《Brain Organoid and Systems Neuroscience Journal》：Plasma protein signatures associated with functional outcome heterogeneity in rtPA-treated acute ischemic stroke
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本研究通过DIA质谱分析探索rtPA治疗急性缺血性脑卒中（AIS）的蛋白质组学标志物，发现不良预后患者存在能量代谢、炎症及氧化应激显著失调，差异蛋白与氧化应激、代谢运输及TGF-β信号相关，提示个体差异在这些通路中的作用可能影响预后。
王兰静|沈彤|黄双峰|胡月|罗玉敏|李思杰
首都医科大学宣武医院神经科，北京100053，中国
摘要
目的
重组组织型纤溶酶原激活剂（rtPA）治疗急性缺血性中风（AIS）后出现异质性神经功能结果的机制仍不明确。本研究旨在利用数据独立采集（DIA）质谱技术探索与rtPA反应相关的蛋白质组特征。
方法
我们对10名AIS患者（6名预后良好[90天mRS ≤ 2]，4名预后不良[90天mRS > 2]）和6名健康对照组进行了血浆蛋白质组分析。通过差异蛋白质表达分析、功能富集（GO、KEGG）和加权基因共表达网络分析（WGCNA）来识别与预后相关的蛋白质和通路。
结果
AIS导致能量代谢、炎症反应和氧化应激反应发生显著紊乱，其中预后不良患者的蛋白质组失调更为明显。与rtPA治疗相关的差异表达蛋白（DEPs）（如CP、CA1、CA2、ABCC2、COL1A2）在功能上与氧化应激、代谢转运和转化生长因子（TGF）-β受体信号通路相关。通路分析显示卟啉代谢、氮代谢和ABC转运蛋白通路有显著富集。此外，不同预后患者之间的DEPs在NF-κB信号通路和ABC转运蛋白方面也有显著差异。
结论
这项探索性研究表明，rtPA可能影响酸碱平衡、氧化还原稳态和TGF-β信号通路。NF-κB信号通路和ABC转运蛋白与预后异质性的关联表明它们具有作为治疗靶点的潜力。这些发现提供了初步的机制见解，需要在更大样本队列中进一步验证。
引言
静脉溶栓（IVT）仍是急性缺血性中风（AIS）超急性期的主要治疗方法，旨在实现缺血组织的再灌注并降低残疾和死亡风险（Zhao等人，2024年；Xue等人，2025年）。重组组织型纤溶酶原激活剂（rtPA）是最常用的溶栓剂，通过激活血栓中的纤溶酶原并将其转化为纤溶酶来发挥治疗效果。纤溶酶可降解血栓的纤维网络，从而实现血栓溶解和随后的再灌注（Yeh等人，2020年；2021年）。
除了溶栓作用外，rtPA诱导的凝血/纤溶级联反应还可能产生持续的免疫调节效应（Yepes等人，2009年；Jiang，2024年）。具体而言，rtPA可损害中性粒细胞的功能和存活，加剧缺血后神经炎症，并诱导星形胶质细胞的铁死亡——这些均会导致血脑屏障（BBB）破坏（Jiang，2024年；Shi，2021年；Geng，2024年）。此外，rtPA还能上调低密度脂蛋白受体相关蛋白（LRP）的表达，激活N-甲基天冬氨酸（NMDA）受体，并诱导基质金属蛋白酶-9（MMP-9）和可诱导的一氧化氮合酶（iNOS）的过度表达（Harston等人，2010年；Macrez等人，2010年）。这些机制共同增强了神经毒性，导致脑水肿、出血性转化和梗死体积增加（Harston等人，2010年；Macrez等人，2010年）。
众所周知，rtPA治疗的临床结果存在显著异质性（Elmadhoun等人，2024年；Cheng，2024年）。虽然部分患者获得了明显的神经功能改善，但大多数患者要么治疗反应微弱，要么在IVT后出现不良神经进展（Thiebaut，2018年；Qiao等人，2024年）。然而，导致这种异质性结果的机制尚不完全清楚。近年来，蛋白质组学成为一门变革性学科，其中数据独立采集（DIA）技术凭借其高通量、高灵敏度和可重复性的优势，在阐明疾病病理生理机制、识别治疗靶点和筛选生物标志物方面展现出前所未有的潜力（Zhang等人，2020年）。基于此背景，本研究旨在通过DIA进行蛋白质组学分析，以研究IVT前后患者血浆蛋白质组的动态变化。通过探索与rtPA反应相关的蛋白质组特征，我们的发现可能为IVT治疗后预后异质性的机制提供新的假设。
研究设计与参与者招募
我们招募了10名入住首都医科大学宣武医院的AIS患者。纳入标准包括：（1）年龄≥18岁；（2）通过神经影像学确诊为AIS；（3）在症状出现后4.5小时内接受标准剂量0.9 mg/kg的rtPA静脉溶栓（IVT）治疗；（4）卒中前改良Rankin量表（mRS）评分≤2；（5）提供书面知情同意。排除标准包括：（1）接受过血管内治疗；（2）病情严重
参与者的临床特征
本研究共纳入6名预后良好的AIS患者、4名预后不良的AIS患者和6名健康对照组。预后良好和不良的AIS患者在年龄、性别、BMI、血管危险因素、mRS评分、NIHSS评分、卒中病因、从发病到rtPA开始的时间、早期神经功能改善以及sICH方面没有显著差异（表1）。与健康对照组相比，AIS患者的某些指标存在显著差异
讨论
这项基于DIA的蛋白质组学研究旨在阐明rtPA治疗AIS后出现异质性结果的机制。我们的发现表明，这种异质性与不同的潜在病理生理状态和对rtPA的差异性蛋白质组反应有关。具体而言，我们观察到rtPA治疗可能涉及酸碱平衡、氧化还原稳态和TGF-β信号通路的调节。我们提出，这些过程中的个体差异可能是临床结果的潜在决定因素。
结论
总之，这项基于DIA的蛋白质组学分析表明，rtPA治疗AIS患者可能涉及酸碱平衡、氧化还原稳态和TGF-β信号通路。这些过程中的个体差异可能是临床结果的潜在决定因素。NF-κB信号通路和ABC转运蛋白与预后异质性的关联提示它们具有作为治疗靶点的潜力。需要在更大样本队列中进行验证，并通过功能研究加以证实
患者知情同意书
所有参与研究的受试者均签署了知情同意书。
伦理批准声明
本研究遵循《赫尔辛基宣言》的指导原则，并获得了首都医科大学宣武医院伦理委员会的批准（批准编号[2024]117––002，2024年6月11日）。
数据可用性声明
本研究的数据可应合理要求向通讯作者索取。作者贡献声明
王兰静：撰写——初稿、可视化、软件应用、方法学设计、数据分析、概念化。沈彤：撰写——初稿、可视化、软件应用、方法学设计、数据分析、概念化。黄双峰：撰写——审稿与编辑、数据分析。胡月：撰写——审稿与编辑、数据分析。罗玉敏：撰写——审稿与编辑、资金筹集。李思杰：资助
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号82371305）、国家重点科技重大专项（项目编号2023ZD0505306）、北京市自然科学基金（项目编号Z240021）和北京市卫生健康委员会（项目编号11000025T000003320606）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
