蛋白质组学在中枢神经系统疾病研究中的应用
2. 1 神经退行性疾病( neurodegenerative disease)神经退行性疾病是一类严重影响人类健康的常见病,其主要病理改变是神经元的突起明显变短或消失、神经细胞凋亡。此外, 甲基苯丙胺等成瘾性药物滥用者的大脑也可出现以神经退行性病变为特征的改变[ 4] 。阿尔茨海默病(Alzeimer disease, AD)是一种较典型的神经退行性疾病,AD 死亡患者的海马、颞叶等部位脑组织中,共发现411 种差异蛋白质,其中37 种被鉴定,分别和突触传递、热应激和氧化应激、脂质转运和代谢以及糖代谢有关,认为这些机制均和AD的发病有关[ 5 ] 。
2. 2 中枢神经系统肿瘤
蛋白质组学在筛选中枢神经系统肿瘤标志物, 探讨神经肿瘤发病、转移机理,寻找预后指标等方面的应用,是近年肿瘤蛋白质组学研究的热点。在胶质瘤的研究中, 通过2D 电泳比较胶质瘤和正常脑组织的蛋白质表达差异,发现胶质瘤中有11 个点表达上调, 4 个点表达下调,一组和细胞骨架相关的蛋白在胶质瘤发生调制性改变,提示细胞骨架的调制在胶质瘤发生中的可能作用。脑脊液成分的变化和中枢神经系统微环境的改变密切相关,可通过活检获得,是中枢神经系统疾病蛋白质组学研究的良好材料。在原发性脑肿瘤患者的脑脊液中发现2 种肿瘤相关的候选蛋白: N -myc肿瘤蛋白(N-myc oncop rotein)和低分子量钙介体蛋白( low molecula weight caldesmon,l-CaD ) 。这些蛋白有可能作为肿瘤检测标志物 、 肿瘤预后指标和化疗监测指标[6]。
2.3 脑血管疾病
脑卒中 Suzuyama等[7]研究了短暂性大脑中动脉闭塞的大鼠模型中脑脊液蛋白质组的改变。用表面增强激光解析及电离飞行时间质谱来检测短暂性脑缺血后的脑脊液蛋白谱的时程改变。据报道,载脂蛋白CI和载脂蛋白CⅢ是最先被报道的在小样本中能够充分区分缺血性和出血性脑卒中的血浆标志物。
2. 4 中枢神经系统创伤
中枢神经系统损伤后可引起一系列复杂的细胞损伤和抗损伤反应,基因水平的变化导致多种蛋白质的表达是这种反应的基础。已证明应用特异的阻断剂阻断机体的损伤性反应,可以改善脑损伤患者的认知功能。高通量研究损伤后的蛋白表达变化,有可能为中枢神经系统损伤的监测和治疗提供新的靶标。人脑创伤后脑脊液中α1 抗胰蛋白酶、结合珠蛋白α1、α2、β等急性期反应蛋白含量增高,而纤维蛋白原β羧基末端降解产物仅在创伤组检测到, 可能作为中枢神经系统创伤的诊断标志物[ 8] 。
2.5 精神疾病 在当今社会精神疾病发生率较高, 疗效差, 复发率高, 归根结底精神疾病为多因素致病, 缺乏客观的诊断标准。严重的精神疾病, 已证实伴有脑功能障碍。Johnston - Wilson等[ 9 ]取根据DSM - Ⅳ确诊为双相情感障碍( bipolar disorder) 、抑郁症(major dep ressive disorder) 和精神分裂症( schizophrenia) 的89例尸体脑组织前额皮质(Broddman10区) 匀浆, 经2 - DE分析, 氨基酸测序, 发现了8种与疾病相关的蛋白质,这方面的相关研究还在进一步深入之中,有望在蛋白质组学方面取得突破。