血栓性疾病蛋白质组学的研究进展

刘晓霞，康　娅，刘　聪，倪　艳，岳永花(综述)，郝旭亮(审校)

(山西省中医药研究院中药方剂研究所，太原 030012)

血栓性疾病蛋白质组学的研究进展

刘晓霞△，康娅，刘聪，倪艳，岳永花(综述)，郝旭亮※(审校)

(山西省中医药研究院中药方剂研究所，太原 030012)

摘要：血栓性疾病是目前人类死亡的最主要原因之一，由于其发病机制尚未明确，以致病死率居高不下。蛋白质组学技术可以高通量地对比健康、疾病及给药后蛋白质表达谱的变化，有效地进行疾病标志物及药物靶点的筛选和鉴定。随着蛋白质组学研究方法的建立和发展，蛋白质组学技术在动脉血栓、静脉血栓疾病的诊断、治疗等方面发挥越来越重要的作用。该文就血栓性疾病蛋白质组学技术的研究进展予以综述。

关键词:血栓性疾病；动脉血栓；静脉血栓；蛋白质组学技术

血栓形成和血栓栓塞两种病理过程所引起的疾病，临床上称为血栓性疾病，主要包括动脉粥样硬化血栓、静脉血栓、外周动脉血栓[1]。由于目前血栓性疾病发病机制尚未明确，因此对其的早期诊治还不十分满意。蛋白质组学技术的应用为血栓性疾病提供了新的诊断方法和治疗策略。每一种疾病的发生都是特定蛋白质群体在不同时间和空间出现，并发挥不同作用的结果。从血栓性疾病相关蛋白质的整体、动态、网络研究探讨血栓性疾病发生过程中蛋白质的所有特征性变化，从而更加深入地探索其发病机制，发现新的生物标志物，研发新药等。现就近年来蛋白质组学在血栓性疾病方面的研究进展予以综述。

1动脉血栓

动脉血栓形成主要累及心血管、脑血管和外周动脉血管(下肢动脉、肾动脉等)，这些部位的血栓大多是在动脉粥样硬化斑块破裂的基础上形成的，即血管内壁损伤使血小板聚集导致血栓形成，严重时可导致心肌梗死、脑梗死和急性下肢缺血、坏死等[1]。

1.1动脉粥样硬化血栓已有研究证实，氧化应激导致的动脉粥样硬化与破骨细胞相关受体(osteoclast-associated receptor，OSCAR)密切相关[2]。Goettsch等[3]采用细胞稳定氨基酸同位素标记的蛋白质组学方法对OSCAR的功能进行研究，成功检测到4975个特征蛋白；OSCAR过表达调节145，沉默调节110，这些蛋白主要参与细胞增殖、炎症反应和细胞间信号转导；研究结果表明，血管内皮细胞衍生的OSCAR参与信号转导及转录激活因子(signal transducers and activators of transcription，STAT)信号通路和单核细胞的黏附。STAT3在血管损伤重构时，能促进上皮细胞再生并增加肺动脉内皮细胞的抗凋亡活性[4]，抑制内皮细胞功能障碍和长期摄入酒精后引起的炎症[5]，即激活OSCAR所产生的抗动脉粥样硬化作用可能通过调节STAT3的激活发挥作用。de la Cuesta等[6]采用激光显微切割分离内膜，通过差异荧光凝胶电泳分析比较粥样硬化前后的冠状动脉和桡动脉，结果发现，有13个蛋白表达发生变化(7个蛋白表达上调，6个下调)，这些差异表达蛋白涉及血管平滑肌细胞的迁移能力、细胞外基质成分、固缩、凋亡、热激反应和内部斑块出血沉积等，说明动脉血管内膜的蛋白变化可以作为早期诊断动脉粥样硬化的依据。早在2008年，Arias-Salgado等[7]进行了动脉血栓和缺血性动脉血栓患者血小板蛋白质组学的研究，结果显示，大多数差异蛋白与细胞骨架的改变有关，其中患者血小板蛋白质组中有3个蛋白表达减少，4个蛋白表达增加。Banfi等[8]采用双向电泳结合质谱技术，研究冠状动脉疾病血小板蛋白质的表达差异，发现了能量代谢蛋白(lactate dehydrogenase、2-OXO-glutarate dehydrogenase)、细胞支架(lambda actin、coronin 1β、PPpieckstrin)和蛋白降解(psb8)共6个差异蛋白。Moxon等[9]采用二维电泳和免疫印迹的方法对动脉血栓的血小板蛋白进行研究，结果发现，整合素连接激酶、果糖二磷酸醛缩酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶在动脉血栓患者血小板中表达减少，肌动蛋白结合蛋白、p57、非肌层肌球蛋白重链、M2丙酮酸激酶同工酶、磷酸甘油酸激酶表达增加，这些蛋白与细胞骨架组织的稳定性和蛋白水解的增加有关，提示这些蛋白变化可能与冠状动脉疾病的发生、发展过程密切相关。

1.3脑梗死有学者采用表面增强激光解吸飞行时间质谱及蛋白质芯片技术对脑梗死患者与健康对照者的血浆蛋白质进行比较研究，实验中以发现的13个潜在标志物组成的血浆蛋白质谱为诊断模型,可很好地区分脑梗死组与正常对照组，具有较高的敏感性和特异性；其中由质荷比分别为2667，5914及6890的3个潜在标志物所组成的诊断模型,能100%区分急性脑梗死患者与正常对照者，为急性血栓性疾病的标志物研究奠定了基础[12-13]。

2静脉血栓栓塞

静脉血栓栓塞包括深静脉血栓形成(deep vein thrombosis，DVT)和肺栓塞。由于早期临床表现少，静脉血栓栓塞的发病率很高，而发现率非常低，往往会导致严重的后果。

2.1DVTFlores-Nascimento等[14]利用强阳离子柱分离和电喷雾质谱技术，研究自发近端静脉血栓患者与健康者的血浆蛋白表达差异，发现患者血浆蛋白中含有C4a血浆蛋白酶(参与炎症和免疫反应，有可能参与DVT过程)、间α胰蛋白酶抑制剂(与DVT患者炎性状态有关)、重链H抑制剂和血清淀粉酶A(在有炎症反应时比正常情况增加1000倍，导致炎性因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1和白细胞介素6增加)。邓晋京[15]采用双向电泳和质谱技术分析比较大鼠肢体创伤后血栓形成组和无血栓组血清中蛋白质组的变化情况，发现并鉴定出7个差异蛋白，即补体因子B、视黄醇结合蛋白、谷胱甘肽过氧化物酶3前体、补体C4、补体因子C3、A链大鼠甲状腺素和α-2U球蛋白前体。姚黎清[16]用双向凝胶电泳及酶联免疫吸附等技术研究大鼠股静脉血管壁组织和人血液中的血栓性蛋白,发现白细胞介素1β、白细胞介素6、分析组织蛋白酶D、分析组织蛋白酶G、α2巨球蛋白表达上调与DVT形成高度相关。这些蛋白可能为DVT及其并发症的诊断提供一定的依据。为了研究微粒与血栓疾病的关系，Ramacciotti等[17]采用同位素绝对与相对定量联合双向电泳-液相-质谱/质谱技术对DVT微粒的蛋白质组进行研究，发现在DVT患者血浆中半乳糖凝集素3结合蛋白、α2巨球蛋白表达增加，而包括纤维蛋白原β和γ链前体的9种蛋白表达明显减少。这些蛋白可能通过放大炎症反应、微粒生成、抑制纤维蛋白溶解影响血栓形成。Diaz等[18]也发现，半乳凝集素3结合蛋白在DVT微粒中高表达，且P选择素与DVT的形成密切相关。Piersma等[19]采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳结合液质联用技术对血小板来源颗粒及细胞微粒蛋白质组进行研究，共鉴定出716种可能参与肿瘤侵袭、血管重构等重要过程的蛋白质，如胸苷磷酸化酶和玻连蛋白都是促进血管生成的蛋白质，血管生成素1能促进血管内皮细胞增殖，为其Tie-2受体的特异性配体。可见，血小板来源细胞微粒可能参与炎症过程、血栓形成、动脉粥样硬化等过程[20]。

2.2肺栓塞李圣青[21]采用大鼠急性肺栓塞模型,利用双向电泳技术串联生物质谱鉴定技术,寻找肺栓塞前后肺组织和血清中差异表达蛋白,应用图像分析得到的46个差异表达蛋白中有32个得到鉴定,它们分别与肺组织的血管和气道平滑肌收缩、肺组织内胶原代谢、组织细胞损伤、毒性物质代谢、血压调节、红细胞的分化、有氧代谢、维持机体酸碱平衡密切相关。这些差异表达蛋白分子的鉴定为进一步明确肺栓塞病理生理变化的分子机制奠定了基础。Watts等[22]应用一维电泳和超高效液相色谱串联质谱技术对肺栓塞后的微粒蛋白进行研究，发现纤连蛋白前体、纤维蛋白原α，β、γ血管假性血友病因子和一些巨噬蛋白在肺栓塞后的微粒蛋白中高表达，触珠蛋白前体蛋白低表达。这些发现更进一步说明了肺栓塞与微粒蛋白的特征变化关系。这些特征蛋白也许可以作为肺栓塞的早期标志物，也可能成为治疗的新靶点。

3蛋白质组学在血栓性疾病的应用前景

应用蛋白质组学技术可以发现生理和病理状态下血栓性疾病导致的蛋白变化，从细胞分子水平上阐明血栓性疾病的发病机制，为疾病治疗和新药研发提供新的手段和思路。尽管现在很多血栓性疾病特征性蛋白的发现，为临床诊断、治疗带来了希望，但是，这些特异性蛋白要真正成为血栓性疾病的临床诊断指标还需要经过漫长的临床验证过程。随着蛋白质组学技术的进步,修饰蛋白质组学、亚细胞蛋白质组学等在血栓性疾病中的广泛应用，血栓性疾病研究的深入和临床验证工作的进一步开展，相信会有高特异性、高敏感性蛋白应用于临床，为重大疾病发病机制的探讨、疾病诊断和治疗、鉴别分期及药物治疗监测等提供帮助[23]。现在，应用蛋白质组学技术发现的蛋白靶点与单克隆抗体结合用于治疗疾病的研究已经展开[24-25]。

4小结

随着基因组测序的完成，蛋白质组学热浪掀起了后基因组时代的序幕，也逐渐成为研究者研究各类疾病的关键方法。随着蛋白质组学技术的进步以及在血栓性疾病中的广泛应用，血栓性疾病的发病机制将得到更深入的了解，并可能从蛋白质水平找到干预疾病发生和发展的新途径，为临床早期诊断和用药提供依据。蛋白质组学技术的广泛应用将为血栓性疾病的治疗开拓一个全新的领域。

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Progress of Research into Proteomics of Thrombotic Disease

LIUXiao-xia,KANGYa,LIUCong,NIYan,YUEYong-hua,HAOXu-liang.

(ResearchInstituteofMateriaMedicaFormulas，TraditionalChineseMedicineInstituteofShanxiProvince，Taiyuan030012，China)

Abstract:Thrombotic disease is one of the main causes of human death in the world.It has high mortality due to the limitation of the understanding of the pathogenesis.Proteomic techniques can realize high-throughput contrast of the protein expression spectrum between the healthy,ill and postmedication state.It can screen and identify the markers of thrombotic disease efficiently.Along with the establishment and development of proteomics research methods，proteomic techniques are playing an increasingly important role in the diagnosis of arterial thrombosis，venous thrombosis,mechanism and drug treatment.Here is to make a review of the application of proteomic techniques in the research of thrombotic disease.

Key words:Thrombotic disease; Arterial thrombosis； Vein thrombosis； Proteomics technology

收稿日期：2014-08-15修回日期：2014-10-31编辑：郑雪

基金项目：国家自然科学基金(81274132)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.10.006

中图分类号:R543

文献标识码:A

文章编号：1006-2084(2015)10-1743-03