蛋白质组学在高脂血疾病诊断中的研究进展

王瑜 刘娟娟曹朝霞 刘筱 高恺 车团结＊

1兰州理工大学生命科学与工程学院，兰州 730050；2甘肃省功能基因组与分子诊断重点实验室，兰州 730030

随着人类基因组计划的完成，生命科学研究已步入后基因组时代，其主要研究对象已转变为基因组学、蛋白质组学、营养组学、代谢组学等“组学”的研究[1]。蛋白质组学（Proteomics）即以蛋白质组为研究对象的研究领域，通过研究不同生长状态或病理情况下蛋白质的差异表达，进而去揭示细胞生理和病理状态的进程与本质、对外界环境刺激的反应及细胞调控机制，同时获得对某些关键蛋白的定性和功能分析，因此，差异蛋白质组学的研究更加有针对性而且可实现性也更高，从而得到了国内外众多研究者日益增多的关注[2-3]。双向电泳(Two-dimensional electrophoresis , 2-DE)是蛋白质组学研究中的核心技术之一,广泛应用于生物学研究的各个方面[4]。

近年来，蛋白质组学的应用，将基因分析和病理分析串联起来，对疾病的准确诊断以及防治提供了很多依据。高脂血是临床上常见疾病之一，并且在其发病的同时还伴随着很多并发症。目前对高脂血症的诊断还是采用传统的诊断方法。为了能够对高脂血症进行早发现，早诊断，早治疗。本文就蛋白质组学在高脂血领域研究中所取得的一些进展进行总结，进而在此基础上运用蛋白质组学寻找高脂血症的分子标志物。

1. 蛋白质组学的应用

蛋白质组学是通过分析蛋白质的手段研究对生命物质基因表达的蛋白质水平进行定量的测定。近年来，蛋白质组学在多种疾病机理的研究中起到主要的作用，为疾病的病因和治疗提供理论依据和治疗手段[5]。研究蛋白质组的三大核心技术即双向电泳、质谱技术以及计算机图像分析与大规模数据处理技术。双向电泳技术由O'Farrell等人1975年建立，是蛋白组学研究中的核心技术之一 [6]。

从蛋白质的水平来看，疾病的早期其蛋白就已经发生了变化，或者可以说是许多疾病的而致病原因是某些蛋白缺失或者缺陷时而导致的。有研究发现[7]，疾病在其发生的不同阶段，蛋白质的水平就已经发生相应的变化，进而在蛋白的水平上影响组织、器官和机体的功能，这就导致了疾病的发生。蛋白质组学在颈动脉粥样硬化中的研究较多，通过分析不稳定斑块中的蛋白质发现一共鉴定出204个蛋白，分析到有很多蛋白参与炎症反应、应激反应、凋亡、氧化反应、蛋白酶解等生物过程，这从蛋白水平对颈动脉粥样硬化的病例损伤机制有了深入的认识 [8]。蛋白质组学在恶心肿瘤和消化系统肿瘤的诊断中起了至关重要的作用，发现了很多相关的致病蛋白[9-10]。蛋白质组学也应用在中药作用靶点、中药的栽培、中医证候本质以及中药方剂作用机理等方面[11]。结核病和艾滋病作为传染性很强的疾病，近年来通过结核病和艾滋病血液蛋白的研究，为其致病机制提供了更好的依据[12-13]，同时为疾病诊断，治疗以及防治传染奠定了基础。

2. 高脂血症疾病诊断的研究进展

高脂血症是由于体内脂质代谢紊乱致使血脂水平增高的一种病症[14]。高脂血症对人体的直接损害是加速全身动脉粥样硬化，一旦粥样斑块将动脉堵塞，就会导致严重的后果。目前，血脂异常主要通过临床日常的检查及常规健康体检来发现，常常在进行血液生化检验时才会被发现血脂异常，不能够准确、全面、快速的诊断高脂血症。而蛋白质组学的兴起及其应用为高脂血症的研究提供了新的思路与方法，在阐明疾病的发生以及药物治疗方面更具有优势，因而近年来不少学者开始运用蛋白质组学技术对高脂血症进行诊断研究。

3. 蛋白质组学在高脂血症中的研究

蛋白质不仅是多种致病因子作用于机体的靶分子,也是绝大多数药物作用于机体的靶点。有研究按照中医症候理论，通过采集高脂血症以及动脉粥样硬化瘀证、痰证以及痰瘀互阻证患者与健康对照患者的血浆样品，采用双向电泳-质谱技术对其蛋白进行分析发现有31种蛋白质与正常组存在差异，其可能与高脂血和动脉粥样硬化的发病机制有关 [15]。高脂血的并发症较多，有研究就通过蛋白质组学的方式研究高脂血合并急性胰腺炎的致病机制，主要是通过实验的方法，对大鼠进行造模，造模成功后取血浆进行双向电泳实验，筛选出相关致病蛋白，探讨了相关蛋白对大鼠胰腺的损伤机制[16]。冯亚敏[17]等人对高脂饲料喂养的高胆固醇血症小鼠和正常小鼠的肝脏蛋白运用以双向电泳为基础的蛋白质组学研究手段进行了比较分析，然后对差异蛋白进行质谱分析鉴定，再与蛋白质数据库中的小鼠肝脏标准图谱进行匹配验证。结果表明，饮食源性高胆固醇血症小鼠肝脏中的主要尿蛋白、碳酸酐酶Ⅲ及谷胱甘肽S-转移酶这三种主要差异蛋白都受雄激素调控，并且其表达明显下调，可能与饮食引起的高胆固醇血症相关，其机理仍需进一步研究。陈阳[18]等对高脂血症大鼠肝脏蛋白进行研究发现，模型大鼠与正常组大鼠相比，一共有173个蛋白上调，312个蛋白下调，再通过蛋白验证实验分析，推断高脂血症的发病机制可能与低密度脂蛋白受体相关蛋白、单酰甘油脂肪酶的上调和羧酸酯酶3、载脂蛋白A-I的下调有关。桂明[19]通过蛋白质组学分析糖尿病和高脂血相关蛋白质发现，高脂诱导系膜细胞的凋亡可能与系膜细胞波形蛋白和连环蛋白家族中的PKP4的上调和核酸代谢相关蛋白的下调有关；高脂相关蛋白的变化有可能是引起高糖发生的原因；高糖和高脂的作用下，MAPK信号传导通路蛋白、系膜细胞的骨架蛋白及核酸代谢相关蛋白的表达都发生相关的改变，这些变化有可能通过影响系膜细胞蛋白的合成、分化、凋亡以及系膜基质降解而加速了糖尿病肾病的发展。因而糖尿病伴随高脂血症会增加肾脏的损害。

近年来，除了高脂血症以及并发症相关蛋白的研究之外，对高脂血用药前后的蛋白的变化也有研究，通过用药前后蛋白的影响可以判断药物的作用机制以及可以制定相关的药物治疗方案。有研究通过蛋白组学研究对比高脂血服用调脂药前后蛋白质的表达，判断高脂血在服用药物之后，相关蛋白转铁蛋白、纤维蛋白原和触珠蛋白变化比较明显，这三种蛋白可能是调脂药物疗效评定的相关分子标志物；采用蛋白质组学的相关方法分析寻找评价药物具有治疗效应的相关标志物有重要的价值[20]。蒲强红及其导师团队联合蛋白质组学和代谢组学探讨了高胆固醇血症对肝脏药物转运体表达规律的影响。从实验中可以看出，与对照组相比，高胆固醇血症造模组差异表达蛋白一共有239个，上调的蛋白有188个，下调的有51个蛋白，分析表明差异表达蛋白发挥药物与机体器官组织的结合功能, 转运功能与催化活性等[21]。许力军等[22]用新生鼠提取液（NRE）干预高脂血症模型大鼠，按照高中低浓度进行干预，然后通过蛋白组学的手段分析空白组，模型组以及干预组蛋白质的表达差异发现，NRE具有明确的抗脂肪肝、降血脂的作用。

综上所述，蛋白质组学的研究在现代医学中的应用越来越广泛。高脂血作为很多疾病的并发症并且是很多疾病的致病因素之一，例如动脉粥样硬化，脂肪肝等。因此，对高脂血症的早期发现以及诊断是很有必要的；在高脂血不同病症以及用药前后蛋白质的差异表达分析的研究对今后疾病的诊断以及治疗具有很重要的意义。

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