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吉林大学孟繁波团队蛋白质组学筛选动脉粥样硬化关键性标志物

已有 263 次阅读 2022-1-14 11:04 |系统分类:论文交流

动脉粥样硬化性(AS)心血管疾病的发生是环境和遗传因素之间相互作用的结果。最近的数据表明,吸烟和压力很容易导致心血管疾病。尽管遗传因素无法控制,但生活方式和环境因素的改变有可能改善心血管症状。因此,寻找新的分子标记物对冠心病的早期诊断、及时预警、早期干预和预后改善具有重要意义。


2021年10月22日,来自吉林大学中日联谊医院孟繁波研究团队在Frontiers in Cardiovascular Medicine上发表最新研究成果。该研究运用TMT高深度蛋白组结合PRM靶向蛋白组技术,对诊断为动脉粥样硬化患者的血浆进行蛋白质组学分析鉴定到诊断不同类型冠状动脉粥样硬化的特异性蛋白标志物景杰生物为该研究提供了蛋白质组学技术支持。

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一、血浆蛋白质组学发现

动脉粥样硬化性(AS)心血管疾病分为三个阶段:非AS、稳定型冠心病(SCAD)和急性心肌梗死(AMI)。首先研究者运用TMT高深度蛋白质组技术(质谱策略),对采集自30名患者的血浆样本进行定量分析,其中SCAD患者10例,AMI患者10例,对照组患者10例。该研究所有入选患者均排除高血压及糖尿病,且限制年龄是45-55岁(前期实验中已发现高血压及糖尿病是多基因遗传病,同时年龄也是动脉粥样硬化的危险因素之一),从而能够更准确地预测冠状动脉硬化发生的关键因素(样本策略)

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图、研究的整体思路

研究从血浆中共鉴定到1147个蛋白,其中的907个有定量信息。研究人员进一步通过GO和KEGG富集分析以确定动脉粥样硬化中差异表达的基因和信号通路。结果表明,蛋白APOC2, APOC3, APOC4,SAA4在脂代谢、线粒体运输及细胞对胰岛素的刺激中显著富集,ALB, SHBG在纤维收缩和肌钙蛋白复合物中显著富集。

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图、差异蛋白的功能注释和富集分析

二、目标蛋白的PRM验证


研究人员进一步运用PRM靶向蛋白质组技术(质谱策略),通过扩大样本量对六种与脂质代谢相关的蛋白质ALB, SHBG, APOC2, APOC3, APOC4,SAA4)进行验证。研究选择了符合入选标准的55个病例(样本策略),每种蛋白使用了2种以上的独特肽来进行定量,PRM结果显示不同组中6个蛋白质的表达趋势与定量结果皆保持一致,结果是正确的和可重复的。

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图、目标蛋白的平行验证

为了使蛋白表达特征的排序结果可视化,研究人员绘制了这些特征的排序直方图。该方法通过计算表达式特征与样本类别之间的相关性以及所选表达式特征之间的冗余度,计算每个表达式特征的mRMR特征得分,再次证明这6个特异性的蛋白是动脉粥样硬化进展过程中的关键蛋白。

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图、目标蛋白机器学习及随机森林实验

综上所述,血浆蛋白随疾病进程的变化,凸现了其作为生物标志物的潜力,为动脉粥样硬化的临床诊断和治疗提供了一种新的方法。该研究运用蛋白质组学技术,寻找诊断不同类型冠状动脉粥样硬化的特异性蛋白标志物。结果揭示了不同类型动脉粥样硬化和动脉粥样硬化进展中的变化,6种蛋白被发现是参与脂质代谢途径来促进动脉粥样硬化的发展。差异表达蛋白与动脉粥样硬化的确切分子作用机制(如转录和翻译后修饰)之间的关系有待进一步研究验证。




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