论文部分内容阅读
目的:冠心病已经成为威胁人类健康的严重慢性疾病,心外膜脂肪因其独特的解剖结构和代谢特点与冠心病的关系越来越得到重视。有研究发现冠心病患者的心外膜脂肪体积较非冠心病患者有明显增加。心外膜脂肪可以通过分泌多种脂肪因子促进了冠脉粥样硬化的进展。但关于心外膜脂肪蛋白质组学的研究目前还非常有限,且主要通过二维凝胶电泳联合质谱(2DE-MS)的方法,因方法的敏感性较低,鉴定出有意义的蛋白较少,对心外膜脂肪在冠心病进展中作用的探索意义也相对有限。而随着近年蛋白质组学技术的快速发展,同位素标记进行相对或绝对定量(iTRAQ——Isobaric Tagging for Relative and Absolute Quantitation)联合液相色谱串联质谱技术(LC-MS/MS)的应用明显提高了蛋白鉴定的敏感性。本研究主要利用iTRAQ联合LC-MS/MS方法探索冠心病患者和非冠心病患者心外膜脂肪与皮下脂肪差异蛋白的表达,为进一步研究心外膜脂肪在冠心病发生发展中的作用以及寻找预测冠心病发生风险的因子或潜在的治疗靶点提供实验依据。方法:研究对象为北京协和医院心外科病房患者。病例组为因冠心病需行冠脉搭桥手术的患者6名(男性4名,女性2名,年龄60.67±6.44),冠状动脉造影明确至少冠脉单支狭窄大于70%。对照组为其他心脏疾病(风湿性心脏病、心脏瓣膜病)需行开胸心脏手术的患者6名(男性2名,女性4名,年龄49.0±7.51),冠脉造影或冠脉CT明确无冠脉狭窄病变。两组病例年龄、BMI(体重指数)、空腹血糖、血脂均无统计学差异(p>0.05)。取其心外膜脂肪(EAT)和皮下脂肪(SAT),采用蛋白抽提试剂盒提取脂肪组织中蛋白质,iTRAQ标记后通过液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)方法鉴定,寻找两组心外膜脂肪和皮下脂肪的差异蛋白质。结果:(1)心外膜脂肪和皮下脂肪共鉴定出2746种蛋白,按其细胞定位分类,分布在细胞浆的蛋白最多,其次为细胞核和细胞外间隙。按蛋白质功能分类,最多为酶类,其次是转运体、转录调节因子以及跨膜受体。(2)以对照组蛋白为依据,选择病例组蛋白变化倍数为1.5倍以上的蛋白作为差异蛋白:病例组与对照组患者心外膜脂肪鉴定差异蛋白385种,其中上调214种,下调171种。根据差异蛋白的丰度及其与生物功能的相关性将差异蛋白参与的生物功能进行排序,最高的为细胞与细胞间的信号转导和相互作用,其次为胚胎发育,再次为组织发育、细胞迁移等。将心外膜脂肪差异蛋白参与的信号通路排序,最高为LXR/RXR(肝脏X受体/类维生素AX受体)活化通路,其次为急性时相反应通路,再次为线粒体功能障碍、凝血通路等。(3)皮下脂肪鉴定出差异蛋白210种,其中上调71种,下调139种。将差异蛋白参与的生物功能进行排序,最高的为胚胎发育,其次为皮肤发育,再次为器官发育和组织发育等。将皮下脂肪差异蛋白参与的信号通路按相关性排序,最高为LXR/RXR活化通路,其次为ILK信号通路,再次为动脉粥样硬化通路、肌动蛋白细胞骨架通路等。(4)心外膜脂肪较皮下脂肪有更多的差异蛋白参与到细胞与细胞间的相互作用(EAT37种,SAT9种)、炎症反应(EAT22种,SAT11种)、活性氧产生和代谢(EAT19种,SAT12种)、脂质代谢(EAT18种,SAT4种)等与冠心病进展关系密切的生物过程。心外膜脂肪差异蛋白在前三种生物功能中主要起到促进作用,在脂质代谢功能中主要起到抑制作用。通过研究冠心病相关的信号通路,心外膜脂肪较皮下脂肪有更多差异蛋白参与到线粒体功能障碍通路(EAT19种,SAT5种)、LXR/RXR活化通路(EAT19种,SAT10种)、NF-κB通路(EAT6种,SAT0种)、急性时相反应通路(EAT21种,SAT6种)、凝血通路(EAT10种,SAT3种)和动脉粥样硬化通路(EAT11种,SAT9种),其中病例组心外膜脂肪的差异蛋白,在前两种信号通路中主要发挥抑制作用,后三种信号通路发挥促进作用。结论:(1)冠心病患者与非冠心病患者比较,心外膜脂肪鉴定出差异蛋白385种,皮下脂肪鉴定出差异蛋白210种。(2)心外膜脂肪中的差异蛋白可能通过参与细胞与细胞间的相互作用、脂质代谢紊乱、炎症反应、活性氧产生及代谢等生物功能促进冠心病的发生发展。而皮下脂肪的差异蛋白可能通过抑制上述生物功能在冠心病的发生发展中起到保护作用。(3)心外膜脂肪可能主要通过LXR/RXR活化通路的抑制、线粒体功能通路发生障碍、以及NF-κB通路的激活等机制促进冠脉粥样硬化的发生及进展。