蛇毒与抗蛇毒血清系统效应的多组学特征：肾脏病理学的分子机制解析

为解析蛇毒(Bothrops jararaca)引发的肾脏损伤机制及抗蛇毒血清干预效果，研究人员通过TMT标记的蛋白质组/N末端组和磷酸化蛋白质组技术，揭示了急性期反应标志物上调、内源性蛋白酶(如legumain/cathepsin)激活及激酶信号扰动等关键病理特征，为蛇毒肾毒性机制和新型疗法开发提供了多维度分子依据。

　　

蛇咬伤是全球被忽视的热带病之一，每年导致数万人死亡或永久残疾。其中，巴西矛头蝮(Bothrops jararaca)等蛇毒引发的急性肾损伤(AKI)是致死主因，但分子机制尚未阐明。传统抗蛇毒血清虽能中和毒素，却难以逆转已发生的组织损伤。这一困境源于对蛇毒系统效应的多维度分子特征认知不足，特别是肾脏这一关键靶器官的病理响应机制。

为破解这一难题，巴西布坦坦研究所与德国弗莱堡大学的研究团队合作，通过多组学技术首次全面解析了蛇毒及抗蛇毒血清对肾脏的分子影响。研究模拟蛇咬伤场景，在小鼠腓肠肌注射B. jararaca毒液(1.6 mg/kg)，1小时后静脉注射抗蛇毒血清，分别在3、6、24小时采集肾脏样本。运用TMT标记的定量蛋白质组学/N末端组学分析全局蛋白变化和蛋白水解事件，结合磷酸化蛋白质组学揭示信号通路扰动，并通过免疫组化验证关键蛋白酶表达。

研究首先发现，尽管组织学未见明显病变，但蛋白质组检测到急性期反应标志物血清淀粉样蛋白A(Saa1/Saa2)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(Lcn2)等持续上调，且抗蛇毒血清未能逆转这一趋势。N末端组学揭示166-27个蛋白被渐进性降解，包括纤维蛋白原(Fgg)、钠钾ATP酶(Atp1a1)等，其水解特征指向内源性legumain/cathepsin激活。免疫组化证实legumain在肾组织中的表达增强。磷酸化分析显示，蛇毒注射3小时内即引发130个磷酸化位点改变，而抗蛇毒血清本身会干扰激酶如MAP3K20的活性，影响JNK等信号通路。

关键结论包括：1) 蛇毒通过远程效应诱发肾脏炎症和蛋白水解级联，与局部损伤无关；2) 内源性蛋白酶legumain/cathepsin是介导肾损伤的关键效应分子；3) 抗蛇毒血清可部分缓解蛋白水解但无法抑制炎症反应；4) 激酶信号网络的扰动是早期病理特征。该研究发表于《Molecular & Cellular Proteomics》，首次从系统生物学角度揭示蛇毒肾毒性的多组学特征，为开发靶向legumain的辅助疗法和新型生物标志物提供了理论依据。

这项研究的创新性在于突破传统毒理学研究的单一维度，通过整合蛋白质组、降解组和磷酸化组数据，构建了蛇毒-肾脏互作的动态分子图谱。特别是发现抗蛇毒血清可能通过干扰激酶网络产生非预期效应，这对优化临床治疗方案具有重要启示。未来研究可针对legumain特异性抑制剂与抗蛇毒血清的联合应用开展深入探索。