观察亚砷酸钠慢性饮水染毒诱导大鼠肝纤维化的蛋白组学改变。
方法将40只健康8周龄无特定病原体(specefic pathogen free,SPF )Sprague-Dawley (SD)雄性大鼠按体质量采用随机数字表法分为4组,每组10只,分别为对照组(饮用去离子水)及低、中、高剂量染砷组(饮用0.68、1.36、2.73 mg/kg亚砷酸钠溶液)。自由饮水24周时,采集大鼠血样,取肝脏。采用酶联免疫分析(ELISA)法检测肝纤维化指标:血清透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(Ⅳ-C)、层粘连蛋白(LN)。基于相对和绝对定量同位素标记(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)的8标实验,结合二维液相色谱串联质谱(2DLC-MS/MS),检测对照组和中、高剂量染砷组大鼠肝脏组织差异蛋白表达。
结果对照组,低、中、高剂量染砷组血清HA分别为(198.51 ± 16.64)、(218.39 ± 34.98)、(261.72 ± 30.56)、(297.31 ± 35.72)ng/L,PCⅢ分别为(15.32 ± 2.15)、(16.78 ± 2.64)、(19.51 ± 0.85)、(21.42 ± 1.63)μg/L,LN分别为(734.57 ± 86.00)、(792.65 ± 94.15)、(916.83 ± 84.40)、(1 008.09 ± 64.17)μg/L,Ⅳ-C分别为(52.34 ± 14.65)、(59.72 ± 12.84)、(74.38 ± 4.83)、(78.46 ± 4.30)μg/L,组间比较差异均有统计学意义(F= 21.136、19.957、22.007、14.288,P均< 0.05)。其中,中、高剂量染砷组上述指标均高于对照组和低剂量染砷组(P均< 0.05),且高剂量染砷组血清HA、PCⅢ、LN高于中剂量染砷组(P均< 0.05)。iTRAQ技术结合2DLC-MS/MS技术选取蛋白质的置信阈值(unused protScore)> 1.3,且至少有1条匹配肽段在95%置信区间内作为蛋白质鉴定结果,鉴定出2 948种蛋白质。文氏图比较发现对照组和中、高剂量染砷组均检测到2 162种蛋白,除去对照组中有意义的差异蛋白,中剂量染砷组上调蛋白为687种,下调为548种;高剂量染砷组上调为633种,下调为519种。中、高剂量染砷组表达差异蛋白数量比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。与甲基代谢相关的差异蛋白砷甲基转移酶(AS3MT)、蛋氨酸腺苷转移酶(MAT)、丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)、甜菜碱同型半胱氨酸甲基转移酶(BHMT ),线粒体内胆碱脱氢酶(CHDH)、胱硫醚酶(CTH)、半胱氨酸脱羧酶(CSAD),在中、高剂量染砷组均上调;甲硫氨酸合成酶(MTR)有2种蛋白,其中METK1上调,F1LRB8下调。与谷胱甘肽(GSH)相关蛋白18种,包括Gsta1、Gsta4、Gsta5、Gstt1、Gstt2、Gstk1、Gstp1、Gstm1、Gstm2、Gstm3,Gss、Gpx1、Gpx4、Esd、Hagh、Glo1、Mgst1、B6DYQ5,表达均上调;与肝纤维化有关的蛋白有Hic-5、谷氨酰胺合成酶(GSS)、原肌球蛋白(Tpm),其中Tpm有6种,包括Tpm1三种、Tpm2两种、Tpm3一种,表达均上调。
结论慢性砷暴露后导致肝脏纤维化改变,肝纤维化大鼠AS3MT、MTR、MAT、SHMT、BHMT、CHDH、CTH、CSAD、Hic-5、GSH、GSS、Tpm高表达,可能在砷代谢和肝纤维化中发挥重要作用,与肝纤维化的发生相关。