基于蛋白组学探讨糖皮质激素性骨质疏松发病机制

作者：张方晴; 李秋月; 石钺^*; 王镜勋; 吴嘉朔; 阮豪南; 薛昊天

来源：中国骨伤, 2023, 36(04): 336-344.

• 糖皮质激素性骨质疏松
• 发病机制
• 全蛋白质组学

目的:基于Label-free非标全蛋白组学方法探讨糖皮质激素性骨质疏松(glucocorticoid-induced osteoporosis,GIOP)的发病机制。方法:将12只SPF级SD雌性大鼠随机分为空白对照组和GIOP组。适应性饲养1周后,GIOP组按2.5 mg/kg体重于左右大腿内侧交替注射地塞米松,空白对照组注射等量的生理盐水,每周2次。造模8周末,取各组大鼠的胫骨进行病理切片,以确定造模成功。每组选取3个样本进行蛋白质组学检测,在质控后通过蛋白质的定性定量分析筛选差异蛋白,并通过生物信息学手段针对差异蛋白进行聚类分析,利用基因本体论(gene ontology,GO)、KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)等功能富集分析手段,以阐明糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)诱发的GIOP的潜在病理机制。结果:与空白对照组比较.GIOP组大鼠骨小梁排列紊乱,分布不均且伴有断裂现象,骨空腔间隙增加,具有显著差异,证明造模成功。蛋白组学检测共鉴定47个差异表达蛋白,其中20个蛋白上调,27个蛋白下调。蛋白核磷蛋白1 (nucleophosmin 1,NPM1)、脂肪细胞膜关联蛋白(adipocyte plasma membrane associated protein,APMAP)、抗酒石酸酸性磷酸酶5 (tartrate-resistant acid phosphatase,ACP5)、细胞色素c氧化酶6A(cytochromec oxidase subunit6A1,COX6A1)等蛋白表达具有显著差异。KEGG结果显示,差异表达蛋白富集在代谢相关通路、免疫炎症相关通路及腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated kinase,AMPK)信号通路上。结论:NPM1、APMAP、COX6A1、ACP5等蛋白与GIOP的发病机制密切相关,可作为GIOP的潜在生物标志物。AMPK信号通路在GIOP的发生发展中起重要作用,为治疗GIOP的潜在信号通路。

• 单位
  中国中医科学院望京医院; 中国医学科学院药用植物研究所; 河北大学; 公共卫生学院