系統(tǒng)性紅斑狼瘡蛋白組學(xué)研究進(jìn)展

周 迪，郝 飛

· 綜 述 ·

系統(tǒng)性紅斑狼瘡蛋白組學(xué)研究進(jìn)展

周 迪，郝 飛

本文從發(fā)病機(jī)制的研究、臨床生物標(biāo)簽與早期診斷、治療靶位與藥物開發(fā)幾個(gè)方面對(duì)近年來蛋白組學(xué)在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的研究進(jìn)展作一綜述。

系統(tǒng)性紅斑狼瘡；蛋白組學(xué)；雙向電泳

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是公認(rèn)的自身免疫性疾病。除了疾病的正確診斷外，危險(xiǎn)因素的評(píng)估、無癥狀自身抗體陽(yáng)性的意義、最佳治療方案的制定和疾病預(yù)后的判斷均是研究中所面臨的挑戰(zhàn)。近年來蛋白組學(xué)這一分子生物學(xué)的新技術(shù)為自身免疫機(jī)制的闡明帶來了新方法。通過對(duì)疾病蛋白質(zhì)水平的綜合研究，使進(jìn)一步分析SLE病理機(jī)制、提高早期診斷水平、發(fā)現(xiàn)疾病特異性標(biāo)志物、確定治療靶位和藥物開發(fā)等成為可能。

1 蛋白組學(xué)概況

蛋白組學(xué)主要技術(shù)系統(tǒng)包括：雙向電泳（2 dimensional electrophoresis，2-DE）；圖像分析系統(tǒng)；蛋白鑒定方法；高通量系統(tǒng)（HTS，high throughput system）與大規(guī)模處理機(jī)器人；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置與檢索系統(tǒng)。目前最常用的技術(shù)路線是蛋白化學(xué)分離、2-DE與蛋白質(zhì)譜鑒定的聯(lián)合應(yīng)用。

2 蛋白組學(xué)在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的應(yīng)用

2.1 發(fā)病機(jī)制研究

比較蛋白組學(xué)的差異以尋找SLE發(fā)病機(jī)制相關(guān)的蛋白。如Azkargorta等[1]從E2F2基因缺陷小鼠可出現(xiàn)遲發(fā)性SLE樣癥狀出發(fā)，比較E2F2基因敲除小鼠和正常小鼠的T淋巴細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)譜差異蛋白主要與TCR介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞存活、應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。Pavon等[2]將SLE患者血漿與健康人進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)SLE患者中α2型結(jié)合珠蛋白（haptoglobin alpha2）的頻率要大大高于健康人，并且預(yù)測(cè)此種差異可能與病程中高丙種球蛋白血癥、系統(tǒng)性脈管炎、心血管癥狀的發(fā)生有關(guān)。

共同表位和交叉抗原的研究一直是SLE發(fā)病機(jī)制中研究最多的領(lǐng)域之一。Deocharan等[3]最近發(fā)現(xiàn)從狼瘡小鼠腎臟洗脫的抗dsDNA IgG抗體可與輔肌動(dòng)蛋白（actinin）發(fā)生交叉反應(yīng)，人類致腎炎的抗dsDNA抗體也有與actinin交叉反應(yīng)的特點(diǎn)。用actinin免疫接種小鼠，ANA升高，并會(huì)引起核染色質(zhì)的免疫損傷，通過蛋白組學(xué)鑒定出染色質(zhì)的靶位為高遷移率族蛋白（high mobility group box protein，HMGB）和熱休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70），它們與actinin具備共有的線性氨基酸序列。

B細(xì)胞識(shí)別的表位擴(kuò)展是SLE的重要發(fā)病機(jī)制，蛋白組學(xué)為表位擴(kuò)展提供了很好的檢測(cè)手段。Hirata等[4,5]研究NZB/NZWF1和MRL/lpr鼠模型中自身抗體的自然過程，發(fā)現(xiàn)在MRL/lpr鼠中起始抗原是組蛋白（histone）和核酸結(jié)合蛋白核仁素（nucleic acid binding protein nucleolin）。Thebault等[6]研究SLE鼠模型中自身靶抗原及抗原表位擴(kuò)展，發(fā)現(xiàn)雄性鼠中有6種蛋白是B細(xì)胞自身免疫的靶抗原，其中波形蛋白（vimentin）是起始抗原。6種自身抗原出現(xiàn)的順序?yàn)椋翰ㄐ蔚鞍?、熱休克蛋?0（HSP60）、紫外線切除修復(fù)蛋白R(shí)AD23（UV excision-repair protein RAD23）、α-烯醇化酶（α-enolase）、核內(nèi)不均一核糖核蛋白L（hnRNPL）和核磷蛋白（nucleophomin）。

2.2 臨床生物標(biāo)簽與早期診斷

這是目前蛋白組學(xué)在SLE乃至整個(gè)自身免疫研究的熱門領(lǐng)域，部分結(jié)果已經(jīng)顯示出良好的臨床應(yīng)用前景。狼瘡性腎炎（lupus nephritis，LN）是SLE最主要的死因，大量研究均集中在這方面。Rovin 等[7]提出了尿液作為L(zhǎng)N生物標(biāo)簽的可行性，闡明在LN復(fù)發(fā)的前2～4個(gè)月，尿液中所含有的低分子量蛋白就有明顯升高（細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子大都屬于這一部分），在嚴(yán)重復(fù)發(fā)時(shí)達(dá)到高峰，緩解約4個(gè)月后逐漸下降。Mosley 等[8]得出了類似結(jié)論，并證實(shí)該區(qū)域中質(zhì)量為3340Dal和3980Dal的兩個(gè)蛋白對(duì)LN復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)的敏感性和特異性均可達(dá)到92%，Suzuki 等[9]在SELDI-TOF-MS圖像上發(fā)現(xiàn)了8個(gè)m/z峰值所代表的蛋白可能作為L(zhǎng)N復(fù)發(fā)的生物標(biāo)簽。Varghese等[10]在其腎小球疾病的尿蛋白組學(xué)研究中，鑒定了11個(gè)有差異的血漿蛋白并驗(yàn)證其對(duì)該類疾病預(yù)測(cè)能力的敏感性和特異性。這些研究有望對(duì)LN復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)及治療方案的調(diào)整提供依據(jù)。此外，神經(jīng)精神狼瘡（neuropsychiatric systemic lupus erythematosus，NPSLE）的研究也較常見。Lefranc等[11]鑒定了SLE患者血清中四種可與人腦組織成分特異結(jié)合的IgG，其中三種為針對(duì)微管相關(guān)蛋白2B（microtubule-associated protein 2B，MAP-2B）、熱休克蛋白70-71（HSP70-71）和磷酸丙糖異構(gòu)酶（triosephosphate isomerase）的IgG，提示神經(jīng)元微管系統(tǒng)可能與NPSLE的發(fā)病有關(guān)，另一種可能為新抗體。Kimura等[12]以小鼠腦蛋白為抗原研究一名典型NPSLE患者血清中的抗體，并推測(cè)熱休克蛋白60（HSP60）介導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷是NPSLE的發(fā)病機(jī)制之一。蛋白芯片技術(shù)也初步被運(yùn)用到這一領(lǐng)域中。Li等[13,14]應(yīng)用血管小球蛋白芯片來檢驗(yàn)SLE患者血清中的嗜腎性抗體，還嘗試用該方法描繪SLE、不全型紅斑狼瘡（incomplete LE，ILE）、SLE患者一級(jí)親屬（first-degree relatives of SLE patients，F(xiàn)DRs）和健康對(duì)照者間連續(xù)的自身抗體譜差異，得到的結(jié)果包括IgG型自身抗體含量的階梯性差異，SLE患者的7類特異性IgG中，3類與狼瘡的診斷標(biāo)準(zhǔn)呈正相關(guān)，2類與SLE的腎臟受累相關(guān)，IgG/IgM值呈現(xiàn)連續(xù)變化等。Bauer等[15]檢測(cè)出SLE患者血清中有30種細(xì)胞因子、趨化因子、生長(zhǎng)因子和可溶性受體的含量變化，其中變化最顯著是12種影響粒細(xì)胞炎癥過程和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的趨化因子，這些趨化因子大多數(shù)可由I型干擾素所誘導(dǎo)，并且其表達(dá)量與疾病活動(dòng)度呈正相關(guān)。然而，這些信息是否重要需經(jīng)過大量的生物信息學(xué)分析后才能確定。

2.3 治療靶位與藥物開發(fā)

這一領(lǐng)域的研究相對(duì)較少，但其相關(guān)領(lǐng)域的研究已在不斷推進(jìn)，如氯喹、羥氯喹等喹啉衍生物是治療瘧疾、關(guān)節(jié)炎和SLE的經(jīng)典藥物，Graves等[16]用嘌呤結(jié)合蛋白組來研究喹啉衍生物與ATP嘌呤環(huán)結(jié)構(gòu)相似性，發(fā)現(xiàn)乙醛脫氫酶1（aldehyde dehydrogenase 1，ALDH1）和苯醌還原酶2（quinone reductase 2，QR2）為喹啉衍生物類藥物的選擇性作用位點(diǎn)。這為揭示一些經(jīng)典藥物的藥理機(jī)制，進(jìn)而設(shè)計(jì)和改進(jìn)藥物提供了可能性。

3 面臨的問題與前景展望

蛋白組學(xué)是一門年輕的學(xué)科。它在生命科學(xué)研究領(lǐng)域表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并為SLE的研究提供了一種有力工具。但是，與其它新技術(shù)一樣，蛋白組學(xué)發(fā)展遇到的一些問題也限制了其使用的范圍：①2-DE的最高靈敏度仍局限于飛摩（fmol）級(jí)水平，難以將組織細(xì)胞中多種衡量調(diào)控蛋白顯示出來，而此類蛋白往往執(zhí)行著重要的生理功能；②由于雙向電泳（IPG）和SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS-PAGE）存在的技術(shù)瓶頸，目前還無法分離所有等電點(diǎn)和質(zhì)量范圍的蛋白；③對(duì)于SLE這類影響因素多、病因復(fù)雜的疾病，此種方法不能很好了解整個(gè)發(fā)病機(jī)制，其研究結(jié)果可能相當(dāng)零散，猶如管中窺豹，還需要大量成果的積累和系統(tǒng)化才能使整個(gè)機(jī)制得到比較全面的闡明；④目前2-DE未能完全自動(dòng)化，操作過程比較煩瑣，加上質(zhì)譜分析儀器設(shè)備昂貴，限制了蛋白組學(xué)方法的大規(guī)模應(yīng)用。然而我們?nèi)韵嘈?，隨著蛋白組研究的進(jìn)一步發(fā)展，將為尋找SLE功能蛋白組和生物標(biāo)志物，探討發(fā)病機(jī)制以及為治療靶位和藥物篩選帶來新革命。

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Advances in the research on proteomics of SLE

ZHOU Di，HAO Fei
Department of Dermatology, Southwest Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400048, China

This view states the up-to-date information of proteomics in SLE research, including pathogenesis, clinical biomarker, early diagnosis, therapeutic target and drug development.

Systemic lupus erythematosus；Proteomics；Dimensional electrophoresis [J Pract Dermatol, 2010, 3(2):86-88]

R756.9

A

1674-1293(2010)02-0086-03

周 迪

2009-08-26

2009-11-02）

（本文編輯 祝賀）

400038 重慶，第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院皮膚科（周迪，郝飛）

周迪，男，碩士研究生，研究方向：紅斑狼瘡蛋白組學(xué)，E-mail: zhoudi83@hotmail.com