基于小鼠模型的包虫病潜在分子药物靶点的筛选

来源 :青海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adu198612
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目的:为了完善治疗细粒棘球蚴病(Cystic echinococcosis,CE)药物种类短缺、药物依从性差的问题,需要新的治疗替代方案,包括新的化合物类别和药物靶点的鉴定、开发和评估。应用非依赖性全扫描采集(data independent acquisition,DIA)蛋白组学技术筛选CE小鼠病灶肝脏(病灶组)、病灶旁肝脏(病旁组)、对照组小鼠肝脏的差异表达蛋白,分析差异表达蛋白所涉及的生物过程(biological process)、分子功能(molecular function)、细胞组成(cell composition)及相关信号通路,为细粒棘球蚴病靶向治疗药物研发提供思路。方法:选取8只6~8周龄昆明种雌性小鼠随机分成CE组和对照组,每组各4只,CE组小鼠经腹腔注射接种约2000个细粒棘球绦虫原头节,对照组小鼠注射等量生理盐水,饲养一年后处死两组小鼠。收集CE组小鼠病灶肝脏(病灶组)、病灶旁肝脏组织(病旁组)及对照组小鼠肝脏组织(对照组),采用DIA蛋白组学技术筛选病灶组与对照组、病旁组与对照组差异表达蛋白,并对差异蛋白进行蛋白基因本体论(GO)富集分析、京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果:(1)在病灶组与对照组间检出167个差异表达蛋白,在病旁组与对照组间检出318个差异表达蛋白。在病灶组与对照组、病旁组与对照组两个比较组中同时存在26个差异蛋白,其中8个上调表达蛋白、18个下调表达蛋白。(2)GO功能富集注释分析结果显示,病旁组与对照组间的差异表达蛋白主要参与小分子代谢、氧酸代谢、细胞脂质代谢、脂质代谢、羧酸代谢等生物过程,具有催化活性、水解酶活性等分子功能,富集于微体、过氧化物酶体、液泡、溶酶体等细胞组分中。病灶组与对照组间的差异表达蛋白主要参与氧酸代谢、羧酸代谢、有机酸代谢、小分子代谢等生物过程,具有氧化还原酶活性、辅因子结合等分子功能,富集于内质网膜、内质网小斑等细胞组分中。(3)KEGG通路富集分析结果显示,病旁组与对照组间的差异蛋白富集到过氧化物酶体信号通路(P<0.01)、溶酶体信号通路(P<0.01)、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor signaling pathway,PPAR)信号通路(P<0.01)等通路中。病灶组与对照组间的差异表达蛋白富集到类固醇激素生物合成通路(P<0.01)、过氧化物酶体信号通路(P<0.01)、PPAR信号通路(P<0.01)等通路中。(4)在病旁组与对照组间筛选出的差异表达蛋白进行通路富集分析中发现过氧化物酶体(P<0.01)、PPAR通路(P<0.01)等两条通路中富集的差异显著,且富集的蛋白数量较多。在病灶组与对照组筛选出的差异蛋白进行通路富集分析,发现过氧化物酶体(P<0.01)、PPAR信号通路(P<0.01),且富集的差异蛋白数量较多。在病灶组与对照组、病旁组与对照组两对比较组中同时出现并显著富集到的通路是过氧化物酶体、PPAR信号通路。通过文献检索,发现这两条通路是与肝损伤有关的通路。(5)本研究中鉴定到的差异表达蛋白同时出现在过氧化物酶体、PPAR信号通路中的有蛋白Acox1、Acot3、Pygl、Fabp1,且在CE小鼠体内表达量均显著下调。有研究表明,Acox1表达下调可增加肝细胞内脂质代谢所引发的炎症反应而导致肝功能异常;Acot3不仅可见于线粒体中,也可存在于过氧化物酶体中,其下调可影响脂肪酸氧化,进而影响肝脏氧化应激反应;Pygl下调可致肝糖原积累引发的炎症增加、胶原沉积所致的肝纤维化增多;Fabp1通过PPAR信号通路降低脂肪酸代谢、细胞氧化应激能力及细胞生长分化水平。推测这些差异蛋白可能是与细粒棘球蚴病相关的差异蛋白。结论:细粒棘球蚴病小鼠肝脏内有大量蛋白质差异表达,并通过这些差异表达蛋白可以富集到多条通路。通过对病灶组与对照组、病旁组与对照组中的差异表达蛋白和富集通路的筛选,发现过氧化物酶体信号通路和PPAR信号通路可能在细粒棘球蚴病模型小鼠中的发生、发展起作用。在这两条通路中同时存在的Acox1、Acot3、Pygl和Fabp1蛋白,可能在细粒棘球蚴引起小鼠肝脏疾病的过程中发挥作用,为寻找潜在的药物靶点提供思路。
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