蛋白质组学在心血管疾病研究中的应用

时间:2018-02-11 生命毕业论文 我要投稿

  蛋白质组学方法的建立为在蛋白质水平研究生命活动和人类疾病发生发展规律和机制提供了新的有效手段,下面是小编搜集整理的一篇探究蛋白质组学在心血管疾病研究应用的论文范文,欢迎阅读查看。

  摘要:心血管疾病威胁人类健康。蛋白质组学技术主要致力于研究疾病状态下细胞内蛋白质的结构、功能和表达规律的变化,有助于进一步阐明疾病发生、发展的机理,从而为心血管疾病的防治提供新的思路。

  关键词:心血管疾病动脉粥样硬化双向电泳蛋白质组学

  心血管疾病已成为危害人类健康的一大杀手。众多临床试验及实验数据表明,心血管疾病的发生、发展与蛋白质息息相关。这包括蛋白质结构、功能、表达的变化,涉及其折叠、修饰等。因此,采用有效的蛋白分析手段深入研究心血管疾病的发生发展已成为当务之急。

  蛋白质组的概念最早由澳大利亚的MarcWilkins和KeithWillians于1994年提出,即由一个基因组所表达的全部蛋白质。如今,随着蛋白质组学技术的日益完善,其应用范围也越来越广泛。可观察蛋白表达的所有特征性变化,更深入地探索心脏功能失调的分子生物学机制,提供新的诊断方法和治疗措施[1]。同时,新的与心血管危险因素有关的生物标志及药物作用靶点的筛选也已成为研究热点之一[2]。

  1心血管疾病发病机理的研究

  所有损伤性心血管疾病的共同病理生理学改变包括血管平滑肌细胞(VSMCs)异常增生和迁移等,进而可形成动脉粥样硬化(As)等疾病,威胁患者的生命安全。以动脉粥样硬化为例,其发病理论之一的同型半胱氨酸学说表明:血中同型半胱氨酸(Hcy)浓度提高可促进动脉平滑肌细胞DNA合成,同时促进细胞周期相关的CyclinA、CyclinD mRNA表达,促使细胞由静止期进入分裂期,进而平滑肌细胞增生。崔丽艳[3]等通过比较分析Hcy刺激前后大鼠动脉平滑肌细胞中蛋白质表达变化,发现11个蛋白在刺激后表达量增加,1个表达量减少等,认为这些蛋白质可能与平滑肌细胞增生相关。血管平滑肌细胞凋亡与As发病同样相关,并影响后期粥样斑块的稳定性。Taurin[4]等人鉴定mortalin(也称为GRP75或PBP74)的表达变化,证实用毒毛花甙G处理培养VSMCs可诱导Mortalin表达。Sung[5]采用双向电泳结合质谱技术研究As患者与正常人血清蛋白质组后发现39种差异蛋白,分析后认为可能与As致病机理相关。

  冠心病(coronary heart disease,CHD)是冠状动脉粥样硬化性心脏病的简称,表现为冠状动脉血管狭窄,导致心肌缺血、缺氧、心肌钝抑或心肌冬眠甚至心肌坏死,胶原蛋白沉积,心肌重塑。研究发现,基础功能性蛋白质可能参与冠心病的发生及其演变过程[6]。免疫印迹分析表明冠心病患者的病变冠状动脉内铁蛋白轻链蛋白含量显著增加,其mRNA表达却减少,提示可能由于蛋白质稳定性增加或在病变组织内转录后水平表达上调引起。黄珍玉[7]等比较分析了As组和正常组大鼠心肌组织的差异蛋白,发现33个蛋白质斑点只在正常大鼠心肌蛋白检测到表达,分析认为这些蛋白可能参与冠心病的发病过程。Donahue[8]等研究血浆差异蛋白质组后发现,患者血浆内存在95种与正常人差异表达的蛋白,证实有无造影疾病的群体中有大量蛋白质丰度不同。

  2寻找心血管疾病生物标志及靶向药物开发的研究

  目前,采用蛋白质组学技术寻找心血管疾病的生物标志点,为开发靶向药物提供佐证,已成为心血管蛋白质组学研究热点[9]。它为药物分子的开发和机理研究提供了重要的技术平台[10]。Vobdriska TM[11]等采用功能蛋白质组学技术研究缺血性心脏病发病的分子机制,找到一个有效的分子预防手段。王东生[12]等通过比较分析茵陈五苓散治疗组与As模型组主动脉组织全蛋白质表达的差异发现,差异蛋白质共556个,其中有169个表达增加,360个蛋白质表达下调,并进一步研究寻找药物作用靶点。Leigh等在利用蛋白质组技术筛选出177个心血管疾病的相关生物标志。Kiernan[13]则筛选出心肌梗死的标志点,血清淀粉蛋白和S-硫酸化蛋白,对该病的临床治疗具有重要意义。

  蛋白质组学技术还可评价药效[14]。有报道通过比较分析正常家兔、喂食高脂饮食后呈现As病变家兔、患As后给药辛伐他汀4周家兔的血管组织的双相凝胶电泳图谱后发现,3组间有133个蛋白点相互匹配。As组与正常组比,17个蛋白表达上调,12个蛋白表达下调。服用辛伐他汀后,少数蛋白点有回调现象,说明了辛伐他汀虽可明显改善肝脏对脂肪的代谢功能,但不能有效修复高血脂导致的动脉血管壁的损伤[15]。

  3展望

  蛋白质组学方法的建立为在蛋白质水平研究生命活动和人类疾病发生发展规律和机制提供了新的有效手段,在技术上仍存在某些不足[16]。如应用2-DE技术进行蛋白质分离,目前尚存在以下难点:①低拷贝蛋白的鉴定;②极酸或极碱蛋白的分离;③极大(>200kD)或极小(<10kD)蛋白的分离;④难溶蛋白的检测,这类蛋白中包括一些重要的膜蛋白。蛋白质样品的准备是蛋白质双向凝胶电泳检测中的关键环节,直接影响电泳及检测效果。应尽量减少提取过程中蛋白的降解和丢失,保证蛋白质样品不被修饰。但随着科技的日益完善,高通良、高准确性的体系平台逐渐建立,为更深入研究靶蛋白在细胞中的功能、蛋白―蛋白相互作用、蛋白质复合体、转录后修饰提供基础[17]。为人类全面了解心血管疾病的发生、发展、防治提供重要依据。

  参考文献

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