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目的:运用iTRAQ和SWATH定量质谱技术比较研究膝骨关节炎(KOA)、类风湿性关节炎(RA)以及半月板损伤患者关节滑液蛋白质谱的差异,寻找并初步明确KOA关节滑液中的特异性生物学标志,为该病的早期诊治、疗效监测和预后评估提供可靠的、准确灵敏的实验室参考指标,并进一步阐述其发病机制。方法:1.收集2014年6月-2014年9月在解放军总医院行关节置换的10例KOA患者与行关节镜手术的10例半月板损伤患者(镜下显示关节软骨均正常)的滑液标本。KOA患者疾病严重程度分级采用Kellgren-Lawrence(KL)放射学分级标准,所有实验组KOA患者均为KL4级。采用iTRAQ定量质谱技术分析比较KOA组和半月板损伤组的蛋白质谱,初步筛选组间差异蛋白,并对差异蛋白进行GO分析、COG分析和通路富集分析。2.另收集行关节置换的10例KOA患者和10例RA患者以及行关节镜手术的10例半月板损伤患者(镜下显示关节软骨均正常)的滑液标本。根据KL放射学分级标准,所有KOA和RA患者均为KL4级。采用SWATH定量质谱技术分析比较KOA组、RA组和半月板损伤组的蛋白质谱,筛选KOA组的特异性差异蛋白。对差异蛋白进行GO分析和通路富集分析,同时采用酶联免疫吸附试验(ELISA)定量分析部分具有潜在临床意义的蛋白。结果:1.采用iTRAQ定量质谱技术分析比较KOA和半月板损伤患者关节滑液的蛋白质谱差异,共鉴定出71个具有统计学差异的蛋白,其中31个在KOA滑液中表达上调,40个表达下调。GO分析提示:这些差异蛋白大部分来源于细胞外基质、细胞膜、细胞器和大分子复合物等细胞成分;其分子功能主要为结合、转运、催化和调节活性等;主要参与对刺激的反应、生物过程的调节及代谢反应等生物过程。通路富集分析显示较多差异蛋白富集于补体和凝集瀑布反应通路和细胞外基质-受体相互作用的生物过程。2.采用SWATH定量质谱技术分析比较KOA、RA和半月板损伤患者关节滑液的蛋白质谱差异,组间两两对比结果如下:①KOA组vs半月板损伤组:差异蛋白共计131个,93个表达上调,38个表达下调。其中,补体Clr在KOA中上调最为明显,脂肪酸结合蛋白在KOA中下调最为明显。②RA组vs半月板损伤组:差异蛋白共计185个,152个表达上调,33个表达下调。③KOA组vs RA组:差异蛋白共计139个,22个表达上调,117个表达下调。经统计学分析得:KOA滑液中特异性差异蛋白共计28个,17个表达上调,11个表达下调,其中,Dickkopf蛋白在KOA滑液中特异性表达上调。KOA和RA中表达趋势不一致的差异蛋白共计8个,3个在KOA中表达上调,RA中表达下调;5个在KOA中表达下调,RA中表达上调。对KOA滑液中131个差异蛋白进行GO分析提示:差异蛋白主要来源于细胞外基质、细胞膜、细胞质、分泌颗粒、脂蛋白复合物等成分;分子功能主要为酶活性、酶抑制剂活性、结合、转运和调节活性等;主要参与对创伤的急性炎症反应、补体的活化、免疫应答、对刺激的反应、细胞凋亡的调控、内稳态的维持等生物过程。通路富集分析提示补体和凝集瀑布反应、细胞外基质-受体间相互作用以及过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路是差异蛋白参与的主要生化代谢途径和信号转导途径。经ELISA验证,补体Clr、Dickkopf蛋白在KOA滑液中表达上调,且与病情严重程度呈正相关;脂肪酸结合蛋白在KOA滑液中表达下调,且与病情严重程度呈负相关。结论:1.作为非特异性的蛋白质组学方法,iTRAQ标记定量技术和SWATH非标记定量技术均具灵敏度高、定量效果及重复性好等特点,在检测关节滑液肽段的数量、蛋白质的覆盖率和分析通量方面具有很大的优势。2.找到的部分差异蛋白质可能在KOA的发病机制中具有重要作用,并可作为特异性生物学标志用于该病的早期诊治、疗效监测和预后评估。