实验研究
大鼠非动脉炎性前部缺血性视神经病变模型视神经蛋白质组学分析
中华实验眼科杂志, 2022,40(1) : 13-20. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20201104-00745
摘要
目的

定量分析SD大鼠非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)模型中视神经组织蛋白表达变化,并对差异蛋白进行生物信息学分析。

方法

选取10只8周龄体质量200~250 g的SPF级雄性SD大鼠,采用孟加拉玫瑰红联合激光光动力方法建立NAION模型,最终选取4只造模成功的大鼠作为NAION模型组,同时取4只体质量和周龄相匹配的健康、无眼疾SD大鼠作为正常对照组。于造模后7 d,分离各组大鼠球后视神经,采用酶切法进行样本制备,采用同位素标记相对和绝对定量标记结合液相色谱-串联质谱技术对组织蛋白进行质谱鉴定和定量检测,选取组间表达倍数大于1.5倍且差异有统计学意义(P<0.05)的蛋白为差异蛋白,并对差异蛋白进行生物信息学分析。

结果

造模后3 d,NAION模型组大鼠视盘隆起,荧光素眼底血管造影图像显示视盘区有荧光素钠渗漏,模型建立成功。共鉴定出1 291个可定量蛋白,其中差异蛋白80个。与正常对照组比较,NAION模型组中表达上调的蛋白5个,表达下调的蛋白75个。V型胶原α1链(Col5A1)和cAMP依赖性蛋白激酶催化亚基β(Prkacb)、G蛋白相关支架蛋白(Dlg1)等蛋白表达升高;神经微丝蛋白(Nefm)、微管相关蛋白1b(Map1b)、Ras相关蛋白(Rala)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶N2(Pkn2)、血小板活化因子乙酰水解酶IB亚基(Pafah1b1)等蛋白表达降低。差异蛋白主要参与细胞骨架的调节、细胞对缺氧的反应、轴突生成及延伸、突触调节、神经元凋亡调控、轴浆运输等生物学进程。京都基因与基因组通路富集分析结果显示,差异蛋白主要参与代谢通路、突触囊泡循环、血小板活化等信号通路。

结论

神经生长、能量代谢、轴浆运输及凋亡等信号通路相关蛋白的表达共同参与NAION中神经细胞的凋亡。

引用本文: 胡立影, 李志清, 邵先锋, 等.  大鼠非动脉炎性前部缺血性视神经病变模型视神经蛋白质组学分析 [J] . 中华实验眼科杂志, 2022, 40(1) : 13-20. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20201104-00745.
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非动脉炎性前部缺血性视神经病变(non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy,NAION)是临床上常见的视神经病变之一,发病率仅次于青光眼,可引起患者视野缺损及视力下降,从而影响患者的生活质量[1]。NAION早期可表现为视盘充血、水肿,随着病程进展,出现视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGC)和轴突丢失,最终导致视神经萎缩[2]。一旦视神经萎缩,患者视功能将发生不可逆改变。然而目前尚缺乏视神经萎缩的有效治疗方法。因此,若能在视神经萎缩发生前找到相关治疗靶点,将有可能避免视神经萎缩的发生,或减轻视神经萎缩的程度。蛋白组是机体产生或修饰的整套蛋白质,会随着机体的状态变化而发生变化[3]。蛋白质组学用于探讨生物体内蛋白质的组成及变化,可真实反映生理及病理条件下的细胞功能,为疾病各阶段的纵向研究、相关疾病间的横向比较、疾病发生的分子标志物及治疗靶点的寻找提供重要理论依据[4]。同位素标记相对和绝对定量(isobaric tag for relative and absolute quantification,iTRAQ)采用高通量筛选技术,具有良好的精确度及可信度,是一种常用的定量蛋白质组学技术。近年来,蛋白质组学技术已逐步应用到眼科疾病的研究中,如糖尿病视网膜病变、黄斑变性、青光眼、白内障、葡萄膜炎和角膜病变等[5,6,7,8,9,10]。目前尚缺乏关于NAION的蛋白质组学相关研究报道。鉴于动物疾病模型在研究疾病发病机制方面具有重要作用,目前NAION的人类视神经检测标本无法获取,而且动物模型通常可以在较短时间内建立以模拟人类相关疾病的病理过程,动物模型的组织标本容易获得,蛋白组学在疾病动物模型方面的研究非常多,为人类NAION的发病机制和治疗靶点研究提供了可行的途径。本研究拟建立大鼠NAION模型,利用iTRAQ标记结合液相质谱-串联质谱检测(liquid chromatograph-mass spectrometer and mass spectrometer,LC-MS/MS)对NAION模型大鼠视神经整体蛋白进行分析,筛选差异蛋白,为NAION的基础研究及治疗靶点的选择提供理论依据。

 
 
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