馬慧敏,蔡昕添,阿依古再麗·艾合買提,朱 晴,吳 婷,夏衣熱·艾爾肯,王夢(mèng)卉,李南方,張德蓮
(1.新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院高血壓中心,新疆 烏魯木齊 830001;2.新疆高血壓研究所,新疆 烏魯木齊 830001;3.國(guó)家衛(wèi)生健康委高血壓診療研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆 烏魯木齊 830001;4.新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“新疆高血壓病研究實(shí)驗(yàn)室,新疆 烏魯木齊 830001;5.新疆高血壓(心腦血管)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心,新疆 烏魯木齊 830001)
高血壓是一種心血管綜合征,其特征是全身循環(huán)動(dòng)脈壓(收縮壓和/或舒張壓)升高。它常與其他心血管危險(xiǎn)因素并存,可損害心臟、大腦、腎臟等重要器官的結(jié)構(gòu)和功能。目前,高血壓仍然是心腦血管疾病最重要的危險(xiǎn)因素[1]。
研究表明高血壓與自身免疫性疾病密切相關(guān),兩者之間可能存在相互影響[2]。自身免疫性疾病是指人體對(duì)自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)后導(dǎo)致自身組織自我損害引起的疾病[3]。一些研究表明,自身免疫性疾病與血管炎癥和內(nèi)皮功能障礙相關(guān)[4],可能對(duì)高血壓的發(fā)展產(chǎn)生影響。高血壓本身也涉及到血管功能和炎癥反應(yīng)的異常,因此,自身免疫性疾病可能進(jìn)一步加劇了血管的炎癥狀態(tài),導(dǎo)致血壓升高[5,6]。干燥綜合征(Sjogren's syndrome,SS)是常見的自身免疫性疾病,其主要表現(xiàn)為外分泌腺(主要是唾液腺和淚腺)的癥狀和體征功能障礙。SS 患者體內(nèi)液體分泌減少,這可能導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙,從而加重了高血壓的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[7]。研究表明高血壓合并SS 時(shí)發(fā)生心腦血管事件的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加[8]。研究發(fā)現(xiàn)在SS 人群中高血壓的患病最高可達(dá)37.3%[9]。有研究發(fā)現(xiàn)SS 患者的高血壓患病率高于年齡和性別匹配的健康對(duì)照組[10]。目前大量證 據(jù) 表 明 高 血 壓 與SS 密 切 相 關(guān)[11],但 具 體 發(fā) 病 機(jī)制尚不明確。
本研究利用基于DIA-MS 蛋白質(zhì)組學(xué)方法,對(duì)高 血 壓 伴 干 燥 綜 合 征(hypertensive with Sjogren's syndrome,SH)患者和不伴干燥綜合征的原發(fā)性高血壓(essential hypertensive,EH)患者的差異蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定,以期為SH 的發(fā)病機(jī)制提供新的認(rèn)識(shí)。
選 擇2017 年1 月~2018 年12 月 期 間 就 診 于 新疆維吾爾自治區(qū)高血壓診療中心的患者。
1.2.1 高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)美國(guó)心臟學(xué)會(huì)指南:(1)收縮壓≥140 mmHg 和或舒張壓≥90 mmHg,三次均未服用降壓藥物;(2)有抗高血壓病史的高血壓患者。(3)利用生化指標(biāo)排除其他繼發(fā)性高血壓,包括原發(fā)性醛固酮增多癥、庫(kù)欣綜合征、嗜鉻細(xì)胞瘤、腎實(shí)質(zhì)高血壓、腎血管性高血壓、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征。診斷為EH[12],同時(shí)排除罹患自身免疫性疾病如血管炎、狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化、自身免疫性肝炎、橋本甲狀腺炎、惡性腫瘤、急慢性感染和感染性疾病的患者。對(duì)于符合以上標(biāo)準(zhǔn)且臨床資料完整的患者均納入EH 患者組。
1.2.2 原發(fā)性SS 診斷標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕病學(xué)分會(huì)2023 年發(fā)布的原發(fā)性SS 的分類標(biāo)準(zhǔn)[13]:入選標(biāo)準(zhǔn):至少有眼干或口干癥狀之一的患者,即下列至少一項(xiàng)為陽(yáng)性:(1)每日感到不能忍受的眼干,持續(xù)3 個(gè)月以上;(2)眼中反復(fù)沙礫感;(3)每日需用人工淚液3 次或3 次以上;(4)每日感到口干,持續(xù)3 個(gè)月以上;(5)吞咽干性食物需要頻繁飲水幫助。排除標(biāo)準(zhǔn):可能有重疊的臨床表現(xiàn)或干擾診斷的試驗(yàn)結(jié)果,出現(xiàn)下述疾病,應(yīng)予排除:(1)頭頸部放療史;(2)活動(dòng)性丙型肝炎病毒感染;(3)獲得性免疫缺陷綜合征;(4)結(jié)節(jié)病;(5)淀粉樣變性;(6)移植物抗宿主病;(7)IgG4 相關(guān)疾病。滿足上述入選標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)者,且下述五項(xiàng)評(píng)分總和≥4 分者診斷為pSS:(1)唇腺灶性淋巴細(xì)胞浸潤(rùn),且灶性指數(shù)≥1 個(gè)灶/4 mm2,計(jì)3 分;(2)血清抗SSA 抗體陽(yáng) 性,計(jì)1 分;(3)至 少 單 眼OSS≥5 分 或Van Bijsterveld 評(píng)分≥4 分,計(jì)1 分;(4)至少單眼Schirmer試驗(yàn)≤5 mm/5 min,計(jì)1 分;(5)未刺激的全唾液流率≤0.1 mL/min,計(jì)1 分。當(dāng)診斷為患者同時(shí)診斷為SH 且臨床資料完整,排除繼發(fā)性高血壓、感染、腫瘤;排除其他自身免疫性疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化癥、自身免疫性肝炎、橋本甲狀腺炎等。排除惡性腫瘤、急慢性感染和感染性疾病后納入SH 組,SH 患者均進(jìn)行檢測(cè)了C 反應(yīng)蛋白、補(bǔ)體C3、C4 以及相關(guān)自身免疫性抗體(包括ANA、抗-SSA、抗-SSB、 RO-52)。
根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn),選擇8 例原發(fā)性高血壓無(wú)SS 的患者為EH 組和8 例高血壓伴SS 患者為SH 組,收集納入患者生化指標(biāo)。
收集患者的血清樣本,在室溫放置凝結(jié),在4 ℃下以3 000 r/min 離心15 min。離心后取出血清,在-80 ℃環(huán)境保中存?zhèn)溆茫?/p>
1.4.1 主要試劑 試劑(盒):SDT 緩沖液:4%十二烷基硫酸鈉,100 mmol/L 二硫蘇糖醇,150 mmol/L三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽(Tris-HCl) pH 8.0;尿酸緩 沖 液:8 mol/L 尿 素,150 mmol/L Tris-HCl pH 8.5;BCA 蛋白質(zhì)測(cè)定試劑盒;碘乙酰胺(100 mmol/L 吲哚-3-乙酸在尿酸緩沖液中);緩沖液A (10 mmol/L HCOONH4, 5% ACN, pH 10.0);緩 沖 液B(10 mmol/L HCOONH4,85% ACN,pH 10.0)。
1.4.2 樣品制備及蛋白質(zhì)酶解 取血清樣本,加入SDT 緩沖液,14 000g離心20 min,獲得上清液,使用BCA 蛋白質(zhì)分析試劑盒進(jìn)行蛋白定量。每個(gè)樣本 取200 μg 逐 步 加 入30 μL SDT 緩 沖 液,100 mmol/L 的碘乙酰胺,UA 緩沖液及TEAB 緩沖液獲得蛋白懸液。后加入蛋白酶酶解獲得多肽。
1.4.3 反相(RP)色譜法分離多肽 采用Agilent 1260 infinity IIHPLC 進(jìn) 行RP 色 譜 分 離。用 緩 沖 液A 稀釋肽混合物,并上樣于液相色譜柱(XBridge peptide BEH C18 Column, 130?,5 μm, 4.6 mm×100 mm)。多肽以1 mL/min 的流速洗脫,液相梯度:0%~7% B,5 min,7%~40% B,5~40 min,40%~100%B,45~50 min, 100% B,50~65 min。通過(guò)測(cè)量214 nm 吸光度監(jiān)測(cè)洗脫過(guò)程,每1 分鐘收集一次,收集的多肽在45 ℃的高速真空中干燥,干燥后的樣本在0.1%的甲酸中重新溶解,并合并成12 個(gè)組分。
1.4.4 DDA 及DIA 分析 將2 μL 10×iRT 多肽加入6 μL 多肽溶液中。然后將混合物注入Q-Exactive HF-X(Thermo Fisher Scientific)中,并用梯度緩沖液B(80%乙腈和0.1%甲酸)以300 nL/min 的流速分離。
DDA 分析質(zhì)譜儀參數(shù)設(shè)置如下:(1)MS:掃描范圍(m/z)=350~1 500;分辨率=60 000;AGC 目標(biāo)=3E6;最大離子注入時(shí)間=50 ms;包括電荷狀態(tài)=2~7;過(guò)濾動(dòng)態(tài)排除:排除持續(xù)時(shí)間=30 s;(2)dd-MS2:隔 離 窗 口=1.6m/z,分 辨 率=15 000;AGC 目標(biāo)=1E5;最大離子注入時(shí)間=45 ms;NCE=28%。
DIA 分析質(zhì)譜儀參數(shù)設(shè)置如下:(1)MS:掃描范圍(m/z)=350~1 500;分辨率=60 000;AGC 目標(biāo)=3E6;最大離子注入時(shí)間=50 ms;(2)DIA:分辨率=30 000;AGC 目標(biāo)=1E6;最大離子注入時(shí)間=AUTO;NCE=28%。 原 始 數(shù) 據(jù) 由SpectrAert Pulsar X(版本12,Biognosys AG)處理和分析,參數(shù)為BGS 出廠設(shè)置,Q-value(FDR)閾值為1%。
采用DIA 蛋白質(zhì)組學(xué)方法對(duì)差異表達(dá)蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定。在SH、EH 組中選擇倍數(shù)變化(FC)>1.20 或<0.83 且P<0.05 的蛋白質(zhì)作為差異表達(dá)蛋白質(zhì)(FC>1.2 為上調(diào)蛋白)。利用GO 和KEGG 數(shù)據(jù)庫(kù)(https://david.ncifcrf.gov/summary.jsp)對(duì)差異表達(dá)蛋白質(zhì)進(jìn)行生信學(xué)分析。
FDR 用于評(píng)估GO 項(xiàng)或KEGG 途徑的差異蛋白富集度的顯著水平。使用String 據(jù)庫(kù)構(gòu)建蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)(PPI)。使用Cytoscape 進(jìn)行模塊化分析,得到得分最高的核心模塊。最后結(jié)合DIA 定量結(jié)果和KEGG 通路分析結(jié)果,從核心模塊包含的蛋白質(zhì)中篩選出關(guān)鍵蛋白質(zhì)。
采用SPSS 軟件23.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用Origin和Excel 軟件建立曲線圖。正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用t檢驗(yàn),用(±s)表示。非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用非參數(shù)檢驗(yàn),P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
EH 患者平均年齡(45.9±7.1)歲,SH 患者平均年 齡(53.8±11.7)歲,差 異 無(wú) 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 意 義(P>0.05),兩組的基線數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 研究對(duì)象的基線特征Tab 1 Baseline characteristics of the subjects
EH 組與SH 組差異表達(dá)的蛋白有35 個(gè),其中32 個(gè)蛋白表達(dá)上調(diào),3 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)(P<0.05)(圖1、2)。

圖1 差異表達(dá)蛋白的火山圖Fig 1 Volcano map of differentially expressed proteins

圖2 差異表達(dá)蛋白熱圖Fig 2 Heat map of differentially expressed protein
分析結(jié)果提示SH 組與EH 組相比,差異表達(dá)蛋白在細(xì)胞組分中主要位于細(xì)胞外區(qū)域,在生物過(guò)程集中在血小板減少、免疫應(yīng)答、信號(hào)通路、補(bǔ)體激活(經(jīng)典途徑)、蛋白水解、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用、絲氨酸型內(nèi)肽酶活性和抗原結(jié)合等過(guò)程中。分子功能中主要集中在抗原結(jié)合和絲氨酸型內(nèi)肽酶活性過(guò)程。GO 分析結(jié)果如圖3 所示。

圖3 差異蛋白的GO 富集分析Fig 3 GO enrichment analysis of differential proteins
對(duì)上述差異蛋白進(jìn)行KEGG 信號(hào)通路富集分析,相關(guān)差異蛋白在以下幾個(gè)方面顯著富集:補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和朊病毒病。KEGG分析的結(jié)果如圖4 所示。

圖4 差異表達(dá)蛋白KEGG 通路的富集分析Fig 4 Enrichment analysis of differentially expressed protein KEGG pathway
為了更好地預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)之間的相互作用,本課題組構(gòu)建了PPI 網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別最重要的蛋白質(zhì)。使用STRING 數(shù)據(jù)庫(kù),選擇蛋白質(zhì)相互作用得分為≥0.4的蛋白質(zhì)節(jié)點(diǎn),并刪除未連接的節(jié)點(diǎn)。PPI 圖是用Cytosscape 繪制的。使用MCODE 插件對(duì)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,并根據(jù)MCODE 聚類條件(Score=6.667)選擇得分最高的核心模塊。如圖5所示,紅色圓圈代表核心模塊中的蛋白質(zhì)。與其他蛋白質(zhì)相比,這7 種蛋白質(zhì)在整個(gè)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)中具有更強(qiáng)的相互作用。表2 總結(jié)了這七種蛋白質(zhì)在兩組之間的差異倍數(shù)。VWF、A2M 和F9 在補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)途徑中均顯著富集,且兩組間表達(dá)差異顯著。結(jié)合DIA 定量結(jié)果和KEGG 通路分析結(jié)果,我們篩選出與高血壓合并SS 相關(guān)的3 個(gè)關(guān)鍵蛋白:血管性血友病因子(Von Willebrand factor,VWF), α-2-巨 球 蛋 白(Alpha-2-Macroglobulin,A2M), 凝血因子Ⅸ(FⅨ,F(xiàn)9)。

圖5 蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)和模塊化分析Fig 5 Protein interaction networks and modular analysis

表2 兩組中7 種蛋白質(zhì)差異表達(dá)總結(jié)Tab 2 Summary of differential expression of 7 fold protein between the two groups
本研究采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)鑒定了SH 患者與EH 患者血清差異表達(dá)蛋白。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組間共檢測(cè)出35 個(gè)差異表達(dá)蛋白。其中32 個(gè)蛋白上調(diào),3 個(gè)蛋白表達(dá)下調(diào)。 Li 等[14]發(fā)現(xiàn)SS 患者淚液中防御素α1、簇蛋白上調(diào)、乳轉(zhuǎn)鐵蛋白表達(dá)下調(diào)的表達(dá)。Liao等[15]使用蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)與健康人群相比,SS 患者的差異表達(dá)蛋白存在331 個(gè)下調(diào)蛋白和289 個(gè)上調(diào)蛋白。發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β-1 和CD40 配體的表達(dá)下調(diào),從而豐富了炎癥相關(guān)途徑。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子1-α/β(STAT1)的表達(dá)上調(diào)并富集Ⅰ型干擾素信號(hào)通路和IL-27 介導(dǎo)的信號(hào)通路。KEGG富集分析顯示,相關(guān)差異蛋白在補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián)、SLE 和朊病毒疾病中顯著富集。其中VWF、A2M和F9 的差異表達(dá)更為顯著。蛋白質(zhì)(VWF、A2M和F9)和KEGG 途徑(補(bǔ)體和凝血級(jí)聯(lián))在以往的SS 蛋白質(zhì)組學(xué)研究中沒有發(fā)現(xiàn),它們可能是高血壓人群發(fā)生SS 的重要蛋白質(zhì)和生物通路。
VWF 是一種由內(nèi)皮細(xì)胞和巨核細(xì)胞合成和釋放的大分子糖蛋白,是一種重要的血漿成分,在血小板聚集和血栓形成中發(fā)揮重要作用[16]。此外VWF 是內(nèi)皮細(xì)胞識(shí)別的標(biāo)志物,其在循環(huán)中的釋放和水平被認(rèn)為是內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙的主要指標(biāo)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)老年高血壓合并動(dòng)脈粥樣硬化患者血清VWF 水平升高[18]。本研究發(fā)現(xiàn)SH 患者的血清VWF 水平顯著高于EH 患者,提示SH 患者血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷程度更嚴(yán)重。雖然本研究沒有證實(shí)SH 患者的內(nèi)皮功能障礙發(fā)生在血壓升高之前,但筆者認(rèn)為VWF 相關(guān)的內(nèi)皮功能障礙在SH 患者的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。如果在降壓治療的基礎(chǔ)上檢測(cè)SH 患者的VWF,并進(jìn)一步調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能,SH 患者的預(yù)后將得到改善。
A2M 是一種細(xì)胞外大分子,主要以其作為廣譜蛋白酶抑制劑的作用而聞名。同時(shí)A2M 可結(jié)合多種細(xì)胞因子,如白細(xì)胞介素-6,血小板衍生生長(zhǎng)因子,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子,腫瘤壞死因子-α等,并在多種細(xì)胞因子相互作用和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[19]。A2M 可以通過(guò)中和纖溶酶、纖溶酶原激活劑和活化的蛋白C 來(lái)增強(qiáng)促凝血特性[20]。促凝血?jiǎng)┨匦院吐匝装Y與血管危險(xiǎn)因素、動(dòng)脈粥樣硬化和血栓栓塞癥有關(guān)。
Shimomura 等[21]對(duì)102 名有中風(fēng)病史或任何心血管危險(xiǎn)因素的患者進(jìn)行了橫斷面分析,發(fā)現(xiàn)在有心血管危險(xiǎn)因素的患者中,血清A2M 水平與血管內(nèi)皮功能獨(dú)立相關(guān),其血清水平可反映慢性卒中患者或有心血管危險(xiǎn)因素患者的血流介導(dǎo)擴(kuò)張對(duì)血管內(nèi)皮功能的影響。本研究數(shù)據(jù)表明高血壓合并SS患者的A2M 水平顯著高于EH 患者。A2M 與炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮功能有關(guān),在高血壓合并自身免疫性疾病中的作用值得進(jìn)一步探討。此外,A2M 的促凝血特性提示應(yīng)更密切地監(jiān)測(cè)SH 患者的凝血功能,以預(yù)防血栓栓塞癥的發(fā)生,這應(yīng)有助于改善患者的預(yù)后。
凝血因子Ⅸ(FⅨ,F(xiàn)9)是一種依賴維生素K 的凝血蛋白,在內(nèi)源性凝血途徑中起關(guān)鍵作用[22]。FⅨ是蛋白酶FⅨA 的前體,激活的FⅦ(FⅦIa)是其輔因子。與缺乏FⅨ或FⅦ相關(guān)的嚴(yán)重出血性疾病(血友病)表明它們?cè)谥寡械闹匾Q芯勘砻鳎梢员徽J(rèn)為是一種內(nèi)部炎癥。高凝狀態(tài)伴隨著凝血因子的增加,纖維蛋白凝塊的過(guò)量產(chǎn)生是細(xì)胞活化的原因,從而導(dǎo)致細(xì)胞因子、黏附分子等多種炎癥介質(zhì)的增加[23]。此外,高凝狀態(tài)引起的血栓形成、補(bǔ)體活化、血小板活化等直接高凝結(jié)果也容易導(dǎo)致炎癥[24]。已有研究報(bào)道,高血漿FⅦ水平與靜脈血栓栓塞癥、心肌梗死和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)略有增加有關(guān)[25,26]。本研究數(shù)據(jù)表明,F(xiàn)Ⅶ可能通過(guò)凝血途徑參與SS 高血壓的炎癥過(guò)程。另一方面,SH 患者發(fā)生血栓的風(fēng)險(xiǎn)高于EH 患者,預(yù)后較差。
本研究存在一定的局限性。首先,本研究患者數(shù)量有限。其次,本研究只是相對(duì)定量的初步蛋白質(zhì)篩選研究,樣本量相對(duì)較小,還需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行蛋白質(zhì)印跡來(lái)驗(yàn)證差異蛋白。
綜上所述,本課題組通過(guò)DIA 對(duì)SH 和EH 患者的外周血樣本進(jìn)行了蛋白質(zhì)表達(dá)差異檢測(cè)。共篩選出35 個(gè)差異蛋白。結(jié)合生物信息學(xué)分析結(jié)果,筆者認(rèn)為VWF、A2M 和F9 蛋白可能在高血壓患者發(fā)生SS 中發(fā)揮作用。然而,仍需要進(jìn)一步進(jìn)行蛋白質(zhì)印跡驗(yàn)證性研究來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)果。
作者貢獻(xiàn)度說(shuō)明:
馬慧敏:負(fù)責(zé)文稿的設(shè)計(jì)和撰寫;阿依古再麗·艾合買提,朱晴,蔡昕添,夏衣熱·艾爾肯,吳婷,王夢(mèng)卉:負(fù)責(zé)文章相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)分析;李南方,張德蓮:負(fù)責(zé)文稿的修改和審校。
所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。
Journal of Hainan Medical College2024年8期