背景与目的:膝关节骨性关节炎(KOA)是由于膝关节软骨变性、骨质增生而引起的一种慢性骨性关节疾患,是运动系统中常见的多发病,该病在全球的发病率和致残率极高,严重影响人类的身心健康。多数人群的流行病学调查中发现女性KOA的患病率高于男性,女性绝经后患病率更明显高于同龄男性,且其症状相对严重。本研究旨在运用iTRAQ标记和Nano-HPLC-MS/MS联用的技术分别对男性及女性KOA血清样本中差异表达的蛋白质进行分析,建立KOA男女性别差异的差异蛋白谱,为探讨KOA的发病机制、疾病的进展和临床诊治的深入研究提供依据。方法:收集2017年1月至2017年4月在广西医科大学第九附属医院骨科门诊就诊及住院的男性KOA患者31例,女性KOA患者41例,以及各自同龄对照的血清样本各30例。样本经还原、烷基化及Trypsin酶解后,采用iTRAQ标记,随后进行Nano-HPLC-MS/MS分析。经数据搜库及蛋白定量分析,筛选出男女组中的差异蛋白谱,并对差异蛋白进行GO分析、KEGG通路分析以及IPA分析等。同时采用western blot和ELISA验证具有潜在临床意义的差异蛋白。结果:KOA患者与正常对照组共鉴定到571个蛋白。以质谱结果蛋白比值>1.2或<0.8,且P-value<0.05为差异蛋白的筛选规则。男性组中,当和其正常对照组相比较时,共有60个蛋白差异表达在KOA患者组中,其中上调的蛋白有50个,下调的有10个;而在女性组中,相比于其对照组,共有179个蛋白差异表达在KOA患者组中,其中上调的蛋白有110个,下调的有69个。另外,男性组和女性组共同拥有的差异蛋白有38个。GO分析提示男性组差异蛋白主要参与免疫反应、固有免疫应答和蛋白水解等生物学过程;女性组差异蛋白主要参与蛋白水解、受体介导的内吞作用以及补体激活等生物学过程。在亚细胞定位方面,男性及女性组差异蛋白都是主要分布于细胞外的外泌体,细胞外区域及细胞外间隙等。在分子功能分析时,发现男性组差异蛋白具有丝氨酸型内肽酶活性、钙离子结合等分子功能;女性组差异蛋白主要具有蛋白结合及丝氨酸型内肽酶活性。同时KEGG通路分析发现男性女性组差异蛋白主要参与系统性红斑狼疮,补体和凝集瀑布反应,吞噬体等通路。此外,女性组差异蛋白还参与焦点粘连,PPAR信号通路和维生素的消化和吸收等通路。经western blot验证,C9、C4B、SAA1在男性KOA中相对于其对照组表达增高;女性组KOA组中,C4B、HSP90α比对照组表达增高,而ITIH4的表达则降低。验证结果和iTRAQ的趋势一致,证明了iTRAQ结果的可靠性。此外,ELISA结果表明Ficolin-2在男性及女性KOA组血清中降低,而DEF1在KOA组血清中的水平均增高。结论:1.通过蛋白质组学技术分别筛选建立了男性和女性KOA组中的差异表达蛋白谱,这些蛋白质分子可以作为潜在的分子标志物进一步深入研究,将有助于揭示男女KOA的发病机制,为研究KOA疾病的进展和临床诊治提供理论依据。2.Ficolin-2和DEF1是男性及女性KOA潜在的诊断生物标志物。