As the lipidomics field continues to advance, self-evaluation within the community is critical. Here, we performed an interlaboratory comparison exercise for lipidomics using Standard Reference Material (SRM) 1950-Metabolites in Frozen Human Plasma, a commercially available reference material. The interlaboratory study comprised 31 diverse laboratories, with each laboratory using a different lipidomics workflow. A total of 1,527 unique lipids were measured across all laboratories and consensus location estimates and associated uncertainties were determined for 339 of these lipids measured at the sum composition level by five or more participating laboratories. These evaluated lipids detected in SRM 1950 serve as community-wide benchmarks for intra- and interlaboratory quality control and method validation. These analyses were performed using nonstandardized laboratory-independent workflows. The consensus locations were also compared with a previous examination of SRM 1950 by the LIPID MAPS consortium. While the central theme of the interlaboratory study was to provide values to help harmonize lipids, lipid mediators, and precursor measurements across the community, it was also initiated to stimulate a discussion regarding areas in need of improvement.

Abstract The acute traumatic or surgical loss of skeletal muscle, known as volumetric muscle loss (VML), is a devastating type of injury that results in exacerbated and persistent inflammation followed by fibrosis. The mechanisms that mediate the magnitude and duration of the inflammatory response and ensuing fibrosis after VML remain understudied and as such, the development of regenerative therapies has been limited. To address this need, we profiled how lipid mediators, which are potent regulators of the immune response after injury, varied with VML injuries that heal or result in fibrosis. We observed that non-healing VML injuries displayed increased pro-inflammatory eicosanoids and a lack of pro-resolving lipid mediators. Treatment of VML with a pro-resolving lipid mediator synthesized from docosahexaenoic acid, called Maresin 1, ameliorated fibrosis through reduction of neutrophils and macrophages and improved myogenesis, leading to enhanced recovery of muscle strength. These results expand our knowledge of the dysregulated immune response that develops after VML and identify a novel immuno-regenerative therapeutic modality in Maresin 1.

Abstract Chronic inflammation and deregulated acute immune cell responses to injury contribute to age-associated skeletal muscle dysfunction. Specialized pro-resolving mediators (SPMs) control inflammation and support myofiber regeneration in young mice, but their role in aging muscle remains unknown. Here we examined the effect of age on the mediator lipidome of skeletal muscle via LC-MS based lipidomic profiling and tested whether systemic administration of the SPM resolvin D1 (RvD1) could limit excessive inflammation and improve the regenerative capacity of aged muscle. Aged mice displayed chronic low-grade muscle inflammation prior to injury and this was associated with a basal deficiency of lipoxygenase (LOX) derived SPMs as well as anti-inflammatory cytochrome P450 (CYP) derived lipid epoxides. Following muscle damage, young and aged mice produced similar amounts of pro-inflammatory cyclooxygenase (COX) and 12-LOX metabolites, but aged mice mounted a markedly deficient SPM response. This was associated with heightened leukocyte recruitment, impaired myofiber regeneration, and delayed recovery of strength. Systemic treatment with RvD1 had minimal impact on excessive myeloid cell infiltration and defective myofiber regeneration in aged mice. Nevertheless, RvD1 treatment did suppress inflammatory cytokines, modulated muscle stem cells, limited maladaptive tissue remodeling, and improved recovery of specific muscle force. We conclude that aging results in a marked deficiency of local SPM biosynthesis within muscle and that immunoresolvents may be attractive novel therapeutics for the treatment of muscular injuries and associated pain in the elderly, due to positive effects on recovery of muscle function without the negative side effects on myofiber regeneration of traditional anti-inflammatory treatments.

Abstract Specialized pro-resolving mediators (SPMs) actively limit inflammation and expedite its resolution. Here we profiled intramuscular lipid mediators following injury and investigated the role of SPMs in skeletal muscle inflammation and repair. Both eicosanoids and SPMs increased following myofiber damage induced by intramuscular injection of barium chloride or functional overload. Daily systemic administration of resolvin D1 (RvD1) limited the degree and duration of inflammation, enhanced regenerating myofiber growth, and improved recovery of muscle strength. RvD1 suppressed inflammatory cytokines, enhanced polymorphonuclear cell clearance, modulated muscle stem cells, and polarized macrophages to a more pro-regenerative subset. RvD1 had minimal direct impact on in-vitro myogenesis but directly suppressed myokine production and stimulated macrophage phagocytosis, showing that SPMs influence modulate both infiltrating myeloid and resident muscle cells. These data reveal the efficacy of immunoresolvents as a novel alternative to classical anti-inflammatory interventions in the management of muscle injuries to modulate inflammation while stimulating tissue repair.

Abstract Subverting the host immune response to inhibit inflammation is a key virulence factor of Yersinia pestis . The inflammatory cascade is tightly controlled via the sequential action of lipid and protein mediators of inflammation. Because delayed inflammation is essential for Y. pestis to cause lethal infection, defining the mechanisms used by Y. pestis to manipulate the inflammatory cascade is necessary to understand this pathogen’s virulence. While previous studies have established that Y. pestis actively inhibits the expression of host proteins that mediate inflammation, there is currently a gap in our understanding of inflammatory lipid mediator response during plague. Here we use in vivo lipidomics to define the synthesis of lipid mediators of inflammation within the lungs during pneumonic plague. Interestingly, while we observed an early cyclooxygenase response during pneumonic plague, there was a significant delay in the synthesis of leukotriene B4 (LTB 4 ), a pro-inflammatory lipid chemoattractant and activator of immune cells. Furthermore, in vitro studies with primary leukocytes from mice and humans further revealed that Y. pestis actively inhibited the synthesis of LTB 4 . Finally, using Y. pestis mutants in the Ysc type 3 secretion system (T3SS) and Yersinia outer protein (Yop) effectors, we demonstrate that leukocytes recognize the T3SS to initiate the synthesis of LTB 4 rapidly. However, the Yop effectors secreted through the same system effectively inhibit this host response. Together, these data demonstrate that Y. pestis actively inhibits the synthesis of LTB 4 , an inflammatory lipid, required for rapid recruitment of leukocytes to the site of infection. Author Summary Yersinia pestis , the bacteria that causes plague, targets the host’s innate immune response to inhibit inflammation. Because the generation of this non-inflammatory environment is required for infection, we are interested in mechanisms used by Y. pestis to block inflammation. Lipid mediators are potent signaling molecules that regulate multiple host immune responses, including inflammation. While there have been studies on how Y. pestis blocks the proteins that mediate inflammation, there is a gap in our understanding of the inflammatory lipid mediator response during plague. Here we show that Y. pestis inhibits the production of one of these critical lipid mediators, leukotriene B4, by host immune cells. Furthermore, we identify both the signals that induce LTB 4 production by leukocytes and the mechanisms used by Y. pestis to inhibit this process. Together, these data represent the first comprehensive analysis of inflammatory lipids produced during plague and improve our current understanding of how Y. pestis manipulates the host immune response to generate a permissive non-inflammatory environment required for bacterial colonization.

Abstract Tendon inflammation has been implicated in both adaptive connective tissue remodeling and overuse-induced tendinopathy. Lipid mediators control the initiation and resolution of inflammation, but their roles within tendon are largely unknown. Here we profiled local shifts in intratendinous lipid mediators via liquid chromatography-tandem mass spectrometry in response to synergist ablation-induced plantaris tendon overuse. Sixty-four individual lipid mediators were detected in homogenates of habitually loaded plantaris tendons from healthy ambulatory rats. This included many bioactive metabolites of the cyclooxygenase (COX), lipoxygenase (LOX), and epoxygenase (CYP) pathways. Synergist ablation induced a robust inflammatory response at day 3 post-surgery characterized by epitenon infiltration of polymorphonuclear leukocytes (PMNs) and macrophages (MΦ), heightened expression of inflammation-related genes, and increased intratendinous concentrations of the pro-inflammatory eicosanoids thromboxane B 2 (TXB 2 ) and prostaglandin E 2 (PGE 2 ). By day 7, MΦ became the predominant myeloid cell type in tendon and there were further delayed increases in other COX metabolites including PGD 2 , PGF 2α and PGI 2 . Specialized pro-resolving mediators (SPMs) including protectin D1 (PD1) and resolvin D6 (RvD6), as well as related pathway markers of D-resolvins (17-HDoHE), E-resolvins (18-HEPE) and lipoxins (15-HETE) were also increased locally in response to tendon overuse, as were many anti-inflammatory fatty acid epoxides of the CYP pathway (e.g. EpETrEs). Nevertheless, intratendinous prostaglandins remained markedly increased even following 28 days of tendon overuse together with a lingering MΦ presence. These data reveal a delayed and prolonged local inflammatory response to tendon overuse characterized by an overwhelming predominance of pro-inflammatory eicosanoids and a relative lack of pro-resolving lipid mediators.