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
5. Česká lipidomická konference 2016
SPONZOŘI:
2
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016 ************************************************************************************************************************** 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 ************************************************************************************************************************** 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 Mikrobiologický ústav AV ČR 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016
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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 P5 HILIC-HPLC/ESI-MS analysis of gangliosides in biological samples Roman Hájek, Robert Jirásko, Miroslav Lísa, Eva Cífková, Michal Holčapek University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology, Department of Analytical Chemistry, Studentská 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology, Department of Analytical Chemistry, Studentská 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016 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
5. Česká lipidomická konference 2016
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 Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
Ph.D. Mgr. Doc. RNDr. Mgr. RNDr. Doc. RNDr. Ing. RNDr. Ing.
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha Institut klinické a experimentální medicíny, Praha
Ph.D.
Univerzita Palackého v Olomouci Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
CSc. Ph.D. Ph.D. Ph.D.
ÚOCHB AV ČR, Praha ÚOCHB AV ČR, Praha Univerzita Pardubice IKEM, Praha Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Ph.D.
BIOCEV - Katedra parazitologie PřF UK, Univerzita Karlova, Praha Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
Ph.D. Ph.D.
Univerzity of Cambridge IKEM, Praha Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
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.
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
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
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
Mikrobiologický ústav AV ČR Univerzita Karlova, Praha Fyziologický ústav, AV ČR, Praha Fyziologický ústav, AV ČR, Praha Univerzita Pardubice
Ph.D. Ph.D.
Univerzita Pardubice Fyziologický ústav, AV ČR, Praha University of South Bohemia, Faculty of Science
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
34
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
5. Česká lipidomická konference 2016
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.
ÚOCHB AV ČR, Praha
Opálka
Rombaldová Rejšek Ř Řezanka S Sýkora
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
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.
Fyziologický ústav, AV ČR, Praha 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 Fyziologický ústav, AV ČR, Praha
Ph.D. Ph.D. Ph.D. DrSc. Ph.D. Ph.D. CSc. Ph.D. Ph.D.
Univerzita Pardubice University Hospital Regensburg Biologické centrum AV ČR, v. v. i. VÚ živočišné výroby, Praha IKEM, Praha IKEM, Praha Fyziologický ústav, AV ČR, Praha 4. interní klinika, 1. LF, Univerzita Karlova, Praha Fyziologický ústav AV ČR, Praha
VŠCHT, Praha Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
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.
Fyziologický ústav AV ČR, Praha Fyziologický ústav AV ČR, Praha
MBÚ AV ČR, Praha Vysoká škola chemicko-technologická, Praha
35
5. Česká lipidomická konference 2016
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
Univerzita Karlova, Praha 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. Fyziologický ústav AV ČR, Praha Pragolab s.r.o.
Ph.D. CSc. Ph.D. Ph.D.
Univerzita Karlova, Praha ÚOCHB AV ČR, Praha 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
