编者按：糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病患者主要的微血管并发症，也是工作年龄人群首要致盲眼病之一。小胶质细胞是单核吞噬细胞，可视为视网膜的组织驻留巨噬细胞，由于高血糖引起的长期组织应激会引发小胶质细胞过度反应，同时产生促炎细胞因子和趋化因子，从而导致慢性炎症。色素上皮衍生因子（PEDF）是一种由视网膜色素上皮分泌的内源性糖蛋白，最初被确定为视网膜色素上皮细胞中的神经营养因子。据报道PEDF通过抑制血管内皮生长因子诱导的视网膜微血管内皮细胞增殖来抑制视网膜新生血管形成。然而，PEDF在早期DR中的保护作用尚不完全清楚。有鉴于此，张媛媛、吴红莲、徐嫚鸿、李筱荣、邵彦几位学者开展了相关研究，并在Retina China 2023上分享了研究成果。

本项研究利用PEDF腺病毒感染THP1细胞，通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测过表达PEDF后THP1细胞蛋白表达变化情况，并结合基因本体论功能注释、京都基因与基因组百科全书通路分析和蛋白互作网络阐明差异蛋白的作用与功能。通过蛋白质组学和生物信息学等方法，探究PEDF通过减轻巨噬细胞炎症过程抑制DR进展中的关键基因。研究者们进行了以下工作：

• PEDF过表达THP1细胞模型进行蛋白质组学分析；
• 采用RT-qPCR验证差异基因的mRNA表达水平；
  
• 与GSE5504数据集进行差异表达基因交集，使用String数据库构建蛋白互作网络，Cytoscape软件及MCODE应用程序提取蛋白互作网络的模块；
  
• 与PEDF过表达数据集取交集并找到关键基因CSF1R；
  
• Western blot和RT-qPCR分别在细胞和动物中验证CSF1R的表达水平。

研究结果

1.质谱分析并筛选差异蛋白（DEGs）

图1.热图显示两组的全部差异蛋白

图2.上调或下调TOP5差异蛋白

2. 运用qRT-PCR验证DEGs

图3. qRT-PCR验证细胞中DEGs表达情况

图4. 验证小鼠视网膜中DEGs表达情况，横坐标表示mRNA，纵坐标表示各mRNA的相对表达水平（n=4）

3. 与GSE5504数据集取交集DEGs的筛选及富集分析

图5. PEDF与GSE5504数据集DEGs Venn图

图6. 两数据集交集后DEGs的蛋白-蛋白相互作用网络图

图7. PPI中的关键基因

图8. 与PEDF过表达数据集DEGs交集后得到CSF1R关键基因

4. 关键基因CSF1R表达水平验证

图9. WB显示不同条件下CSF1R的表达情况

图10. WB结果的统计分析图

研究启示

随着蛋白质组学的发展，生物信息学在DR研究领域中的应用也越来越广泛，结合大数据整合挖掘与DR发生发展相关的关键枢纽基因，对筛选潜在的生物标志物及寻找新的DR治疗靶点具有重要的临床意义。本研究阐述了过表达PEDF后THP1细胞蛋白水平的变化与功能改变，为揭示PEDF的抗炎作用机制提供了可能的靶点。由于蛋白质组学技术受限于仪器的精度，存在一定的假阳性率，故需要在基因水平和蛋白水平对差异基因进行验证。

壁|报|信|息

题目：结合生物信息学和蛋白质组学技术鉴别PEDF过表达抑制DR进展中的关键基因

作者：张媛媛、吴红莲、徐嫚鸿、李筱荣、邵彦

单位：天津医科大学眼科医院、天津医科大学眼视光学院、天津医科大学眼科研究所、天津市视网膜功能与疾病重点实验室

声明：本文仅供医疗卫生专业人士了解最新医药资讯参考使用，不代表本平台观点。该等信息不能以任何方式取代专业的医疗指导，也不应被视为诊疗建议，如果该信息被用于资讯以外的目的，本站及作者不承担相关责任。