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精神分裂症是一种常见的精神疾病,本研究的主要目的是用基于二维凝胶电泳的比较蛋白质组学方法找到人血浆和脑脊液中的精神分裂症相关蛋白质,以进一步了解该疾病的机制。
文章采用二维凝胶电泳(双向电泳)技术分别制作了42个精神分裂症病人和46个健康对照个体的血浆蛋白二维凝胶图谱,以寻找疾病相关的血浆蛋白质,再用质谱技术进行蛋白质鉴定。在这个数目较大的蛋白质组学分析样品中,我们发现有4个阳性急性期反应蛋白(acutephaseproteins,APPs),珠蛋白α(Hpαchain)、α1抗胰蛋白酶(α1-antitripsin)、血清淀粉样蛋白P成分(serumamyloidP-component)和α1微球蛋白(α1-microglobulin),一致表现出在病人血浆中水平高于正常人。为了揭示急性期反应蛋白与精神分裂症是否有遗传学方面的关联,我们在中国汉族人群中进行了触珠蛋白α1/α2(Hp1/2)多态和2个单核苷酸多态(singlenucleotidepolymorphisms,SNPs)rs2070937、rs5473与精神分裂症的关联分析。关联分析显示Hp1/2、rs2070937这2个多态位点和精神分裂症间存在显著关联。
文章还采用比较蛋白质组学的方法研究了药物治疗后精神分裂症病人血浆蛋白的变化,共分析了19个经过2个月住院治疗的精神分裂症病人血浆样品,对56个蛋白点的比较发现:经有效抗精神分裂症药物治疗后,病人血浆中甲状腺素转移酶(transthyrein,TTR)四聚体的水平显著上升(P=0.002)。兔抗人TTR多克隆抗体的West-blotting实验结果验证了3我们在双向电泳分析中观察到的结果。
为了验证在血浆中观察到的TTR四聚体含量的变化,我们收集了35个精神分裂症病人和36个健康对照的脑脊液样品,将样品混合制成病人脑脊液样品池和正常人脑脊液样品池后,再进行双向电泳凝胶分析。这部分工作比较了包括TTR,视黄醇结合蛋白(retinol-bindingprotein,RBP),Hpα,Igк,Igγ,载脂蛋白J(apolipoproteinJ,ApoJ),载脂蛋白A1(apolipoproteinA1,ApoA1)在内的80个蛋白点的含量,发现正常人脑脊液池中TTR四聚体含量是病人的1.68倍,这是所有被调查蛋白质中血浆水平差别最大的蛋白质。这一结果很好地验证了我们在血浆中的实验结果。
由于我们在精神分裂症病人血浆和脑脊液2种体液中都观察到了TTR蛋白的异常变化,人体中TTR是维生素A的重要载体,它运载了20%的维生素A,而关于维生素代谢异常是精神分裂症致病因素这一假说已有不少理论和实验证据支持,因此我们用酶联免疫吸附测定(enzymelinkedimmunosorbentassay,ELISA)的方法调查了23个精神分裂症病人和19个正常人脑脊液中3种维生素A的载体蛋白,ApoD、ApoE和TTR,的含量。这一测定结果显示:精神分裂症病人脑脊液中的TTR百分含量显著低于正常人,ApoE百分含量显著高于正常人。这2种维生素A运输蛋白的不一致的变化趋势使得我们难以推测脑组织中维生素A含量与精神分裂症的关系。已有很多研究表明ApoE促进脑中淀粉样纤维沉淀积聚,而TTR能抑制它的积聚。我们发现的在精神分裂症病人脑脊液中ApoE和TTR百分含量异常这一结果提示ApoE和TTR可能通过参与淀粉样纤维形成及清除机制在精神分裂症中发挥作用。有关ApoE和TTR在精神分裂症发病机制中的作用还还需要更多实验结果的支持。
结论:(i)在蛋白质组水平和基因水平2方面的证据支持急性期反应可能是精神分裂症的病因学因素,而不仅是一种疾病伴随症状。(ii)有效治疗后精神分裂症病人血浆中TTR四聚体水平的变化及病人脑脊液中TTR总量及TTR四聚体含量异常提示TTR蛋白是精神分裂症的相关蛋白。