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基于痛风性关节炎患者外周血单核细胞的乳酸化修饰蛋白质组学全景解析
作者: 李婷
单位: 川北医学院附属医院

摘要

痛风性关节炎(GA)是一种由尿酸钠结晶(MSU)沉积触发的炎症性疾病,其发病机制复杂,涉及代谢紊乱与免疫炎症失衡的深度交互。乳酸作为糖酵解关键代谢产物,可通过介导赖氨酸乳酸化这一翻译后修饰方式调控蛋白质功能。尽管乳酸化修饰在肿瘤免疫和炎症性疾病中扮演着重要作用,但其在GA中的整体特征及潜在生物学意义尚不明确。本研究旨在系统描绘GA患者外周血单核细胞的乳酸化修饰全景,为理解GA的免疫-代谢交互机制提供新的视角。

纳入4例GA患者及4例健康对照(HC)。采用Western blot对GA患者外周血单个核细胞(PBMCs)中的泛乳酸化修饰(Pan-Kla)水平进行定量分析,并探讨其与临床指标的相关性。随后采用CD14+磁珠负向分选技术从PBMCs中精确纯化单核细胞,通过胰蛋白酶消化、乳酸化肽段特异性抗体富集,联用高分辨率液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术,开展乳酸化修饰组学检测,并同步完成普通蛋白质组学定量分析。在生物信息学分析层面,对鉴定到的差异修饰蛋白及位点进行多维度解析:包括Motif分析、蛋白质二级结构与表面可及性预测、功能分类与GO/KEGG富集分析、蛋白互作网络(PPI)构建及临床相关性分析;最后整合修饰组学与蛋白质组学数据进行联合分析。

GA组PBMCs中Pan-Kla水平显著高于HC组,且Pan-Kla水平与血沉(ESR)、超敏C反应蛋白(hsCRP)及血尿酸(SUA)等呈正相关。乳酸化修饰组学共鉴定出差异修饰蛋白97个,其中上调63个、下调34个;差异修饰位点115个,其中上调79个、下调36个。Motif分析显示,乳酸化位点邻近序列具有明显的氨基酸偏好性,修饰位点周围更易出现缬氨酸、丙氨酸和异亮氨酸等疏水性残基。二级结构预测显示,乳酸化位点更偏向分布于β-折叠和无规则卷曲区域,且具有更低的表面可及性。功能富集分析提示,差异修饰蛋白主要涉及巨噬细胞分化、B细胞分化调控及磷酸盐代谢过程调节等生物学过程。临床相关性分析发现,AHSG_K225等38个差异修饰位点与ESR呈正相关,SUB1_K29等18个位点与hsCRP呈正相关,包括CAVIN2_K261在内的40余个位点与SUA及低密度脂蛋白(LDL-C)呈正相关。联合普通蛋白质组学分析发现,上调乳酸化修饰蛋白及位点主要表现为蛋白丰度无明显变化而修饰水平显著升高。


GA患者外周血单核细胞中存在广泛的乳酸化修饰重塑,该异常与炎症及代谢指标密切相关。乳酸化变化在一定程度上独立于蛋白丰度变化,提示其可能是GA发病过程中的重要翻译后调控方式。这些发现拓展了对GA免疫代谢调控机制的认识,为相关生物标志物和干预靶点的筛选提供了新的线索。

关键词: 痛风性关节炎;乳酸化修饰;多组学整合;蛋白质翻译后修饰。
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议