本期遗传学与整合组学课题组为大家带来的是年3月份发表在TheJournalofClinicalInvestigation的“PlasminogenasaprognosticbiomarkerforHBV-relatedacute-on-chronicliverfailure”一文,在乙型肝炎病毒相关性急性慢性肝衰竭(HBV-ACLF)中采用TMT的LC-MS/MS技术进行发掘和DIA-MS和PRM-MS技术验证,发现证实纤溶酶原是HBV-ACLF的一个潜在的预后生物标志物。
一
研究背景
乙型肝炎病毒相关性急性慢性肝衰竭(HBV-ACLF)的特点是短期死亡率高,需要准确的预后生物标志物来进行初步风险分层。因此,需要能够进行早期准确风险分层的生物标志物。此外,ACLF是一个高度动态的过程;因此,肝衰竭患者病程的生物标志物进行连续评估可能会加强对ACLF患者的管理。然而,现阶段还没有生物标志物能够评估这一过程。
二
简介
TMT定量蛋白质组学证实纤溶酶原是HBV-ACLF的一个潜在的预后生物标志物,并在横断面队列中得到初步验证。进一步的前瞻性队列验证显示,未存活的乙肝病毒携带者入院时的纤溶酶原水平显著低于存活者。高纤溶酶原水平患者的生存期明显低纤溶酶原水平患者。此外,存活患者的纤溶酶原水平逐渐升高,而死亡患者的纤溶酶原水平逐渐下降。P5评分是一个包含纤溶酶原水平、肝性脑病发生、年龄、国际标准化比率(INR)和总胆红素的预测方法,明显优于Child-Pugh,终末期肝病模型(MELD),慢性肝衰竭联合会ACLF(Clif-CACLF),中国重型乙型肝炎研究小组(COSSH),以及HINT(基于肝性脑病发生情况、INR、中性粒细胞计数和促甲状腺激素的预后评分)。
三
实验思路
四
研究结果
在串联质谱标记蛋白质组学实验1、2和3中总共鉴定了种蛋白质(图1)。使用低于0.05且相差1.5倍或更多的FDR过滤器,作者在HBV相关AHD(HBV-AHD)和HBV-ACLF患者中确定了个差异蛋白(DEP)(图1)。正如预期的那样,这些患者可以在基于DEP整体表达趋势的无监督聚类分析中被区分(图1)。GO富集分析表明,DEPs的分子功能主要与补体活性、蛋白酶抑制剂活性和转运蛋白活性有关,而主要的生物学过程涉及蛋白质代谢、免疫反应和能量通路,细胞定位主要位于细胞外成分、外泌体和溶酶体中。肝细胞核因子-1α(HNF-1α)、雌激素相关受体α(ESRRα)和核受体亚家族4组A成员2(NR4A2)被预测为HBV-ACLF患者DEP相关的上游转录因子(图1)。蛋白质印迹分析显示,与慢性乙型肝炎(CHB)、HBV相关肝硬化(LC)、HBV-AHD或HBV-ACLF患者相比,健康对照(HC)中HNF-1α的水平逐渐降低(图1)。
图1
蛋白质组学数据的生物信息学分析
为了验证HNF-1α和纤溶酶原之间的转录联系,作者观察到用HNF-1αsiRNA处理的HepG2细胞中纤溶酶原剂量依赖性抑制。此外,通路富集分析显示DEP在补体和凝血级联反应、胆固醇代谢和金黄色葡萄球菌感染中过多(图2)。此外,与HBV-AHD患者相比,那些富含补体和凝血级联反应的DEP在HBV-ACLF幸存者中下调,并在HBV-ACLF非幸存者中进一步下调(图2)
图2
KEGG富集到的通路
在HBV-AHD和HBV-ACLF患者之间的个DEP中,与幸存者相比,HBV-ACLF非幸存者中有14个下调,2个上调3)。多变量主成分分析(PCA)显示这些候选生物标志物清楚地区分了HBV-AHD患者、HBV-ACLF幸存者和HBV-ACLF非幸存者(图3)。我们建立了有监督的正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型来识别可以区分HBV-ACLF患者与HBV-AHD患者以及HBV-ACLF非幸存者与幸存者的蛋白质特征(图3)。纤溶酶原、色素上皮衍生因子(SERPINF1)、清道夫受体富含半胱氨酸的1型蛋白M(CD)、补体因子B(CFB)、凝血因子IX(F9)、激肽原-1(KNG1)和补体因子I(CFI)对区分HBV-ACLF幸存者和非幸存者做出了最大的贡献(预测中的预测变量重要性[VIPpred]1)。
图3
候选生物标志物的PCA和OPLS-DA分析
在VIPpred大于1的7个候选生物标志物中,肝脏特异性蛋白纤溶酶原、CFB、F9、KNG1和CFI在横断面队列中得到验证(如图4),这5种蛋白水平随乙肝病情加重而降低(均P0.)。重要的是,ACLF死亡组的纤溶酶原和CFI水平明显低于存活组(P0.05),而CFB和F9水平在死亡组有降低的趋势(P均0.10)。在横断面队列中,纤溶酶原和CFI预测急性肝功能衰竭预后的受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别为0.(0.-0.)和0.(0.-0.)。纤溶酶原在前瞻性纵向HBVACLF队列中的验证。鉴于纤溶酶原在初步验证中被认为是最有希望的预后生物标志物(如图4),我们接下来
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