2022开门篇 | 北京中医药大学团队运用DIA蛋白组学探究SAPHO综合征潜在诊断标志物

SAPHO综合征是一种侵犯皮肤和骨骼的炎症性疾病，其发病率低，表现形式多样，诊断困难。2022年1月，由北京中医药大学课题组在J Proteomics.期刊发表的题为“Complement system deregulation in SAPHO syndrome revealed by proteomic profiling”的研究成果，通过DIA蛋白组学研究方法，首次揭示了SAPHO患者的血清蛋白质组谱，为疾病诊断提供了潜在的生物标志物。同时作者发现补体系统抑制剂如CFH和C4BP在SAPHO综合征中表达上调，这可能在SAPHO综合征的发病机制中发挥重要作用。

滑膜炎、痤疮、脓疱病、骨质增生和骨炎(SAPHO)综合征是一种相对罕见的疾病，伴有皮肤病及关节病变。虽然某些特定位置的病变可被视为其典型特征，但临床上诊断和治疗依然面临诸多困难[1]。

补体系统是一种由多种可溶性蛋白和膜结合蛋白组成的，具有多种调控机制的反应系统。补体激活途径通常分为四个步骤，包括补体激活，C3转化酶形成、C5转化酶生成和膜攻击复合物组装[2]。

蛋白组学技术是以蛋白质组为研究对象，研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。DIA作为一种新的质谱数据采集方式稳定性高，覆盖度广的优点。DIA蛋白组学技术已经越来越多的疾病研究中发挥重大作用。

1. 蛋白谱分析

本研究通过DIA蛋白组学技术分析了8个SAPHO病人和8个健康人的蛋白表达谱。蛋白表达的相关性图显示组内相关性良好，差异蛋白的PCA图显示两组得到明显的区分。

图1 | 蛋白谱分析

（a）样品相关性

（b）差异蛋白PCA分析

2.SAPHO病人的差异蛋白

通过P<0.05和FC≥1.2为标准，筛选到57种差异蛋白，其中27种上升，30种下降。和之前的报道一致，C反应蛋白（CRP）在炎症状态下含量上升；α2巨球蛋白（A2M）含量下降。IGHV4–61和风湿性心脏病以及风湿热相关，在本研究种含量下降，显示了SAPHO综合征和其他风湿性疾病共同的病理机制；C4BP作为一种主要的补体抑制剂，在SAPHO含量上升，可能与补体系统失调相关。

图2 | SAPHO的差异蛋白研究

（a）差异蛋白火山图

（b）差异蛋白热图

（c）CRP, A2M, IGHV4–61和C4BPA蛋白表达量

3.差异蛋白网络互作

差异蛋白的网络互作显示了ALB和ORM1在SAPHO综合征的重要地位。而上升的FGA和ORMs可能在SAPHO综合征也发挥着重要作用。

图3 | SAPHO的差异蛋白研究

（a）差异蛋白网络互作

（b）ALB, FGA和ORM1表达水平

4.差异蛋白功能预测和通路分析

GO数据库的生物功能条目下，差异蛋白在补体调节、血小板脱颗粒和血凝固条目下明显富集；在细胞组成条目下，可溶性纤维蛋白富集明显；分子功能条目下，脂肪酶抑制剂活性和细胞粘附分子结合富集明显。

而在KEGG通路分析中，炎症和补体及凝血级联反应得到明显富集。CFI和CFH可以旁路途径而C4BP可以抑制经典途径和凝集素途径。

图4 | 差异蛋白GO和KEGG富集分析

（a）差异蛋白GO富集分析

（b）差异蛋白KEGG富集分析

（c）补体及凝血级联反应通路图

5.验证和预测

选取补体及凝血级联反应中两种抑制剂，CFH和C4BP，进行后续验证。由于强直性脊柱炎（AS）患者和SAPHO综合征患者具有相似的病理特征，加大诊断难度，所以将AS病人也加入后续验证中，测试两种疾病的诊断准确率。CFH在两种疾病中均有上升，而C4BP仅在SAPHO中上升，显示C4BP更针对于SAPHO。在疾病预测中，C4BP的AUC值为0.805，C4BP结合CFH的AUC值达0.912，显示其良好的预测率。

图5 | 差异蛋白验证及疾病预测

（a）C4BP和CFH验证

（b）C4BP的ROC曲线和C4BP联合CFH的ROC曲线

本研究：

1）首次揭示了SAPHO患者的血清蛋白质组谱，为疾病诊断提供了潜在的生物标志物；

2)发现补体系统抑制剂如CFH和C4BP在SAPHO综合征中表达上调，这可能在SAPHO综合征的发病机制中发挥重要作用。

蛋白质作为生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。蛋白质组学通过研究生物样本中蛋白质组成和变化，从而推动疾病的病理机制研究，为临床诊断和预后提供潜在生物标志物。

欧易/鹿明生物目前可以为广大科研工作者提供多种蛋白组学检测服务，包括：LC-MSMS蛋白质谱鉴定、iTRAQ/TMT标记定量蛋白组学、Label Free非标记定量蛋白组学、DIA蛋白组学、PRM靶向蛋白验证。

部分参考文献：

1 Sun Y, Li C, Yu W, Huo G, Zhu M, Zhao P, Wang T, Huang G, Xu A. Complement system deregulation in SAPHO syndrome revealed by proteomic profiling. J Proteomics. 2022 Jan 16;251:104399. doi: 10.1016/j.jprot.2021.104399. Epub 2021 Oct 27. PMID: 34718201.

2 于洋洋,张宗峰.补体系统在子宫内膜异位症发生机制中的研究进展[J].疑难病杂志,2021,20(11):1183-1188.

上海鹿明生物科技有限公司多年来，一直专注于生命科学和生命技术领域，是国内早期开展以蛋白组学和代谢组学为基础的多层组学整合实验与分析的团队。目前在多层组学研究已经有了成熟的技术方法，欢迎各位老师前来咨询哦~

猜你还想看

END

饭饭 撰文

欢迎转发到朋友圈

本文系鹿明生物原创

转载请注明本文转自鹿明生物