液相色谱-质谱联用对多发性硬化症血浆生物标志物的研究

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目的:多发性硬化(MS)是一种免疫介导的中枢神经系统(CNS)慢性炎症性脱髓鞘疾病。多发性硬化症的病因不明,目前尚无有效的治疗手段来预防进行性神经障碍。过去的几年里,质谱仪器、蛋白质组学方法学和生物信息学的重大进展极大地改变了神经科学及多发性硬化疾病。蛋白质组工作流程可以揭示大量蛋白质组数据和具有识别生物标志物的能力,为多发性硬化疾病提供重要的功能通路信息,是满足多发性硬化研究的有用工具。然而,目前对于MS生物标志物的发现主要集中在脑脊液上,血浆蛋白质组的研究还有待于进一步加强。方法:在这项研究中,我们采用串联质谱标记(TMT)定量的液相色谱质谱蛋白质组学(LC/MS)方法对22例多发性硬化患者和22例健康对照组血浆中差异表达蛋白(DEPs)进行检测。使用数据独立采集法(DDA)分析多发性硬化血浆蛋白质组学共定量到375个蛋白,选取差异蛋白的采用标准为:统计学P值1的蛋白质被认为是DEPs。对这些DEPs进行进一步的生信分析,采用基因本体论(GO)和创新路径分析(IPA)分析DEPs的功能注释。采用酶联免疫吸附(ELISA)方法对候选蛋白二肽基肽酶IV(DPP4)进行了验证。受试者工作特征曲线(ROC)用于确定生物标志物的预测情况。最后将以往研究多发性硬化血液蛋白质组的差异蛋白与本研究差异蛋白进行整合与以往研究多发性硬化脑脊液蛋白质组学进行比较分析。结果:液质联用技术分析定量到的375个蛋白质中,删除缺失值大于样本总数一半的数据后定量274个蛋白中鉴定出88个DEPs,其中39个蛋白表达上调,49个蛋白表达下调。将结果与近几年的其他类似研究结果进行比较,本研究中的部分蛋白质48个(54%)与先前的研究有重叠,此研究与其它研究一致性较好新发现到40个蛋白(46%),说明多发性硬化蛋白质表达稳定。通过基因本体分析发现验证的DEPs功能集中在结合和催化活性,进一步使用IPA分析发现这些DEPs蛋白参与免疫/炎症和神经疾病相关通路。由HAUS augmin样复合亚单位1(HAUS1),载脂蛋白L3(APOL3)的总蛋白曲线下面积为0.994。将DPP4进行ELISA验证。与对照组相比,多发性硬化组DPP4蛋白明显下调,与质谱分析结果一致。MS血浆蛋白质组学不仅具有微创性,操作简单,采集时能够减轻病人痛苦,可以连续采集以实现早期诊断,并且MS血浆蛋白质组学中的生物标志物可以较好的反映出对多发性硬化疾病的预测能力。结论:1.在MS血浆蛋白质组中可发现与多发性硬化相关的差异蛋白(DEPs),血浆中HAUS1,APOL3蛋白可以作为潜在的组合生物标志物对MS疾病有较好的预测性。2.MS血浆中的DPP4,为下调表达蛋白。3.MS血浆蛋白组学的研究提示MS发生的潜在分子通路,可以为临床的诊断和治疗提供帮助。
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