特应性角结膜炎患者泪液的蛋白质组学分析

《The Ocular Surface》：Proteomic Profiling of Tear Fluid in Patients with Atopic Keratoconjunctivitis

　　

拉尔斯·伊弗森（Lars Iversen）|曼努埃尔·拉米雷斯·加拉斯塔乔（Manuel Ramirez Garrastacho）|佩妮尔·梅·汉森（Pernille May Hansen）|伯恩德·蒂德（Bernd Thiede）|雅各布·庞托皮丹·蒂森（Jacob Pontoppidan Thyssen）|玛丽·路易丝·罗德·拉斯穆森（Marie Louise Roed Rasmussen）|奥利弗·尼尔斯·克莱夫特（Oliver Niels Klefter）|斯特芬·赫加德（Steffen Heegaard）|托尔·帕斯克·乌特海姆（Tor Paaske Utheim）

丹麦哥本哈根大学医院眼科系

摘要

目的

过敏性角结膜炎（Atopic Keratconjunctivitis, AKC）是一种慢性、严重的眼表疾病，与特应性皮炎相关，可能损害视力并最终导致失明。本研究通过对AKC患者的泪液样本进行基于发现的蛋白质组学分析，以阐明分子特征并鉴定感兴趣的蛋白质。

方法

所有患者均接受了全面的眼科检查，并被分为四组：健康对照组（n = 17人）、无眼表疾病的特应性皮炎患者（n = 11人）、轻度AKC患者（n = 65人）和中度至重度AKC患者（n = 32人）。使用Schirmer滤纸收集的泪膜样本通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行分析。如果蛋白质在多重假设检验校正后的p值低于0.05，并且其表达变化倍数大于2，则认为该蛋白质发生了显著调控。

结果

共鉴定出2503种蛋白质。与对照组相比，轻度AKC和重度AKC分别有14种和29种蛋白质发生显著调控。轻度AKC与重度AKC共有21种蛋白质发生显著调控。四种蛋白质在轻度AKC和重度AKC中均存在，而健康对照组中不存在：短链特异性酰基辅酶A脱氢酶、丝氨酸蛋白酶B13、非分泌型核糖核酸酶以及可能的E3泛素-蛋白质连接酶HERC4。这些调控蛋白质参与了免疫相关、代谢和上皮细胞过程。

结论

这项探索性蛋白质组学研究表明，AKC与免疫相关通路的变化有关，包括黏膜先天免疫、嗜酸性粒细胞迁移和细胞因子信号传导，以及代谢过程和上皮细胞分化和屏障功能。

引言

过敏性角结膜炎（AKC）是一种慢性、可能严重的双眼表疾病，常见于特应性皮炎患者。结膜和角膜的持续性非感染性炎症会引起疼痛和不适，可能导致角膜溃疡、持续性上皮缺陷、新生血管形成、脂质性角膜病变、细菌性和疱疹性角膜炎、圆锥角膜，最终甚至可能导致失明。[1]

尽管AKC的发病机制涉及上皮细胞和免疫细胞与包括空气过敏原在内的外源性因素之间的复杂相互作用，但其分子机制尚未完全明了。研究表明AKC涉及肥大细胞、嗜酸性粒细胞、T细胞和结膜上皮细胞的信号传导，[2] 并且泪液分析显示INF-γ、TNF-α、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5和IL-10的水平升高。[3]

基于质谱技术的蛋白质组学进展使得能够全面分析泪液中的蛋白质，并致力于鉴定和量化整个蛋白质集合。[4]、[5]、[6]、[7]、[8] 之前的蛋白质组学分析已在眼部疾病（包括眼部过敏性疾病、春季角结膜炎（AKC）、睑板腺功能障碍（MGD）和前睑缘炎）中鉴定出几种差异表达的蛋白质。[9]、[10]、[11]、[12] 对AKC患者泪液样本的蛋白质组学分析有可能发现新的治疗靶点或为改进现有治疗方法提供新的认识。

本研究对AKC患者和健康对照组的泪液进行了深入的蛋白质组学分析，以发现差异表达的蛋白质。据我们所知，这是首次对AKC患者的泪液进行大规模蛋白质组学分析的研究。

章节摘录

研究人群

该研究获得了丹麦数据保护局和丹麦国家健康研究伦理委员会的批准（批准编号：H-20069664）。研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则。每位参与者在入组前均签署了书面知情同意书。

泪液样本来自丹麦首都地区的二级或三级皮肤科诊所以及眼科系的特应性皮炎（AD）患者。

结果

共有125名参与者参与了本研究。研究组的人口统计特征见表1。该研究人群的临床特征已有报道。[16] 共鉴定出2503种蛋白质，每一组样本都相互进行了比较。表2列出了每次比较中显著调节的蛋白质。健康对照组与AD（无OSD）之间的比较未发现显著差异。

讨论

本研究对健康对照组、无OSD的AD患者以及轻度或重度AKC患者的泪液进行了全面的蛋白质组学分析。研究结果表明，AKC的蛋白质组特征包括免疫激活、代谢重塑以及上皮细胞分化和屏障相关蛋白质的改变。AKC的严重程度与蛋白质组失调的程度相关，其中重度AKC表现出最多的显著调控蛋白质。

作者贡献声明

奥利弗·尼尔斯·克莱夫特（Oliver Niels Klefter）：撰写——审稿与编辑、验证、监督、概念设计。斯特芬·赫加德（Steffen Heegaard）：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、监督、资源管理、项目实施、方法设计、研究开展、资金获取、概念设计。托尔·帕斯克·乌特海姆（Tor Paaske Utheim）：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、监督、资源管理、项目实施、方法设计、研究开展、资金获取、概念设计。佩妮尔·梅·汉森（Pernille May Hansen）：

数据可用性

研究数据和项目文件可通过jPOST仓库[38]获取，ProteomeXchange的访问号为PXD077168，jPOST的访问号为JPST004559。

资金支持

本研究得到了Synoptik基金会、奥斯陆大学医院医学生物化学系的支持。

利益冲突声明

雅各布·庞托皮丹·蒂森（Jacob Pontoppidan Thyssen）是AbbVie、Almirall、Arena Pharmaceuticals、Coloplast、OM Pharma、Aslan Pharmaceuticals、Union Therapeutics、Eli Lilly & Co、LEO Pharma、Pfizer、Regeneron和Sanofi-Genzyme的顾问，同时也是这些公司的演讲嘉宾。