实验研究
剥脱综合征患者房水蛋白质组学分析
中华实验眼科杂志, 2024,42(6) : 512-519. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20221101-00509
摘要
目的

分析剥脱综合征(XFS)患者房水蛋白质的表达差异。

方法

收集2020年6月至2021年1月在和田地区人民医院拟行手术治疗的维吾尔族年龄相关性白内障患者和XFS伴白内障患者各10例,分别作为白内障组和XFS组。术中借助超声乳化手术通道吸取前房中部50~100 μl房水。通过非标记定量蛋白质组学质谱分析技术对房水中提取的蛋白进行分析,以白内障组作为对照组,并根据P<0.05、差异倍数>1.5的标准筛选得到XFS组的差异表达蛋白。通过基因本体论(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析来探讨XFS组差异表达蛋白的功能及调控信号通路。

结果

与白内障组相比,XFS组共鉴定出25个差异表达蛋白,这些蛋白主要涉及细胞黏附、受体、水解酶、分子运输等。表达下调的蛋白有14个,包括补体H因子相关蛋白1(CFHR1)、内质网分子伴侣BiP(HSPA5)、双糖链蛋白多糖(BGN)、FRAS1相关的细胞外基质蛋白2(FREM2)、血红蛋白亚基δ(HBD)、血红蛋白亚单位γ1(HBG1)、棕榈酰蛋白水解酶2(PPT2)等。表达上调的蛋白有11个,包括转化生长因子结合蛋白2(LTBP2)、极低密度脂蛋白受体、层粘连蛋白亚基α2(LAMA2)、凝血因子Ⅸ(F9)等。其中,FREM2为XFS组差异表达最显著的蛋白,其在XFS组个体样本中表达水平基本一致。GO分析显示,这些差异蛋白主要定位于胶原蛋白的细胞外基质、结合珠蛋白-血红蛋白复合物、血浆脂蛋白颗粒和溶酶体腔;分子功能和生物学过程显示,HBD和HBG1参与细胞解毒过程,PPT2参与水解酶活性,BGN和LTBP2参与糖胺聚糖结合。KEGG信号通路分析显示,CFHR1和F9参与补体和凝血级联通路;FREM2和LAMA2参与细胞外基质相互作用通路。

结论

XFS的进展可能与细胞外基质蛋白的改变、血-房水屏障破坏以及潜在的炎症反应有关。显著下调的FREM2可能作为XFS潜在的生物学标志物。

引用本文: 徐钊, 王礼明, 冯强, 等.  剥脱综合征患者房水蛋白质组学分析 [J] . 中华实验眼科杂志, 2024, 42(6) : 512-519. DOI: 10.3760/cma.j.cn115989-20221101-00509.
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剥脱综合征(exfoliation syndrome,XFS)是一种年龄相关性疾病,起病隐匿,早期无临床表现,其准确诊断需要有经验的临床医生对患者扩瞳后于裂隙灯显微镜下进行检查,因此,发病率常被严重低估。XFS进展快速,药物治疗预后差,会导致剥脱性青光眼(exfoliative glaucoma,XFG),加速白内障的发展。在中国,香港地区60岁及以上人群XFS的患病率为0.4%;与此相比,维吾尔族人口中60岁及以上人群的患病率为2.2%,而80岁及以上人群的患病率进一步上升至9.5%。在新疆地区,许多XFS/XFG患者因缺乏有效诊断和治疗视力受到影响或丧失。因此,寻找易于诊断的生物学标志物并了解该病的病理过程十分必要。根据剥脱物在光学显微镜下的特征以及超微结构,XFS病理特征表现为纤维组织过度生产或分解不足,导致纤维基质在眼内外多种组织中慢性积累、聚集并逐渐沉积,其中显著的部位是晶状体前表面和瞳孔边缘。XFS的全基因组关联研究表明,赖氨酰氧化酶样蛋白1基因编码区的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)以及钙通道基因CACNA1A的SNP与XFS发生风险有关,并推测这2个基因通过不同机制引起细胞外基质(extracellular matrix,ECM)代谢紊乱,从而参与XFS病理过程,但基因组研究并不能清楚地解释XFS具体的病理生理机制。相对于基因组学而言,基于质谱的蛋白质组学研究具有整体性和动态性特点。目前,该技术已被广泛应用于生物医药领域,相关研究结果不仅有利于加深对疾病机制的理解,还能够获取新的疾病生物学标志物,并为分子靶向治疗提供新的思路。目前已有不同国家关于XFS相关蛋白质组学研究的报道,研究结果涵盖了细胞生长因子、炎症因子、抗氧化因子、补体蛋白、氧化应激标志物和血液蛋白衍生物的改变,以及基质金属蛋白酶和组织金属蛋白酶抑制剂失调等。房水对眼压和眼前节微环境的维持至关重要。目前尚未有关于中国XFS患者房水蛋白质组学研究的报道。本研究采用非标记定量蛋白质组学技术,以维吾尔族年龄相关性白内障患者房水的蛋白作为对照组,鉴定维吾尔族XFS患者房水中的差异蛋白,并进行生物信息学分析探讨这些蛋白的改变,以期更好地理解XFS发生的分子机制,并筛选XFS的生物学标志物。

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