泪液蛋白质组学在干眼中的研究进展
来源于《武警后勤学院学报(医学版)》,,29(11)
泪液蛋白质组学在干眼中的研究进展
王琼,张慧,魏瑞华,东莉洁通讯作者
(医院,眼视光学院,眼科研究所,天津)
近年来各种不同层面的生物信息测序技术和蛋白质组学技术在生命科学研究领域得到广泛应用,从而赋予生物医学强大的数据产出能力。蛋白质组意指一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组学在本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,是解析与特定疾病相关蛋白质谱的很有价值的工具,反过来,这种蛋白质谱也可能为疾病的研究带来突破,有助于在蛋白质水平上理解关于疾病的发生发展,细胞代谢等过程。运用相应的蛋白质组学技术可快速、高通量筛选与人类疾病有关的蛋白,通过生物信息学的分析,有助于发现在疾病过程中表达及功能发生改变的特异性蛋白分子,并将其作为致病机制研究的突破点,或作为疾病早期诊断或预后评估的生物标志物或药物治疗的潜在靶位。因此,蛋白质组学在疾病的机制研究、早期检测、诊断和治疗等方面具有潜在的应用前景。
泪液在多种眼病的生物标志物检测中发挥着越来越重要的作用。近年来,随着科技的进步和蛋白质组学技术的飞速发展,以及泪液易获取且无创的优势,使泪液蛋白质组学取得了一定的成效。采用蛋白质组学方法对各种不同眼病患者和正常人泪液中的蛋白质谱进行对比研究,为眼病的诊断提供可靠的依据,并指导疾病的靶向治疗,从而获得更好的治疗效果,有效改善患者的预后。其中,泪液蛋白质组学在干眼研究中的应用日益广泛。
1干眼与泪液蛋白质组学干眼的患病率为5%-50%,在某些特定人群中高达75%。年,泪膜和眼表协会对干眼的定义进行了更新,把“神经感觉异常”并入了干眼的定义,即“干眼是眼表的一种多因子疾病,特征是泪膜稳态的丧失并伴有眼表症状,其病因包括泪膜不稳定、泪液高渗性、眼表炎症与损伤和神经感觉异常。”将干眼分为水液缺乏型干眼和蒸发过强型干眼,其中以蒸发过强型干眼更为常见,主要与睑板腺功能障碍(meibomianglanddysfunction,MGD)、眨眼频率降低和佩戴角膜接触镜等相关,而水液缺乏型干眼主要与泪腺功能障碍有关,如干燥综合征(Sj?grenssyndrome,SS)和泪腺缺失等有关。
年,Huang等用液相色谱耦合四极杆-轨道质谱蛋白质组学技术对中度干眼患者和正常对照者的泪液进行蛋白质组学分析,数据显示两组间的差异表达蛋白有18种,其中,8种蛋白:乳铁蛋白、溶酶菌、脂质运载蛋白1、锌-α2-糖蛋白、分泌球蛋白2A-1、恶性脑肿瘤缺失蛋白1、催泪蛋白和富含脯氨酸蛋白4在中度干眼患者中明显下降,而10种蛋白:转铁蛋白、角蛋白1、多聚免疫球蛋白受体、补体C3、S钙结合蛋白A8(SA8)、S钙结合蛋白A9(SA9)、血清类黏蛋白1、膜联蛋白A1、免疫球蛋白J多肽、27kDa热休克蛋白1则明显增加,研究结果表明干眼患者泪液中的蛋白大多数与机体应激反应相关。年,一项研究对干眼和正常者的泪液进行蛋白质组和代谢组检测,在干眼患者中总共检测到种泪液蛋白,其中种蛋白存在差异表达;功能分析表明,多种生物过程均显著表达并参与了干眼的发病机制,尤其是免疫和炎症过程。总共鉴定出种命名的代谢物,其中34种在干眼患者中显著改变,结果凸显了免疫相关蛋白和代谢物在干眼中的重要作用,而且,主要通路的调控作用,包括补体和凝血级联、糖酵解/糖异生和氨基酸代谢,也被认为参与干眼的发生发展。
相较于正常人群,干眼患者在25-35kDa范围内的泪液蛋白表达有显著性差异,其中,富含脯氨酸蛋白4的表达显著降低。这一结论在Aluru等的研究中也得到证实,并进一步提出富含脯氨酸蛋白4与干眼的严重程度密切相关。不仅如此,在Grus等的研究成果中不仅发现干眼患者泪液中炎性标志物如α1-抗胰蛋白酶的C末端片段和钙粒蛋白A等增加,还特别提及包括富含脯氨酸蛋白4在内的一些具有保护作用的蛋白如溶菌酶、富含脯氨酸蛋白3等水平降低。Perumal等将目光锁定水液缺乏型干眼和蒸发过强型干眼,分析表明上述两种类型干眼中炎症反应和免疫反应水平均显著高于正常对照组,并验证了差异表达的13个主要蛋白,包括富含脯氨酸蛋白4、ZG16B、SCGB2A1、DMBT1、PROL1、LACRT、ALDH3A1、ENO1、TF、SA8、SA9、PEBP1和ORM1等。由此可见,多项研究均