IgA肾病尿液细胞外囊泡蛋白组学分析

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目的:IgA肾病(Immunoglobulin A nephropathy,IgAN)是最常见的原发性肾小球肾炎之一,最后多进展为终末期肾病(End-stage renal disease,ESRD)。IgAN诊断金标准为肾活检术,但肾活检术术后出血率较高。本实验通过对IgAN患者尿液细胞外囊泡蛋白组学分析,为诊断IgAN探索一种安全、简便,有效的非侵入性方法。方法:本实验将研究对象分为健康对照组和IgAN组,通过液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)的方法,鉴定出两组研究对象尿液细胞外囊泡中差异表达蛋白,通过生物信息学分析对所得差异表达蛋白从不同角度进行功能分析。选取在IgAN组表达上调,且结合目前文献发现与IgAN病理生理改变有关的差异蛋白作为候选蛋白标志物。后期扩大样本量,通过蛋白印迹法对候选蛋白标志物在健康对照组和IgA肾病组中的表达进行半定量测定。结果:本研究利用液相色谱质谱联用的方法,共鉴定到了2934.0个蛋白质,其中,2428.0个蛋白质含有定量信息。定义1.5倍为差异表达变化阈值,以统计学t检验p值<0.05为显著性阈值,即在含定量信息的2428个蛋白质中,当p<0.05时,定义在IgAN组/健康对照组差异表达量变化比例超过1.5作为显著上调的变化阈值,小于1/1.5则作为显著下调的变化阈值,发现有180个蛋白在IgAN组的表达为上调,157个蛋白的表达为下调。随后,对所得的差异蛋白的功能、特征等从以下几个方面进行了注释,1.基因本论(Gene Ontology,GO),GO从生物进程,细胞组成和分子功能的角度阐释蛋白的生物学作用;2.利用京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路对蛋白代谢通路进行注释;3.蛋白结构域;4.同源蛋白质群的簇(Clusters of Orthologous Groups of proteins,COG)功能分类;5.亚细胞结构定位。在功能分类方面进行分析后,对两组中差异表达蛋白进行不同层面的富集分析,发现差异表达蛋白在某些功能类型上有显著的富集趋势。比如,通过GO富集分析发现差异蛋白在炎症反应及免疫复合物形成等生物进程中富集程度较高,KEGG通路富集分析结果提示差异蛋白在NF-κB信号通路及补体途径中显著富集,而这些功能在IgAN中的发生发展中起着重要作用。通过生物信息学分析,结合pubmed等数据库的相关文献,筛选出铜蓝蛋白(Ceruloplasmin),触珠蛋白(Haptoglobin),血清转铁蛋白(Serotransferrin)作为候选蛋白标志物。利用蛋白印迹法(western blot)对三个候选蛋白在两组中的表达水平进行测定,发现Ceruloplasmin,Haptoglobin和Serotransferrin在IgAN组的表达较健康对照组明显升高。结论:IgAN 患者尿液细胞外囊泡中的 Ceruloplasmin,Haptoglobin,Serotransferrin可能成为诊断IgAN的新型生物标志物。
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