發(fā)布時(shí)間：2020-06-28 16:45

【摘要】：目的:腦外傷是指由于外力直接作用于頭部所造成的損傷,腦外傷發(fā)病率逐年增加,致死及致殘率極高。腦外傷發(fā)生后,由腦部損傷組織生理生化代謝的改變所引起的繼發(fā)性損傷成為大腦功能缺損的主要原因。在臨床中,腦外傷的診斷多基于CT、MRI等影像學(xué)方法,而缺乏相應(yīng)的生化指標(biāo),故在腦外傷的治療過程中難以進(jìn)行綜合性動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。此外,部分腦外傷患者所出現(xiàn)的精神及神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的發(fā)病機(jī)制仍然不明確。本研究擬通過定量蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué),全面分析腦外傷后代謝通路的變化情況,進(jìn)而初步篩選腦外傷后的潛在生物標(biāo)志物,探討代謝通路變化與腦損傷的關(guān)系,也為腦外傷損傷時(shí)間推斷提供技術(shù)手段。方法:本研究采用重物自由落體撞擊SD大鼠大腦皮質(zhì)的方式建立TBI動(dòng)物模型。為探討腦外傷后不同時(shí)間點(diǎn)蛋白組學(xué)的變化情況,分別在腦外傷后1 h、6 h、24h、3 d處死大鼠,并收集損傷組織周圍的皮質(zhì)。通過高分辨LC-MS/MS,分別對(duì)不同損傷時(shí)間點(diǎn)的皮質(zhì)和對(duì)照組皮質(zhì)進(jìn)行定量蛋白組學(xué)分析。檢測(cè)到的每一個(gè)蛋白質(zhì)根據(jù)損傷組/對(duì)照組的比值大小篩選差異蛋白,以倍數(shù)大于1.2或倍數(shù)小于0.8作為差異蛋白的閾進(jìn)行篩選。在此基礎(chǔ)上通過DAVID,Pather Database等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析,獲得Gene Ontology(GO)、Pathways的分析結(jié)果,根據(jù)生物信息學(xué)分析情況篩選差異蛋白作為潛在的生物標(biāo)志物,并進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。同時(shí),根據(jù)Pathways分析結(jié)果,探討代謝通路變化與腦外傷后凋亡的關(guān)系,深入分析腦外傷后腦功能障礙的可能機(jī)制。結(jié)果:腦外傷后,損傷區(qū)腦組織蛋白表達(dá)發(fā)生顯著變化,不同時(shí)間點(diǎn)差異蛋白參與到急性期應(yīng)答、氧轉(zhuǎn)運(yùn)等生物學(xué)過程。在生物信息學(xué)對(duì)Pathways分析的基礎(chǔ)上,篩選出泛素蛋白酶體途徑、糖酵解途徑以及Wnt信號(hào)通路作為研究分析對(duì)象,結(jié)合差異蛋白表達(dá)情況從而確定了PSMC4在損傷1h時(shí)表達(dá)量增加,第3天恢復(fù)正常;Hexokinase-1在腦外傷后1h表達(dá)增加,持續(xù)到第3天后逐漸降低;AP2M1前3天無顯著變化,第3天開始降低。對(duì)代謝通路與腦外傷后凋亡的研究情況來看,腦外傷后凋亡抑制蛋白bcl-2表達(dá)降低,促凋亡蛋白caspase-3表達(dá)增加,同時(shí)Wnt信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白β-catenin表達(dá)降低,通路受到抑制;當(dāng)激活Wnt通路后,外傷后凋亡的激活被抑制。結(jié)論:腦外傷后,蛋白質(zhì)組學(xué)輪廓發(fā)生顯著改變,差異蛋白影響多個(gè)生物學(xué)過程以及多條代謝途徑;PSMC4、Hexokinase-1、AP2M1,可以作為初步篩選腦外傷急性期(≤3 d)的潛在生物標(biāo)志物;激活Wnt通路可以抑制損傷后神經(jīng)元的凋亡。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：D919
【圖文】：

得到定量信息（圖 2-1）；腦外傷 6h 后，三次生物學(xué)重復(fù)共鑒定到 1002 個(gè)蛋白，881個(gè)被定量（圖 2-2）；損傷 24h 后，鑒定到 933 個(gè)蛋白，其中 832 有定量信息（圖 2-3）；外傷 3d 后共鑒定 1216 個(gè)蛋白，定量蛋白有 1057 個(gè)（圖 2-4）。根據(jù)已有文獻(xiàn)的篩選標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)蛋白組學(xué)差異蛋白進(jìn)行篩選，以 TMT-127/TMT-126(損傷組/對(duì)照組)變化量≥1.2 倍或≤0.8 倍作為差異蛋白的選閾值，超過其范圍，則認(rèn)為腦外傷后這類蛋白的表達(dá)發(fā)生變化。對(duì)每一個(gè)損傷時(shí)間點(diǎn)的三次生物學(xué)重復(fù)，按下列原則對(duì)差異蛋白進(jìn)行篩選：1. 三次定量結(jié)果中，TMT-127/TMT-126 比值均≥1.2 或≤0.8；2. 三次定量結(jié)果中，TMT-127/TMT-126 比值有兩次≥1.2 或≤0.8；滿足以上兩個(gè)條件，則作為該損傷時(shí)間點(diǎn)的差異蛋白。對(duì)于差異蛋白，1h、6h、24h、3d 分別篩選出 173，147，283，255 個(gè)蛋白作為差異蛋白，上調(diào)和下調(diào)情況見圖 3。

腦外傷1h后，蛋白定性與定量結(jié)果

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4 王貍

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