肝脏缺血再灌注损伤(Ischemia-reperfusion injury，I/R injury),常见于许多临床病理过程和肝脏手术过程，如失血性休克、肝移植手术、肝叶切除等。再灌注过程中Kupffer细胞、淋巴细胞和中性粒细胞的活化和氧自由基的产生等引起肝脏组织细胞发生了一系列代谢、结构和功能的紊乱，从而导致肝细胞的坏死和凋亡。已经有大量研究对肝脏缺血再灌注损伤中肝细胞死亡的分子机制进行了探讨。但对其机制仍未完全明确，进一步揭示肝脏缺血再灌注中的分子机制仍是目前需要进一步研究的重要课题。 系统生物学(systems biology)是一个崭新的并且快速发展的研究领域。它通过对一个细胞或者一个生物体内所有物质分子定量的分析以及这些分子之间相互作用的研究，从而达到从系统水平对于整个生物体或细胞的生物反应的理解。因此，它需要对所有生物物质分子进行高通量的鉴定技术，例如基因组学(genomics)和蛋白组学(proteomics)是分别对DNA/RNA和蛋白质进行高通量的分析的方法。最近，一个新的概念“脂类组学(lipidomics)”被提出，它主要是利用质谱(mass spectrometry，MS)技术对脂类进行高通量的分析。 近年来，研究发现鞘脂(sphingolipids)及其代谢产物参与调控细胞生长、分化和死亡相关的信号传导过程。其中神经酰胺是公认的在众多诱导性刺激过程中起关键作用的第二信使，在多种肝脏疾病中介导肝细胞的凋亡过程，抑制肝癌的生长。最近也发现神经酰胺参与了肝脏缺血再灌注损伤。然而，由于既往的研究方法缺乏对鞘脂功能研究的足够重视和在脂类研究中方法学上的不足，目前尚没有对鞘脂在肝脏疾病中的作用进行系统的研究。脂类组学的出现使得对鞘脂进行系统的分析成为可能。 材料与方法: 健康雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为2组：1)对照组(control group)，仅作剖腹游离肝镰状韧带及肝十二指肠韧带，左、中叶肝蒂不行阻断，(2)缺血再灌注组(I/R组)，建立大鼠70％肝脏缺血再灌注损伤模型，使左、中肝叶缺血缺血45分钟后，开放左、中叶血流实现再灌注。再灌注后分别与0.5、1、3、6、12小时不同时间点处死大鼠，每个时间点处死5只大鼠，经心脏穿刺抽血离心后保存备血清ALT、AST含量测定，取肝左叶组织，经行HE染色观察肝脏组织病理学变化；取左、中叶肝脏组织，称量湿重。采用经典脂类提取方法，提取了冰冻肝脏组织中的鞘脂并保存于-70℃。利用基质辅助激光解离一飞行时间质谱技术(matrix assisted laser desorption ionization-time of flight MS，MALDI-TOF-MS)分析了此模型中肝脏鞘脂全部种类的代谢变化。选取了鞘脂类代谢途径中的两个关键酶丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)和酸性鞘磷脂酶(ASM)进行RT-PCR分析。 结果: 1、再灌注后血清中ALT、AST值与对照组比较均有显著升高(P＜0.05)。病理表现：对照组组织结构清楚，肝细胞无明显变性坏死，亦无明显炎症细胞浸润；再灌注后FR组各时点，肝组织结构不清，肝细胞变性坏死明显，炎症细胞浸润数量多，尤以6小时损伤最为严重。 2、质谱结果显示肝脏组织主要存在三类鞘脂：神经酰胺、鞘磷脂和神经酰胺单己糖苷。再灌注后0.5小时几类鞘脂总量均无明显改变。神经酰胺在再灌注后1小时开始增加(P＜0.05)；再灌注后3，6和12小时，神经酰胺和鞘磷脂均明显增加(P＜0.05)，并伴随新的峰出现，尤其是在再灌注后6小时出现6种新的分子，分别是(m/z)537.8、583.8、567.7、555.7和683.5、731.4。同时在6小时，还有多种鞘脂达到它们最高丰度，如：(m/z)657.4、701.6、723.5等。除神经酰胺和鞘磷脂两种主要的鞘脂外，我们还检测到一种神经酰胺单己糖苷CMH，(m/z)804.4，其丰度变化趋势与神经酰胺和鞘磷脂的变化一致。总体来看，再灌注后鞘脂在总量上是持续增加的，在6小时达到峰值(P＜0.01)。另外，个别鞘脂在某些时点有所降低，如(m/z)508.9和657.4在12小时与对照组相比有所降低。对于有显著改变的峰，根据浙江大学医学院建立的小型的鞘脂类质谱数据库进行了对比，对它们可能的结构进行了推测。 3、对鞘脂代谢中的两个关键酶丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)和酸性鞘磷脂酶(ASM)的基因表达情况进行RT-PCR分析，结果显示SPT和ASM在再灌注后损伤后各时间点的表达与对照相比均无显著性差异。提示再灌注后鞘脂的代谢可能通过影响关键酶的活性来改变鞘脂的代谢。 结论: 一、脂类组学的分析方法基质辅助激光解离-飞行时间质谱技术(MALDI-TOF-MS)能有效的分析肝脏组织中各类鞘脂的代谢变化，为脂类组学在肝脏疾病中的研究提供了有力的技术支持。 二、缺血再灌注后，肝脏鞘脂代谢发生显著改变，三类鞘脂：神经酰胺、鞘磷脂和神经酰胺单己糖苷再灌注后均明显增加。这三类鞘脂在再灌注后的变化与肝脏损伤程度一致，提示与肝脏缺血再灌注损伤相关。 三、肝脏缺血再灌注后鞘脂代谢的关键酶丝氨酸棕榈酰转移酶和酸性鞘磷脂酶的基因表达无明显增加，提示可能通过影响关键酶的活性，而不是影响这些酶的基因表达，具体发生改变的代谢通路有待更进一步研究。