蛋白质组学概述及其对于高血压病的应用研究

朱丽娟　聂文婷　张世君

[摘要]蛋白质组学通过对机体结构和功能蛋白表差异性的研究来揭示不同疾病和药物作用于机体的可能分子学机制。本文通过对其概念的论述及其对疾病特别是高血压病的研究，展示了蛋白质组学作为新型研究模式，在中医药研究中的价值和潜力，能够为临床治疗提供可靠的科研基础。

[关键词]蛋白质组学；高血压病；现代研究

1 蛋白质组学的内涵以及其对疾病的研究

1.1 蛋白质组学的内涵

蛋白质组（proteome）对应的词组是基因组（gene）。众所周知：每个细胞体内都包含有完整的基因组，这些基因在生物体内部伴随着生物体的生长发育进行表达，不同阶段表达出来的蛋白质种类与功能都存在差异，但是能够满足生物体在其不同生长发育过程中的多重需要，如此，记录这些不同阶段表达出来的蛋白质信息的一组物质成为蛋白质组。同时，我们将这种在不同阶段呈现出差异性的蛋白质组又称功能蛋白质组。虽然生物体的所有细胞体内的基因组相同，但是由于其选择表达，却有不同的功能蛋白质组。而与之相对应的概念是结构蛋白质组，即基因组理论上所能够编码的所有蛋白质的总和。多种因素可以导致机体的某些结构、功能蛋白质组在其不同地方，具有不同的组织特异性、年龄特异性、分化特异性和生理特异性。不同的条件下的蛋白质种类，呈现不同的结构特异性。而這种不同阶段的表达，却也有规律可循，因为生物体的同一组织器官或同一类型的组织细胞具有相同或近似的功能蛋白质组种类。

国外研究者Wilkins提出所谓的蛋白质组指的是由于细胞里的基因在生物体内分化，分裂，进而选择性表达的蛋白质数量与种类的总和，基因的表达不论在生物的内环境里处于何种状态，都与内环境是否适合表达无关，它是生物体注定发生的生物学行为。表达的宏观表现就是产生不同种类与功能的蛋白质，因此这些表达的产物能够决定生物体细胞、组织等的类型，并且通过调节细胞的功能参与进生物体内的不同生理或病理进程。

1.2 蛋白质组学对机体的功能性研究

从上可知，蛋白质组学（proteomics）是研究生物体中细胞、组织，器官以及不同的基因表达出的不同的蛋白质生物学组成、机体内部定位，不同的生物学变化功能及其生物体内部相互作用规律的科学。人们对其研究的内容从组成、定位等一些表象研究拓展到生物体内部的一些表达功能的改变，进而对生物体的某些疾病做出治疗，比如通过研究蛋白质的表达、功能模式，进一步探索某些治疗手法与途径在疾病中的作用机制。而分析鉴定蛋白质组组成是其他各种研究的基础与主要方向。这就要对蛋白质组进行表征分析测量，得出规律结论，其中包括了相当复杂的内容：蛋白质的分离、鉴定及图谱化，同时重点找出药物对疾病的药物、毒理研究等不同部分。高血压病是现代人常见的病之一，随着人类基因组计划的完成，越来越多的研究以蛋白质组学为工具对其不同的药理作用和复杂的病理进程进行探索。

2 蛋白质组学对于高血压病的动物模型研究

随着疾病研究的不断进展，国内外将对高血压的探索集中在发病的机制以及治疗新方法上，主要通过建立动物模型进行探索。刘丽等对选取高血压模型动物，并对大鼠的易患高血压病与不易患高血压病的蛋白质表达差异进行统计，同时探索这些差异性在左室肥厚中的不同的表达作用，结果显示：上调，下调的蛋白质分别为14个和3个。经NCBI数据库检索后发现：上调蛋白质种类包括：肌球蛋白轻链、心肌A肌动蛋白蛋白原、B肌球蛋白重链、3磷酸甘油醛脱氢酶等，而下调蛋白主要为H转运ATP合成酶、卜三脂酰辅酶A脱氢酶等。

Jin，Wlliams等进一步对SHR大鼠心肌蛋白特异性表达进行研究，与Wistar大鼠相比，表达的蛋白质差异点有20个，13个点与SHR大鼠早期血压高几率的高低有直接关系。后期7个点的高表达蛋白，这可以被大鼠血管紧张素转换酶抑制剂，进而比较容易产生高血压病的几率。

金贤等研究人员分别训取SHR和WKY大鼠训练1周与20周相比较，得出的结果是SHR组心肌肥厚，继而血压升高。与这种情况相应，得出表达差异蛋白点有27个，这些蛋白多参与到机体的能量代谢、线粒体的磷酸化以及氧化应激过程中。

3 蛋白质组学在高血压病血管和组织损伤中的研究

Hovmg S等建立了高血压病的动物模型并对其主动脉进行研究。将Fischcr和Brown Nor-way（BN）鼠分对照组和干预组，结果显示对BN大鼠进行L-NAME干预后能够明显抑制其血管重构。卞玉兰等州以SHR大鼠胸主动脉为研究对象。用软件对凝胶图进行分析发现在120的分子量以内，总共1870个点匹配，其中有23个点在实验组大鼠中实现了比SHR组的高表达。这些侧面说明，对高血压模型动物的血管进行研究也能取得一定的成果，是一种可行的方法与思路。

有研究自发通过对自发性高血压卒中型大鼠进行研究表明，高龄组大鼠中基质金属蛋白的表达性最强，其次是3月龄SHR大鼠，而青年组大鼠的表达量还不及高龄组的一半。分析可知，可能原因是血压升高可引起血管内皮损伤进而引发血流内切力等的改变，改变通透性，破坏血管基底层，使血脑屏障打开。故而高龄和血压升高都可以诱发脑卒中的发生。江汉秋等通过对大鼠脑内注射凝血酶研究MMP-9、MMP-2蛋白表达的差异性，经免疫印迹法检测可知凝血酶注入后MMP-9和MMP-2的表达峰值时间均与对照组不同，推断可知其影响了脑出血、脑水肿的过程。研究人员通过对不同品系的大鼠经盐负荷处理后的血清和尿液中的蛋白质表达变化近检测，发现早期就可在SHR/SP大鼠的血清中发现硫抑素的高表达，而干预后其尿液中可发现转铁蛋白等。这提示我们在中风的初期体内的炎症反应就已经被激发，且血管通透性也随之改变。

4 蛋白质组学在中医药研究中的应用

此外蛋白质组也被广泛应用到中医药药物研发及其病理、药理、毒理机制的研究中。萧梅芳等通过研究高血压肝阳上亢证和肝阳化风证的差异表达蛋白发现，两者之间有18个差异性蛋白，主要参与细胞骨架的构建、不同代谢、细胞信号转导等，且氧化应激可通过影响二者蛋白的表达从而激活细胞的凋亡。进一步研究高血压肝阳化风和阴虚风动证的患者外周血中的蛋白质表达差异显示，有肌动蛋白、假想蛋白、纤维蛋白原α前体出现不同表达，提示了不同证型患者发病相关的蛋白和可能机制。张莺等运用平肝潜阳的药物治疗高血压肝阳上亢模型的SHR大鼠，通过分析其肾上腺蛋白质，检测了药物干预前后的差异性表达蛋白8个，为平肝潜阳法的应用提供了可能的分子机制。

5 总结与展望

蛋白质组研究作为一种新型的研究手段被广泛应用到在心血管疾病中，且获得了具有指导意义和临床价值的结果。但是，目前蛋白质组学研究的理论成果尚缺乏公认的标准，研究结果仅留在检测蛋白质技术，测定蛋白定量的不同等比较浅显的阶段，缺乏基于程度的量化标准。故今后中医药的蛋白质组学的研究，应逐步建立统一的程度量化标准，以消除不同结果问的差异，并应尽量保证研究的连续性，使其在的指导高血压病的治疗上得到更为广泛的应用。