参与妊娠期子宫静止和足月或早产儿引产的分子机制尚不完全清楚。早产与主要发病率和死亡率有关,目前防止分娩直到足月的努力基本上是无效的。对妊娠期间子宫平滑肌蛋白质组学变化的鉴定和半定量将有助于有针对性地研究子宫平滑肌是如何保持静止状态的,以及与引产相关的变化是什么。在这一背景下检查早产将为早产管理提供潜在的治疗目标。我们最近对从临产孕妇、未临产孕妇和早产孕妇中分离的子宫肌层蛋白进行了二维液相色谱-串联质谱分析。采用保守的错误发现率为1%的方法,我们已经鉴定出2132个蛋白质组,半定量光谱计数显示201个蛋白质在早产样品中有不同水平的表达。据我们所知,这是第一个检测人类子宫平滑肌的大规模蛋白质组学研究,这项初步工作为未来的实验提供了一个目标列表,可以解决蛋白质水平的变化如何参与足月和早产的引产。
人类妊娠,分娩,早产,肌层,平滑肌,子宫,2d-lc/ms/ms,蛋白质组学
人类分娩和自然早产都没有被很好地理解,有充分的证据表明,子宫平滑肌收缩-放松的调节是独特的[1]。超过一半的患者在妊娠37周前进入分娩分娩[2]早产儿。目前用于预防分娩的抗宫缩药物在很大程度上是无效的,只被评估为延迟分娩48小时,而且没有任何药物被FDA用于抗宫缩药物的适应症[3,4]。为了降低早产的发病率和死亡率,我们需要了解子宫平滑肌(肌层)收缩-松弛信号在诱导分娩中是如何被不同程度地激活的。这种信号传导的基础是肌层蛋白组及其翻译后调控。这些蛋白质和它们的途径是引产的核心,必须在人类怀孕的背景下了解这些蛋白质,以便识别在早产中发生的异常事件。为了了解子宫肌层信号,我们必须首先识别子宫肌层蛋白组,并半定量地测量蛋白质及其翻译后调控在人类妊娠的不同状态下是如何变化的。通过识别和半定量的人类子宫肌层妊娠蛋白质组,我们将开始积累差异表达数据集,有助于指导对最可能在早产中改变的信号通路的理解。这将为研究自发性早产中异常蛋白的作用机制提供一种直接的方法,以确定预防早产的新治疗靶点。虽然我们的数据集包含了超过2000种蛋白质,但我们意识到,还有数千种我们无法使用当前的蛋白质提取和分离技术进行确定识别。 This in no way diminishes the value of our dataset as even this fraction of proteins allows us to generate a scaled proteome map that is useful in directing future hypothesis driven research. Ahrenset al。[5]回顾了创建多级蛋白质组覆盖并将所有不同的蛋白质组数据集成到“地图”中的概念。我们已经创建了人类子宫平滑肌(HUSM)的蛋白质组基线图,这将为未来的研究提供更多的深入层次,直到最终完成健康和疾病等不同分娩状态下HUSM的蛋白质组谱。对于研究人员和临床医生来说,这将是一个非常有用的工具,因为它最终将提供预防早产的方法,早产是一个独特的人类问题,对社会有巨大的影响。
高分辨率质谱(MS)的使用以及基于MS的数据分析软件的改进提供了几种不同的定量选择。两种最流行的无标记的基于ms的定量技术是光谱计数(SC)和提取离子色谱曲线下面积(AUC)。SC通过肽-谱匹配的数量间接推断蛋白质的数量(psm;每个蛋白[6]的光谱计数)。基于强度的无标签量化(例如,AUC)利用完整多肽的MS信号响应,通过推断,利用蛋白质的MS信号响应来定量[6]。AUC是通过将任何给定肽的离子强度与色谱洗脱剖面相结合来完成的。
这种MS1强度的测量可能是一种更准确的无标记量化模式,因为它可以在低丰度范围内提供测量,因为每个测序的肽都是用强度观察的。该信息在SC中丢失,这限制了对低丰度蛋白的定量,仅[7]。我们试图利用这两种分析技术,但在二维LC期间色谱位移阻止我们对齐所有样品进行MS1定量。这样做的原因是,并非所有样品都在完全相同的时间洗脱,在24次分馏过程中,会有一些转移,使某些肽以不同的分数残留(图1A)。这不会影响SC的定量,因为无论它们在哪个部分,都可以看到识别的肽。将3份早产样本与31份早产样本进行比对。因此,我们对这些进行了AUC分析,以与低丰度光谱计数蛋白进行比较,发现当有足够的光谱计数来确定一个蛋白时,两种分析之间有很好的一致性(图1B)。
化学物质
抗坏血酸钠,n -2-羟乙基哌嗪- n '-2-乙烷磺酸(HEPES),新丙嗪,3-(3-cholamidopropyl)二甲胺-1-丙烷磺酸(CHAPS),十二烷基硫酸钠(SDS),以及所有其他化学品,除非特别说明,均从Sigma (St Louis, MO)获得。
组织收集
所有研究都经过内华达大学生物医学机构审查委员会(IRB)和著名医院IRB的审查和批准,以保护人类受试者。人子宫肌层活检需获得剖宫产母亲的书面知情同意(C/S)。自发性早产(28-35周,单胎妊娠),无感染或胎膜破裂(妊娠高血压),临产期(37.5-41)或未临产期(产妇要求剖腹分娩,39-41周,单胎)的患者均需征得同意。组织样本取自标准横切口的上侧面。根据外科医生的判断,产妇有时在C/S期分娩。所有接受治疗的临床数据和C/S前的妊娠过程收集,没有任何患者的身份。
排除标准包括:年龄<21岁,任何感染包括阴道炎或羊绒膜炎,药物滥用史,合并疾病诊断如艾滋病,丙肝感染,未控制的糖尿病,子痫前期和任何使用类固醇包括局部使用。不收集患者身份信息。有时,在没有足够宫颈扩张的情况下,女性会自发地进入产程,或者由于其他临床原因,会在临产前通过C/S分娩。在这种情况下,由护理团队确认的单胎妊娠且没有感染的患者,必须得到主治医生的同意。我们将早产样品定义为任何妊娠期在35周以内但不超过35周的早产样品。组织在冷生理缓冲液中立即运至实验室,放大显微镜下分离无血管的平滑肌,液氮速冻,-80°C保存。妊娠组产妇平均孕周和孕周(平均±SD)分别为29±5.3岁和38.9±1.0周;非待产组28.5±5.9岁,30.8±8.6周;早产组患者平均年龄为31.6±6.97岁,平均胎龄为39.1±0.53周。患者来自不同种族,其中52%为白种人,30%为西班牙裔,7.4%为非洲裔,11%为其他种族。
蛋白质分离
为了分离总蛋白,使用预冷的不锈钢研浆和研杵,从每个妊娠状态的12例患者的肌层肌肉样本在液氮下磨成粉末,并在20 ml HEN缓冲液(25 mM HEPES-NaOH, 1 mM EDTA, 0.1 mM neocuprine, pH 7.7)中重组。样本汇集如下进行MS/MS分析:(早产(PTL) 1, 4个独特的患者;PTL2、4例独特患者;PTL3、4名独特患者,产程(L) 1、4名独特患者;L2, 4名独特患者;L3, 4个独特的患者,未产程(NL) 1, 4个独特的患者;NL2, 4个独特的患者;nl3,4例独特患者;12个独特的患者被分为3个生物重复,以帮助控制人类多样性)。样品在冰上超声(10 X 2秒,70%占空比),并使CHAPS为0.4%。 Samples were then centrifuged at 2000 x g for 10 min at 4°C. Protein concentration was determined by the bicinchoninic acid (BCA) assay and samples diluted to 0.8 mg/ml in HEN buffer. This procedure was followed in order to mimic the conditions employed for protein isolation during measurement of the human uterine smooth muscle S-nitrosoproteome [8].
蛋白质消化和质谱分析
内华达蛋白质组学中心通过胰蛋白酶消化和二维LC/MS/MS分析选定的蛋白质。样品经布里尔法消化脱盐et al。[5]。用95%溶剂C/5%溶剂D(溶剂C = 5%乙腈/0.1%甲酸,H2O;溶剂D = 25%乙腈/0.1%甲酸在H2O中,含500 mM KCl (Sigma - Aldrich))。将多肽混合物以最大速度涡旋30秒,然后在室温下以中速反复涡旋30分钟,再以最大速度涡旋30秒,最后按上述方法超声20分钟。室温14000 rpm下离心10分钟。将含有可溶性多肽的上清液转移到失活的Qsert snap cap玻璃样品瓶,其中包括带有PTFR/硅胶间隔(Waters, P/N 186001124DV)的瓶盖,密封并立即储存在4°C。
在制备后1小时或更短时间内使用强阳离子交换(SCX)分离多肽,如下所述。肽经SCX色谱分离,反相高效液相色谱-串联质谱。SCX多肽在Paradigm Multi-Dimensional Liquid Chromatography (MDLC)仪器(microm Bioresources Inc., Auburn, CA)上用聚磺基乙基a, 5 μ 200Å (2.0 x 150 mm)柱(PolyLC, Inc, Columbia, MD),流速为200µl/min,共分离24个馏分,由Probot馏分收集器(LC Packings, Netherlands)收集。然后将SCX组分装入Paradigm AS1 (microm Bioresources Inc., Auburn, CA)自动采样器中。自动采样器将分数存储在4°C在分析期间。
在高效液相色谱分析之前,将50微升SCX馏分装入排气阱。使用Paradigm MDLC仪器(Magic C18AQ 3µ200Å (0.2 x 50 mm)柱,(microm Bioresources Inc., Auburn, CA)和Agilent ZORBAX 300rb - c18 5µ(5 x 0.3 mm) trap (Agilent Technologies, Santa Clara, CA)。采用的梯度为0.1%甲酸水溶液(泵A)和0.1%甲酸乙腈溶液(泵B),分别为:时间(min),流量(µl/min),
泵B(%):(0.00, 2.00, 5.00),(6.00, 2.00, 5.00),(185.00, 2.00, 35.00),(188.00, 2.00, 80.00),(190.00, 2.00, 80.00),(193.00, 2.00, 5.00),(200.00, 2.00, 5.00)。使用Thermo Finnigan LTQ-Orbitrap (Xcalibur v 2.0.7)对洗脱的多肽进行分析。女士光谱(米/z300-2000)在正离子模式下采集,剖面模式分辨率为60,000。采用MS/MS分析前4个数据依赖信号,CID激活,最小信号为2000,隔离宽度为3.0,归一化碰撞能量为35.0。拒收质量清单包括:3233.2040、356.0690、371.1010、372.1000、373.0980、445.1200、523.2840、536.1650、571.5509、572.5680、575.5494、677.6090、737.7063、747.3510、761.7316、763.8791、767.0623、824.4870、832.1884、930.1760、1106.0552、1106.0564、1142.0940、1150.0927。使用动态排除设置,重复次数为2,重复持续时间为10秒,排除列表大小为500,排除持续时间为30秒。
数据库搜索
提取串联质谱,用Sorcerer (SageN, Milpitas, CA;版本3.5)。所有MS/MS样品均使用Sequest (Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA;v.27版本,11修订版)。Sequest开始搜索数据库,其中包含ipi.HUMAN.v3.87、Global Proteome Machine cRAP .2012.01.01和随机诱饵序列(183158条目),假设消化酶胰蛋白酶有最多两个缺失的裂解。分离片段的离子质量容差为1.00 Da,母离子容差为10 ppm。半胱氨酸的氨基甲酰在Sequest中被指定为固定修饰。在Sequest中,蛋氨酸的氧化被指定为可变修饰。质谱蛋白质组学数据已存放在ProteomeXchange财团(http://proteomecentral。(作者目前正在等待数据集标识符和DOI将读者链接到所有蛋白质和肽鉴定数据)。
蛋白质鉴定标准
使用PROTEOIQ (V2.6, www.nusep.com)对基于MS/MS的肽和蛋白鉴定进行验证。在分析前对多肽进行解析,Xcorr值最小为1.5,长度最小为6个氨基酸。所有鉴定的误检率设置为≤1.0%。根据肽预测算法[10]的规定,如果能够以大于95.0%的概率建立肽识别,则可以接受肽识别。如果鉴定结果的可信概率大于95.0%,且每个肽段至少包含2个鉴定肽段,且每个肽段包含5个谱段,则可接受鉴定。蛋白质概率由蛋白质预测算法[11]分配。将含有相似多肽且仅通过MS/MS分析无法分化的蛋白质进行分组,以满足简约原则
半量化和数据分析
SC数据使用ProteoIQ提供的程序内统计包进行分析。使用归一化的总光谱计数,计算归一化因子,使每个重复和生物样品中所有蛋白质的总光谱计数相等。然后将归一化因子应用于每个蛋白质的光谱计数。ProteoIQ可以根据生物类群和重复的定量信息生成蛋白质的p值。在方差分析中,f统计量检验生物组间定量差异的显著性与重复的重复性。f统计量测量解释误差(组间差异)与未解释误差(重复差异)的比率。p值对应于零假设的概率,即给定蛋白质的相对表达在组间是相等的。总的来说,较小的P值导致拒绝零假设,并表明较低的机会之间的定量差异是由于随机误差。光谱计数措施的3种方式比较的统计显著性水平预先确定为0.05。
路径分析
结合我们的生物信息学核心,我们使用了匠心计算途径分析(IPA®)(匠心系统;Redwood city, CA)软件来阐明PTL患者差异表达蛋白的全球意义。IPA®被用于识别PTL患者中潜在的干扰分子通路和网络。IPA程序使用来自文献的知识数据库,根据它们的相互作用和功能将蛋白质彼此联系起来。该知识库由一个高质量的专家管理数据库组成,包含150万项生物学发现,包括从文献中提取的超过4.2万个哺乳动物基因和通路相互作用。简而言之,确定鉴定并显示统计学显著变化(±log2 1, p > 0.05)的蛋白被考虑进行IPA®分析。然后,IPA®软件使用这些蛋白质及其标识符浏览整理的文献数据库,并提取候选蛋白质之间的重叠网络。关联的网络被生成,伴随着一个表示特定网络被随机发现的日志概率的分数。给出了与上传数据相关的顶级规范路径,以及p值。此外,有可能导致观察到的变化的上游调控因子预计会被激活或抑制。 The p-values were calculated using right-tailed Fisher's exact tests. IPA® also uses a z-score algorithm to reduce the chance that random data will generate significant predictions.
西方墨点法
每个混合样品各取10g蛋白用SDS-PAGE凝胶分离,然后转移到硝化纤维素膜上。哺乳动物雷帕霉素mTOR靶蛋白的一抗(7C10, Cell Signaling Technologies)、人纤维连接蛋白HFN 7.1(Developmental Studies Hybridoma Bank)、热休克蛋白HSP27 (C-20)和GAPDH (0411, Santa Cruz Biotech)在奥德赛孵育缓冲液中使用制造商推荐的稀释度过夜加入印迹。用Alexafluor680 (Molecular Probes, Eugene, OR)或IRDye800 (Rockland Immunochemicals, Gilbertsville, PA)荧光偶联二抗检测一抗。波段强度用奥德赛红外成像系统(LiCor Biosciences, Lincoln, NE)定量。
这项工作描述了人类怀孕的3种不同状态下的HUSM蛋白质组。我们明确地确定了一组蛋白质,其分类如下:1869种蛋白质在长期劳动组织样本中鉴定出来,1963种蛋白质在长期非劳动组织样本中鉴定出来,以及在早产样品中鉴定出的2102个蛋白(图2)。我们发现,在这2132个蛋白中,有201个蛋白在PTL状态下表现出不同的调控,通过半定量光谱计数,与NL状态相比,log2相对表达量为±1,p≤0.05(图3)。我们鉴定出41个与PTL相关的蛋白符合我们的统计标准,另外55个与PTL和L相关的蛋白(图3插图)。这是在人类子宫肌层中完成的最全面的半定量蛋白质组学研究,为不同妊娠状态下的蛋白质表达提供了一组有用的数据。我们最初尝试使用提取的离子色谱曲线下面积(AUC)和光谱计数(SC)来分析我们的数据。不幸的是,在二维分离多肽的过程导致了用于整合AUC数据的色谱峰的偏移,因此该数据集无法进行AUC分析。然而,SC数据分析允许识别特定趋势,显示不同组之间的蛋白质水平。为了更好地理解所见不同蛋白表达水平的相关性,我们使用IPA®来帮助描述在这些蛋白质组学变化中最有可能受到影响的分子网络和途径。与NL相比,干扰生物功能的网络分析强调了PTL中炎症反应的增加(表1和图4)。IPA®中可用的分子激活预测算法确定了肿瘤坏死因子(TNFα)是PTL中大多数上调蛋白的上游调控因子。 Included in this group was serine/threonine-protein kinase mTOR (mammalian target of rapamycin) as well as several additional proteins integral to the canonical mTOR signaling pathway which was among the top-scored perturbed pathways in our pathway analysis.
IPA®生成的mTOR规范途径允许进行分子激活预测,并在人类妊娠的组织状态之间进行比较。对足月分娩但未分娩的患者组织的蛋白质组分析显示,mTOR通路蛋白相对下调,与预测的多个下游过程抑制一致(图5A)。在分娩患者标本中,该通路有上调的趋势。这在早产患者的样本中更为明显,与多个下游过程的变化相一致(图5B)。
许多人认为蛋白质组学数据应该由Western证实。如果有什么不同的话,这是相当奇怪的想法和蛋白质组学分析是比较清楚的方法[12]。尽管如此,我们已经使用替代方法检查了这里提供的一些数据,我们使用Western分析检查了蛋白表达的变化(图6)。雷帕霉素的哺乳动物靶蛋白(mTOR),也被称为雷帕霉素的机械靶蛋白或FK506结合蛋白,是一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,一个磷脂酰肌醇3-激酶相关的激酶蛋白家族,调节细胞生长、细胞增殖、细胞运动、细胞存活、蛋白质合成。和转录[13]。蛋白质组学数据显示,mTOR蛋白在早产中表达上调,而在足月而非临产时的妊娠组织中表达上调。这一结果通过Western blot分析得到验证(图6),可以看到蛋白表达大幅增加。蛋白质组学数据显示,甘油醛- 3-磷酸脱氢酶(甘油醛- 3-磷酸脱氢酶,GAPDH)在人类妊娠过程中没有变化,Western验证了这一点。纤维连接蛋白-1是一种糖蛋白,以二聚体或多聚体形式存在于细胞表面和肌层细胞外基质中。纤维连接蛋白参与细胞粘附和整合素信号传导,平滑肌纤维连接蛋白的增加与[14]疾病相关。我们的蛋白质组学数据显示纤维连接蛋白(FN1)升高,Western分析证实了这一点。 The heat shock protein HSP27 is known to be associated with human myometrial contraction.
我们的Western蛋白数据显示分娩患者的足月组织和足月组织之间的HSP27没有变化,这与其他人使用蛋白质组数据[15]观察到的结果一致。我们发现早产中HSP27降低与我们的蛋白质组数据一致(图6)。
表1。IPA®生成生物功能分析。根据提供的蛋白表达谱,炎症反应被认为是最受干扰的生物学功能。所列分子的UNIPROT标识符可在表S1中找到。
|
|
Predictd |
|
|
|
|
|
Activatin |
Activatin z - |
|
|
函数注释 |
假定值 |
状态 |
分数 |
#分子 |
分子 |
骨髓细胞的聚集 |
4.00 e-07 |
增加 |
3.11 |
12 |
Ctsg, elane, hmox1, itga6, itgb2, lama5, nt5e, postn, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
吞噬细胞的积累 |
4.64 e-07 |
增加 |
3.106 |
11 |
Ctsg, elane, hmox1, itga6, itgb2, lama5, nt5e, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
|
|
|
|
|
Cd14、cd276、ctsg、elane、fkbp1a、fn1、hmox1、hsph1、itgb2、lcn2、ltbp1、ltf、mpo、nt5e、prg2、 |
活化的白细胞 |
5.08 e-04 |
增加 |
3.061 |
20. |
Prtn3, s100a8, s100a9, serpinb9, thbs1 |
髓系细胞的活化 |
5.97 e-07 |
增加 |
2.896 |
15 |
Cd14, elane, fkbp1a, fn1, hmox1, itgb2, lcn2, ltbp1, ltf, mpo, prg2, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
积累的中性粒细胞 |
4.08 e-07 |
增加 |
2.789 |
8 |
Ctsg, elane, itga6, itgb2, lama5, prtn3, s100a8, s100a9 |
粒细胞的积累 |
2.02 e-06 |
增加 |
2.789 |
9 |
Ctsg, elane, itga6, itgb2, lama5, postn, prtn3, s100a8, s100a9 |
激活吞噬细胞 |
1.01 e-04 |
增加 |
2.579 |
13 |
Cd14, elane, fkbp1a, fn1, hmox1, lcn2, ltbp1, ltf, mpo, prg2, prtn3, s100a9, thbs1 |
粒细胞的活化 |
4.59 e-06 |
增加 |
2.377 |
9 |
Cd14, elaine, fkbp1a, hmox1, itgb2, lcn2, ltf, prg2, prtn3 |
白细胞的趋化性 |
1.86 e 03 |
增加 |
2.253 |
12 |
Ctsg, elane, flt1, fn1, git2, itgb2, lsp1, pigr, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
活化的中性粒细胞 |
5.71 e-06 |
增加 |
2.157 |
8 |
Cd14, elaine, fkbp1a, hmox1, lcn2, ltf, prg2, prtn3 |
吞噬细胞的细胞运动 |
1.71 e 03 |
增加 |
2.106 |
16 |
Col1a1, ctsg, elane, flt1, fn1, git2, hars, hmox1, itgb2, lsp1, pigr, prtn3, s100a8, s100a9, swap70, thbs1 |
吞噬细胞的趋化性 |
1.15 e 03 |
增加 |
2.035 |
11 |
Ctsg, elane, flt1, git2, itgb2, lsp1, pigr, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
髓系细胞的趋化 |
8.86 e-04 |
增加 |
2.035 |
11 |
Ctsg, elane, flt1, git2, itgb2, lsp1, pigr, prtn3, s100a8, s100a9, thbs1 |
单核细胞的数量 |
8.52 e 03 |
减少 |
-2.19 |
5 |
Itgb2, lcn2, mpo, prtn3, thbs1 |
图1所示。人子宫平滑肌肽的二维分离。(A) SCX一维分离的代表性紫外示踪:9组中有7组在SCX色谱柱上停留时间为±15秒(黑线为NL 1,代表其他6个样品)。NL2和NL3表现出≥4分钟的非线性位移,抑制了我们进行AUC的能力。每2分钟提取一次分数,非线性的4分钟偏移导致NL2和NL3的肽洗脱不同于其他7个样品的相应分数。这导致这些肽在二次元反相分离时以不同的分数运行,并且无法重叠MS1色谱图。(B)在3个PTL样品(上3条曲线)和3个L样品(下3条曲线)中鉴定并排列的代表性肽段曲线下的面积。光谱计数法测量曲线下更大的面积,再现了PTL肽水平增加的模式。
图2。不同妊娠状态的蛋白表达差异。火山图显示与NL(蓝点)相比,L(红点)和PTL(绿点)的不同规则。如果蛋白质落在阴影框之外,就会被认为是重要而有趣的。该区域代表那些p值≤0.05,变化为log2±1的蛋白质。插入的维恩图显示了在每种怀孕状态下鉴定的蛋白质的组分布。
图3。不同妊娠状态下人类子宫平滑肌蛋白组的相对表达谱。散点图表示在所有3种妊娠状态下鉴定的92个蛋白质,其p值≤0.05,变化为log2±1。插入的维恩图表示所有201种蛋白质,p值≤0.05,变化log2±1。未在所有组中出现的蛋白质不在散点图中显示;在至少一个组中,这些蛋白的log2相对表达均为±10。
图4。TNFα调控妊娠炎症反应的网络分析。IPA®产生的选择蛋白网络参与TNFα调控的炎症反应。这种蛋白表达模式与预测的TNFα激活和这些蛋白及其他蛋白的下游调控是一致的。
图5。IPA®生成mTOR典型通路,具有分子激活预测功能。(A) mTOR通路蛋白显示下调调控,与预测的抑制多个下游过程一致。(B)早产mTOR通路蛋白表现出与多个下游过程上调一致的调控。注意,term in labor蛋白表达呈上调趋势,但没有PTL那么明显(未显示)。
图6.对几个感兴趣的蛋白进行终点分析,以验证MS/MS分析确定的变化。从每个妊娠状态的12名患者的肌层肌肉样本中提取蛋白质,使用sds -聚丙烯酰胺凝胶,转移到硝化纤维素,并对经MS/MS分析显示有不同调节的蛋白质进行印迹。合并组的条带强度为平均值(n=3), *表示样本与PTL有显著差异,p < .05。嵌入波段代表该组的平均波段强度。
马来西亚蛋白质组
在PTL过程中,蛋白质组调控的模式偏向于大多数不同调控蛋白的增加。目前还不清楚为什么大多数表现出显著差异的蛋白都有增加PTL的趋势。从蛋白质表达数据中可以清楚地看到,PTL是一种组织的紊乱状态,其中一些与诱导分娩有关的调节通路受到影响。由于本分析中纳入的PTL患者在分娩时没有感染的证据,我们认为我们看到的变化与细菌病原体无关。特别有趣的是,我们发现层粘连素亚基α -5 (LAMA5)、整合素α -6 (ITGA6)和纤维连接蛋白(FN1)在PTL患者中均上调。这些蛋白参与细胞外基质重塑以及转导细胞外环境的信号。这些蛋白质在分娩过程中的作用尚不清楚;然而,我们的数据与这些蛋白质在早产子宫从静止状态到收缩状态的转换中具有完整的功能是一致的。
2021年版权燕麦。所有权利reserv
路径分析
考虑到妊娠可能是一种炎症状态,因此子宫肌层对这种状态的反应必须是妊娠和引产进程中不可或缺的一部分,PTL期间TNFα信号网络的扰动是非常有趣的。TNFα蛋白、mRNA和受体在妊娠期间存在于多个生殖组织中,包括子宫内膜[16,17]和肌层[18,19]。研究表明,子宫肌层TNFα受体随着妊娠和分娩的增加而增加,这表明它在妊娠和分娩的提前[18]中起着重要的信号作用。特别有趣的是,研究表明高浓度的肿瘤坏死因子α在对宫缩[20]无反应的分娩开始时出现。多组研究表明,TNFα与其他炎性细胞因子协同作用,释放前列腺素,从而诱导子宫收缩和分娩,近年来,环加氧酶抑制剂被认为是一种较好的抗宫缩靶点[21,22]。在细胞培养模型中对前产程基因的遗传分析表明,TNFα是最重要的调节因子之一,然而,TNFα在怀孕、分娩和PTL期间诱导的整体蛋白组变化尚未被阐明。我们的研究表明,与NL患者相比,PTL患者中TNFα调节的多种蛋白表达增加。特别值得关注的是mTOR及其典型信号通路在PTL中的上调(图5)。mTOR通路先前已被证明在大鼠中参与子宫肌细胞的增殖活性[24,13]。
我们的数据表明mTOR信号在人类妊娠期间的另一种作用。PTL过程中mTOR信号通路中的多个蛋白上调,包括参与细胞骨架重排和细胞外基质重塑的蛋白,这表明该通路在早期引产中可能发挥作用。与组织的NL状态相比,L和PTL中mTOR通路的蛋白表达增加更大(其中PTL的增加最大),这一事实很有趣。这与mTOR在妊娠中的主要作用是转导增生性表型信号的观点相反。这里显示的mTOR的变化并不容易与Foster的数据吻合et al。[25]。这些作者通过定量聚合酶链反应检测了mTOR和相关分子基因的表达。这些作者表明,mTOR基因表达在早产组织中明显低于非妊娠组织或分娩时的足月或足月组织。在蛋白质水平保持不变的情况下,关闭基因调控并非不可能。事实上,由于正是这种蛋白质赋予了信号传递功能,我们认为,结合我们的数据,Foster等人的工作更加有趣。我们的结果明显不同,可能还有其他原因。福斯特研究中登记的早产儿包括那些临床表现感染的患者。我们没有被告知他们的数字,但这可能是所有6个出现早产的患者都有羊膜炎。这样一个混杂的因素使得我们很难就两项研究得出确切的结论,并强调了研究蛋白质组的重要性。
总之,我们已经确定了一个基本的HUSM蛋白质组,该蛋白质组可用于指导特定蛋白质组网络的扰动如何影响子宫静止和诱导分娩的定向研究。劳动表型和非劳动表型之间蛋白质调节的差异说明了蛋白质所涉及的机制作用,未来的工作将确定这些受干扰的网络在诱导分娩过程中具有什么功能。
- Buxton IL(2004)子宫功能的调节:平滑肌松弛调节中的生化难题。摩尔杂志65: 1051 - 1059。[Crossref]
- 黄晓明,陈文敏(2013),《早产的自然结果是什么?》无宫缩早产妇女的系统回顾和荟萃分析。儿科和围产期流行病学27日:452 - 460。[Crossref]
- Alfirevic Z(2012)抗宫缩药:它们真的有效吗?BMJ345: e6531。[Crossref]
- Haas DM, Kirkpatrick P, McIntosh JJ和Caldwell DM(2012)评估早产抗宫缩试验的证据质量。产妇胎儿新生儿医学杂志25日:1646 - 1652。[Crossref]
- Ahrens CH, Brunner E, Qeli E, Basler K, Aebersold R(2010)利用质谱技术生成和导航蛋白质组图谱。分子细胞生物学11: 789 - 801。[Crossref]
- Bantscheff M, Lemeer S, Savitski MM, Kuster B(2012)定量质谱在蛋白质组学中的应用:2007年至今的综述更新。分析和生物分析化学404: 939 - 965。[Crossref]
- Choi H, Glatter T, Gstaiger M, and Nesvizhskii AI (2012) SAINT-MS1:亲和纯化-质谱实验中使用无标记强度数据进行蛋白-蛋白相互作用评分。J蛋白质组Res11: 2619 - 2624。[Crossref]
- Ulrich C, Quilici DR, Schlauch KA, Buxton IL(2013)妊娠、分娩和早产中的人类子宫平滑肌S-亚硝化蛋白组指纹图谱。Am J Physiol Cell Physiol305: c803 - 816。[Crossref]
- Brill LM, Motamedchaboki K, Wu S, Wolf DA(2009)利用二维高效液相色谱-串联质谱技术对裂多糖菌进行蛋白质组学综合分析。方法48: 311 - 319。[Crossref]
- Keller A, Nesvizhskii AI, Kolker E, Aebersold R(2002)利用MS/MS和数据库检索对肽段鉴定的准确性进行评估的经验统计模型。肛门化学74: 5383 - 5392。[Crossref]
- Nesvizhskii AI, Keller A, Kolker E, Aebersold R(2003)串联质谱法鉴定蛋白质的统计模型。肛门化学75: 4646 - 4658。[Crossref]
- Mann M(2008)蛋白质组学能取代western blot吗?J蛋白质组Res7: 3065。[Crossref]
- Shynlova O, Tsui P, Jaffer S, Lye SJ(2009)内分泌和机械信号在妊娠和分娩期间子宫肌层功能调节中的整合。妇产科再生产144: S2-10。[Crossref]
- Fernandes DJ, Bonacci JV, Stewart AG(2006)细胞外基质,整合素和间充质细胞在气道中的功能。目前的药物靶点7: 567 - 577。[Crossref]
- MacIntyre DA, Tyson EK, Read M, Smith R, Yeo G,等人(2008)人肌层收缩与小热休克蛋白的变化有关。内分泌学149: 245 - 252。[Crossref]
- Hunt JS, Chen HL, Hu XL, Tabibzadeh S(1992)人子宫内膜中的肿瘤坏死因子-信使核糖核酸和蛋白。临床生物天线转换开关47: 141 - 147。[Crossref]
- Tabibzadeh S(1991)人子宫内膜中tnf - α /cachectin免疫反应性的普遍表达。再生产免疫26日:1 - 4。[Crossref]
- Alexander HA, Sooranna SR, Myatt L, Johnson MR(2012)肌层肿瘤坏死因子- α受体随着妊娠和分娩增加,并通过丝裂原活化激酶和核因子- kappab调节基因表达。生殖科学19: 43-54。
- (1999)早产儿的免疫内分泌学:促肾上腺皮质激素释放激素与炎症的关系。我是妇产科吗180: S251-S256。[Crossref]
- Steinborn A, Kuhnert M, Halberstadt E(1996)免疫调节细胞因子诱导足月和早产。J Perinat地中海24: 381 - 390。[Crossref]
- Daher S, Fonseca F, Ribeiro OG, Musatti CC, Gerbase-DeLima M,等(1999)妊娠期和分娩及自然流产开始时的肿瘤坏死因子。欧洲妇产科天线转换开关杂志83: 77 - 79。[Crossref]
- Haas DM, Caldwell DM, Kirkpatrick P, McIntosh JJ, Welton NJ(2012)抗宫缩治疗早产儿:系统回顾和网络meta分析。BMJ345: e6226。
- Tattersall M, Engineer N, Khanjani S, Sooranna SR, Roberts VH,等人(2008)亲产子宫肌层基因表达:早产和足月分娩是一样的吗?繁殖135: 569 - 579。[Crossref]
- Jaffer S, Shynlova O, Lye S(2009)哺乳动物雷帕霉素靶点的激活与妊娠期间子宫肌层增殖有关。内分泌学150: 4672 - 4680。[Crossref]
- Foster HA, Davies J, Pink RC, Turkcigdem S, Goumenou A,等人(2014)人类子宫肌层在怀孕前和怀孕期间差异表达mTOR信号成分346:孕激素调节的证据。中国生物医学工程学报,32(4):449 - 456。[Crossref]