李筱荣教授深度解析:息肉样脉络膜血管病变与湿性年龄相关性黄斑变性患者房水蛋白组学研究结果

  • 2024-01-05 20:24:00
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息肉样脉络膜血管病变(PCV)和湿性年龄相关性黄斑变性(nAMD)是导致视力丧失的常见原因。尽管这两种疾病在临床表现和影像学特征上有所不同,但它们在分子水平上是否存在关联尚不明确。2023年海峡两岸医药卫生交流协会眼科学专业委员会黄斑病学组年会暨第十一届PCV论坛上,天津医科大学眼科医院李筱荣教授带来了息肉样脉络膜血管病变与nAMD患者房水蛋白组学研究结果分析,速来围观学习。

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研究背景

AMD的患病率逐年上升,对国民健康造成了一定威胁。为了有效应对这一挑战,国家卫生健康委员会制定了“十四五”全国眼健康规划(2021—2025年),以加强眼底病、青光眼等眼病的早期诊断和规范治疗能力。

国际AMD命名共识将AMD分为三型:I型黄斑区新生血管病(MNV)、II型MNV、III型MNV(RAP)。其中PCV(I型MNV)是我国nAMD患者中最常见的亚型,而III型MNV为最不常见的亚型。共识中指出,“Polyp”一词并不准确,并提出了另一个术语——动脉瘤1型新生血管。但关于息肉是简单的动脉瘤还是更复杂的血管结构,目前尚未达成共识。


研究目的

系统性定量比较和评估nAMD和PCV患者房水的蛋白质组学特征。


课题设计路径

在临床样本收集阶段,从treatment-naive的PCV组、treatment-naive的非PCV的nAMD组和对照组(白内障)各收集了10份样本,这些样本包含了详细的临床信息,如年龄、性别、眼底照片、黄斑区OCT/OCTA以及血管造影检查结果。此外,从注药前或白内障手术前的前房液中取样,约100ul,并保存在-80度的冰箱中备用。

在蛋白质谱检测分析阶段,对三组前房液样本进行了总蛋白定量检测,通过蛋白质裂解后总蛋白非标记定量蛋白质谱检测,结合生物信息技术分析(基因注释、通路富集分析、蛋白互作分析等)及统计学方法,筛选出特异性差异蛋白质。并进一步在独立样本的三组中验证了这些差异蛋白,以揭示和验证它们与nAMD和PCV病变的关系。


入组患者基本信息

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实验流程图

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研究结果

何为“同”?


  • 差异蛋白数量比较:nAMD和PCV与control组相比,上调和下调的差异蛋白的数量相近。


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  • 为了展示比较组间蛋白质的显著性差异,将比较组中蛋白质以表达FC和P value(T-test)两个因素为标准,绘制火山图进行更为直观地展示,其中显著下调的蛋白质以蓝色标注(FC<0.5且P<0.05),显著上调的蛋白质以红色标注(FC>2.0且P<0.05),无差异的蛋白质为灰色。


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  • 聚类热图:为了分析组间、组内样本的表达模式,采用层次聚类算法对比较组的差异表达蛋白质进行分组归类,并以热图的形式展示。


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  • 亚细胞定位分析:nAMD和PCV与control组相比,主要的亚细胞定位基本相同,以胞外为主,与受体或分泌性蛋白相关。


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  • 结构域分析:nAMD和PCV与control组相比,主要的蛋白结构域也几近相似,如免疫球蛋白V集域、胰蛋白酶、低密度脂蛋白受体结构域A类。


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  • 基因本体(GO)功能分析:在生物过程当中,nAMD和PCV与control组相比,主要以刺激应答、细胞进程、生物调控为主。分子功能则以结合能力、催化作用、调节分子功能为主。


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  • KEGG通路分析:将所有差异表达蛋白质进行KEGG通路注释,nAMD和PCV与control组相比,两者主要的富集通路均为补体和凝血级联通路。


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  • 进一步展示PCV和nAMD与Control组相比发生上调的前十名差异蛋白,标记为蓝色的蛋白是两组中具有相似或者相同功能的蛋白,也从侧面反映了nAMD与PCV在分子水平的改变非常相似。


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何为“异”?

将nAMD与PCV两者进行了比较,以(FC>1.5,P<0.05)为评价指标,发现上调蛋白1个,下调蛋白6个。经过文献检索和软件分析,总结出可能有意义的差异蛋白,进行后续验证,将与质谱样本相独立的验证样本每组样本量为十个,利用ELISA检测和验证质谱结果的准确性。

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  • 无统计学意义的三组方差分析(ANOVA)结果:艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶(IDS)、转化生长因子β结合蛋白3(LTBP3)、Dermcidin(DCD)。


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  • Neurexin-3-alpha(NRXN3)仅在nAMD中表达改变的蛋白,但nAMD与PCV两者无差异。


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  • Angiopoietin-related protein 7(ANGPTL7)仅在PCV与nAMD中有表达差异,但与Control无统计学差异的蛋白。ANGPTL7对眼压稳态很重要,可通过治疗调节来帮助维持健康的眼压;在以往的biomedical publications检索到ANGPTL7在AMD中下调。


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  • Attractin(ATRN)在调节能量稳质态和头发颜色的黑素皮质激素信号通路中发挥作用;可能调节趋化因子的趋化活性。


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  • Serum amyloid A4(SAA4) 是在nAMD和PCV中同时升高的蛋白,两者有趋势但无差异的蛋白。既往研究中,人们通过OCTA发现Polyps和BVN中的血流明显缓慢且血管有玻璃样变和动脉粥样硬化样改变。SAA蛋白与众多炎症细胞因子表达相关,阻断SAA具有多效性,可能会抑制参与炎症周期的多种细胞因子,比阻断单个细胞因子更有效。


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小结

AMD与PCV在临床表现、治疗方法以及炎症因子种类等方面具有相似之处,但两者在脉络膜厚度、血管形态、病灶位置、发病年龄和基因多态性等方面存在明显差异。李筱荣教授团队在蛋白组学水平上详细对比了两者的异同点,发现相似点远多于差异点。然而,仍有一些值得深入研究的差异靶点:

  • 对于研究中未验证出三组具有明显统计学差异的靶点,可以考虑采用其他试验方法或扩大样本量进行进一步验证?

  • 阻断SAA4具有多效性,可能会抑制参与炎症周期的多种细胞因子,因此将SAA4 receptor blockade应用于两者治疗是否比阻断单个细胞因子(如IL-6、VEGF等)更有效?目前正在进一步实验中。

  • 最新的miRNA研究结果表明,探究nAMD与PCV的差异性需要多组学研究,包括转录组和代谢组等方面的研究。


随着科学技术的不断进步,必将出现更全面、更深入的研究,为解决AMD和PCV等眼疾问题提供更优的思路和方法。相信未来会有更多于AMD和PCV的研究成果涌现,为人们开启新的治疗篇章。



参考文献

1.Zhang Y, Gan Y, Zeng Y, Zhuang X, Zhang X, Ji Y, Su Y, Wen F. Incidence and multimodal imaging characteristics of macular neovascularisation subtypes in Chinese neovascular age-related macular degeneration patients. Br J Ophthalmol. 2023 Jan 13:bjo-2022-322392. doi: 10.1136/bjo-2022-322392. Epub ahead of print. PMID: 36639223

2.Choi YA, Jeong A, Woo CH, Cha SC, Park DY, Sagong M. Aqueous microRNA profiling in age-related macular degeneration and polypoidal choroidal vasculopathy by next-generation sequencing. Sci Rep. 2023 Jan 23;13(1):1274. doi: 10.1038/s41598-023-28385-7. PMID: 36690666; PMCID: PMC9870898.

3.Tao T, Xu H, Ma X, Cheng Y, Shi X, Sun Y, Zhao M, Huang L, Li X. Analysis of Systemic and Serum Risk Factors in Patients with Age-Related Macular Degeneration and Polypoidal Choroidal Vasculopathy. Ophthalmol Ther. 2023 Apr;12(2):1033-1044. doi: 10.1007/s40123-023-00650-y. Epub 2023 Jan 21. PMID: 36680656; PMCID: PMC10011263.

4.Hu WW, Huang YK, Huang XG. Comparison of Peripheral Blood Inflammatory Indices in Patients with Neovascular Age-related Macular Degeneration and Haemorrhagic Polypoidal Choroidal Vasculopathy. Ocul Immunol Inflamm. 2023 Jul;31(5):935-939. doi: 10.1080/09273948.2022.2071742. Epub 2022 May 19. PMID: 35587642.

5.Hampe CS, Yund BD, Orchard PJ, Lund TC, Wesley J, McIvor RS. Differences in MPS I and MPS II Disease Manifestations. Int J Mol Sci. 2021 Jul 23;22(15):7888. doi: 10.3390/ijms22157888. PMID: 34360653; PMCID: PMC8345985.

6.Bu MT, Chandrasekhar P, Ding L, Hugo W. The roles of TGF-β and VEGF pathways in the suppression of antitumor immunity in melanoma and other solid tumors. Pharmacol Ther. 2022 Dec;240:108211. doi: 10.1016/j.pharmthera.2022.108211. Epub 2022 May 14. PMID: 35577211.

7.Lee JS, Park S, Kim SS, Kim CY, Choi W, Lee SY, Bae HW. Peripapillary choroidal microvasculature dropout is associated with poor prognosis in optic neuritis. PLoS One. 2023 Apr 27;18(4):e0285017. doi: 10.1371/journal.pone.0285017. PMID: 37104301; PMCID: PMC10138827.

8.Kunze VP, Angueyra J, Ball JM, Thomsen MB, Li X, Sabnis A, Nadal-Nicolás FM, Li W. Neurexin 3 is required for the specific S-cone to S-cone bipolar cell synapse in the mammalian retina. bioRxiv [Preprint]. 2023 Feb 14:2023.02.13.527055. doi: 10.1101/2023.02.13.527055. PMID: 36909547; PMCID: PMC10002642.

9.Praveen K, Patel GC, Gurski L, Ayer AH, Persaud T, Still MD, Miloscio L, Van Zyl T, Di Gioia SA, Brumpton B, Krebs K, ?svold BO, Chen E, Chavali VRM, Fury W, Gudiseva HV, Hyde S, Jorgenson E, Lefebvre S, Li D, Li A, Mclninch J, Patel B, Rabinowitz JS, Salowe R, Schurmann C, Seidelin AS, Stahl E, Sun D, Teslovich TM, Tybj? rg-Hansen A, Willer C, Waldron S, Walley S, Yang H, Zaveri S; Regeneron Genetics Center; GHS-RGC DiscovEHR Collaboration; Estonian Biobank Research Team; Hu Y, Hveem K, Melander O, Milani L, Stender S, O'Brien JM, Jones MB, Abecasis GR, Cantor MN, Weyne J, Karalis K, Economides A, Della Gatta G, Ferreira MA, Yancopoulos GD, Baras A, Romano C, Coppola G. ANGPTL7, a therapeutic target for increased intraocular pressure and glaucoma. Commun Biol. 2022 Oct 3;5(1):1051. doi: 10.1038/s42003-022-03932-6. PMID: 36192519; PMCID: PMC9529959.

10.Ehara A, Taguchi D, Nakadate K, Ueda S. Attractin deficiency causes metabolic and morphological abnormalities in slow-twitch muscle. Cell Tissue Res. 2021 Jun;384(3):745-756. doi: 10.1007/s00441-021-03423-w. Epub 2021 Mar 3. PMID: 33660050.

11. Seok A, Lee HJ, Lee S, et al. Identification and Validation of SAA4 as a Rheumatoid Arthritis Prescreening Marker by Liquid Chromatography Tandem-mass Spectrometry. Molecules. 2017;22(5):805. doi:10.3390/molecules22050805

12. Mun S, Lee J, Park M, Shin J, Lim MK, Kang HG. Serum biomarker panel for the diagnosis of rheumatoid arthritis. Arthritis Res Ther. 2021;23 (1):31. doi:10.1186/s13075-020-02405-7

13. Silent mutations in secondary Shine-Dalgarno sequences in the cDNA of human serum amyloid A4 promotes expression of recombinant protein in Escherichia coli. Protein Eng. 2001;14(12):949–952. doi:10.1093/protein/14.12.949

14. Rebhun CB, Moult EM, Novais EA, Moreira-Neto C, Ploner SB, Louzada RN, Lee B, Baumal CR, Fujimoto JG, Duker JS, Waheed NK, Ferrara D. Polypoidal Choroidal Vasculopathy on Swept-Source Optical Coherence Tomography Angiography with Variable Interscan Time Analysis. Transl Vis Sci Technol. 2017 Nov 7;6(6):4. doi: 10.1167/tvst.6.6.4. PMID: 29134135; PMCID: PMC5678546.


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  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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