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目的:脓毒症是感染诱发的全身炎症反应综合征,急性肺损伤作为其严重的并发症,临床上发病较早、死亡率较高.本课题组前期研究已证明,氢气具有抗氧化应激、抗炎及抗凋亡作用,用2%的低浓度氢气吸入即可明显提高重型脓毒症小鼠的生存率,并有效改善其肺、肠、肾、脑等器官损伤及多器官衰竭,但其具体机制仍未完全阐明.蛋白质组学是应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴学科,其目的是从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质的组成、表达、相互作用与联系,揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律,为多种疾病发病机制的阐明提供理论根据和解决途径.本实验拟运用以重同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)和液质联用一串联质谱分析(LC-MS/MS)为核心的定量蛋白质组学技术,筛选与氢气治疗脓毒症相关的差异蛋白及信号通路,以期阐明氢气治疗脓毒症的分子机制.方法:雄性ICR小鼠120只,6周龄,体重20-25g,采用随机数字表法,将其分为4组(n=30):假手术组(sham组),假手术+氢气组(sham+H2组),脓毒症组(sepsis组)和脓毒症+氢气组(sepsis+H2组).采用盲肠结扎穿孔(CLP)法制备小鼠脓毒症模型.于CLP术后1和6h时sham+H2组和sepsis+H2组分别吸入2%氢气1h.每组取20只小鼠,记录CLP后7天内生存情况.每组取10只小鼠,于CLP术后24h时处死,取肺组织,进行iTRAQ标记、LC-MS/MS分析及高级生物信息分析.Western blot对脑信号素7A(Sema 7A)、转铁蛋白(TRF)、促分裂原活化蛋白激酶1(Map3k1)和泛素硫酯酶(Otulin)4个差异蛋白进行生物学验证.结果:质谱分析共鉴定到4472个可定量蛋白质,其中发现192个差异蛋白与氢气治疗脓毒症相关.GO分析发现,192个氢气治疗相关的差异蛋白分别参与了402个生物学过程,涉及54种亚细胞定位,共有83种分子功能.PANTHER数据库的分析发现差异蛋白主要富集于凝血途径、纤溶酶原激活级联反应、烟碱乙酰胆碱受体信号通路以及趋化因子和细胞因子介导的炎症反应信号通路.STRING数据库的注释与分析发现差异蛋白主要涉及核糖体功能、细胞骨架、微循环与内皮屏障、凝血功能等蛋白质互作网络.与sham组相比,sepsis组生存率降低,Sema 7A、Otulin、Map3kl表达水平上调,TRF表达水平下调(P<0.05);与sepsis组相比,sepsis+H2组生存率升高,Sema 7A、Otulin、Map3k1表达水平下调,TRF表达水平上调(P<0.05).以上Western blot定量结果在四组的趋势上均与组学质谱定量数据一致.结论:氢气治疗可以引起脓毒症小鼠肺蛋白质组的改变,筛选出的差异蛋白为探究氢气治疗脓毒症的分子机制提供了新线索.