带状疱疹后神经痛患者脑脊液蛋白质组学特征

Cerebrospinal Fluid Proteomic Profiles in Patients with Postherpetic Neuralgia.

作者信息Kai Chen, Meng Wang, Dongju Long, Dingquan Zou, Xin Li, Ruixuan Wang, Yaping Wang, Lin Yang
PMID37966014
发布时间2023-12-01
DOI10.1021/acs.jproteome.3c00547

实验完整度

该研究包含蛋白质组学筛选、生物信息学分析和ELISA/Western blot验证,但缺乏功能实验或动物模型验证。

主要模型

PHN患者脑脊液样本 非疼痛对照患者脑脊液样本

重点核对

PHN患者入组标准:难治性疼痛(NRS>4)且标准抗病毒和镇痛治疗后 对照组:非疼痛患者(静脉曲张) 蛋白质组学:每组4例患者CSF样本 ELISA验证:40例患者CSF样本(每组20例) Western blot验证:8例患者CSF样本(每组4例)

摘要

带状疱疹后神经痛(PHN)的内在机制仍不清楚。在此,我们旨在寻找脑脊液(CSF)中在PHN患者与非疼痛患者(对照组)之间显示显著变化的枢纽蛋白。首先,蛋白质组学结果显示,与对照组CSF相比,PHN-CSF中有100个上调和50个下调的差异表达蛋白(DEPs)。此外,功能分析包括基因本体论(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)和基因集富集分析(GSEA)显示,包括补体激活、感染、凝血和脂质代谢在内的生物学过程和通路被激活,而突触组织被抑制。接下来,蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析表明,增加的PLG、F2、APOA1、APOA2、SERPINC1和KNG1以及减少的APOE(均富集于KEGG分析的前列通路中)被定义为枢纽蛋白。最后,其中三个枢纽蛋白,如PLG、APOA1和APOE,在更大的队列中使用酶联免疫吸附测定(ELISA)和蛋白质印迹法两种方法得到了再次确认。综上所述,结果表明PLG、APOA1和APOE及其涉及的过程如感染、炎症、胆固醇代谢和凝血可能是潜在的治疗方法。(原始质谱蛋白质组数据和搜索结果已存放在iProx整合蛋白质组资源(http://www.iprox.cn),数据集标识符为IPX0007372000。)

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
PHN患者脑脊液蛋白质组成是否发生改变,并识别关键的枢纽蛋白及其涉及的生物学过程。
核心机制
PHN患者脑脊液中补体激活、感染、凝血和脂质代谢等过程被激活,而突触组织被抑制,可能与PLG、APOA1和APOE等枢纽蛋白的异常表达有关。
主要证据
通过LC-MS/MS蛋白质组学发现差异表达蛋白,随后经ELISA和Western blot验证PLG和APOA1上调、APOE下调。
研究意义
PLG、APOA1和APOE及其涉及的通路可能成为治疗PHN的潜在新靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者招募与CSF采集

获取PHN患者和对照组的脑脊液样本,用于蛋白质组学分析。

从2021年4月至7月,招募20名难治性PHN患者和20名非疼痛对照患者,由同一麻醉医生进行腰椎穿刺收集CSF。

2

LC-MS/MS蛋白质组学分析

鉴定PHN患者与对照组CSF中的差异表达蛋白。

从每组随机选择4名患者CSF样本,进行蛋白质提取、酶解、TMT标记、分级和LC-MS/MS分析。

3

生物信息学分析

分析差异表达蛋白的功能、通路和相互作用,筛选枢纽蛋白。

使用GO、KEGG、GSEA和PPI分析,基于R、Cytoscape等工具,识别与PHN相关的生物学过程和枢纽蛋白。

4

验证枢纽蛋白表达

在更大队列中验证枢纽蛋白的表达变化。

使用ELISA检测5个枢纽蛋白,使用Western blot检测3个蛋白,结果与蛋白质组学结果进行比对。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
16G硬膜外穿刺针----
25G腰椎麻醉针----
SDT缓冲液----
二辛可宁酸法蛋白定量Bio-Rad500-0001
胰蛋白酶----
C18柱Sigma--
Q Exactive质谱仪Thermo Scientific--
Easy nLC系统Thermo Fisher Scientific--
反相捕集柱Thermo Scientific--
C18反相分析柱Thermo Scientific--
串联质谱标签试剂Thermo--
高pH反相肽段分级试剂盒Thermo Scientific--
F2 ELISA试剂盒AiFang biologicalAF0946-A
PLG ELISA试剂盒AiFang biologicalAF111463-A
APOA1 ELISA试剂盒AiFang biologicalAF0168-A
APOA2 ELISA试剂盒AiFang biologicalAF111517-A
APOE ELISA试剂盒AiFang biologicalAF0882-A
酶标仪(Rayto RT-6100)Rayto--
兔抗PLG抗体Bioworld TechnologyBS9229
兔抗APOA1抗体Biossbs-0849R
兔抗APOE抗体Abcamab183597
辣根过氧化物酶偶联的抗兔IgGProteintech--
化学发光HRP底物MilliporeWBKLS0100
凝胶成像系统Clinx Science Instrument--
Prism软件GraphPad Inc.--
Adobe Illustrator CC 2019Adobe--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者入组
PHN患者:难治性疼痛(NRS>4)且经标准抗病毒和镇痛治疗;对照组:非疼痛患者且无神经系统疾病
阅读提示:Methods - Patient Enrollment
CSF采集
腰椎穿刺技术,收集2 mL CSF,离心条件1000g,5分钟,储存温度-80°C
阅读提示:Methods - CSF Collection
蛋白质组学分析
每组4例样本;TMT标记;质谱参数(分辨率70,000,碰撞能量30eV等)
阅读提示:Methods - LC-MS/MS Analysis; Table 1
生物信息学分析
DEP标准:P<0.05,|FC|>1.2;PPI交互分数≥0.4;统计性显著:GSEA P<0.05,|NES|>1,FDR<0.25
阅读提示:Methods - Bioinformatic Analysis
ELISA验证
所有40名患者;检测试剂盒型号;微孔板读取450 nm
阅读提示:Methods - Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)
Western blot验证
使用8名蛋白质组学患者样本;上样量20 μg;抗体稀释比例;内参?
阅读提示:Methods - Western Blotting