蛋白質組學概述及其對于高血壓病的應用研究

朱麗娟　聶文婷　張世君

[摘要]蛋白質組學通過對機體結構和功能蛋白表差異性的研究來揭示不同疾病和藥物作用于機體的可能分子學機制。本文通過對其概念的論述及其對疾病特別是高血壓病的研究，展示了蛋白質組學作為新型研究模式，在中醫藥研究中的價值和潛力，能夠為臨床治療提供可靠的科研基礎。

[關鍵詞]蛋白質組學；高血壓病；現代研究

1 蛋白質組學的內涵以及其對疾病的研究

1.1 蛋白質組學的內涵

蛋白質組（proteome）對應的詞組是基因組（gene）。眾所周知：每個細胞體內都包含有完整的基因組，這些基因在生物體內部伴隨著生物體的生長發育進行表達，不同階段表達出來的蛋白質種類與功能都存在差異，但是能夠滿足生物體在其不同生長發育過程中的多重需要，如此，記錄這些不同階段表達出來的蛋白質信息的一組物質成為蛋白質組。同時，我們將這種在不同階段呈現出差異性的蛋白質組又稱功能蛋白質組。雖然生物體的所有細胞體內的基因組相同，但是由于其選擇表達，卻有不同的功能蛋白質組。而與之相對應的概念是結構蛋白質組，即基因組理論上所能夠編碼的所有蛋白質的總和。多種因素可以導致機體的某些結構、功能蛋白質組在其不同地方，具有不同的組織特異性、年齡特異性、分化特異性和生理特異性。不同的條件下的蛋白質種類，呈現不同的結構特異性。而這種不同階段的表達，卻也有規律可循，因為生物體的同一組織器官或同一類型的組織細胞具有相同或近似的功能蛋白質組種類。

國外研究者Wilkins提出所謂的蛋白質組指的是由于細胞里的基因在生物體內分化，分裂，進而選擇性表達的蛋白質數量與種類的總和，基因的表達不論在生物的內環境里處于何種狀態，都與內環境是否適合表達無關，它是生物體注定發生的生物學行為。表達的宏觀表現就是產生不同種類與功能的蛋白質，因此這些表達的產物能夠決定生物體細胞、組織等的類型，并且通過調節細胞的功能參與進生物體內的不同生理或病理進程。

1.2 蛋白質組學對機體的功能性研究

從上可知，蛋白質組學（proteomics）是研究生物體中細胞、組織，器官以及不同的基因表達出的不同的蛋白質生物學組成、機體內部定位，不同的生物學變化功能及其生物體內部相互作用規律的科學。人們對其研究的內容從組成、定位等一些表象研究拓展到生物體內部的一些表達功能的改變，進而對生物體的某些疾病做出治療，比如通過研究蛋白質的表達、功能模式，進一步探索某些治療手法與途徑在疾病中的作用機制。而分析鑒定蛋白質組組成是其他各種研究的基礎與主要方向。這就要對蛋白質組進行表征分析測量，得出規律結論，其中包括了相當復雜的內容：蛋白質的分離、鑒定及圖譜化，同時重點找出藥物對疾病的藥物、毒理研究等不同部分。高血壓病是現代人常見的病之一，隨著人類基因組計劃的完成，越來越多的研究以蛋白質組學為工具對其不同的藥理作用和復雜的病理進程進行探索。

2 蛋白質組學對于高血壓病的動物模型研究

隨著疾病研究的不斷進展，國內外將對高血壓的探索集中在發病的機制以及治療新方法上，主要通過建立動物模型進行探索。劉麗等對選取高血壓模型動物，并對大鼠的易患高血壓病與不易患高血壓病的蛋白質表達差異進行統計，同時探索這些差異性在左室肥厚中的不同的表達作用，結果顯示：上調，下調的蛋白質分別為14個和3個。經NCBI數據庫檢索后發現：上調蛋白質種類包括：肌球蛋白輕鏈、心肌A肌動蛋白蛋白原、B肌球蛋白重鏈、3磷酸甘油醛脫氫酶等，而下調蛋白主要為H轉運ATP合成酶、卜三脂酰輔酶A脫氫酶等。

Jin，Wlliams等進一步對SHR大鼠心肌蛋白特異性表達進行研究，與Wistar大鼠相比，表達的蛋白質差異點有20個，13個點與SHR大鼠早期血壓高幾率的高低有直接關系。后期7個點的高表達蛋白，這可以被大鼠血管緊張素轉換酶抑制劑，進而比較容易產生高血壓病的幾率。

金賢等研究人員分別訓取SHR和WKY大鼠訓練1周與20周相比較，得出的結果是SHR組心肌肥厚，繼而血壓升高。與這種情況相應，得出表達差異蛋白點有27個，這些蛋白多參與到機體的能量代謝、線粒體的磷酸化以及氧化應激過程中。

3 蛋白質組學在高血壓病血管和組織損傷中的研究

Hovmg S等建立了高血壓病的動物模型并對其主動脈進行研究。將Fischcr和Brown Nor-way（BN）鼠分對照組和干預組，結果顯示對BN大鼠進行L-NAME干預后能夠明顯抑制其血管重構。卞玉蘭等州以SHR大鼠胸主動脈為研究對象。用軟件對凝膠圖進行分析發現在120的分子量以內，總共1870個點匹配，其中有23個點在實驗組大鼠中實現了比SHR組的高表達。這些側面說明，對高血壓模型動物的血管進行研究也能取得一定的成果，是一種可行的方法與思路。

有研究自發通過對自發性高血壓卒中型大鼠進行研究表明，高齡組大鼠中基質金屬蛋白的表達性最強，其次是3月齡SHR大鼠，而青年組大鼠的表達量還不及高齡組的一半。分析可知，可能原因是血壓升高可引起血管內皮損傷進而引發血流內切力等的改變，改變通透性，破壞血管基底層，使血腦屏障打開。故而高齡和血壓升高都可以誘發腦卒中的發生。江漢秋等通過對大鼠腦內注射凝血酶研究MMP-9、MMP-2蛋白表達的差異性，經免疫印跡法檢測可知凝血酶注入后MMP-9和MMP-2的表達峰值時間均與對照組不同，推斷可知其影響了腦出血、腦水腫的過程。研究人員通過對不同品系的大鼠經鹽負荷處理后的血清和尿液中的蛋白質表達變化近檢測，發現早期就可在SHR/SP大鼠的血清中發現硫抑素的高表達，而干預后其尿液中可發現轉鐵蛋白等。這提示我們在中風的初期體內的炎癥反應就已經被激發，且血管通透性也隨之改變。

4 蛋白質組學在中醫藥研究中的應用

此外蛋白質組也被廣泛應用到中醫藥藥物研發及其病理、藥理、毒理機制的研究中。蕭梅芳等通過研究高血壓肝陽上亢證和肝陽化風證的差異表達蛋白發現，兩者之間有18個差異性蛋白，主要參與細胞骨架的構建、不同代謝、細胞信號轉導等，且氧化應激可通過影響二者蛋白的表達從而激活細胞的凋亡。進一步研究高血壓肝陽化風和陰虛風動證的患者外周血中的蛋白質表達差異顯示，有肌動蛋白、假想蛋白、纖維蛋白原α前體出現不同表達，提示了不同證型患者發病相關的蛋白和可能機制。張鶯等運用平肝潛陽的藥物治療高血壓肝陽上亢模型的SHR大鼠，通過分析其腎上腺蛋白質，檢測了藥物干預前后的差異性表達蛋白8個，為平肝潛陽法的應用提供了可能的分子機制。

5 總結與展望

蛋白質組研究作為一種新型的研究手段被廣泛應用到在心血管疾病中，且獲得了具有指導意義和臨床價值的結果。但是，目前蛋白質組學研究的理論成果尚缺乏公認的標準，研究結果僅留在檢測蛋白質技術，測定蛋白定量的不同等比較淺顯的階段，缺乏基于程度的量化標準。故今后中醫藥的蛋白質組學的研究，應逐步建立統一的程度量化標準，以消除不同結果問的差異，并應盡量保證研究的連續性，使其在的指導高血壓病的治療上得到更為廣泛的應用。