本研究由Li Xiao（第一作者）、Jin Xiang（共同第一作者）、Xinyu Liu、Lin Yang、Ying Wei、Shiyong Fang、Jing Li及Yi Ye（通讯作者）共同完成，作者团队分别来自四川大学华西基础医学与法医学院法医毒物分析教研室（中国成都）、四川大学华西医院临床试验中心临床药理实验室（中国成都）、四川大学华西基础医学与法医学院（中国成都）、川北医学院药学院（中国南充）、皖南医学院法医学院（中国芜湖）以及德国雷根斯堡大学医学中心心胸外科系（德国巴伐利亚）。该研究于2023年1月19日发表于《Frontiers in Molecular Neuroscience》（DOI: 10.3389/fnmol.2022.1053411），属于开放获取的原创性研究论文。

学术背景

研究聚焦于酒精代谢关键酶——乙醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase-2, ALDH2）基因缺陷对慢性酒精暴露下大脑皮层脂质组的影响。酒精作为全球主要合法成瘾物质，其过量摄入会导致多器官形态和功能损伤，而ALDH2功能不足（尤其是常见的ALDH2*2突变）会加剧酒精诱导的脑损伤。尽管既往研究已证实酒精会改变血清、前额叶皮层和纹状体的脂质谱，但ALDH2在慢性酒精暴露下对大脑全局脂质组的影响机制尚不明确。本研究旨在通过ALDH2*2基因敲入杂合子小鼠模型，结合非靶向脂质组学技术，揭示ALDH2缺陷背景下慢性酒精暴露引起的脑皮层脂质代谢特征变化。

研究流程与方法

研究分为五个核心环节：

1. 动物模型构建与基因型验证
   使用C57BL/6N背景的ALDH2*2基因敲入小鼠（由赛业生物提供），通过PCR扩增和测序确认G→A点突变（补充图S1a）。实验组包括野生型（WT）和ALDH2*2杂合子小鼠，每组至少5-7只8-10周龄雄性小鼠，采用Lieber-DeCarli液体饲料（含4%乙醇）持续喂养8周。通过眼眶静脉丛采血，采用顶空气相色谱法检测血液乙醇和乙醛浓度（补充图S1b-c），验证ALDH2缺陷导致的代谢清除能力下降。

2. 行为学评估
   通过Y迷宫和新物体识别（novel object recognition, NOR）测试评估认知功能。Y迷宫记录10分钟内自发交替率（实际臂进入次数与可能最大交替次数的比值），NOR计算识别指数（RI = 新物体探索时间 / (新+旧物体探索总时间)×100%）。行为学数据由VisuTrack啮齿类行为分析系统采集，尽管ALDH2*2小鼠表现出认知功能下降趋势，但未达统计学显著性（补充图S2b-c）。

3. 脂质组学样本制备
   行为学测试后取小鼠脑皮层组织，采用甲基叔丁基醚-甲醇（MTBE:MeOH=5:1）提取脂质，通过超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-QTOF/MS）分析。质谱参数：正/负离子模式，毛细管温度320°C/300°C，全扫描分辨率70,000，MS/MS分辨率17,500。数据经XCMS软件峰检测，LipidBlast库进行脂质鉴定，共检测到1,067种脂质分子（图1a）。

4. 多变量数据分析
   使用SIMCA-P 16.0.2进行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）。筛选VIP≥1且p<0.05的差异脂质：WT组74种（57种上调，17种下调），ALDH2*2组99种（73种上调，26种下调）（图1b-c）。通过韦恩图分析发现ALDH2*2组86种脂质变化为独特性改变（补充图S5c）。进一步分析甘油磷脂（GPs）脂肪酸链长度和饱和度变化。

5. 统计与验证
   采用双尾t检验或双因素重复测量ANOVA分析数据，脂质组学数据基于相对丰度进行统计。质量控制（QC）样本穿插于分析序列以监控系统稳定性。

主要结果

1. 脂质组成变化

   • WT组中甘油磷脂（PC、PE、PS、PI等）、甘油酯（TAG、DAG）、鞘脂（Cer、HexCer）显著上调（图2a-e）。ALDH2*2组鞘脂中磺酸化HexCer（SHexCer）和鞘磷脂（SM）变化更显著，而甘油磷脂亚类变化数量少于WT组（图2f-j）。
     
   • ALDH2*2组多不饱和脂肪酸（PUFAs）比例低于WT组，饱和脂肪酸（SFAs）比例更高（图4f），提示ALDH2缺陷可能通过改变脂肪酸饱和度加剧神经炎症。

2. 脂肪酸链特征
   慢性酒精暴露导致两组小鼠GP脂肪酸链长度增加（碳数>40占比最高），但ALDH2*2组36碳链比例下降（图4e）。ALDH2*2组中15种GP物种显著上调（如PC(40:6)、PE(38:4)），4种下调（图3i-n）。

3. 表型关联
   ALDH2*2小鼠体重显著减轻（补充图S2a），与酒精性脂肪肝和房颤研究中观察到的乙醛积累毒性一致。尽管认知行为未达显著差异，但脂质组变化提示ALDH2缺陷可能通过破坏血脑屏障通透性（高SFA比例）和线粒体功能（氧化磷脂增加）加剧脑损伤。

结论与价值

本研究首次系统揭示了ALDH2*2小鼠在慢性酒精暴露下脑皮层脂质组的特异性改变：（1）甘油磷脂和鞘脂（尤其是SHexCer和SM）的显著重构；（2）脂肪酸链长度和饱和度的ALDH2依赖性变化；（3）潜在神经炎症通路激活。这些发现为ALDH2缺陷人群的酒精性神经病变提供了分子机制解释，并为针对脂质代谢异常的干预策略（如PUFA补充或鞘脂调节剂开发）奠定了理论基础。

研究亮点

1. 方法创新：结合基因编辑模型与非靶向脂质组学，首次解析ALDH2缺陷对脑脂质代谢的调控网络。
   
2. 发现新颖性：揭示ALDH2*2小鼠中SHexCer和SM的独特变化，为神经退行性疾病研究提供新靶点。
   
3. 临床意义：明确ALDH2突变人群可能因脂质代谢紊乱更易受酒精脑损伤，建议此类个体限制饮酒并监测神经功能。
   

其他价值

补充材料中提供的完整脂质组数据（附表S1-S2）可作为后续研究的参考数据库。研究获上海法医学重点实验室开放课题（KF1909）资助，实验方案经四川大学伦理委员会批准（K2021039）。