应用iTRAQ蛋白组技术筛选增生性糖尿病视网膜病变防治靶点的研究

目的探讨采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术的蛋白组学分析筛选增生性糖尿病视网膜病变(PDR)患者与玻璃体混浊患者玻璃体液之间差异表达蛋白的可行性,寻找PDR防治的新靶点。方法实验研究。收集2016年9月至2017年11月在天津医科大学眼科医院就诊的PDR的患者28例,随机数字表法随机分为2个PDR组,每组14例;另将诊断为玻璃体混浊的患者4例作为对照组,随机分为2个对照组,每组2例。PDR患者与玻璃体混浊患者的平均年龄分别为52和64岁。将每组患者的样本混合后提取蛋白,行iTRAQ标记,根据液相质谱-串联质谱检测(LC-MS/MS)分析结果,行差异蛋白分析及相应蛋白基因本体论(GO)数据库功能富集及京都基因与基因组(KEGG)数据库通路图显著性富集分析。对玻璃体液蛋白谱的相对定量结果进行独立样本t检验,结合差异倍数(FC)和P值判定蛋白表达量变化。结果根据不同患者的玻璃体液蛋白表达谱信息,发现其间共存在26个差异表达蛋白,PDR包括7个上调蛋白和19个下调蛋白,如视黄酸受体反应蛋白2(Chemerin)(PDR1组=85.0,PDR2组=83.0,对照1组=119.6,对照2组=120.2,FC=0.710,P=0.001)、轴突生长导向因子4B(Semaphorin 4B,Sema 4B)(PDR1组=64.4,PDR2组=68.8,对照1组=135.4,对照2组=146.0,FC=0.473,P=0.023)、载脂蛋白B(Apolipoprotein,ApoB)(PDR1组=104.4,PDR2组=106.6,对照1组=89.0,对照2组=85.3,FC=1.211,P=0.024)和热休克蛋白70(Heat shock protein 70,HSP70)(PDR1组=69.3,PDR2组=75.0,对照1组=137.7,对照2组=138.3,FC=0.523,P=0.026)与PDR的发生发展密切相关。通过对差异蛋白的GO功能显著性富集分析显示,差异基因的功能划分为生物过程、分子功能及细胞组分形成3大板块。差异表达基因功能涉及细胞代谢过程、有机氮化合物代谢过程、碳水化合物衍生物代谢过程及转移酶活化、跨膜信号受体活化等诸多方面。KEGG Pathway显著性富集分析结果显示,Chemerin参与的蛋白激酶B(Akt)信号通路,Sema 4B参与的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)信号通路,及缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)信号通路在2个组玻璃体液间存在差异。结论应用iTRAQ标记结合LC-MS/MS定量蛋白组学为筛选有生物学意义的差异表达蛋白提供良好的平台,进而为差异蛋白定量检测及低丰度差异蛋白筛选奠定基础。Chemerin、Sema 4B、ApoB和HSP70可作为PDR防治的新靶点。