蛋白质组学分析揭示新生儿炎症致敏缺氧缺血后影响治疗效果的关键蛋白

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Pediatric Research 3.1

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  新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)严重影响新生儿认知和运动发育,治疗性低温(HT)是其有效疗法,但在炎症致敏缺氧缺血(HI)情况下效果不佳。研究人员通过蛋白质组学分析,鉴定出影响 HT 疗效的蛋白,为改善 HIE 治疗提供了新方向。

  新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)是新生儿面临的全球性难题,如同隐藏在黑暗中的 “健康杀手”,严重威胁着新生儿的生命和生活质量。它不仅会导致新生儿出现神经发育障碍、运动功能受损等问题,还显著增加了新生儿的死亡风险。在低收入和中等收入国家,HIE 的发病率比发达国家高出 10 - 20 倍,这使得寻找有效的治疗方法成为全球医学研究的紧迫任务。治疗性低温(HT)作为目前发达国家唯一有效的神经保护疗法,却在炎症致敏缺氧缺血(HI)的情况下效果大打折扣,甚至完全无效,这一困境犹如横亘在医学研究道路上的巨石,亟待突破。
为了攻克这一难题,来自德国波恩大学儿童医院新生儿科和儿科重症监护室、德国神经退行性疾病中心(DZNE)、斯洛文尼亚卢布尔雅那大学儿童医院儿科神经内科、爱尔兰国立大学梅努斯大学等多个研究机构的研究人员携手合作。他们通过深入的研究分析,发现了一些可能与 HT 疗效相关的蛋白质,这一发现为理解 HIE 的发病机制以及改进治疗方案带来了新的曙光,相关研究成果发表在《Pediatric Research》上。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是构建动物模型,他们选用 7 日龄(P7)的 Wistar 大鼠,随机分组后,通过腹腔注射脂多糖(LPS)或生理盐水,制造炎症致敏的环境,随后对大鼠进行缺氧缺血损伤,并分别给予正常体温(NT)或治疗性低温(HT)处理。其次,利用液相色谱 - 质谱联用技术(LC - MS/MS)对大鼠脑组织进行蛋白质组学分析,以鉴定不同处理组之间蛋白质表达的差异。此外,还采用了免疫荧光染色技术,对部分关键蛋白质的表达进行验证。

研究结果主要从以下几个方面展开:

  • 蛋白质组学分析揭示差异表达蛋白:通过对四个不同处理组(Vehicle + HI/NT、LPS + HI/NT、Vehicle + HI/HT、LPS + HI/HT)的蛋白质组学分析,研究人员发现共有 192 种蛋白质的表达在不同组之间存在显著差异。其中,比较 LPS + HI/HT 与 Veh + HI/NT 时,受影响的蛋白质数量最多;而 HT 处理(Veh + HI/HT 与 Veh + HI/NT 相比)导致的蛋白质表达变化数量最少。
  • 治疗性低温后不同结果相关的蛋白差异:聚焦于 Veh + HI/HT 和 LPS + HI/HT 这两个代表 HT 治疗不同结果的组,研究人员鉴定出 60 种在两组间显著差异表达的蛋白质。京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析确定了与这些蛋白质表达变化相关的功能通路,基因本体分析则表明 HT 联合 LPS 预致敏会影响多种生物学过程、分子功能和细胞成分。
  • 可能支持治疗性低温效果的蛋白质:研究发现,在 Veh + HI/HT 组与 Veh + HI/NT 组相比显著增加,而在 LPS + HI/HT 组与 Veh + HI/HT 组相比显著降低的蛋白质中,包括组蛋白结合蛋白(RBBP4)、线粒体苹果酸脱氢酶(Mdh2)、prosaposin(Psap)等。以 Psap 为例,免疫荧光染色显示,在 Veh + HI/HT 组中,其在各个分析区域的表达均高于 Veh + HI/NT 组,与蛋白质组学结果趋势一致。
  • 可能阻止治疗性低温效果的蛋白质:另外,还有 6 种蛋白质被认为可能抑制 HT 的神经保护作用,如 cAMP 依赖的蛋白激酶 II - β 调节亚基(Prkar2b)、F - 肌动蛋白封端蛋白 α - 2 亚基(Capza2)、果糖 - 双磷酸醛缩酶 C(ALDOC)等。免疫荧光染色结果也证实了这些蛋白质在不同组之间的表达差异。

研究结论和讨论部分意义重大。该研究通过蛋白质组学分析,成功鉴定出在 HIE 和炎症背景下,可能用于描述 HT 疗效的蛋白质。那些在以往研究中被提及具有神经保护作用的蛋白质,在 HT 治疗成功的动物中显著增加,而在治疗无效的动物中显著减少;反之,具有潜在破坏特性的蛋白质则呈现相反的趋势。然而,研究也存在一些局限性,例如免疫荧光染色验证的蛋白质数量有限,且组间无显著差异;无法确定蛋白质是治疗的原因还是结果;未进行与假手术动物的比较,也未分析性别差异等。尽管如此,这项研究依然为后续进一步探究 HIE 的发病机制和改进治疗策略提供了重要的线索。研究人员未来可以针对这些局限性展开更深入的研究,有望为新生儿缺氧缺血性脑病的治疗带来新的突破,让更多的新生儿能够摆脱疾病的困扰,健康成长。

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