 81 Třeboň.
Recently a discovered alga Chromera velia has unique phylogenetic position. Together with Vitrella
brassicaformisis are the most related photosynthetic organism to phylum Apicomplexa. Members of the
apicomplexans are responsible for deadly diseases of humans and animals and severe economical looses.
The easy and rapid culturing of C. velia makes this alga great model for studying elementary biochemical
principals and helps to understand evolutionary shift from photosynthesis to parasitism. The means of
chemical analysis like high performance liquid and gas chromatography mass spectrometry were used to
revealed complete lipidom in both algae. Single HPLC MS analysis acquiring data in positive and negative
mode was sufficient for separation and semiquantification of algal lipids. Identification of particular
molecules was achieved via behavior of analytes in both polarities and their fragmentation patterns. Totally
was detected more than 300 analytes belonging to five structural lipid classes (mogalactodiacylglycerols,
digalactodiacylglycerols,
sulfoquinosyldiacylglycerols,
phosphatidylglycerols,
and
diacylglyceryltrimethylhomoserines), two lipid classes of precursors and intermediates (diacylglycerols and
lyso diacylglyceryltrimethylhomoserines), and to the triacylglycerols representing storage lipids. The
identities of particular molecules were confirmed by employing high resolution mass spectrometr Orbitrap.
Furthermore surprisingly high accumulation of storage triacylglycerols occurs in both species. However
Chromera velia grows rapidly and storage lipids are present after 3 weeks of cultivation but Vittrela
brassicaformis needs more than year for the same effect. Described features of an apicomplexan
photosynthetic cousin C. velia open up the possibility of biotechnological applications.
**************************************************************************************************************************
P26 Glucose addition affects postprandial response of glucagon-like peptide 1 (GLP-1) to a test
meal
K. Zemánková, J. Mrázková, R. Houdková, J. Piťha, J. Kovář
Laboratoř pro výzkum aterosklerózy OKMV, IKEM, Praha
There is limited information how particular dietary components of experimental meal affect the response of
important signalling molecules during postprandial lipemia. Therefore, we studied the effect of saccharide
added to a fat load on the response of insulin, GLP-1 and triglyceride-rich lipoproteins (TRL) to the meal.
Two examinations were carried out in 30 healthy male volunteers (age 35 ± 8; BMI 26.1 ± 3.2). Men
consumed experimental meal containing 75 g of fat (cream) + 25 g glucose (F+G meal) or 75 g of fat (F
meal) in control experiment. The blood was taken before meal and 30, 60, 90, 120, 240, 360 and 480
minutes after meal consumption. Both total and active GLP-1 concentrations were measured using ELISA
(Millipore).
32
After F+G meal, glucose concentration rose from 5.4 ± 0.4 to 6.5 ± 1.0 mmol/l in 30 minutes (p<0.001) and
that went along with an increase in insulinemia from 7.3 ± 3.4 to 32 ± 21.5 mIU/l (p<0.001), and with a
supression of noneesterified fatty acid (NEFA) concentration during first 90 minutes. After F meal, insulin
increment was smaller (from 6.6 ± 2.6 to 11.3 ± 4.3 mIU/l, p<0.001) and glycemia was not affected.
Interestingly, 2hour AUC of both total and active GLP-1 were 21.5 % and 18 % lower (p<0.001) (Fig.),
respectively, when glucose was given with the fat load. No differences were observed in the response of
triglyceride (TG) and cholesterol concentration in TRL isolated by ultracentrifugation (d<1.006 g/l) to F+G
and F meals.
The addition of glucose to a test meal induces physiological response of insulin and lower response of
GLP-1 to a test meal during early postprandial phase but has no effect on the changes of TRL-cholesterol
and TRL-TG within 8 hours after meal.
Supported by grant No. NT 14027-3/2013 from IGA MH CR.
**************************************************************************************************************************
33
Seznam účastníků konference
Příjmení
Jméno
Titul
A Asfaw
Befekadu
RNDr.
Adamcová
Adam
B Bugajev
Březinová
Brabcová
Blahová
Berka
Bardová
C Chodounská
Cvačka
Cífková
Cahová
Č Čuříková
Kateřina
Tomáš
Viktor
Marie
Ivana
Tereza
Karel
Kristina
Hana
Josef
Eva
Monika
Barbora Amélie
Mgr.
Prof. RNDr.
Mgr.
Bc.
D Doležal
Pavel
Mgr.
F Funda
G Griffin
H Hüttl
Hůrková
Hubáček
Hrbek
Horna
Horáková
Jiří
Julian
Martina
Kamila
Jaroslav
Vojtěch
Aleš
Olga
Bc.
Dr.
Ing.
Ing.
Ing
Ing.
Doc.
Mgr.
Michal
Pracoviště
Ph.D.
LF1. UK, Ústav dědičných metabolických poruch,
Praha
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
Ph.D.
Ph.D.
Fakultní nemocnice Olomouc
ÚMG AV ČR, Praha
Ph.D.
Mgr.
Doc. RNDr.
Mgr.
RNDr.
Doc. RNDr.
Ing.
RNDr.
Ing.
Institut klinické a experimentální medicíny, Praha
Ph.D.
Univerzita Palackého v Olomouci
CSc.
Ph.D.
Ph.D.
Ph.D.
ÚOCHB AV ČR, Praha
Univerzita Pardubice
IKEM, Praha
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Ph.D.
BIOCEV - Katedra parazitologie PřF UK, Univerzita
Karlova, Praha
Ph.D.
Ph.D.
Univerzity of Cambridge
IKEM, Praha
CSc., DSc.
Institut klinické a experimentální medicíny, Praha
VŠCHT, Praha
CSc.
Ph.D.
Institut Nutrice a Diagnostiky, RADANAL, Pardubice
Prof. Ing.
Ph.D.
Univerzita Pardubice, FCHT, Katedra analytické
chemie
Markéta
Vladimír
Karel
Jana
Simona
Roman
Robert
Petra
Veronika
Mgr.
Prof.
Mgr.
Mgr.
Bc.
Ing.
Ing.
Ing.
Bc.
Ph.D.
Kurochka
Andrii
Student
Master
Institute of Organic Chemistry and Biochemistry AS
CR, v.v.i.
Kunešová
Kuchaříková
Marie
Petra
Prof. MUDr.
Mgr.
CSc
Endokrinologický ústav, Praha
Kuchař
Ladislav
RNDr.
Ph.D.
Ústav dědičných metabolických poruch, 1. lékařská
fakulta, Univerzita Karlova v Praze
Kudová
Kuda
Eva
Ondřej
RNDr.
RNDr.
Ph.D.
Ph.D.
ÚOCHB AV ČR, v.v.i.
Holčapek
Hlaváčková
Havlíček
Harant
Hansíková
H Hájková
Hájek
J Jirásko
Janovská
K Kyselová
Univerzita Karlova, Praha
Ph.D.
Ph.D.
University of South Bohemia, Faculty of Science
34
Krejcárková
Kovář
Adéla
Jan
Ing.
RNDr.
Kováčik
Andrej
Mgr.
Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v
Hradci Králové
Kouřilová
Kateřina
Bc.
ÚOCHB AV ČR v.v.i.
Kosek
Vít
Ing.
Korba
Kopecký
Komprda
Kofroňová
Khalikova
Kašpar
Kalužíková
Kalendová
L Lísa
Liebisch
M Moos
Marounek
Marková
Malínská
N Nováková
Novák
Neckář
Tomáš
Jan
Tomáš
Edita
Maria
Miroslav
Aneta
Veronika
Miroslav
Gerhard
Martin
Milan
Irena
Hana
Olga
František
Jan
Ing.
MUDr.
Prof. MVDr. Ing.
Mgr.
Mgr.
Bc.
Mgr.
Bc.
Ing.
Dr.
Ing.
Prof. Ing.
RNDr.
RNDr.
Doc. RNDr.
MUDr.
RNDr.
O Ovčačíková
Magdaléna
Ing.
Univerzita Pardubice, Fakulta chemicko-technologická,
Pardubice
Lukáš
Mgr.
Univerzita Karlova v Praze, Farmaceutická fakulta v
Hradci Králové
P Purkrtová
Procházková
Procházka
Prchalová
Popelová
Poledne
Pól
Pleskačová
Pecinová
Zita
Kamila
Miroslav
Eva
Andrea
Rudolf
Jaroslav
Anna
Alena
Ing.
Ing.
RNDr.
Ing.
Dr.
Prof. Ing.
Ing.
Mgr.
RNDr.
Ph.D.
Ph.D.
Fyziologický ústav ČAV, Praha
Pavelka
Stanislav
Doc. RNDr.
CSc..
Fyziologický ústav AV ČR, v.v.i., Praha a Masarykova
univ., PřF, Ústav biochemie, Brno
Paloncýová
Pácha
R Rossmeisl
Markéta
Jiří
Martin
Mgr.
Prof. RNDr.
MUDr.
Martina
Mgr.
Oddělení biologie tukové tkáně, Fyziologický ústav
Akademie věd ČR v.v.i, Praha
Jan
Tomáš
David
Mgr.
RNDr.
Doc. Dr. RNDr.
Opálka
Rombaldová
Rejšek
Ř Řezanka
S Sýkora
CSc.
-
Institut klinické a experimentální medicíny Praha
Ústav analýzy potravin a výživy, Vysoká škola
chemicko-technologická v Praze
Amedis, Praha
DrSc.
CSc.
Ph.D.
Ph.D.
Mendelova univerzita v Brně
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, Praha
Univerzita Pardubice, Pardubice
ÚOCHB AV ČR
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Ph.D.
Ph.D.
Ph.D.
DrSc.
Ph.D.
Ph.D.
CSc.
Ph.D.
Ph.D.
University Hospital Regensburg
Biologické centrum AV ČR, v. v. i.
VÚ živočišné výroby, Praha
IKEM, Praha
IKEM, Praha
4. interní klinika, 1. LF, Univerzita Karlova, Praha
Fyziologický ústav AV ČR, Praha
VŠCHT, Praha
CSc.
Ph.D.
CSc.
Ph.D.
Waters
ÚOCHB AV ČR
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
IKEM, Praha
Thermo Fisher Scientific
Masarykova univerzita, Brno
Univerzita Palackého v Olomouci
DrSc.
Ph.D.
CSc., DSc.
MBÚ AV ČR, Praha
Vysoká škola chemicko-technologická, Praha
35
Strnad
Strmeň
Stoklas
Štěpán
Timotej
Martin
Bc.
Bc.
Ing.
VŠCHT, UOCHB AV ČR, Praha
Sochorová
Michaela
Mgr.
Univerzita Karlova, Farmaceutická fakulta v Hradci
Králové
Slavíková
Schneedorferová
Sedlářová
Š Štěpánek
Barbora
Ivana
Radmila
Ondřej
Ing.
Ing.
Ing.
Mgr.
ÚOCHB AV ČR, v.v.i.
Ph.D.
ÚOCHB AV ČR
T Tomčala
Aleš
RNDr.
Ph.D.
Prazitologický ústav, Biologické centrum, České
Budějovice
Talacko
V Vrkoslav
Vrbacký
Voldřichová
Vávrová
Valterová
Vagnerová
Z Zrostlíková
Zemánková
Pavel
Vladimír
Marek
Magdalena
Kateřina
Irena
Karla
Jitka
Kateřina
Mgr.
RNDr.
RNDr.
Ing.
Doc. PharmDr.
Doc. RNDr.
Ing.
Ing.
Mgr.
Rudolf
Prof.
Jarmila
Eliška
Dr. rer. nat.
Ing.
Zechner
Zbytovská
Ž Žižková
Chromservis
Biologické centrum AV ČR České Budějovice
Merck, spol. s r.o.
BIOCEV, PřF UK, Praha
Ph.D.
Ph.D.
ÚOCHB AV ČR v.v.i.
Pragolab s.r.o.
Ph.D.
CSc.
Ph.D.
Ph.D.
Fyziologický ústav AV ČR
HPST, s.r.o.
IKEM, Praha
Ph.D.
Institute of Molecular Biosciences
Karl Franzens Universität Graz
VŠCHT Praha
Cayman Pharma s.r.o.
Název sborníku: Sborník příspěvků 5. České lipidomické konference, 21.-22. dubna 2016, Fyziologický
ústav AV ČR, Praha
Editor: Ondřej Kuda
on-line (e-sbornik)
ISBN 978-80-86241-54-8
Vydal: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v.v.i., Flemingovo nám. 2, 166 10 Praha 6
duben 2016
Praha
36

Sborník 5CLK 2016 - Lipidomická sekce ČSBMB

Transkript

Podobné dokumenty

Abstrakt

Anthony de Villepré

tetris office building

2. Česká lipidomická konference a Workshop ICCTI a INER

Fotosyntéza řas – regulace v průběhu denních cyklů

Anti-Diabetic Effect of Alkaline-Reduced Water on OLETF