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动脉粥样硬化（AS）严重威胁全球健康，为探究其分子机制，研究人员运用数据非依赖采集（DIA）蛋白质组学、单细胞 RNA 测序等技术研究颈动脉粥样硬化斑块。发现关键蛋白，明确其与缺血性中风关联，为治疗提供潜在靶点和新思路。
在全球范围内，心血管疾病如同高悬的达摩克利斯之剑，时刻威胁着人类的健康。而动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）作为心血管疾病的主要诱因，更是让人谈之色变。它就像血管中的 “定时炸弹”，在早期悄无声息地发展，一旦 “引爆”，心肌梗死、中风等严重后果便接踵而至。据统计，2019 年约 1500 万人因缺血性心脏病和中风失去生命，占全球总死亡人数的 27.2% 。其中，AS 斑块的不稳定，如斑块破裂、侵蚀和钙化结节形成，极易引发血栓和心血管不良事件，是导致这些悲剧发生的重要原因。
尽管科研人员对 AS 的病理有了一定的了解，但在 AS 斑块的分子特征方面，仍存在诸多未解之谜。尤其是对于美国心脏协会（AHA）分类中 IV - VI 型复杂斑块，准确识别其分子标记，理解其进展机制，对于评估患者病情、选择合适治疗方案以及开发新的治疗方法至关重要。此前的研究虽有探索，但全面的颈动脉斑块进展蛋白质组学特征尚未明晰。
为了攻克这些难题，北京协和医院等研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们综合运用多种前沿技术，深入剖析颈动脉粥样硬化斑块的分子景观，旨在挖掘潜在的生物标志物和治疗靶点，为 AS 的防治开辟新道路。这项研究成果发表在《BMC Medicine》杂志上，为该领域的研究带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从北京协和医院颈动脉狭窄研究（COAS - CAS，Clinical trial: NCT05629000）的患者队列中获取颈动脉斑块样本。接着，利用数据非依赖采集（DIA）蛋白质组学技术，对样本蛋白质进行鉴定和定量分析；借助单细胞 RNA 测序，探究不同细胞类型的基因表达情况；运用孟德尔随机化（MR）技术，评估蛋白质水平与缺血性中风的因果关系。
下面来详细看看研究结果：
- 颈动脉斑块的临床特征：研究共招募 182 例颈动脉狭窄患者，经筛选后 122 例患者的斑块样本纳入研究，随机分为发现队列（87 例）和验证队列（35 例）。患者基线临床信息显示，两组在多项临床指标上无显著差异 。
- 斑块发展过程中蛋白质组景观的常见变化：运用 DIA 技术共鉴定出 6143 种蛋白质。通过主成分分析（PCA）和偏最小二乘法判别分析（PLS - DA）发现，不同 AHA 类型斑块间蛋白质水平存在显著差异。功能和通路分析表明，细胞死亡与存活、细胞结构和代谢相关的生物功能在斑块发展中起重要作用 。
- 不同 AHA 类型斑块的独特蛋白质组特征：IV 型与 V 型斑块比较，涉及细胞运输、细胞骨架调节等过程；IV 型与 VI 型斑块相比，代谢和细胞外基质相关途径变化显著；V 型与 VI 型斑块在斑块完整性、代谢和免疫反应等方面差异明显。
- IV - VI 型斑块恶化过程中关键蛋白的鉴定：筛选出 IV 型和 VI 型斑块间差异显著的蛋白，功能富集分析显示其与炎症反应、细胞死亡和代谢等有关。构建的蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络确定了炎症反应和细胞代谢相关的关键蛋白 。
- 免疫组化验证关键蛋白在斑块进展中的表达：免疫组化（IHC）染色验证了关键蛋白（CD44、SMAD3、TREM2、IL6R、GAL - 1）在 IV - VI 型斑块中的表达变化，与蛋白质组学数据相符 。
- 关键蛋白在颈动脉斑块中的空间表达模式：通过三重免疫荧光染色发现，不同关键蛋白在颈动脉斑块的平滑肌细胞（SMCs）和巨噬细胞中的表达模式各异，且与斑块阶段相关 。
- 颈动脉斑块单细胞转录组图谱的综合分析：分析单细胞 RNA 测序数据，识别出 7 种主要细胞类型。关键蛋白在不同细胞类型中的表达模式与蛋白质组学和 IHC 结果部分一致 。
- 全基因组 MR 分析提示关键蛋白对缺血性中风风险的潜在因果影响：MR 分析表明，IL6R、CD44 和 SMAD3 与缺血性中风风险显著相关，IL6R 和 CD44 对缺血性中风有保护作用 。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究全面描绘了颈动脉粥样硬化斑块的蛋白质组景观，确定了如 IL6R、CD44 和 SMAD3 等关键蛋白，它们有望成为生物标志物和治疗靶点，为 AS 的治疗开辟新方向。同时，研究也存在一定局限性，如数据主要来源于欧洲血统人群，MR 分析假设存在潜在风险等。但总体而言，这项研究加深了人们对 AS 的分子理解，凸显了蛋白质组学在研究斑块相关特征方面的重要性，为后续研究奠定了坚实基础，推动了心血管疾病防治领域的发展。
