运动改善ASMT基因敲除小鼠抑郁行为的海马蛋白质组学机制

目的利用定量蛋白质组学技术探究N-乙酰基-5-羟色胺-甲基转移酶(N-acetyl-5-hydroxytryptamine-methyltransferase,ASMT)基因敲除及运动干预对小鼠抑郁行为及海马蛋白质组的影响。方法将雄性ASMT基因敲除小鼠及野生型小鼠随机分为安静组和运动组。5周的游泳运动干预结束后全部进行抑郁行为学检测。行为学结束后进行麻醉处死取海马组织。采用TMT标记定量蛋白质组学技术检测海马组织中的蛋白表达情况,并运用生物信息学方法分析。结果ASMT基因敲除后小鼠具有显著的抑郁行为表型,游泳运动干预后可以显著改善。筛选出的差异蛋白功能集中在突触信号通路、突触化学传递的调控、突触囊泡循环、神经发生、神经系统发育的调控、长时程突触增强、SNARE复合体聚集等。结论ASMT基因敲除可能会通过海马突触前膜的SNARE家族蛋白过度表达诱导谷氨酸的过度释放并产生神经毒性,进而产生抑郁行为;游泳运动可能通过调节突触转运相关蛋白SNAP25维持神经递质稳态,促进神经发生水平和突触可塑性,进而使ASMT基因敲除小鼠抑郁行为得到改善。

基于蛋白质组学探析针灸治疗哮喘的作用机制

哮喘为一种慢性气道炎症性疾病,临床上常用针灸治疗哮喘患者,针灸疗法可以控制哮喘发生、发作,减轻发作程度,减少激素用量,降低激素不良反应,提高患者的生活质量。然而,针灸治疗哮喘的发病机制尚不明确。本研究基于蛋白质组学探讨针灸治疗在哮喘发病机制气道炎症,气道高反应性以及气道重塑中的作用,从而为哮喘的诊疗以及针灸的作用机制提供科学有效的研究思路。

基于iTRAQ蛋白质组学的OsAAP6不同转基因水稻胚乳差异蛋白筛选

【目的】基于iTRAQ蛋白质组学筛选不同OsAAP6转基因水稻胚乳的差异蛋白,明确胚乳中的差异蛋白,以期为后续利用OsAAP6基因提升稻米的营养品质提供理论依据。【方法】以水稻OsAAP6超量表达阳性[OX(+)]和阴性对照[OX(-)]材料及OsAAP6互补表达阳性[ZpZc(+)]和阴性对照[ZpZc(-)]为试验材料,采用同位素标记相对与绝对定量(iTRAQ)技术对其进行蛋白质组学检测分析,并利用考马斯亮蓝G-250法对其胚乳中的4类储藏蛋白(谷蛋白、醇溶蛋白、清蛋白和球蛋白)进行含量检测。【结果】与ZpZc(-)和OX(-)转基因阴性对照相比,ZpZc(+)和OX(+)转基因阳性胚乳中OsAAP6基因的表达量分别在P<0.01和P<0.001水平极显著升高。与ZpZc(-)和OX(-)转基因阴性对照相比,ZpZc(+)和OX(+)转基因阳性水稻共有58种差异蛋白共同上调或下调表达,其中有39种蛋白显著增加(P<0.05,下同),有19种蛋白显著降低。在39种共同上调表达的蛋白中有27种蛋白参与水稻种子储藏底物的合成与积累,且有16种上调表达蛋白参与种子储藏蛋白的代谢和积累。与ZpZc(-)和OX(-)转基因阴性对照相比,ZpZc(+)和OX(+)转基因阳性水稻胚乳中的谷蛋白、醇溶蛋白、清蛋白和球蛋白含量均显著增加。【结论】OsAAP6基因上调表达,能抑制与支链淀粉合成相关蛋白的积累,但能促进其胚乳中储藏蛋白的积累,进而提高胚乳中谷蛋白、醇溶蛋白、清蛋白和球蛋白含量,可用于高蛋白水稻新品种的分子育种和遗传改良。

基于蛋白质组学探讨Ppp3cb和Ppm1g在NHE1基因敲除模型鼠海马组织中的表达

目的通过NHE1基因敲除模型鼠的海马组织差异蛋白质组学分析,发现并明确Ppp3cb和Ppm1g的表达特征。方法①选取6只2周龄NHE1基因敲除模型鼠作为模型组,同周龄野生型小鼠6只作为对照组,采用琼脂糖凝胶电泳检测其基因型;应用旷场实验和强迫游泳实验对模型组和对照组小鼠进行行为学评估,并按照Racine评分标准对模型鼠进行癫痫发作分级;②通过串联质谱分析技术对模型组和对照组的海马组织进行差异蛋白筛选,基因本体论(Gene Ontology Analysis,GO)分析差异蛋白并进行注释和富集,蛋白网络数据库(search tool for the retrieval of interesting genes,STRING)分析差异蛋白之间的蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI);③应用qPCR和Western blot检测Ppp3cb和Ppm1g的转录和翻译水平,应用免疫组织化学技术分别观察其在组织中的表达量。结果①模型组小鼠NHE1基因未见表达,旷场实验中模型鼠的运动总距离较对照组减少(P=0.0073),跨越的格子数比对照组显著减少(P<0.0001)。强迫游泳实验结果显示,模型鼠不动的时间明显延长(P<0.0001);②以表达倍数(FC)≥1.2倍且P<0.05为筛选标准,检测到海马组织中845个差异表达的蛋白质点,其中有9个蛋白表达上调,7个蛋白表达下调。其中Ppp3cb下调,Ppm1g上调。GO功能注释结果表明,NHE1敲除后,分子功能(MF)富集在蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性的差异最显著,细胞成分(CC)富集在质膜部分的差异蛋白数量最多,生物过程(BP)富集在负向调节生物过程、免疫系统过程的差异蛋白数量最多。STRING分析显示差异蛋白Ppp3cb和Slc9a1直接作用,Ppm1g通过Ppp3cb和Slc9a1间接作用,Ppp3cb和Ppm1g之间相互作用。③Ppp3cb的转录和翻译水平减少,在组织中的表达量下降,而Ppm1g转录和翻译水平增加,在组织中的表达量上升(P<0.05)。结论本研究确定了NHE1基因敲除小鼠海马组织中差异蛋白Ppp3cb表达下调,而Ppm1g表达上调,为进一步研究Ppp3cb和Ppm1g参与癫痫发病机制提供了依据。

不同泌乳期驼乳化学组成及蛋白质组学

本实验以驼乳为研究对象,通过测定骆驼泌乳初期、中期、后期和干奶期乳基础营养成分及理化指标,探究其在整个泌乳期内的变化规律;并结合定量蛋白质组学技术解析骆驼初乳和常乳中差异的蛋白质,进而挖掘其潜在的功能信息。结果发现,泌乳初期驼乳中蛋白质、脂肪、乳糖、总固形物等基础营养成分的含量最高,随后随着泌乳期的延长其含量具有降低的趋势。驼乳理化性质随泌乳期而变化,其中泌乳初期驼乳密度和折光率最高,显著高于其他3组(P<0.05);干奶期驼乳pH值和滴定酸度最高(6.89和20.71°T);泌乳期对驼乳电导率的影响较小。定量蛋白质组学的研究结果表明,在驼乳中发现了高峰度的免疫球蛋白、类胰岛素、乳铁蛋白等保护性蛋白,并在骆驼初乳和常乳中共鉴定到641个差异显著蛋白质(P<0.05)。骆驼初乳中高丰度蛋白大部分与免疫应答、抗炎、组织保护与修复、代谢过程有关,表明骆驼初乳更有助于幼崽抗微生物感染免疫系统的建立。该研究可加深对驼乳泌乳期内理化性质及蛋白组成的认识,为开发驼乳功能性食品提供重要的信息。

比较蛋白质组学揭示茉莉酸甲酯诱导的雷公藤甲素生物合成

目的:探索雷公藤甲素生物合成途径,以提高其产量或用于合成生物学异源生产。方法:使用无标记(lable-free)比较蛋白质组学对茉莉酸甲酯(MeJA)诱导的雷公藤悬浮细胞进行测序,通过京都基因与基因组百科全书(KEGG)、基因本体(GO)分析等方法,结合基因转录表达分析和基因体内功能研究,逐步筛选参与雷公藤甲素生物合成的功能基因。结果:MeJA诱导不同时间的样品组鉴定得到376个差异蛋白质,包括8个细胞色素P450酶(CYP450)、3个转录因子(TF)和2-氧戊二酸依赖的双加氧酶(2ODD)。其中CYP71BE89、CYP82AQ2和Tw2ODD基因在MeJA诱导及植物不同组织部位中,均与已知参与雷公藤甲素母核环化的二萜合酶TwTPS7(v2)和TwTPS27(v2)基因具有相似的表达模式,表明其可能与雷公藤甲素生物合成相关。进一步利用植物细胞体内功能研究,验证了CYP71BE89、CYP82AQ2和Tw2ODD基因干扰使雷公藤甲素积累分别降低了24.1%、41.4%和71.4%,表明了3个基因与雷公藤甲素生物合成直接相关。结论:利用比较蛋白质组学技术揭示了几种与雷公藤甲素生物合成相关的蛋白,进一步表征了雷公藤甲素生物合成与外源激素刺激之间的关系,并为发掘中药活性成分生物合成途径提供了一种有效方法。

基于蛋白质组学技术探讨通关藤注射液治疗小鼠肺癌的作用机制

目的:基于蛋白质组学技术研究通关藤注射液对小鼠肺癌组织生长情况及蛋白表达的影响,探究其作用机制。方法:40只BALB/c雄性小鼠,采用腋下接种Lewis肺癌瘤株的方法建立肺癌皮下移植瘤模型,随机分为模型组、顺铂组和通关藤注射液高、低剂量组,每组10只。分别在给药前及给药后记录小鼠肿瘤生长情况,在给药第21天时处死,眼球取血,取肿瘤组织,称量体积及瘤体质量。通过检测各组小鼠肿瘤大小,计算抑瘤率来评价肿瘤生长情况。取血清样本,采用定量蛋白质组学分析血清中蛋白表达差异的影响,并分析差异蛋白参与的信号通路。结果:与模型组相比,通关藤注射液高剂量和低剂量组肿瘤组织显著减小(P<0.01)。共定量得到6272个蛋白质,给药组与模型组之间有176个差异蛋白(上调59个,下调117个),这些差异蛋白的功能主要为基因表达、细胞生物合成、DNA模板转录等;对差异蛋白富集的信号通路进行分析可知,PI3K/Akt信号通路、HIF-1信号通路、ErbB信号通路、心肌收缩、志贺菌病、系统性红斑狼疮、胰岛素信号通路、不同环境中的微生物代谢、cAMP信号通路、信使核糖核酸监测通路等通路可能与肿瘤细胞的增殖、存活有密切关系。结论:通关藤注射液抑制肺癌小鼠肿瘤生长的作用机制,可能通过调节关键蛋白影响基因表达、细胞生物合成、DNA模板转录等过程,与PI3K/Akt信号通路、HIF-1信号通路、ErbB信号通路等通路密切相关。

补肾和脉方对老年自发性高血压大鼠下丘脑蛋白质组学的影响

目的探寻补肾和脉方治疗老年自发性高血压病的可能分子机制。方法选取16月龄雄性自发性高血压大鼠(SHR),采用随机数字表法随机分为2组:补肾和脉方组[10只,补肾和脉方生药浓度14.22 g/(kg·d)]和模型组(10只,生理盐水2 mL/d),以10只同龄雄性WKY大鼠作为正常对照组(生理盐水2 mL/d),共灌胃干预8周。定期观察并监测记录大鼠的收缩压和舒张压。干预结束后,取各组大鼠血清、下丘脑。ELISA法检测血清中神经肽(NPY)、去甲肾上腺素(NE)、C反应蛋白(CRP)和血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的含量。Label-free定量蛋白组学测序分析方法筛选下丘脑蛋白质表达谱的变化,通过生物信息学对差异蛋白进行GO富集分析,并对差异蛋白的分子功能、细胞成分和生物学途径3个方面进行功能方面的注释;对差异蛋白进行KEGG通路分析得到补肾和脉方靶蛋白及其涉及的信号通路;同时建立差异蛋白的互作网络综合分析补肾和脉方的药理机制,进而为研究老年自发性高血压寻找新的药物标志蛋白提供理论和思路。结果1)补肾和脉方能够稳步降低老年自发性高血压大鼠的收缩压、舒张压、脉压差和平均动脉压;降低大鼠血清NPY、NE、CRP、AngⅡ的水平,在一定程度上改善高血压的血管重塑。2)与模型组相比,应用补肾和脉方干预后的大鼠下丘脑中共检出2753个差异蛋白点,其中316个蛋白有统计学差异(P<0.05),201个蛋白表达升高,115个蛋白表达降低;差异蛋白主要富集于转运酶活性和离子通道活性方面。3)补肾和脉方干预老年SHR下丘脑的节点蛋白Cdc42、SIRT2、Ptk2b的表达与蛋白组学一致。结论补肾和脉方治疗老年自发性高血压的分子机制可能与其促进神经元细胞活力,维持动脉血管的稳定性等有关。

基于免疫蛋白质组学的单增李斯特菌强免疫原性蛋白挖掘

该研究采用高毒力持留基因型单增李斯特菌819-2菌株全菌蛋白免疫SPF级Balb/C小鼠制备抗血清,利用免疫蛋白质组学对菌株胞外蛋白质组进行分析,旨在挖掘筛选单增李斯特菌强免疫原性蛋白作为特异性抗体制备的候选抗原。超声法提取819-2菌株全菌蛋白免疫SPF级Balb/C小鼠制备抗血清,四次免疫后经间接ELISA测定效价达1:512000。脱氧胆酸钠(DOC)-10%(m/V)TCA沉淀法提取单增李斯特菌819-2菌株胞外蛋白,利用免疫蛋白质组学和LC-MS/MS技术挖掘并鉴定具有强免疫反应的蛋白点,结果表明双向电泳图谱成功获得85个蛋白点,并成功鉴定了P60、InlC、MltG、Enolase和假定蛋白YxeA family protein等5个强免疫原性蛋白,研究结果为基于强免疫原性蛋白制备特异性抗体用于食品及其加工环境中单增李斯特菌富集及快速检测技术研制提供了数据基础。

心房颤动合并脑栓塞患者离子通道蛋白质电泳基因mRNA组学改变及其意义

目的探究心房颤动合并脑栓塞患者离子通道蛋白质电泳基因mRNA组学改变及其意义。方法将2023年1月—2023年12月徐州医科大学附属邳州医院收治的40例心房颤动合并脑栓塞患者纳入研究组,选择同期20名健康体检者纳入对照组。分别收集患者干预前、后外周静脉血(常规化验后剩余血),对血液标本进行基因组miRNA表达谱微阵列分析,过程中使用mRNA芯片处理,利用实时定量PCR针对血液主要离子通道基因mRNA进行有效验证。结果利用靶基因筛选,干预前改变超过1.5倍、干预后改变超过10倍调控离子通道蛋白的miRNAs主要有20种,其中包括miR1266、miR-377-5p、miR-1284、miR-4796-5p、miR-296-3。干预前增加超过1.5倍、干预后下调超过10倍、干预后上调30倍指标包括miR-146b-5p、miR-151a-3p、miR-98-5p、miR-199a-3p、miR-224-5p、miR-199b-3p、miR-152;SCN5A、CACNAlC、KCNA5、KCNH2、KCNEl、KCNN3调控miRNAs表达,分别对Na^(+)、Ca^(2+)、K^(+)、复极期Ikr电流、复极期Iks电流、Ca^(2+)、激活K^(+)存在影响,且靶基因预测其调控基因较多;利用实时荧光定量PCR,对调控离子通道蛋白表达情况进行验证,发现干预3个月后和干预前的差异和芯片结果具有一致性。结论心房颤动合并脑栓塞调控离子通道蛋白数量较多,其中SCN5A、CACNAlC、KCNA5、KCNH2、KCNEl、KCNN3蛋白基因对Na^(+)、Ca^(2+)、K^(+)存在影响,为今后疾病治疗研究奠定基础。

基于数据非依赖性采集定量蛋白质组学分析的原发性干燥综合征潜在唾液生物标志物研究

目的唾液腺是原发性干燥综合征(pSS)的主要靶器官,因此唾液被认为是腺体病理生理学和疾病状态的镜子。本研究旨在说明pSS患者的唾液蛋白质组学特征,并鉴定可能辅助诊断的潜在生物标志物。方法发现集包含49个样本[24个来自pSS,25个来自年龄和性别匹配的健康对照(HCs)],验证集包括25个样本(12个来自pSS,13个来自HCs)。36例pSS患者和38例健康对照者以2:1的比例集中随机分配至Discovery组或验证组。在2D LC-HRMS/MS平台上使用数据非依赖性采集(DIA)策略分析来自pSS患者和健康对照组的未刺激性全唾液样本,以揭示差异蛋白。根据基因本体(GO)分析和国际药学文摘(IPA)分析的蛋白质注释,使用DIA分析验证了关键蛋白质。随机森林用于建立SS的预测模型。结果共发现1,963个蛋白,其中136个蛋白在pSS患者中表现出差异性。生物信息学研究表明这些蛋白质主要与免疫功能、新陈代谢和炎症有关。一组19个蛋白质生物标志物通过基于P值和随机森林的排序顺序进行鉴定,并验证为具有特殊曲线下面积(AUC)值(发现集:0.817;验证集:0.882)的潜在生物标志物,可用于鉴别pSS患者和健康对照人群。结论新发现的候选蛋白组合可能有助于pSS的诊断。唾液蛋白质组学分析是一种很有前途的无创方法,可用于对pSS患者进行预后评估以及早期和精确治疗。DIA具备最佳的时间效率和数据可靠性,可望成为未来唾液蛋白质组研究的合适选择。

基于蛋白质组学分析蛋白酶体对宰后秦川牛肉贮藏期间品质变化的影响

本研究以宰后4℃条件下不同贮藏期的秦川牛背最长肌为研究对象,测定品质指标、能量水平、蛋白酶体活性变化,鉴定与蛋白酶体相关的差异蛋白质(differentially expressed proteins,DEPs),利用生物信息学方法分析蛋白酶体对宰后牛肉品质及能量代谢的响应机制,结果如下:随贮藏时间的延长,pH值呈先降低后升高趋势;b^(*)值和肌原纤维小片化指数(myofibrillar fragmentation index,MFI)呈上升趋势;L^(*)值、a^(*)值、离心损失、蒸煮损失、剪切力呈先上升后下降趋势;能量基本物质ATP、ADP、AMP含量呈下降趋势;20S蛋白酶体相对活性显著降低(P<0.05);相关性分析结果显示:20S蛋白酶体活性与b^(*)值呈显著负相关(P<0.05),与ADP含量呈显著正相关(P<0.05),与AMP含量呈极显著正相关(P<0.01),与MFI呈极显著负相关(P<0.01),表明蛋白酶体活性与能量代谢及品质间存在密切联系。结合4D-非标定量蛋白质组学技术,鉴定出8种差异表达的蛋白酶体亚基,及27种相关DEPs;基因本体注释分析和京都基因与基因组百科全书通路富集分析发现,这些蛋白酶体亚基及其相关的DEPs具有内肽酶活性、肌动蛋白结合、微丝运动活性等分子功能,参与泛素依赖性蛋白质分解代谢、骨骼肌收缩、肌肉收缩、糖酵解等生物过程,引起秦川牛肉品质变化;宰后初期蛋白酶体通过消耗能量物质分解代谢蛋白调控生物途径,后期能量物质耗尽,蛋白酶体可能通过糖酵解提供的能量以及非ATP依赖型蛋白酶体亚基,实现对宰后蛋白质的分解代谢,最终影响秦川牛肉的品质。

基于TMT技术的牦牛妊娠期血清蛋白质组学分析

为了探究妊娠期内牦牛血清的蛋白质组特征,筛选并分析差异表达蛋白质(DEPs)在牦牛妊娠维持中的作用。本研究选择9头4岁半至6岁龄健康状况良好且当年未产犊的自然发情母牦牛进行人工授精(AI)。在AI后第30、60及90天采集其血清样品,并对授配母牦牛进行妊娠诊断。依据诊断结果将采集的样品进行回顾性分组,即妊娠第1、2、3月组及未妊娠组(未妊娠组样品来自AI后90天经妊娠诊断确诊为未孕的牦牛个体),每组样品3个生物学重复。利用串联质谱标签(TMT)技术对牦牛血清样品的蛋白表达情况进行定量分析,筛选差异表达蛋白,并对其进行GO功能富集和KEGG通路等生物信息学分析,进一步筛选与牦牛妊娠维持相关的潜在蛋白。结果显示,在4组牦牛血清蛋白样品中共获得497个蛋白,以差异倍数≥1.2或≤0.83,且P<0.05为条件筛选,共筛选到68个差异蛋白。GO功能富集和KEGG通路分析显示,这些DEPs在代谢、免疫系统、粘附、生物调节等生物学过程以及补体与凝血级联、金黄色葡萄球菌感染等与炎症和免疫途径相关的通路有明显富集。值得注意的是,妊娠期各组间差异蛋白富集通路中均包含有PI3K-Akt、Rap1、MAPK等与生殖相关的信号通路。DEPs中IGFBP2、FGG、B2M、PDIA4、AZGP1的表达具有随妊娠时间的延长而连续上调的趋势,且这些蛋白在妊娠第3月表达量显著高于未妊娠状态。研究结果表明,牦牛妊娠早期存在明显的血清蛋白组的变化。这些DEPs分别在促进细胞粘附与增殖、母胎血管生成、维持母体代谢与免疫平衡等过程中起到重要作用。尤其是IGFBP2、FGG、B2M、PDIA4、AZGP1可能通过参与调节胎盘生长发育、免疫应答和脂质代谢等过程,在牦牛妊娠维持中发挥着重要作用。研究结果为进一步探明牦牛维持妊娠过程的调控机制提供了基础资料。

蛋白质组学技术在干眼研究及针刺治疗干眼中的应用

干眼是指由泪液的质、量和动力学异常等原因导致的泪膜稳定性下降或眼表微环境失衡,造成多种眼部不适甚至视功能障碍。其发病机制复杂,目前治疗尚局限于缓解症状,保护视功能。针刺治疗干眼有效,但作用机制尚未完全明确。蛋白质组学技术能系统全面反映蛋白质的功能、结构以及相互作用关系,将蛋白质组学技术应用于针刺治疗干眼的研究,不仅可从不同病因病程揭示干眼蛋白质水平的动态变化,寻找潜在生物标志物,还能系统挖掘针刺治疗干眼的调控机制,为针刺治疗的理论研究和针刺作用的基础研究提供依据。本文旨在探讨蛋白质组学在干眼临床和基础研究中的潜在应用价值,为干眼的诊疗及针刺机制研究提供科学有效的思路。

基于TMT标记定量蛋白质组学技术研究老龄肾阳虚证患者血浆差异蛋白的变化及意义

目的:基于TMT标记定量蛋白质组学技术挖掘老龄肾阳虚患者的血浆差异性表达蛋白的变化及意义。方法:收集8例符合中医辨证的老龄肾阳虚证患者及8例同年龄段健康者的血浆样品,分别在两组中随机挑选3例血浆样品,通过TMT蛋白质组学技术进行蛋白质定量分析并筛选出差异表达蛋白,对差异表达蛋白进行GO富集和KEGG富集分析,通过蛋白互作网络分析筛选出差异表达蛋白中的重要蛋白,然后将其中与阿尔茨海默病(AD)具有相互作用的蛋白在另外5例老龄肾阳虚患者和5例同年龄段健康人中进行ELISA验证。结果:老龄肾阳虚患者组与同年龄段健康人组对照共得到83个差异表达蛋白,其中73个上调,10个下调。差异表达蛋白涉及糖酵解、蛋白折叠等生物过程,胞浆、胞外空间等细胞成分,钙黏蛋白结合、蛋白结合等分子功能;涉及丙酮酸盐代谢、AD、雌激素信号通路、胰高血糖素信号通路等。与AD发生发展可能相关的蛋白验证表明,老年肾阳虚患者血浆中钙蛋白酶-1(Calpain1)、α-突触核蛋白(α-synuclein)表达显著高于对照组(P<0.05)。结论:老龄肾阳虚患者与同年龄段健康者血浆之间存在差异性蛋白表达,其中Calpain1和α-synuclein与AD的发生发展有关,为探索老年肾阳虚易患AD提供分子机制,在中医治未病中发挥重要作用。

基于蛋白质组学研究西瓜接穗对嫁接苗根系生长的影响

为研究嫁接苗中西瓜接穗对南瓜砧木根系生长的影响,以西瓜品种‘早佳8424’、南瓜品种‘伟砧1号’为试验材料,设置两个嫁接组合,西瓜/南瓜(W/P)和南瓜/南瓜(P/P),采用贴接法嫁接,并以不嫁接的南瓜自根苗(P)为对照,采用iTRAQ技术对W/P、P/P嫁接苗及P的根系蛋白质组进行全面分析和比较。结果表明W/P和P/P嫁接苗的砧穗愈合良好,但在愈合期结束后,W/P嫁接苗的地上部和根系生长最为缓慢。iTRAQ结果表明相较于P,W/P根系中共鉴定到194个差异丰度蛋白,其中上调蛋白135个、下调蛋白59个;相较于P/P,W/P根系中共鉴定到54个差异丰度蛋白,其中上调20个、下调蛋白34个。这些差异丰度蛋白主要富集在羧酸代谢、碳水化合物代谢、逆境胁迫响应等过程。W/P嫁接苗的根系中参与蔗糖代谢、糖酵解和三羧酸循环的酶,如蔗糖合成酶、果糖激酶、丙酮酸激酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶等丰度显著低于P/P和P。W/P嫁接苗的根系中胁迫相关蛋白的丰度显著升高,包括多个类乳胶蛋白、苯丙氨酸解氨酶、水孔蛋白等。说明W/P嫁接苗中西瓜接穗可抑制砧木根系中的碳水化合物代谢、促进根系的逆境胁迫响应。

基于蛋白质组学和代谢组学分析初步探讨苯并(k)荧蒽致小鼠生殖损伤的作用机制

目的通过蛋白质组学和代谢组学探究苯并(k)荧蒽[Benzo(k)fluoranthene,BkF]对雄性小鼠生殖损伤潜在的作用机制。方法选取20只健康清洁级6周龄雄性昆明小鼠[体质量(18±2)g],按完全随机分组分为对照组、低剂量BkF组(7.5 mg/kg)、中剂量BkF组(15 mg/kg)、高剂量BkF组(30 mg/kg),每组5只。对照组灌胃给予玉米油,低、中、高剂量BkF组分别给予7.5、15.0、30.0 mg/(kg/d)剂量的BkF,按照10 mL/kg的体积,经口连续灌胃35 d生精周期。每周5 d进行灌胃,连续5周。建模完成后,轻断食10 h进行取材。采用计算机辅助精子分析(computer-assisted sperm analysis,CASA)软件检测分析精液参数;HE染色分析睾丸组织病理结构;采用生物信息学技术分析差异蛋白通路;采用火山图分析高剂量BkF组和对照组差异表达前10的蛋白质;液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)非靶向代谢组学技术,筛选出差异代谢物;通过KEGG及KEGG信号通路注释分析和GO富集分析差异代谢物。结果与对照组比较,BkF处理的小鼠精子数量和活力有下降趋势,差异具有统计学意义(P<0.05)。病理切片结果显示,与对照组比较,BkF处理的小鼠生精小管管腔扩张,生精细胞排列紊乱。蛋白质组学检测睾丸组织蛋白水平,发现Spata46、Rab5b等蛋白水平降低,Zscan21、Aifm2等蛋白水平升高(P<0.01)。蛋白质组学京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopeclia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析显示,其主要涉及吞噬体、蛋白质输出、核糖体等通路。基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析显示其主要涉及雄性减数分裂Ⅰ、组蛋白乙酰化、p53信号通路的调控、细胞周期的正向调节、细胞死亡的正向调节等信号通路。代谢组学KEGG显示发现氨基糖和核苷酸糖代谢与其他代谢途径联系最为密切。结论蛋白质组学和代谢组学分析结果表明BkF暴露与精子生成、细胞凋亡和周期、DNA损伤、氨基糖和核苷酸糖代谢等相关。

基于4D-DIA蛋白质组学分析肺腺癌骨转移与非骨转移患者的血清差异蛋白

目的:基于深度血液4D-DIA蛋白质组学分析,寻找肺腺癌骨转移组与非骨转移组的差异蛋白,为肺腺癌骨转移诊断治疗提供新线索。方法:采用4D-DIA蛋白质组学技术,纳入6例肺腺癌非骨转移(lung adenocarcinoma non-bone metastases, LUADNBM)及6例肺腺癌骨转移(lung adenocarcinoma bone metastasis, LUADBM)患者进行血清蛋白质组学分析。以表达倍数(fold change, FC)>1.5倍(上调大于1.5倍或下调小于0.67倍)且P值<0.05(T-test或其他)为标准,得到比较组间的上调、下调蛋白质数目。对两组间的可定量蛋白进行基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)。应用String网站和R语言对差异蛋白进行主成分分析(principal component analysis,PCA)、基因本体论(gene ontology,GO)分析和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路数据库分析。结果:LUADNBM组与LUADBM组间比较发现2 585个可定量蛋白,其中18个差异蛋白。GSEA结果显示,可定量蛋白主要富集在真核翻译延伸阶段、SARS-CoV-2主要翻译机制通路(P<0.05)。PCA结果显示,差异蛋白可明显区分LUADNBM与LUADBM患者。GO分析结果表明,差异蛋白主要富集在高尔基管腔和细胞外基质,在皮肤硫酸盐蛋白聚糖的生物合成和代谢过程以及硫酸软骨素的分解代谢和生物合成中发挥重要作用;KEGG结果表明:上调蛋白主要富集在近端小管碳酸氢盐回收、胆汁分泌、N-聚糖生物合成、胰岛素分泌、醛固酮的合成和分泌等通路;下调蛋白主要富集在神经退行性疾病的途径,如阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、脊髓小脑性共济失调等。结论:肺腺癌骨转移组与非骨转移组蛋白存在明显差异,通过发现新型蛋白标志物为早期筛查诊断骨转移提供新线索。

剥脱综合征患者房水蛋白质组学分析

目的分析剥脱综合征(XFS)患者房水蛋白质的表达差异。方法收集2020年6月至2021年1月在和田地区人民医院拟行手术治疗的维吾尔族年龄相关性白内障患者和XFS伴白内障患者各10例,分别作为白内障组和XFS组。术中借助超声乳化手术通道吸取前房中部50~100μl房水。通过非标记定量蛋白质组学质谱分析技术对房水中提取的蛋白进行分析,以白内障组作为对照组,并根据P<0.05、差异倍数>1.5的标准筛选得到XFS组的差异表达蛋白。通过基因本体论(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析来探讨XFS组差异表达蛋白的功能及调控信号通路。结果与白内障组相比,XFS组共鉴定出25个差异表达蛋白,这些蛋白主要涉及细胞黏附、受体、水解酶、分子运输等。表达下调的蛋白有14个,包括补体H因子相关蛋白1(CFHR1)、内质网分子伴侣BiP(HSPA5)、双糖链蛋白多糖(BGN)、FRAS1相关的细胞外基质蛋白2(FREM2)、血红蛋白亚基δ(HBD)、血红蛋白亚单位γ1(HBG1)、棕榈酰蛋白水解酶2(PPT2)等。表达上调的蛋白有11个,包括转化生长因子结合蛋白2(LTBP2)、极低密度脂蛋白受体、层粘连蛋白亚基α2(LAMA2)、凝血因子Ⅸ(F9)等。其中,FREM2为XFS组差异表达最显著的蛋白,其在XFS组个体样本中表达水平基本一致。GO分析显示,这些差异蛋白主要定位于胶原蛋白的细胞外基质、结合珠蛋白-血红蛋白复合物、血浆脂蛋白颗粒和溶酶体腔;分子功能和生物学过程显示,HBD和HBG1参与细胞解毒过程,PPT2参与水解酶活性,BGN和LTBP2参与糖胺聚糖结合。KEGG信号通路分析显示,CFHR1和F9参与补体和凝血级联通路;FREM2和LAMA2参与细胞外基质相互作用通路。结论XFS的进展可能与细胞外基质蛋白的改变、血-房水屏障破坏以及潜在的炎症反应有关。显著下调的FREM2可能作为XFS潜在的生物学标志物。

应用蛋白质组学探索2型糖尿病增殖期视网膜病变潜在生物标志物

目的利用同位素标记相对和绝对定量(isobaric tag for relative and absolute quantification,iTRAQ)蛋白质组学技术,分析糖尿病增殖期视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy,PDR)患者与糖尿病无视网膜病变患者(diabetes patients without retina diseases,NDR)之间蛋白表达的差异,寻找PDR的候选血清标志物。方法收集2016年至2017年首都医科大学附属北京同仁医院内分泌科住院的PDR患者21例,以及性别年龄匹配的NDR患者21例。患者血清样本混匀后提取蛋白,采用iTRAQ标记,并进行液相质谱-串联质谱检测(liquid chromatograph-mass spectrometer and mass spectrometer,LC-MS/MS)分析,筛选出差异蛋白行基因本体论(Gene Ontology,GO)数据库功能富集及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome,KEGG)通路显著性富集分析。对相对定量结果进行独立样本t检验,通过差异倍数(fold change,FC)和P值判定蛋白表达量变化。结果以差异倍数>1.2倍(上/下调),P值≤0.05为标准,筛选出差异蛋白29个,其中PDR组上调蛋白8个,下调蛋白21个。通过对差异蛋白的GO功能显著性富集分析,结果显示,差异基因的功能可分为生物过程、细胞组分和分子功能三个板块。差异表达基因功能涉及生物调节、细胞组成、细胞代谢过程、细胞结合和催化活性等方面。KEGG通路显著性分析显示,上调最为明显的血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme,ACE)参与肾素-血管紧张素系统(renin angiotensin system,RAS)、肾素分泌等通路,上调蛋白——胰岛素样生长因子I(insulin like growth factor I,IGF-1)参与HIF-1、FoxO、mTOR、PI3K-Akt和AMPK等多条与代谢相关的信号通路。下调显著的蛋白——肌球蛋白6(myosin-6)参与心肌细胞收缩和信号传导通路。结论采用iTRAQ蛋白质组学分析显示,PDR患者与NDR患者存在多种蛋白表达差异,ACE、IGF-1和Myosin-6有望作为糖尿病视网膜病变候选血清诊断标志物,未来可能为PDR的诊断和治疗提供新的靶点。