蛋白质组学在急性胰腺炎中研究进展

龚腾综述，夏先明，苏松审校

(泸州医学院附属医院肝胆外科，四川泸州 646000)

蛋白质组学在急性胰腺炎中研究进展

龚腾综述，夏先明，苏松审校

(泸州医学院附属医院肝胆外科，四川泸州 646000)

随着人类基因组计划取得的巨大成功，生命科学的研究已实质性地进入后基因组时代，即对基因功能的研究。蛋白质组学作为基因功能研究的重要工具，已经广泛用于生命科学研究的各个领域，其发展迅猛，是因蛋白质组学能够较为全面的考察蛋白层面的表达情况，有利于获得各种蛋白、多肽、因子等信息，从而对疾病的发病机制、诊断和治疗进行更深入的研究。急性胰腺炎是临床常见的急腹症，发病急骤，病情危重而复杂，鉴于蛋白质组学的巨大应用前景，本文综述蛋白质组学在急性胰腺炎中的研究进展。

蛋白质组学；急性胰腺炎；差异；

急性胰腺炎是临床常见的急腹症，发病急骤，病情危重而复杂。急性胰腺炎分为轻型和重型，重症急性胰腺炎的确切机制至今尚不清楚，病情危重，其病死率高达30%～40%[1]。因此，探明急性胰腺炎发病机制、确定诊断标准以及早期严重程度判定标准仍是当务之急。蛋白质组学的研究特点和内容给我们提供了一个全新的思路。蛋白质组学技术在研究蛋白的复杂性方面扮演着重要角色[2]，它是以细胞或组织不同时间、环境的所有蛋白质为研究对象，从总体上研究其蛋白的种类，相互作用以及功能结构的方法[3]。它作为一种强大的工具，它不仅可以证实靶点多肽或蛋白质存在与否，而且可以对上调或下调的蛋白质表达进行定量分析，因而我们能通过蛋白质组学技术探讨急性胰腺炎的发病机制，评估早期严重程度，并为其转归和预后找到特异性的标志物。

1 蛋白质组学

蛋白质组学是通过对蛋白质的结构和功能的研究，了解蛋白质的表达量、结构及其代谢调节，并在蛋白水平上对血清、细胞和组织形成全面而深入的认识，了解疾病的发病机制、转归及预后，同时也相应的带动了新药开发和医学技术的发展。蛋白质组研究大致可以分为二类：一类是针对细胞或组织所表达全部蛋白质；另一类则是以一个完整的生物学机制或与机制相关的全部蛋白质为着重点。

2 蛋白质组学的研究内容及其相关技术

2.1 蛋白质组学的研究内容蛋白质组学的研究内容大致包括以下四个方面：（1）蛋白质组成和成分的鉴定、蛋白质数据库构建、新蛋白质的发现、同源性蛋白质之间的比较、蛋白质的加工和修饰分析等；(2)蛋白质家族功能的异同点、蛋白质的生与死、蛋白质代谢产物变化等；(3)重要代谢途径的分子机制；(4)寻找靶分子、及肿瘤特异标记物及新药靶点等。

2.2 蛋白质组学的研究流程蛋白质组学研究的基本路线是制备组织、细胞等蛋白样品，然后大规模分离、分析和鉴定。蛋白质组学的研究流程大致包括以下四个方面：(1)确定你将研究的对象，即有明确可信的模型，如研究某一物种、个体、器官、组织、细胞、亚细胞乃至蛋白质复合体。(2)选取你所需的分离技术，如1-D、2-D、MS、LC、HPLC等。(3)鉴定蛋白质：分离后蛋白质须进行鉴定，主要的鉴定技术有质谱技术、EDman降解法、Western blot及氨基酸组成分析等。以质谱技术由于其灵敏度高、快速准确、易实现自动化，已成为蛋白质组研究中的主要蛋白质鉴定技术。

2.3 蛋白质组学研究的常用技术目前蛋白质组学研究最常用的技术是二维凝胶电泳和质谱分析[4-6]以及蛋白芯片技术。二维凝胶电泳是目前蛋白质组学研究的核心技术之一，也是使用范围最广泛的蛋白质分离技术，是目前技术条件下常用的唯一能够连续在一块胶上分离数千种蛋白质的方法，但二维凝胶电泳技术复杂，工作流程多，对分子量很大或者很小的蛋白质分离不好。质谱技术可以精确测量生物的大分子，也可应对小分子生物活性物进行定性或定量的分析，并具有准确、易操作、快速及普适性。蛋白芯片技术能同时从微量的样品中检测成千上万个蛋白质或多肽，并且还具有快速、易行、高效等优点。

3 急性胰腺炎的发病机制

急性胰腺炎的发病机制比较复杂，发生发展受多个因素的影响[7-8]，至今仍未被阐述清楚。关于急性胰腺炎的发病机理学者们提出了众多学说，比较有影响的有“胰酶自身消化学说”、“炎症因子学说”、“氧化应激学说”、“细胞凋亡学说”、“胰腺腺泡内钙超载学说”、“肠道细菌移位学说”、“胰腺微循环障碍学说”等。综合以上各种学说，即在急性胰腺炎的发病早期，各种胰酶通过不同途径相继激活，各种炎症介质、细胞因子以及大量的氧自由基的产生，继而引发全身炎症反应；内毒素释放入血，在通过细胞因子的诱导及产生DIC；肠道屏障因各种因素被损坏，肠道细菌移位，从而引起严重感染，最终引发多器官功能衰竭。

4 急性胰腺炎的蛋白组学研究进展

自蛋白质组[9]概念提出以来，对其的研究发展极其迅猛，不论是基础理论还是技术方法，都在不断进步和完善，并且应用于生物医学、农业科学等方面。对于急性胰腺炎而言，近年来已逐渐出现其与蛋白组学相关研究的报道：在临床方面，Papachristou等[10]比较了21例轻症急性胰腺炎（MAP)与7例重症急性胰腺炎（SAP)血清蛋白质组学的特点。结果发现两组AP之间有18个明显差异的蛋白点，并且SAP患者血清分子质量43 000和117 000的两个蛋白质明显不同于MAP，通过比较证实其中分子质量为117 000的蛋白点对SAP和MAP的敏感性具有鉴别意义，敏感度为100%，特异度为81%。Flint等[11]则研究了SAP患者尿液中蛋白质组学的特点，结果发现SAP患者尿液中有17个蛋白峰，与MAP对照组具有明显的差别，质谱分析证实其有21种差异的蛋白质成分。我国任俊等[12]通过比较SAP患者在治疗前后蛋白质组表达差异，发现SAP治疗前后一共检测到血清中的132个点，其中质荷比2 000到40 000间共有27个差异点，并且相对分子质量为47 000的蛋白质在SAP病情缓解后表达明显下调，而相对分子质量为115 000以及159 000的蛋白质在SAP患者治疗后上调。在动物模型方面，国内Zhang等[13]研究了伴有高脂血症的SAP的胰腺组织蛋白质组学特点，发现高脂血症SAP与正常血脂AP组有59个差异点，并且有39个差异点经质谱分析成功鉴定，23个蛋白质在高脂血症SAP组表达上调，16个点表达下调。而高脂血症MAP与正常血脂MAP组分析到12个差异点，7个差异点经质谱分析成功鉴定，5个差异点在高脂血症MAP表达下调，2个点在高脂血症MAP中上调。国内龙有明等[14]观察用牛黄胆酸钠诱导的SAP大鼠胰腺组织在各个不同时间点蛋白质组学的变化，实验发现SAP组与假手术组在24 h时共有46个表达差异的蛋白质峰，其中有37个差异点下调，9个差异点上调。SAP组与假手术在48 h时共有97个差异的蛋白质峰，54个差异点下调，43个差异点上调；在72 h时SAP组与假手术组有80个差异的蛋白质峰，其中70个点下调以及10个点上调。Yang等[15]研究了清胰颗粒对牛黄胆酸钠诱导大鼠重症急性胰腺炎胰腺组织中总蛋白表达变化的影响，经凝胶图像处理软件分析胰腺组织蛋白质组学变化，48 h时两组有22个差异点，用药后5个点蛋白上调，17个点下调。48 h时间点比较两组表达差异超过4倍且稳定的蛋白质斑点共有9个，并通过质谱分析和数据库检索鉴定出这九种蛋白质。而Mittal等[16]则研究了大鼠的SAP模型肠系膜淋巴结蛋白组学特点，结果发现模型组有245个差异点，包括了35个差异点下调，210个差异点上调，并证实有7种蛋白质是胰腺代谢的酶类。García等[17]研究急性胰腺炎早期胰腺细胞溶酶体蛋白质组学的变化，为急性胰腺炎早期的病理生理研究提供了有价值的信息。总之，大量研究证实急性胰腺炎不同类型、不同时点蛋白表达存在差异，提示其对胰腺炎诊断及预后判定具有重要意义。

5 问题与展望

迄今为止急性胰腺炎的发病机制未能完全阐明，目前可行的实验室检查仍缺乏诊断及评估其严重程度的金标准，因此揭示急性胰腺炎内在发病机制，找到诊断和判定其严重程度及预后的特异性标志物迫在眉睫。随着二维凝胶电泳、质谱分析及蛋白芯片等蛋白质组学技术的发展，蛋白质组学技术逐步应用于急性胰腺炎在血清、组织及胰液等的差异蛋白分析，为进一步在分子水平揭示该病发病机制，寻找诊断和判定其严重程度及预后的相关蛋白质提供了可能。虽然蛋白质组学方法在急性胰腺炎中的应用依然处在初期阶段，需要更深入的探索和研究，但已经给我们提供了信息和思路。

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1003—6350（2014）05—0709—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.05.0274

2013-09-24)

夏先明。E-mail：xxm6206@126.com