引用本文： 張煜, 張洪偉, 楊鵬, 盧晨, 劉宇, 王海越, 胡佳. 基于串聯質譜標簽定量蛋白質組學篩選胸主動脈瘤/夾層蛋白質標志物. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2021, 28(10): 1222-1228. doi: 10.7507/1007-4848.202101075 復制
隨著人口老齡化和心血管疾病危險因素的流行，胸主動脈瘤/夾層（非結締組織疾病相關）的發生率和相關不良事件的數量增長迅猛，已成為近年來威脅國民生命健康的主要危重疾病之一[1]。據主動脈夾層國際注冊研究近期數據顯示，主動脈夾層總體發病率短短 5 年間由 14/10 萬人每年上升至 30/10 萬人每年[1]。胸主動脈瘤/夾層病情兇險，尤其是累及升主動脈的 Stanford A 型主動脈夾層，約 20%～25% 的此類患者院前死亡，發病 48 h 內未接受有效治療患者的死亡率高達 50%[1-3]。既往研究[4-5]發現導致胸主動脈瘤/夾層形成的核心病理基礎是以血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）凋亡丟失、細胞外基質（extracellular matrix，ECM）降解和蛋白多糖聚集為特征的主動脈中膜退行性改變。盡管近年來對主動脈中膜退行性病變的機制研究逐漸深入，但迄今為止，各種藥物干預在防治胸主動脈瘤/夾層進展方面的療效并不確切[6]，亟需我們進一步挖掘相關分子機制。
蛋白質組學從生命活動的直接執行者—蛋白質的角度研究生理調節或病理變化的分子機制，目前已成為生命科學研究中最重要的手段之一[7]。既往采用蛋白質譜對主動脈瘤或夾層進行研究的文獻報道較少，且相關研究多局限于對胸主動脈瘤或夾層的單一研究，將以中膜退行性病變為共同特征的動脈瘤和夾層同時納入分析的研究較少。因此，本研究旨在通過串聯質譜標簽（tandem mass tags，TMT）定量蛋白質組學分析胸主動脈瘤患者及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層的患者與正常人群主動脈管壁的差異表達蛋白，結合生物信息學分析，篩選出與胸主動脈瘤/夾層發生發展進程密切相關的蛋白標志物及潛在信號通路。
1 資料與方法
1.1 分組及取材
將年齡、性別、高血壓等作為匹配因素，排除主動脈瓣二葉式畸形及結締組織病，收集了 2019 年 12 月至 2020 年 5 月四川大學華西醫院心臟移植捐獻者［正常組，年齡（40.50±9.31）歲］、升主動脈瘤患者［動脈瘤組，年齡（56.50±8.19）歲］及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層患者［夾層組，年齡（54.17±6.68）歲］升主動脈組織樣本各 6 例，均為男性。
1.2 儀器和試劑
Bradford 蛋白定量試劑盒（購自 Bio-Rad）、TMT? Mass Tagging Kits and Reagents（購自 Thermo Fisher）、L-3000 HPLC（購自 RIGOL）、EASY-nLCTM 1200 納升級 UHPLC（購自 Thermo Fisher）、Q ExactiveTM HF-X 質譜儀（購自 Thermo Fisher）。
1.3 TMT 定量蛋白質分析
委托北京諾禾致源科技股份有限公司完成。取主動脈壁組織加入蛋白裂解液后超聲裂解提取總蛋白，使用 Bradford 蛋白質定量試劑盒，配置 BSA 標準蛋白液進行蛋白質檢。取 120 μg 蛋白樣品，使用 TMT 標記試劑標記蛋白，分離餾分，液質檢測，生成質譜檢測原始數據。
1.4 蛋白質的質譜數據統計
對質譜下機的原始文件經 Proteome DiscovererTM Software 進行分析。使用 R 語言中的 t. test 函數計算樣本量間的差異性，同時將蛋白質在 2 個樣品間差異倍數（fold change，FC）轉化為 Log2。根據P≤0.05 和 Log2FC>0.585 篩選差異蛋白，并對動脈瘤組和夾層組篩選出的差異蛋白質取交集，挑選具有共同差異表達的蛋白質。將顯著差異的蛋白質進行表達模式聚類分析，在得到的結果圖中藍色代表蛋白在樣本中表達量較低，紅色代表表達量較高。
1.5 生物信息學分析
選擇 GO（gene ontology，
1.6 倫理審查
本研究經四川大學華西醫院倫理委員會審批，批準號：2020 年審（38）號。所有患者均知情同意。
2 結果
2.1 差異表達蛋白質
通過 TMT 定量蛋白質譜檢測發現：相比正常組，動脈瘤組中差異表達（FC≥1.50 或≤0.67，P<0.05）的蛋白質有 182 個，其中發生上調的蛋白質 66 個，下調的蛋白質 116 個；夾層組中差異表達的蛋白質有 254 個，其中發生上調的蛋白質 68 個，下調的蛋白質 186 個；見表1。動脈瘤組及夾層組均有表達且顯著性上調的蛋白質有 30 個，顯著性下調的蛋白質有 33 個；見圖1。按照 FC 數值排名得到的上、下調前 10 位的差異蛋白見表2。
表1
蛋白質差異表達分析結果
圖1
主動脈組織樣本 TMT 蛋白質譜檢測
a：蛋白質譜熱圖及火山圖（動脈瘤組
表2
動脈瘤組和夾層組共同差異表達蛋白質（取前 10）
2.2 差異蛋白質的 GO 功能富集分析
蛋白質的 GO 功能注釋分為生物過程、細胞組分和分子功能。針對兩兩分組對比的差異表達蛋白質進行 GO 富集，得到差異蛋白質 GO 富集柱狀圖。動脈瘤組與正常組相比，在對參與生物學過程的蛋白質分析中，差異蛋白質數量及占比依次為：刺激反應（reponse to stimulus）、免疫反應（immune response）、細胞黏附（cell adhesion）和多細胞有機體過程（multicellular organismal process）；在對細胞組分的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：細胞外區域（extracellular region）、細胞膜（membrane）和細胞外間隙（extracellular space）；在對分子功能的蛋白分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：鈣離子結合（calcium ion binding）、酶活性調節（enzyme regulation activity）和受體結合（receptor binding）。夾層組與正常組相比，在對參與生物學過程的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：細胞黏附、單體轉運（single-organism transport）、免疫反應和應激反應（reponse to stress）；在對細胞組分的蛋白質分析中，差異蛋白質數量及占比依次為：中間纖維（intermediate filament）、血紅蛋白復合物（hemoglobin complex）、細胞骨架成分（cytoskeletal part）和角蛋白絲（keratin filament）；在對分子功能的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：過渡金屬離子結合（transition metal ion binding）、受體結合和氧結合（oxygen binding）；見圖2。
圖2
差異表達蛋白 GO 富集分析
a：動脈瘤組
2.3 差異蛋白質 KEGG 通路富集分析
分別將動脈瘤組對比正常組、夾層組對比正常組的組間差異蛋白進行 KEGG 通路富集分析，以 KEGG 通路為單位，應用超幾何檢驗，找出與所有鑒定到蛋白質背景相比，在差異蛋白質中具有顯著性富集的通路。結果顯示動脈瘤組與正常組差異最顯著的通路為亞油酸代謝（linoleic acid metabolism），朊病毒疾病（prion diseases），維生素消化吸收（vitamin digestion and absorption），補體和凝血級聯（complement and coagulation cascades）和視黃醇代謝（retinol metabolism）。夾層組與正常組差異最顯著的通路為過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptor，PPAR）信號通路（PPAR signaling pathway），氮代謝（nitrogen metabolism），抗壞血酸和醛酸代謝（ascorbate and aldarate metabolism），礦物質吸收（mineral absorption）和 β-丙氨酸代謝（beta-alanine metabolism）；見圖3、表3。動脈瘤組及夾層組與正常組相比，共同的差異代謝通路共 3 條，分別為：PPAR 信號通路、ECM 受體相互作用代謝通路以及補體和凝血級聯代謝通路。
圖3
差異表達蛋白 KEGG 富集分析
a：動脈瘤組
表3
動脈瘤組和夾層組共同差異的代謝通路（取前 5）
3 討論
本研究通過 TMT 蛋白質譜技術對正常人群、升主動脈瘤患者及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層患者的主動脈樣本進行差異蛋白質分析，并進一步利用生物學信息分析方法預測在胸主動脈瘤/夾層患者中顯著差異性表達的蛋白質可能具有的生物學功能，最終篩選出在胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中具有潛在重要作用的蛋白質標志物及信號通路。
主動脈中膜退行性病變是胸主動脈瘤/夾層發生發展的核心病理基礎[4-5]。在分子機制水平，既往研究[5,8-9]表明血管緊張素Ⅱ、基質金屬蛋白酶、轉化生長因子-β 等相關信號通路能促使 VSMCs 表型由收縮型轉為分泌型，膠原纖維含量增加，彈力纖維崩解斷裂，主動脈壁順應性下降，在高血壓等危險因素持續作用下進展為胸主動脈瘤/夾層。盡管近年來對主動脈中膜退行性變的機制研究在細胞、蛋白分子水平方面的認識較為清楚，然而臨床上應用的可調控上述機制通路的多種藥物（如血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑、β 受體阻滯劑和他汀類等）在防治胸主動脈瘤/夾層進展方面的療效并不確切[6]。這些事實表明，現階段我們對此類疾病發生發展進程中錯綜復雜的機制通路網絡的理解仍顯不足，亟需我們對調控主動脈中膜退行性病變的關鍵分子靶標和重要分子機制展開深入研究。
通過對 63 個差異蛋白質進行 GO 分析，發現上調差異蛋白中以泛素羧基末端水解酶-L1（ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase-L1，UCHL1）為代表的代謝相關蛋白質較多，而下調差異蛋白中以層粘連蛋白（laminin）為主的結構性蛋白質較多。UCHL1 是泛素-蛋白酶體系統中的一員，普遍存在于脊椎動物中且高度保守，在腦、生殖腺、腫瘤及心血管組織中廣泛分布[10-12]。UCHL1 可通過解離泛素鏈來抑制蛋白翻譯后的泛素化修飾，進而阻止細胞內底物蛋白被溶酶體降解來維持細胞穩態[10-11]。研究[11,13]發現，UCHL1 活性下降同樣也會造成神經毒性蛋白聚集，導致線粒體功能障礙并誘發炎癥反應，是帕金森綜合征、阿爾茨海默癥等神經退行性疾病發生的關鍵致病因素。在心血管系統方面，既往研究[12,14]報道血管內皮細胞及 VSMCs 分泌的 UCHL1 可積極參與調控血管損傷后新生內膜形成進程中的炎癥反應并抑制 VSMCs 增殖，但在主動脈退行性病變中尚無報道。Laminin 作為基底膜的主要組成部分，不僅與其它參與基底膜組裝的 ECM 蛋白質相互作用，而且可與細胞表面蛋白結合并激活分子信號轉導。研究[15]發現，laminin 或 laminin 衍生肽功能化的材料可以增加神經突的延伸，并促進細胞的附著、遷移、增殖和分化，在阿爾茨海默癥等神經退行性疾病中發揮重要調控作用。Chen 等[16]發現，敲除大鼠 lamininγ1 基因后，VSMCs 中 α 平滑肌肌動蛋白表達顯著下調，進而導致 VSMCs 分化受損、凋亡增加，提示 laminin 對維持 VSMCs 的穩態具有重要作用。
本研究通過 KEGG 通路富集分析發現有 3 條信號通路在動脈瘤及夾層患者主動脈管壁中呈顯著性差異表達，包括 PPAR 信號通路、ECM 受體相互作用信號通路以及補體和凝血級聯信號通路。PPAR 能夠調控眾多細胞內的代謝，調節靶基因的轉錄，在人體各種代謝過程中起十分重要的作用。研究[17]表明，過表達 PPARγ 可增加大鼠 VSMCs 脂肪細胞標記物表達和脂質攝取，進而破壞血管壁結構和功能，減弱主動脈環的收縮反應，導致主動脈擴張，提示 PPARγ 活性平衡對維持 VSMCs 的穩態至關重要。ECM 受體相互作用信號通路是調節細胞和器官功能的關鍵機制，在腫瘤的脫落、黏附、降解、運動和增殖過程中起著重要作用[18]。研究[19]表明，作為非整合素 ECM 受體家族的一員，67kD laminin 受體表達的上調可減輕 H2O2 導致的細胞失活，從而減輕 VSMCs 的凋亡，維持細胞正常結構和功能。補體系統是固有免疫的重要組成部分，也是宿主炎癥反應的主要觸發因素，可通過消除病原體、免疫復合物和凋亡細胞來維持體內平衡[20]。近年來的研究[21]表明，補體 C3 水平的升高會引起主動脈管壁 SM1（VSMCs 收縮表型標志物）水平的降低和 SMemb（VSMCs 分泌表型標志物）水平的升高，促進 VSMCs 表型由收縮型向分泌型轉化，從而抑制 VSMCs 收縮。因此，我們推測上述通路均在胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中發揮了重要的調控作用。
本研究存在一定的不足：本研究樣本量較小，結果可能存在一定的偏倚。此外，本研究利用 TMT 蛋白質譜技術對參與胸主動脈瘤/夾層發生發展進程的蛋白質及信號通路做了初步篩選，需要進一步完善細胞實驗及動物實驗驗證結果的準確性。
綜上所述，本研究通過 TMT 蛋白組學技術對胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中發揮潛在重要作用的差異蛋白質及信號通路進行系統篩選和分析，建立了胸主動脈瘤/夾層患者和正常人群主動脈管壁的差異蛋白質表達譜，對搜尋調控胸主動脈瘤/夾層中膜退行性病變的關鍵分子靶標具有重要意義。
利益沖突：無。
作者貢獻：張煜和張洪偉負責數據分析及文章撰寫和修改；楊鵬、盧晨、劉宇和王海越參與資料的分析與解釋；胡佳對文章的相關內容進行指導和修正。
隨著人口老齡化和心血管疾病危險因素的流行，胸主動脈瘤/夾層（非結締組織疾病相關）的發生率和相關不良事件的數量增長迅猛，已成為近年來威脅國民生命健康的主要危重疾病之一[1]。據主動脈夾層國際注冊研究近期數據顯示，主動脈夾層總體發病率短短 5 年間由 14/10 萬人每年上升至 30/10 萬人每年[1]。胸主動脈瘤/夾層病情兇險，尤其是累及升主動脈的 Stanford A 型主動脈夾層，約 20%～25% 的此類患者院前死亡，發病 48 h 內未接受有效治療患者的死亡率高達 50%[1-3]。既往研究[4-5]發現導致胸主動脈瘤/夾層形成的核心病理基礎是以血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）凋亡丟失、細胞外基質（extracellular matrix，ECM）降解和蛋白多糖聚集為特征的主動脈中膜退行性改變。盡管近年來對主動脈中膜退行性病變的機制研究逐漸深入，但迄今為止，各種藥物干預在防治胸主動脈瘤/夾層進展方面的療效并不確切[6]，亟需我們進一步挖掘相關分子機制。
蛋白質組學從生命活動的直接執行者—蛋白質的角度研究生理調節或病理變化的分子機制，目前已成為生命科學研究中最重要的手段之一[7]。既往采用蛋白質譜對主動脈瘤或夾層進行研究的文獻報道較少，且相關研究多局限于對胸主動脈瘤或夾層的單一研究，將以中膜退行性病變為共同特征的動脈瘤和夾層同時納入分析的研究較少。因此，本研究旨在通過串聯質譜標簽（tandem mass tags，TMT）定量蛋白質組學分析胸主動脈瘤患者及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層的患者與正常人群主動脈管壁的差異表達蛋白，結合生物信息學分析，篩選出與胸主動脈瘤/夾層發生發展進程密切相關的蛋白標志物及潛在信號通路。
1 資料與方法
1.1 分組及取材
將年齡、性別、高血壓等作為匹配因素，排除主動脈瓣二葉式畸形及結締組織病，收集了 2019 年 12 月至 2020 年 5 月四川大學華西醫院心臟移植捐獻者［正常組，年齡（40.50±9.31）歲］、升主動脈瘤患者［動脈瘤組，年齡（56.50±8.19）歲］及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層患者［夾層組，年齡（54.17±6.68）歲］升主動脈組織樣本各 6 例，均為男性。
1.2 儀器和試劑
Bradford 蛋白定量試劑盒（購自 Bio-Rad）、TMT? Mass Tagging Kits and Reagents（購自 Thermo Fisher）、L-3000 HPLC（購自 RIGOL）、EASY-nLCTM 1200 納升級 UHPLC（購自 Thermo Fisher）、Q ExactiveTM HF-X 質譜儀（購自 Thermo Fisher）。
1.3 TMT 定量蛋白質分析
委托北京諾禾致源科技股份有限公司完成。取主動脈壁組織加入蛋白裂解液后超聲裂解提取總蛋白，使用 Bradford 蛋白質定量試劑盒，配置 BSA 標準蛋白液進行蛋白質檢。取 120 μg 蛋白樣品，使用 TMT 標記試劑標記蛋白，分離餾分，液質檢測，生成質譜檢測原始數據。
1.4 蛋白質的質譜數據統計
對質譜下機的原始文件經 Proteome DiscovererTM Software 進行分析。使用 R 語言中的 t. test 函數計算樣本量間的差異性，同時將蛋白質在 2 個樣品間差異倍數（fold change，FC）轉化為 Log2。根據P≤0.05 和 Log2FC>0.585 篩選差異蛋白，并對動脈瘤組和夾層組篩選出的差異蛋白質取交集，挑選具有共同差異表達的蛋白質。將顯著差異的蛋白質進行表達模式聚類分析，在得到的結果圖中藍色代表蛋白在樣本中表達量較低，紅色代表表達量較高。
1.5 生物信息學分析
選擇 GO（gene ontology，
1.6 倫理審查
本研究經四川大學華西醫院倫理委員會審批，批準號：2020 年審（38）號。所有患者均知情同意。
2 結果
2.1 差異表達蛋白質
通過 TMT 定量蛋白質譜檢測發現：相比正常組，動脈瘤組中差異表達（FC≥1.50 或≤0.67，P<0.05）的蛋白質有 182 個，其中發生上調的蛋白質 66 個，下調的蛋白質 116 個；夾層組中差異表達的蛋白質有 254 個，其中發生上調的蛋白質 68 個，下調的蛋白質 186 個；見表1。動脈瘤組及夾層組均有表達且顯著性上調的蛋白質有 30 個，顯著性下調的蛋白質有 33 個；見圖1。按照 FC 數值排名得到的上、下調前 10 位的差異蛋白見表2。
表1
蛋白質差異表達分析結果
圖1
主動脈組織樣本 TMT 蛋白質譜檢測
a：蛋白質譜熱圖及火山圖（動脈瘤組
表2
動脈瘤組和夾層組共同差異表達蛋白質（取前 10）
2.2 差異蛋白質的 GO 功能富集分析
蛋白質的 GO 功能注釋分為生物過程、細胞組分和分子功能。針對兩兩分組對比的差異表達蛋白質進行 GO 富集，得到差異蛋白質 GO 富集柱狀圖。動脈瘤組與正常組相比，在對參與生物學過程的蛋白質分析中，差異蛋白質數量及占比依次為：刺激反應（reponse to stimulus）、免疫反應（immune response）、細胞黏附（cell adhesion）和多細胞有機體過程（multicellular organismal process）；在對細胞組分的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：細胞外區域（extracellular region）、細胞膜（membrane）和細胞外間隙（extracellular space）；在對分子功能的蛋白分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：鈣離子結合（calcium ion binding）、酶活性調節（enzyme regulation activity）和受體結合（receptor binding）。夾層組與正常組相比，在對參與生物學過程的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：細胞黏附、單體轉運（single-organism transport）、免疫反應和應激反應（reponse to stress）；在對細胞組分的蛋白質分析中，差異蛋白質數量及占比依次為：中間纖維（intermediate filament）、血紅蛋白復合物（hemoglobin complex）、細胞骨架成分（cytoskeletal part）和角蛋白絲（keratin filament）；在對分子功能的蛋白質分析中，差異蛋白質的數量及占比依次為：過渡金屬離子結合（transition metal ion binding）、受體結合和氧結合（oxygen binding）；見圖2。
圖2
差異表達蛋白 GO 富集分析
a：動脈瘤組
2.3 差異蛋白質 KEGG 通路富集分析
分別將動脈瘤組對比正常組、夾層組對比正常組的組間差異蛋白進行 KEGG 通路富集分析，以 KEGG 通路為單位，應用超幾何檢驗，找出與所有鑒定到蛋白質背景相比，在差異蛋白質中具有顯著性富集的通路。結果顯示動脈瘤組與正常組差異最顯著的通路為亞油酸代謝（linoleic acid metabolism），朊病毒疾病（prion diseases），維生素消化吸收（vitamin digestion and absorption），補體和凝血級聯（complement and coagulation cascades）和視黃醇代謝（retinol metabolism）。夾層組與正常組差異最顯著的通路為過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptor，PPAR）信號通路（PPAR signaling pathway），氮代謝（nitrogen metabolism），抗壞血酸和醛酸代謝（ascorbate and aldarate metabolism），礦物質吸收（mineral absorption）和 β-丙氨酸代謝（beta-alanine metabolism）；見圖3、表3。動脈瘤組及夾層組與正常組相比，共同的差異代謝通路共 3 條，分別為：PPAR 信號通路、ECM 受體相互作用代謝通路以及補體和凝血級聯代謝通路。
圖3
差異表達蛋白 KEGG 富集分析
a：動脈瘤組
表3
動脈瘤組和夾層組共同差異的代謝通路（取前 5）
3 討論
本研究通過 TMT 蛋白質譜技術對正常人群、升主動脈瘤患者及動脈瘤基礎上并發 Stanford A 型主動脈夾層患者的主動脈樣本進行差異蛋白質分析，并進一步利用生物學信息分析方法預測在胸主動脈瘤/夾層患者中顯著差異性表達的蛋白質可能具有的生物學功能，最終篩選出在胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中具有潛在重要作用的蛋白質標志物及信號通路。
主動脈中膜退行性病變是胸主動脈瘤/夾層發生發展的核心病理基礎[4-5]。在分子機制水平，既往研究[5,8-9]表明血管緊張素Ⅱ、基質金屬蛋白酶、轉化生長因子-β 等相關信號通路能促使 VSMCs 表型由收縮型轉為分泌型，膠原纖維含量增加，彈力纖維崩解斷裂，主動脈壁順應性下降，在高血壓等危險因素持續作用下進展為胸主動脈瘤/夾層。盡管近年來對主動脈中膜退行性變的機制研究在細胞、蛋白分子水平方面的認識較為清楚，然而臨床上應用的可調控上述機制通路的多種藥物（如血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑、β 受體阻滯劑和他汀類等）在防治胸主動脈瘤/夾層進展方面的療效并不確切[6]。這些事實表明，現階段我們對此類疾病發生發展進程中錯綜復雜的機制通路網絡的理解仍顯不足，亟需我們對調控主動脈中膜退行性病變的關鍵分子靶標和重要分子機制展開深入研究。
通過對 63 個差異蛋白質進行 GO 分析，發現上調差異蛋白中以泛素羧基末端水解酶-L1（ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase-L1，UCHL1）為代表的代謝相關蛋白質較多，而下調差異蛋白中以層粘連蛋白（laminin）為主的結構性蛋白質較多。UCHL1 是泛素-蛋白酶體系統中的一員，普遍存在于脊椎動物中且高度保守，在腦、生殖腺、腫瘤及心血管組織中廣泛分布[10-12]。UCHL1 可通過解離泛素鏈來抑制蛋白翻譯后的泛素化修飾，進而阻止細胞內底物蛋白被溶酶體降解來維持細胞穩態[10-11]。研究[11,13]發現，UCHL1 活性下降同樣也會造成神經毒性蛋白聚集，導致線粒體功能障礙并誘發炎癥反應，是帕金森綜合征、阿爾茨海默癥等神經退行性疾病發生的關鍵致病因素。在心血管系統方面，既往研究[12,14]報道血管內皮細胞及 VSMCs 分泌的 UCHL1 可積極參與調控血管損傷后新生內膜形成進程中的炎癥反應并抑制 VSMCs 增殖，但在主動脈退行性病變中尚無報道。Laminin 作為基底膜的主要組成部分，不僅與其它參與基底膜組裝的 ECM 蛋白質相互作用，而且可與細胞表面蛋白結合并激活分子信號轉導。研究[15]發現，laminin 或 laminin 衍生肽功能化的材料可以增加神經突的延伸，并促進細胞的附著、遷移、增殖和分化，在阿爾茨海默癥等神經退行性疾病中發揮重要調控作用。Chen 等[16]發現，敲除大鼠 lamininγ1 基因后，VSMCs 中 α 平滑肌肌動蛋白表達顯著下調，進而導致 VSMCs 分化受損、凋亡增加，提示 laminin 對維持 VSMCs 的穩態具有重要作用。
本研究通過 KEGG 通路富集分析發現有 3 條信號通路在動脈瘤及夾層患者主動脈管壁中呈顯著性差異表達，包括 PPAR 信號通路、ECM 受體相互作用信號通路以及補體和凝血級聯信號通路。PPAR 能夠調控眾多細胞內的代謝，調節靶基因的轉錄，在人體各種代謝過程中起十分重要的作用。研究[17]表明，過表達 PPARγ 可增加大鼠 VSMCs 脂肪細胞標記物表達和脂質攝取，進而破壞血管壁結構和功能，減弱主動脈環的收縮反應，導致主動脈擴張，提示 PPARγ 活性平衡對維持 VSMCs 的穩態至關重要。ECM 受體相互作用信號通路是調節細胞和器官功能的關鍵機制，在腫瘤的脫落、黏附、降解、運動和增殖過程中起著重要作用[18]。研究[19]表明，作為非整合素 ECM 受體家族的一員，67kD laminin 受體表達的上調可減輕 H2O2 導致的細胞失活，從而減輕 VSMCs 的凋亡，維持細胞正常結構和功能。補體系統是固有免疫的重要組成部分，也是宿主炎癥反應的主要觸發因素，可通過消除病原體、免疫復合物和凋亡細胞來維持體內平衡[20]。近年來的研究[21]表明，補體 C3 水平的升高會引起主動脈管壁 SM1（VSMCs 收縮表型標志物）水平的降低和 SMemb（VSMCs 分泌表型標志物）水平的升高，促進 VSMCs 表型由收縮型向分泌型轉化，從而抑制 VSMCs 收縮。因此，我們推測上述通路均在胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中發揮了重要的調控作用。
本研究存在一定的不足：本研究樣本量較小，結果可能存在一定的偏倚。此外，本研究利用 TMT 蛋白質譜技術對參與胸主動脈瘤/夾層發生發展進程的蛋白質及信號通路做了初步篩選，需要進一步完善細胞實驗及動物實驗驗證結果的準確性。
綜上所述，本研究通過 TMT 蛋白組學技術對胸主動脈瘤/夾層發生發展進程中發揮潛在重要作用的差異蛋白質及信號通路進行系統篩選和分析，建立了胸主動脈瘤/夾層患者和正常人群主動脈管壁的差異蛋白質表達譜，對搜尋調控胸主動脈瘤/夾層中膜退行性病變的關鍵分子靶標具有重要意義。
利益沖突：無。
作者貢獻：張煜和張洪偉負責數據分析及文章撰寫和修改；楊鵬、盧晨、劉宇和王海越參與資料的分析與解釋；胡佳對文章的相關內容進行指導和修正。
