蛋白质组学在缺血性脑卒中中的应用研究进展▲

陈梓焜 黎军宏 唐 农 龚胜男 梁新梅 李 婧 马燕渝 吴 多

(1 广西中医药大学研究生院，南宁市 530001，电子邮箱： 1239465152@qq.com ；2 广西中医药大学第一附属医院脑病科，南宁市 530001)

【提要】 缺血性脑卒中是神经系统多发病，可造成不同程度的神经功能障碍，严重影响患者的生活质量。基于质谱技术的蛋白质组学在缺血性脑卒中诊断和治疗中广泛应用，并积累了大量的研究证据，有助于从蛋白质组学的角度加深对缺血性脑卒中的病理生理、诊断、治疗及相关生物学标记物等认识，为缺血性脑卒中的早期诊断、治疗及预后带来新的契机。本文对近几年来蛋白质组学在缺血性脑卒中病理生理、诊断和治疗中的研究进展进行综述。

脑卒中是由多种原因引起脑血管受损，进而造成脑组织损伤的一类疾病。随着社会老龄化的进展，我国脑卒中的发病率持续上升[1-2]，该病具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点[3]，对患者健康造成极大的影响，且增加社会经济负担。据估计，2013年我国脑卒中的患病率为1 287.3/10万，以此推算我国脑卒中患者为1 100万(不包括影像学诊断的无症状性腔隙性梗死)[1]，我国已成为名副其实的脑卒中大国[4]。脑卒中分为出血性脑卒中和缺血性脑卒中，其中缺血性脑卒中约占我国脑卒中的69.60%[4]，因此开展缺血性脑卒中早期检测、诊断、治疗的研究，有利于减轻神经功能损害，降低致残率，提高患者生活质量。

蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，通过对蛋白质提取、分离、分析，对组织和细胞中蛋白的表达、修饰及蛋白之间的作用等进行高通量筛选和分析的一门学科[5-7]，被广泛应用于疾病的诊断和治疗研究中[8]。目前已有大量的缺血性脑卒中蛋白质组学研究，并获得一些与该病的预测、诊断及治疗相关的生物学标志物[9-11]，但大多数研究仍停留在实验性探索阶段。本文将对蛋白质组学在缺血性脑卒中病理生理、诊断、治疗中的研究进展进行综述，以期为实验及临床研究提供参考。

1 蛋白质组学在揭示缺血性脑卒中病理生理变化中的应用

近年来，基于高通量的蛋白质组学技术迅速发展，为缺血性脑卒中发病机制的研究提供了新思路，越来越多的学者开始研究缺血性脑卒中发病机制及病程中的特异性标志物，包括采用蛋白质组学技术研究动脉粥样硬化所致的脑梗死组织及梗死栓子导致缺血性脑卒中的特异性标志物。例如，Degraba等[12]发现在颈动脉粥样硬化患者血清中有4个差异蛋白表达显著增高；Rao等[13]在高LDL缺血性脑卒中患者的栓子中检测到与炎症相关的蛋白质(例如整合素α-M)；Dayon等[14]发现脑梗死后梗死组织、血液中差异蛋白的含量具有一致性，提示血浆标志物可在一定程度上反映梗死灶的病理生理变化。因此，利用蛋白质组学技术可以从蛋白翻译层面揭示缺血性脑卒中的病理生理变化，有利于缺血性脑卒中的早期诊断和识别。

2 蛋白质组学在缺血性脑卒中诊断中的应用

目前缺血性脑卒中的确诊主要依赖影像学技术[15]，而头颅CT检查在发病24～48 h内才会出现低密度灶，不利于该病的早期诊断，因此开展关于缺血性脑卒中早期诊断的研究显得尤为重要。研究发现，利用蛋白质组学技术检测缺血性脑卒中的生物学标志物，有利于缺血性脑卒中的早期预防及诊断[16]。Pang等[17]检测不同缺血时间节点的大鼠缺血半暗带组织中的蛋白质含量，发现半暗带中Rho家族成员A(RhoA)和细胞分裂周期蛋白42的表达水平随着缺血时间的延长逐渐增加，故认为Rho家族成员A和细胞分裂周期蛋白42可用于缺血性半暗带的早期评估。赵新玲等[18]应用蛋白质组学技术检测发现，血小板反应蛋白1在缺血性脑卒中患者血浆中呈高表达，且其表达水平越高，患者预后越差，提示检测血小板反应蛋白1有助于缺血性脑卒中的早期诊断及预后评估。有研究者通过对液相色谱-串联质谱技术进行研究发现，尿蛋白质组学生物标志物模型有助于缺血性脑卒中的诊断[19]。Anand等[20]发现脑卒中患者的血清神经元特异性烯醇化酶水平高于健康人群，并与梗塞组织体积呈正相关，神经元特异性烯醇化酶水平一般在缺血性脑卒中发病24 h后达到峰值，其达到峰值时间越长，卒中越严重。因此，利用蛋白质组学技术，从缺血性脑卒中患者的缺血半暗带组织、血清、血浆、尿液等样本中获取相关生物学标志物，可以作为缺血性脑卒中新的诊断方法，有利于提高早期诊断率，并且对更好地评估病情、预后，降低致残率具有重要意义。

3 蛋白质组学在缺血性脑卒中治疗中的应用

整体观念是中医药诊疗疾病的一大特色，与蛋白质组学技术从整体水平研究疾病的相关蛋白在一定程度上具有相似性。通过蛋白质组学技术对中医药治疗缺血性脑卒中进行深入研究，可发现多种蛋白质、多靶标、多信号通路共同调节缺血性脑卒中的分子机制，对临床治疗缺血性脑卒中具有重大意义[21]。

Hsu等[22]采用无标记定量蛋白质组学、代谢组学分析技术，观察补阳还五汤在缺血性脑卒中治疗中的疗效，结果显示，采用补阳还五汤治疗不仅对脑梗死组织具有保护作用，还可以改善神经系统疾病通路中的缺陷。Cui等[23]使用丹红注射液对脑缺血大鼠进行药物干预，采用无标记定量蛋白质组学技术分析脑缺血损伤和修复后24 h海马的蛋白质表达，发现丹红注射液和糖原合成酶激酶3β抑制剂均能减少缺血性损伤。有研究基于同位素标记相对和绝对定量的蛋白质组学和生物信息学技术，分析大黄治疗大鼠大脑中动脉闭塞模型的潜在机制，结果显示，经大黄治疗后，大脑中动脉闭塞大鼠的改良神经学严重程度评分得到明显改善，脑梗死体积显著减少[24]。说明大黄可通过调节多种蛋白质、靶标等途径对缺血性脑卒中发挥治疗作用。Zhang等[25]采用蛋白质组学技术研究川芎嗪硝酮对中风动物模型的治疗效果，结果提示川芎嗪硝酮能抑制神经炎症标志物波形蛋白的过度表达并减少胶质原纤维酸性蛋白阳性细胞的数量，同时逆转髓鞘形成相关蛋白2′，3′-环核苷酸3′-磷酸二酯酶的表达下调，并增加同侧梗死区神经元核抗原阳性细胞的数量，对缺血性脑卒中的治疗起重要作用。以上关于蛋白质组学技术的研究中，补阳还五汤、丹红注射液、大黄、川芎嗪硝酮等药物都在缺血性脑卒中的治疗上发挥积极的作用，可进一步揭示中药治疗缺血性脑卒中的作用机制，增加中药治疗缺血性脑卒中的说服力、可信度，同时拓宽缺血性脑卒中的治疗途径。

4 问题与展望

4.1 更新蛋白质组学技术 高通量蛋白质组学技术的快速发展，已为疾病的诊治提供了精准靶点，近年来，一些蛋白质组学技术方法不断更新[26]。其中，无标记小分子探针技术作为蛋白质组学领域的新兴技术之一，其基于蛋白质组进行靶点筛选，具有无需对小分子成分进行结构修饰与改造的特点，更适用于复杂的中药化学成分分析，有利于发现中药作用的新靶点[27]。同时，有学者开发了综合多组分路径解析算法，可以轻松追踪信号通路，提供更准确的药物设计和更有效的治疗策略[28]。更新蛋白质组学技术可以探索更为精准的靶点，对缺血性脑卒中的诊断及用药有更精确的把握。

4.2 更新蛋白质组学技术在疾病研究中的思路 应用蛋白质组学技术探讨疾病的进展演变，需要更新的研究思路作为支撑。有研究者使用肽基质辅助激光解吸/电离质谱成像技术，在原发肿瘤样本中鉴别出转移因子[29]；有学者采用同位素标记相对和绝对定量技术结合二维液相色谱-串联质谱分析技术，检测差异表达蛋白在鼻咽癌组织标本中的表达水平，发现三结构域蛋白29和 Ras相关核蛋白表达水平与鼻咽癌淋巴结转移密切相关[30]。这些发现为判断肿瘤转移提供了新途径。但是，如何更好地把握缺血性脑卒中的疾病进展仍是临床面临的难题，这需要在蛋白质组学技术研发上有更新的思路，探讨出新的蛋白质组学技术，研究出新的生物标志物，以便更好地把控缺血性脑卒中的进展。

4.3 蛋白质组学在缺血性脑卒中的研究趋势 利用蛋白质组学技术能发现疾病发生发展过程中的特异性生物学标志物，为缺血性脑卒中的诊断和治疗提供靶点，还可以对缺血性脑卒中治疗过程中的蛋白质变化进行动态分析，有利于临床医师更有计划、有目的地完善治疗方案，以提高对缺血性脑卒中患者的治疗效果。但目前蛋白质组学技术仍有待进一步完善，有关蛋白质组学在缺血性脑卒中治疗中的应用主要集中在实验性研究，相关的特异性生物学标志物存在与临床结合不够深入、研究数量不足、机理阐述不够全面等诸多问题，这些都是未来蛋白质组学技术的重点研究方向。