应用iTRAQ技术筛选MDMA急性染毒所致心肌损伤差异蛋白研究

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【研究背景】3,4-亚甲基二氧甲基苯丙胺(3,4-Methylenedioxymethamphetamine,MDMA)是新型毒品摇头丸的主要成分,服用后可产生情绪高涨、狂喜、与人亲密感增加、好交际等精神兴奋性表现和轻微致幻作用。20世纪80年代初MDMA作为娱乐药物公开售卖并开始广泛流行,带来严重社会公共卫生和安全问题,且随着滥用人数的增多,在法医实际检案及临床工作中,MDMA中毒死亡案例也屡见不鲜,前期大量研究证实,MDMA具有直接的心肌毒性,具体表现为心动过速或过缓、低血压、高血压、心律失常、心肌缺血、心力衰竭等。组织病理学可见心肌细胞肥大、纤维化、萎缩、坏死伴炎性浸润、扩张型心肌病、肥厚型心肌病等,故MDMA心肌毒性是目前法医毒理学领域研究的重点。但MDMA心肌毒性具体机制依然较为局限,是否可能存在相应蛋白标志物等帮助临床诊疗、法医学检案等依然有待探索。【目的】建立大鼠急性MDMA中毒致心肌损伤模型,并结合i TRAQ蛋白组学技术,对差异表达蛋白进行检测并进行生物学信息分析,以期为后续研究提供基础。选取钙调蛋白及收缩蛋白进行验证,初步探索大鼠模型MDMA急性心肌毒性机制。【方法】将健康清洁级、体重250±20 g的SD雄性大鼠随机分为对照组、低剂量组、高剂量组,实验组大鼠分别按15.17 mg/kg、30.34 mg/kg剂量经腹腔注射进行MDMA染毒,对照组给予同等剂量生理盐水注射。24 h后,用10%水合氯醛以3 ml/kg剂量进行腹腔注射麻醉,提取血清及心脏组织备检。利用酶联免疫法检测大鼠血清c-TNT、BNP水平。心肌组织经HE染色,进行组织病理学检查。提取大鼠心肌组织蛋白,进行i TRAQ标记,通过nano-HPLC-MS/MS分析,检测筛选差异表达蛋白并进行GO、KEGG生物信息学分析。应用Western blot验证Ca MKⅡγ、NCX1、Myh-7蛋白。【结果】1.MDMA急性染毒大鼠血清c-TNT、BNP水平相较对照组显著升高(p1.2且p<0.05),GO分析主要富集结果为羧酸、酮酸小分子代谢和氧化还原等生物过程,肌动蛋白等蛋白结合和离子结合分子功能,以外泌体为代表的细胞器、胞质和细胞外基质等细胞成分。KEGG分析总共富集出104条差异通路,其中有31条共享差异通路。3.与对照组相比,染毒组CaMKⅡγ表达升高,NCX1、Myh-7表达降低(p<0.05)。【结论】急性MDMA染毒可造成大鼠心肌组织损伤和差异蛋白表达,Ca MKⅡγ、NCX1、Myh-7的异常表达可能参与MDMA急性心肌毒性。氧化应激、单胺类神经递质通路,外泌体、肌动蛋白结合、离子结合功能,PI3K-Akt通路、GABA能神经突触通路、能量代谢、昼夜节律异常、致心律失常右室心肌病、肥厚性心肌病、扩张型心肌病通路等,可能是MDMA心肌毒性的潜在机制,有待后续研究。
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