猪肾上腺皮质细胞外基质的蛋白质组学分析及其在生物医学模型中的潜在应用

为解决肾上腺皮质细胞外基质(ECM)组成与功能研究的空白，研究人员通过蛋白质组学技术对猪肾上腺皮质的外层(OF)和内层(IF)进行脱细胞分析，鉴定出940种蛋白质，包括27种胶原蛋白和44种ECM糖蛋白，发现猪IF中ECM蛋白丰度显著高于OF，与人类和大鼠模型相反。该研究为猪作为肾上腺功能研究的生物医学模型提供了重要依据，对肾上腺疾病治疗和异种移植研究具有潜在价值。

　　

肾上腺是人体重要的内分泌器官，其皮质部分负责合成多种类固醇激素。然而，关于肾上腺皮质细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)的组成和功能，科学界仍存在诸多未解之谜。ECM作为细胞生存的微环境，不仅提供结构支持，还参与细胞信号传导和组织再生等关键生理过程。近年来，随着组织工程和再生医学的发展，对ECM的研究日益受到重视。

传统上，大鼠和人类是研究肾上腺功能的主要模型，但两者在解剖结构和生理功能上与人类存在差异。相比之下，猪(Sus scrofa)因其与人类相似的器官大小、生理特征和基因组结构，被认为是更理想的生物医学模型。特别是在肾上腺研究领域，猪肾上腺具有与人类相似的三层皮质结构（球状带ZG、束状带ZF和网状带ZR），而大鼠缺乏明确的ZR区。此外，猪肾上腺皮质中皮质醇和醛固酮的生物合成由单一酶CYP11B催化，这一特点使其成为研究肾上腺激素调控的独特模型。

尽管已有研究报道了大鼠和人类肾上腺皮质的ECM组成，但关于猪肾上腺ECM的系统研究仍属空白。这一知识缺口限制了猪模型在肾上腺相关研究和临床转化中的应用。为此，来自圣保罗大学医学院的研究团队在《Journal of Proteome Research》发表了开创性研究，首次对猪肾上腺皮质的ECM进行了全面的蛋白质组学分析。

研究人员采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术对脱细胞处理的猪肾上腺皮质样本进行分析，结合生物信息学工具对数据进行处理。样本来源于5只成年猪的肾上腺，分为外层(OF，包含被膜和ZG)和内层(IF，包含ZF和ZR)。通过主成分分析(PCA)和差异表达分析，系统比较了OF和IF的ECM组成差异。

定量蛋白质组学分析脱细胞猪肾上腺
研究发现，脱细胞处理的猪肾上腺皮质共鉴定出940种蛋白质，其中150种被归类为ECM相关蛋白。通过人类和小鼠基质组数据库比对，确认111种为已知ECM蛋白，另有39种可能构成猪特有的肾上腺基质组。PCA分析显示，OF和IF的ECM蛋白谱存在明显差异，表明两者具有不同的微环境特征。

猪肾上腺皮质内外区ECM调控差异
定量分析揭示了猪肾上腺ECM的独特分布模式：与人类和大鼠相反，猪IF中ECM蛋白丰度显著高于OF。具体而言，OF中显著富集了层粘连蛋白γ1(Lamc1)、基底膜蛋白多糖(Perlecan/Hspg2)和转谷氨酰胺酶2(Tgm2)，这些蛋白与细胞粘附和基质稳定性相关。而IF中则富含I型(Col1α1/α2)、VI型(Col6α1/α2/α3/α6)和XIV型胶原(Col14α1)，以及纤维蛋白原(Fga/Fgb/Fgg)等促迁移因子。免疫组化验证了Col1和Col6在IF的特异性高表达。

跨物种比较的生物学意义
研究特别关注了猪特有的ECM组分，如仅在OF中发现的XXVIII型胶原(Col28A1)和VIII型胶原(Col8A1)。这些胶原在人类和大鼠肾上腺中未被检测到，可能与猪肾上腺的特殊结构相关。此外，IF中高表达的IV型胶原α5链(Col4α5)与人类胎儿肾上腺中促进HSD3B2表达和皮质醇生成的发现相呼应，提示ECM在类固醇生成中的保守调控机制。

这项研究首次绘制了猪肾上腺皮质的ECM蛋白质组图谱，揭示了其与人类和大鼠模型的显著差异。研究发现猪IF富含促迁移的ECM组分，而OF则富含维持干细胞特性的基质蛋白，这种独特的分布模式可能反映了猪肾上腺皮质更强的再生能力。从转化医学角度看，该研究为猪作为肾上腺疾病模型和异种移植供体的选择提供了分子层面的依据，特别是对肾上腺皮质功能不全的治疗策略开发具有重要指导价值。

研究还提出了若干值得深入探讨的科学问题，如ECM组分差异是否影响猪肾上腺皮质细胞的迁移和分化，以及特异性胶原(如Col28A1)在肾上腺组织稳态中的作用。这些发现不仅丰富了人们对肾上腺ECM的认识，也为后续开发基于ECM的组织工程策略奠定了理论基础。