高度近视患者泪液蛋白质组学初步分析:关键蛋白与通路的发现及潜在生物标志物意义

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:BMC Ophthalmology 1.7

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  【编辑推荐】为阐明失调蛋白在高度近视(HM)中的作用,研究人员利用 LC-MS/MS 分析 HM 患者泪液蛋白质组。从 20 例样本中鉴定出 1544 种蛋白,其中 79 种差异表达,富集于代谢通路、细胞外外泌体等。研究为 HM 发病机制及治疗提供新方向。

  

高度近视泪液蛋白质组学研究:解锁眼疾分子机制的新视角


在视觉健康领域,近视已成为全球最普遍的眼部疾病之一,而高度近视(High Myopia, HM)因其可能引发白内障、青光眼、视网膜脱离等严重病理改变,更是威胁人类视力的重要公共卫生问题。据预测,到 2050 年全球高度近视患者将达 9.38 亿人,但目前其发病的分子机制仍不明确。现有研究多聚焦于巩膜、视网膜和脉络膜,而泪液作为覆盖眼表的复杂生理液体,不仅参与维持眼表稳态,其蛋白质组成还可能反映眼部乃至全身疾病的分子变化。因此,探索高度近视患者泪液中的蛋白质组差异,成为揭示疾病早期分子事件的关键突破口。

为填补这一研究空白,河北医科大学第四医院联合河北省人民医院、北京普仁医院等机构的研究团队,开展了一项针对高度近视患者泪液蛋白质组的创新性研究。该研究成果发表于《BMC Ophthalmology》,通过深入分析泪液中的蛋白质表达谱,首次系统揭示了高度近视相关的关键蛋白和信号通路,为疾病的早期诊断和治疗靶点开发提供了重要依据。

研究技术路线与关键方法


研究采用液相色谱 - 串联质谱技术(LC-MS/MS)作为核心分析手段,对 10 例高度近视患者(轴长≥26 mm)和 10 例健康对照(轴长 22.0-24.0 mm)的泪液样本进行蛋白质组定量分析。样本采集通过Schirmer 试纸非侵入性获取,确保安全性和便捷性。研究严格排除了近期使用药物或患有其他眼部疾病的受试者,以保证数据的可靠性。通过生物信息学分析(包括 GO 功能富集、KEGG 通路注释和蛋白质 - 蛋白质相互作用网络构建),进一步挖掘差异表达蛋白(DEPs)的功能关联。

研究结果解析


1. 临床特征与样本基线数据


两组受试者在性别、年龄、眼表疾病指数(OSDI)、非侵入性泪膜破裂时间(NIBUT)等指标上无显著差异,但高度近视组轴长显著长于对照组(26.61±0.9 mm vs. 23.125±0.19 mm, p<0.001),验证了分组的有效性。

2. 差异表达蛋白的鉴定


通过 LC-MS/MS 共检测到 1544 种蛋白,其中 79 种在两组间差异显著,包括 51 种上调蛋白和 28 种下调蛋白。火山图分析显示,上调蛋白主要富集于免疫炎症、细胞外基质重塑相关通路,而下调蛋白则与能量代谢调控相关。

3. 功能富集与通路分析


  • GO 富集分析表明,差异蛋白在 “细胞外泌体”“补体和凝血级联”“ATP 代谢过程” 等生物过程和细胞组分中显著富集。细胞外泌体作为细胞间通讯的关键载体,其异常表达可能参与高度近视的眼表微环境调控。
  • KEGG 通路分析显示,“补体和凝血级联” 通路最为显著(p=1.68×10-5),涉及抗凝血酶 - III、凝血酶原等关键蛋白。该通路的激活与眼内炎症和巩膜细胞外基质(ECM)重塑密切相关,而巩膜 ECM 变薄正是高度近视眼球扩张的重要基础。
  • 蛋白质互作网络揭示了一个包含 16 个核心蛋白的模块,其功能集中于补体激活和凝血调控,进一步支持了炎症 - 基质重塑轴在高度近视中的关键作用。

4. 关键靶点的发现


研究识别出多个潜在生物标志物和治疗靶点:

  • ** 转甲状腺素蛋白(TTR)** 在高度近视患者泪液中显著上调,其在视网膜代谢和细胞外基质稳态中可能扮演重要角色,且与既往房水蛋白质组研究结果一致。
  • 抗凝血酶 - III作为补体和凝血级联的核心抑制剂,其异常表达可能打破眼内抗炎 - 促炎平衡,促进巩膜重塑和眼球延长。

研究结论与科学意义


本研究首次通过泪液蛋白质组学揭示了高度近视的分子特征,证实补体激活、细胞外泌体功能异常和能量代谢紊乱是疾病发生的重要驱动因素,并确定 TTR 和抗凝血酶 - III 为潜在诊疗靶点。泪液作为非侵入性生物样本,其蛋白质谱有望成为高度近视早期筛查和病理监测的新工具。尽管研究存在样本量较小和单中心局限性,但其为深入理解高度近视的病理机制开辟了新方向,为后续多中心验证和靶向药物开发奠定了基础。

该研究不仅拓展了眼表液体在全身疾病研究中的应用,更提示了系统免疫 - 眼表交互作用在屈光不正中的重要性,为跨学科研究提供了新思路。未来进一步结合房水、玻璃体等多体液蛋白质组数据,将有助于构建更完整的高度近视分子图谱,推动精准医疗在眼科领域的发展。

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