基于label-free定量蛋白质组学方法筛选沉默CHAF1B基因后心肌细胞差异表达蛋白及调控网络分析

目的分析沉默染色质装配因子1亚基B(chromatin assembly factor 1 subunit B,CHAF1B)基因后心肌细胞中差异表达蛋白,预测CHAF1B基因调控网络,为寻找促进心肌细胞修复的潜在治疗靶点提供参考。方法采用转染和蛋白质印迹法筛选沉默CHAF1B基因的有效小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)。应用有效siRNA沉默人源心肌AC16细胞CHAF1B基因后,采用细胞活力检测方法检测细胞活力;提取总蛋白质进行定量、还原、烷基化和胰蛋白酶裂解成肽段,利用高效液相串联质谱法鉴定肽段;搜索UniProt蛋白库筛选差异表达的蛋白质进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集和蛋白质互作网络(protein-protein interaction networks,PPI)分析。结果siRNA有效沉默CHAF1B基因后,心肌细胞存活明显受到抑制;label-free定量蛋白质组学方法鉴定结果显示,共有69个差异表达蛋白质,其中50个表达显著上调(差异倍数≥2,P<0.05),19个表达显著下调(差异倍数≤0.5,P<0.05)。GO分析显示,差异表达蛋白质主要参与大分子复合亚基体、细胞组分生物合成和组装等生物学过程,分布在细胞质和囊泡等区域,发挥蛋白质结合等分子功能。KEGG通路富集和PPI分析显示,差异表达蛋白质参与的信号通路包括蛋白酶体、氨酰tRNA生物合成、胞吞、嘧啶代谢和氨基酸生物合成等10条信号途径;表达显著上调的蛋白质如蛋白酶体亚单位A2和B7、26 S蛋白酶体调节亚单位6B和10B参与蛋白酶体途径,丝氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺和赖氨酸tRNA合成酶介导氨酰tRNA生物合成;表达显著下调的蛋白质包括骨架相关蛋白2/3复合体亚单位3和热休克70蛋白1样参与胞吞作用,核糖核苷-二磷酸还原酶大亚基介导嘧啶代谢等通路。实时荧光定量聚合酶链式反应结果证实,转染CHAF1B siRNA后心肌细胞中合成骨架相关蛋白2/3复合体亚单位3的基因ARPC3和氨酰tRNA生物合成关键基因QARS1的mRNA水平均显著降低。结论CHAF1B为心肌细胞存活的关键蛋白质,参与调控心肌细胞的胞吞和氨基酸生物合成等多种生物学过程,参考其调控网络可帮助寻找促进心肌细胞修复的干预环节。