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        蛋白質組學,糖基化蛋白質組學,多組學聯合分析
    
        


        
        
        
        
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        「青蓮聚焦」從唾液蛋白質組學看“糖尿病”
        

    
        
        
        2022-05-17 00:00:00
        
        
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        05/17 青蓮聚焦
        青蓮聚焦
        從唾液蛋白質組學看“糖尿病”





        糖尿?。?/span>DM）是一種常見的代謝性疾病，表現為胰島素分泌、胰島素作用或兩者都有缺陷，導致一種高血糖狀態。其中2型糖尿?。?/span>T2DM）占全世界糖尿病病例的90%以上。T2DM可導致多個器官病變等并發癥，還有許多與之相關的口腔病變表現，包括牙周炎、齲齒、口腔念珠菌病和唾液功能障礙。
        在糖尿病患者中，葡萄糖水平升高會導致唾液流速降低、pH值濃度降低和口腔環境變化，這很容易導致唾液性狀的變化。近年來，唾液蛋白質組學取得了很大進展，已鑒定出4000多種蛋白質。此外，唾液蛋白質組學研究的重點是篩選口腔及相關疾病的新生物標志物，包括乳鐵蛋白、白細胞介素-6和基質金屬蛋白酶-8。
        唾液因其簡便、安全、經濟、無創的采集方式等原因，在疾病的診斷和預后方面具有巨大的潛力。糖尿病影響唾液的成分，改變可能會影響口腔病變的發生率或體征，這一現象的發現引起了糖尿病研究人員的注意。

        文章通過LC-MS/MS和DIA模式研究了血糖控制良好的T2DM患者（G；n=8）與血糖控制較差的患者（P；n=16）的全唾液蛋白質組學特征，在不同的葡萄糖控制水平下對唾液蛋白質組進行表征，以確定與調節的生物途徑相關的差異蛋白，并評估用于疾病監測的潛在生物標記物。



        文章策略




        結果速遞

        1：全局分析和差異分析
        通過DIA方法掃描的LC–MS/MS來對每個樣本中的蛋白進行定性和定量。鑒定得到12985個肽段、1362個蛋白質，分別用Veen圖和PCA主成分分析圖顯示了兩組之間的相似性和差異性（圖1 B(左上)、C(右上)）。在樣本關系的PCA圖中，各組之間的距離相對較近，組間存在部分分離。組內樣本的組成相似，而樣本在組間分別分布，表明這些樣本在縮小的空間內具有良好的一致性和相似性。采用t-test進行差異分析，卡p value 0.05，Fold change 1.5倍，得到差異蛋白的分析結果。與G組相比，P組的唾液樣本中有40種蛋白質的表達顯著不同，其中9種蛋白質顯著上調。它們包括血紅蛋白亞單位β、血紅蛋白亞單位α2、血紅蛋白亞單位α1、胱抑素B等（圖1 A(左下)）?；诓町惐磉_蛋白質的G組和P組個體PCA圖顯示了組的部分分離（圖1B(右下)）。

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        圖1：樣本中的蛋白統計及差異分析
         
        2：功能注釋和分析
        為了研究差異表達蛋白的功能，分別對上調和下調蛋白進行KEGG和GO通路分析。發現非洲錐蟲病、瘧疾等相關通路表達被上調，差異蛋白細胞組成注釋主要為結合珠蛋白（圖2A、B）；唾液分泌相關通路被下調，差異蛋白細胞組成注釋主要為核周內質網（圖2C、D）。
        圖2：差異表達的唾液蛋白功能注釋
         
        3：候選蛋白質鑒別能力分析
        在差異表達的蛋白質中，選擇了三種具有高 AUC 值的差異表達蛋白質進行進一步分析：含硫氧還蛋白結構域的蛋白質 17 (TXNDC17，一種新型且高度保守的二硫鍵還原酶，可抑制 NF-κB 信號傳導，這似乎與其抑制破骨細胞分化和骨吸收有關。它涉及許多生物過程，包括氧化應激和氧化還原反應，特別是過氧化物酶活性和 H2O2的還原)、酶原顆粒蛋白質 16B (ZG16B，具有組織表達特異性，常作為biomarker) 和 FAM3 代謝調節信號分子 D (FAM3D,分泌時間與胰高血糖素相反,其表達量的變化能夠反映高血糖條件下體內促炎和抗炎狀態、胰高血糖素和胰島素分泌之間動態變化)。將每個樣品中三種蛋白質的表達水平用于層次聚類分析（圖3A），直觀地反映了P組和G組之間的表達差異，表明兩組之間存在部分明顯的分離。樣品 G02、G04、G07 和 G08 與 G 組中的其他樣品相距甚遠。一般來說，兩種血糖控制狀態之間這三種蛋白質的豐度存在差異，樣本簇相對不同。
        與G組相比，TXNDC17在唾液中的表達增加，而在P組中，其他兩種表達降低（圖3B）。對唾液進行ROC曲線分析，以驗證這三種蛋白質的分化能力。這些蛋白質區分不同HbA1c水平的能力如圖3C所示。每種蛋白質的AUC范圍為0.802至0.823，而其組合值的AUC為0.917。這意味著唾液中三者的聯合應用具有較強的區分P組和G組的能力。
        圖3D顯示了FAM3D、ZG16B和TXNDC17的豐富生物過程。他們參與了各種各樣的活動。FAM3D注釋的GO術語包括胰島素、胰高血糖素和信號轉導的負調節，而ZG16B注釋為視網膜內穩態。TXNDC17富含與刺激反應相關的生物過程，如過氧化物酶活性、細胞氧化劑解毒和腫瘤壞死因子介導的過程。此外，它們都參與生物調節和對刺激的反應，因此，這兩個主要的功能過程處于中心位置。

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        圖3：候選蛋白質鑒別能力分析


        總結
        本研究結果表明，40種蛋白質在血糖控制良好和不良的中老年人唾液中存在差異表達，在高血糖狀態下，機體的氧化應激狀態、炎癥狀態和激素分泌平衡都被打亂，從而引起包括視網膜病變在內的多種大血管和微血管并發癥。這一假設也可以反映唾液蛋白成分可以顯示出受高血糖影響的身體的大部分方面。未來對高血糖對身體和口腔的影響的進一步研究將具有不可估量的價值和潛力。

        期刊名稱：Front Mol Biosci ，2021
        影響因子：4.188
        樣本策略：24samples(G組 n=8;P組 n=16)
        技術策略：DIA-蛋白質組學
        文章名稱：血糖水平對中老年2型糖尿病患者唾液蛋白質組的影響：一項觀察性研究

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        本文網址：http://www.luobotuitui.com/news/687.html
        

    
        
        
        
    
        

        



        
    
        
        
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