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血管疾病的蛋白质组学研究进展
血管疾病的蛋白质组学研究进展
【关键词】血管疾病・蛋白质组
在后基因组时期,生物学家们的研究重心已经从说明生命的所有遗传信息转移到在整体水平上对生物功能的研究。
生物功能的要紧表现者是蛋白质,而蛋白质有其自身特有的活动规律,仅仅从基因的角度来研究远远不够。
例如蛋白质的修饰加工、转运定位、结构转变、蛋白质与蛋白质的彼此作用、蛋白质与其它生物分子的彼此作用等活动规律,均无法从基因组水平上获知,因此产生了一门在整体水平上研究细胞蛋白质的组成及其活动规律的新兴学科蛋白质组学(Proteomics),双向凝胶电泳(2DE)质谱(MS)生物信息学是蛋白质组学的经典技术线路,该领域已慢慢成为最近几年来许多学者的研究核心[1]。
心血管疾病已经成为最近几年要挟人类生命和健康最重要的杀手。
蛋白质组学对蛋白质结构和功能的研究将直接说明疾病在生理或病理条件下的转变机制。
心血管系统要紧包括心脏本身及血管系统疾病,研究对象涉及心肌、心肌细胞、心肌线粒体、血管滑腻肌、血管滑腻肌细胞(SMC)和血管内皮细胞和血管的内膜病变、粥样硬化斑块等。
目前心血管系统的蛋白质组学研究已经普遍开展,要紧集中在心脏疾病方面,要紧涉及心肌病、心脏衰竭、心肌缺血、慢性应激、心脏衰老等[2~7]。
心肌病尤其是扩张性心肌病蛋白质组学研究最受关注,初期研究多集中于心肌组织或细胞蛋白质的分离和鉴定,并构建和充实心血管的蛋白质组数据库。
关于血管疾病的蛋白质组学研究却方才起步,研究报导不多,但应用蛋白质组学技术研究血管疾病必然是以后的趋势之一。
为了使众多的血管疾病研究者们能够对这一新的研究领域及其现状有一个较全面了解,总结蛋白质组学在心血管疾病方面的研究进展将具有超级重要的意义。
心脏方面的蛋白质组学研究进展国内已有综述报导,本文要紧就最近几年来蛋白质组学方式在血管疾病研究中的进展作一综述,要紧从血管组织和血管细胞蛋白质组学两个方面进行总结,血管组织要紧包括粥样硬化动脉、粥样硬化斑块、静脉,而血管细胞主若是滑腻肌细胞(SMC)及血管内皮细胞。
1血管组织
粥样硬化动脉及斑块动脉粥样硬化是血管疾病的重要病变,参与许多血管疾病的发病进程。
Duran等[8]将正常动脉、颈动脉内膜切除术中取得的非复杂性斑块、复杂性斑块别离培育,然后用2DE分析分泌蛋白,结果显示粥样硬化动脉分泌的蛋白数量较正常明显增高,且病变越复杂,分泌的蛋白质数量越多。
将蛋白质组的方式运用于寻觅冠状动脉粥样硬化的生物标志物研究[8],发觉冠状动脉病患者的铁蛋白轻链表达显著增加,其通过氧自由基的产生调剂血管壁内脂类的氧化状态,加速冠状动脉粥样硬化的产生。
Kaul等[10]探讨受体Ck的功能蛋白质组学和人动脉粥样硬化主动脉壁进展时期之间的关系,结果显示从正常动脉到粥样硬化动脉斑块,受体Ck基因表达慢慢增加,固醇反映元件结合蛋白、p27、细胞周期调剂蛋白D、白介素6和CD40的基因编码效应子的调剂反映也慢慢增加,提出胆固醇特异性的受体Ck依托性的基因调剂可能在动脉粥样硬化形成中具有重要作用。
国内学者将蛋白质组学技术应用于药物医治研究[11]:
给予高脂饮食8周的兔喂养辛伐他丁4周,观看该药抑制动脉粥样硬化的疗效,结果显示辛伐他丁增进血液中的脂质代谢,但粥样硬化动脉壁的内层病变并未恢复。
目前尚无应用蛋白质组学方式研究其他动脉如主动脉和肢体动脉等的研究报导。
静脉大隐静脉是血管旁路术经常使用的自体移植物。
动脉旁路术经历从低血压、搏动微小的静脉循环到变成高压力的搏动性动脉循环,适应这种转变的血液动力学环境是移植物成功和通畅的关键。
McGregor等[1二、13]第一用于2DE和MS方式探讨了正常大隐静脉中膜滑腻肌的蛋白质组学,鉴定了其中129个蛋白点,然后探讨移植静脉对动脉血液动力学的适应性反映,发觉大隐静脉移植物暴露于动脉血液动力学应力后,丝状肌动蛋白成帽(CapZ)、HSP27和其他的收缩表型相关的SMC蛋白质表达发生转变,提示收缩型大隐静脉SMC对血液动力学刺激产生了适应性反映。
血管痉挛和内膜增厚也可致使移植物失败。
Tessier等[14]合成了热休克相关蛋白质HSP20的拟生态同型肽段PTDPHSP20和具有相同氨基酸的杂乱序列PTDscHSP20,观看肽段对SMC增殖和迁移的作用,结果发觉PTDpHSP20可引发静脉舒张,且更显著抑制SMC的迁移,而二者对SMC的增殖阻碍无明显区别。
HSP20生物活性序列的蛋白转导阻碍大隐静脉的病理生理反映,其呈现了一种新颖的蛋白质组学基础上的医治策略,这种合成的肽段能够避免体外的人大隐静脉段痉挛和内膜增厚。
2血管细胞
血管滑腻肌细胞SMC是血管壁中层最要紧的细胞组分,在多种疾病的血管重构中起着重要作用。
Dupont等[15]培育了人乳腺内动脉来源的SMCs,对培育的SMCs细胞裂解物及其分泌上清的蛋白质组学进行研究,取得了体外培育的SMCs的蛋白质组学和分泌组学参考图谱,这两张参考图谱关于以后研究疾病中SMCs的蛋白质组学及其作用机制具有重要的参考意义。
Mayr等[16]已证明PKCδ缺乏的大鼠与野生型大鼠相较,新内膜形成明显增加,以联合蛋白质组学和代谢方式分析来源于PKCδ+/+和PKCδ-/-大鼠的SMC,发觉PKCδ-/-大鼠SMC中有30种以上的蛋白质发生改变,包括与糖和脂质代谢及谷胱甘肽再循环有关的酶、伴侣分子和细胞骨架蛋白。
SMC增殖力增强是动脉粥样硬化病理机制中的关键事件。
转化生长因子β(TGFβ)是SMC增殖的一种抑制剂,Khanna[17]也应用2DE研究正常SMC和TGFβ处置的SMC,分析与细胞增殖和动脉粥样硬化有关的不同表达蛋白。
SMC凋亡也是血管疾病的重要病理机制。
研究说明喹巴因可通过阻断Na+/K+―ATP酶抑制SMC凋亡。
Taurin等[18]通过2DE对喹巴因处置的SMC和对照SMC的疏水和亲水蛋白进行分离,鉴定出一种有趣的蛋白mortalin。
后续研究发觉,阻断mortalin的表达可延缓SMC凋亡发生,且可抑制P53的活性。
SMC也参与高血压的血管重构,肾血管性高血压以肾动脉的狭小和围绕入球小动脉的产肾素细胞召募产生的高血浆肾素水平为特点,Pinet等[9]用钳夹一个肾制成大鼠肾血管性高血压模型,分离肾小动脉后,用2DEMS方式发觉肌钙蛋白T在钳夹肾的入球小动脉中明显下调,且肌钙蛋白T关于滑腻肌表型是特异性的,而在肌上皮样细胞中是缺乏的。
内皮细胞内皮细胞是血管的重要组成成份,在多种病理生理进程中具有重要作用,如凝血、血管内稳态、炎症反映、动脉粥样硬化、新血管生成和肿瘤转移扩散。
初期PortigⅠ等[20]利用2DE分离内皮细胞中的应激蛋白,通过免疫印迹和氨基酸序列分析,鉴定出一系列如泛素、HSP等应激相关蛋白。
Bruneel等[21]用蛋白质组学方式鉴定出体外培育的静止期人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中的53个蛋白质,包括细胞骨架蛋白,参与细胞活力和可塑性的蛋白,调剂细胞凋亡与衰老的蛋白,参与凝血、抗原提呈蛋白和能量产生的蛋白。
体内内皮细胞的复制衰老增进年龄相关的血管疾病的发生如动脉粥样硬化,Kamino等[22]应用2DE比较衰老和年轻的HUVECs的不同蛋白表达,结果发觉衰老HUVECs与年轻HUVECs相较,有3个蛋白上调和5个蛋白下调,而在原代的人成纤维细胞的复制衰老中并未观看到这些改变。
其中组织蛋白酶B,是参与细胞内蛋白水解和细胞外基质重构的蛋白酶,在HUVECs衰老中显著增高,其活性在与体内衰老相关的动脉粥样病变中是上调的。
其他包括细胞骨架蛋白和参与合成、转化和修饰进程的蛋白质也被鉴定出,它们在内皮中的功能并未不清楚。
Sprenger等[23]也应用蛋白质组学技术研究了内皮细胞的两个脂质成份子域的不同蛋白表达。
对冠状动脉内皮亦有研究报导,Yu等应用[24]卡巴胆碱刺激冠状动脉内皮细胞,观看蛋白质组的改变,发觉有数十种蛋白质表达量发生转变,其中最成心义的是有4个新合成的蛋白均属于热休克家族。
用2DE观看人内皮细胞暴露于移动的辐射后蛋白质表达的转变,发觉辐射后有38个蛋白质表达水平明显转变,其中两个蛋白被证明是细胞骨架弹力蛋白的亚型,说明移动辐射可能阻碍细胞骨架蛋白,且对调剂细胞骨架的生理功能具有必然的阻碍[25]。
综上所述,蛋白质组学从整体、动态、网络水平上对蛋白质的研究,为诠释复杂的生命活动提供了新的视角,蛋白质组学技术的不断进展为疾病的诊断和新药的开发提供有力的工具,将使得咱们能更全面更深切地了解血管疾病潜在的分子机制。
参考文献
[1]BlackstockW,Mannboundlessfutureforproteomics[J].TrendsBiotechnol,2001,19(supp):
s1s2.
[2]WeekesJ,WheelerCH,YanJX,etdilatedcardiomyopathy:
proteomicsanalysisofananimalmodelofhumandilatedcardiomyopathy[J].Electrophoresis,1999,20(4~5):
898906.
[3]CorbettJM,WhyHJ,WheelerCH,etproteinabnormalitiesindilatedcardiomyopathydetectedbytwodimensionalpolyacrylamidegellectrophoresis[J].Electrophoresis,1998,19(11):
.
[4]HeinkeMY,WheelerCH,YanJX,etinmyocardialproteinexpressioninpacinginducedcanineheartfailure[J].Electrophoresis,1999,20(10):
.
[5]SawickiG,Jugduttofregionalchangesinproteinlevelsintheinvivocaninemodelofacuteheartfailurefollowingischemiareperfusioninjury:
functionalproteomicsstudies[J].Proteomics,2004,4(7):
.
[6]KanskiJ,BehringA,PellingJ,etidentificationof3nitrotyrosinecontainingratcardiacproteins:
effectsofbiologicalaging[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2005,288
(1):
H371381.
[7]LiuXH,QianLJ,GongJB,etanalysisofmitochondrialproteinsincardiomyocytesfromchronicstressedrat[J].Proteomics,2004,4(10):
.
[8]DuranMC,MasS,MartinVenturaJL,etanalysisofhumanvessels:
applicationtoatheroscleroticplaques[J].Proteomics,2003,3(6):
973978.
[9]YouSA,ArchackiSR,AngheloiuG,etapproachtocoronaryatherosclerosisshowsferritinlightchainasasignificantmarker:
evidenceconsistentwithironhypothesisinatherosclerosis[J].PhysiolGenomics,2003,13:
2530.
[10]KaulD,KaurR,BabaI,etproteomicsofreceptorCkinthedevelopmentalstagesofhumanatheroscleroticarterialwall[J].IndianHeartJ,2003,55(3):
252255.
[11]YuYL,RuiYC,YangPY,etonthesimvastatineffectonthearteryofatheroscleroticrabbitusingproteomicsapproaches[J].ActaPharmSin,2003,38(7):
511514.
[12]McGregorE,KempsterL,WaitR,etandmappingofhumansaphenousveinmedialsmoothmuscleproteinsbytwodimensionalpolyacrylamidegelelectrophoresis[J].Proteomics,2001,1:
.
[13]McGregorE,KempsterL,WaitR,etcapping(CapZ)andothercontractilesaphenousveinsmoothmuscleproteinsarealteredbyhemodynamicstress:
aproteonomicapproach[J].MolCellProteomics,2004,3
(2):
115124.
[14]TessierDJ,KomalavilasP,LiuB,etofpeptideanalogsofthesmallheatshockrelatedproteinHSP20inhibitsintimalhyperplasia[J].JVascSurg,2004,40
(1):
106114.
[15]DupontA,CorseauxD,DekeyzerO,etproteomeandsecretomeofhumanarterialsmoothmusclecells[J].Proteomics,2005,5:
585596.
[16]MayrM,SiowR,ChungYL,etandmetabolomicanalysisofvascularsmoothmusclecells:
roleofPKCdelta[J].CircRes,2004,94(10):
e8796.
[17]Khannaeffectoftransforminggrowthfactorbeta,cyclininhibitorp21,andcmyconsmoothmusclecellproliferation[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2004,286(3):
H.
[18]TaurinS,SeyrantepeV,OrlovSN,etanalysisandfunctionalexpressionidentifymortalinasanantiapototicgeneinducedbyelevationof[Na+]i/[K+]iratioinculturedvascularsmoothmusclecells[J].CircRes,2002,91(10):
915922.
[19]PinetF,PoirierF,FuchsS,etTasamarkerofdifferentiationrevealedbyproteomicanalysisinrenalarterioles[J].FASEBJ,2004,18(3):
585586.
[20]PortigI,PankuweitS,LottspeichF,etofstressproteinsinendothelialcells.[J].Electrophoresis,1996,17(4):
803808.
[21]BruneelA,LabasV,MaillouxA,etstudyofhumanumbilicalveinendothelialcellsinculture[J].Proteomics,2003,3(5):
714723.
[22]KaminoH,HiratsukaM,TodaT,etforgenesinvolvedinarteriosclerosis:
proteomicanalysisofculturedhumanumbilicalveinendothelialcellsundergoingreplicativesenescence[J].CellStructFunct,2003,28(6):
495503.
[23]SprengerRR,SpeijerD,BackJW,etproteomicsofhumanendothelialcellcaveolaeandraftsusingtwodimensionalgelelectrophoresisandmassspectrometry[J].Electrophoresis,2004,25
(1):
156172.
[24]YuM,ChenDM,HuG,etresponseanalysisofendothelialcellsofhumancoronaryarterytostimulationwithcarbacho[J].ActaPharmacolSin,2004,25(9):
.
[25]MuthE,DriscollWJ,SmalstigA,etanalysisofratatrialsecretorygranules:
aplatformfortestablehypotheses[J].BiochimBiophysActa,2004,1699(1~2):
263275.
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