心肌缺血引发致命性室性快速心率失常的蛋白质组特征

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背景和目的:  心脏性猝死(SCD)是临床上常见的死因类型,近80%的SCD病例因致命性室性快速性心律失常(LVTA)所致。了解LVTA的蛋白表达特征及其相关的病理生理过程对SCD的防治具有重要的意义。本课题组拟在前期建立了冠状动脉结扎致心肌缺血诱发LVTA-SCD的大鼠模型(CAL-T)的基础上,运用iTRAQ比较蛋白组学,筛选CAL-T及其对照的差异蛋白组,结合本课题组前期代谢组学研究结果及生物信息学方法,分析因心肌缺血引发LVTA的相关的关键代谢通路(包括关键节点)及生物学过程;初步探讨其病理生理机制,为SCD的临床防治提供重要的参考信息。  材料与方法:  制备冠脉结扎-心肌缺血诱导的LVTA-SCD大鼠模型(CAL-T组),以CAL-心肌缺血心动过缓死亡大鼠为对照(CAL-N),采集心室肌,采用iTRAQ标记比较定量蛋白组学分析CAL-T与CAL-N组的差异蛋白,应用GO、KEGG进行富集分析,提取与心肌缺血诱发LVTA最相关的功能及代谢通路;运用Metaboanalyst软件,与LVTA的差异代谢物进行整合分析,初步探讨LVTA的病理生理机制。  结果:  1、CAL-T与CAL-N组间心肌的差异蛋白  CAL-T与CAL-N比较,共筛选出435个差异蛋白(p<0.01,变化倍数大于2或小于0.5);其中上调蛋白209个,下调蛋白226个,提示LVTA明显扰动心肌的蛋白表达。  2、差异蛋白相关生物信息学分析  1)差异蛋白GO聚类显示受LVTA扰动的蛋白主要富集于氧化还原酶活性、NDPH脱氢酶活性、线粒体功能;  2)KEGG代谢通路富集分析显示受LVTA扰动的蛋白主要富集于三羧酸循环、氧化磷酸化、心肌收缩过程、肥厚型心肌病、右室心律失常等相关代谢通路。  3)蛋白互作网络显示出琥珀酸脱氢酶复合物铁硫亚基B(Sdhb)、超氧化物歧化酶1(sod1)、NADH脱氢酶[泛醌]铁硫蛋白6(LOC100912599)、NADH泛醌氧化还原酶亚基B4(Ndufb4)在该互作网络图中处于核心位置,提示其在LVTA发生机制中可能的重要作用。  4)整合差异蛋白与代谢物,构建互作网络,发现关键代谢物节点包括:ADP、亮氨酸、谷氨酸、琥珀酸、甘油,所涉及的主要蛋白/基因主要包括:Tnni3、Myl2、Got1、Got2,提示LVTA发生时,能量代谢(糖酵解途径)、钙离子通路等受到明显扰动。  结论:  1、心肌缺血所致LVTA可出现显著心肌蛋白表达谱的改变;  2、心肌缺血所致LVTA显著心肌蛋白表达谱的改变与其能量代谢生紊乱、钙离子代谢紊乱、线粒体功能破坏等有关。
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