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糖尿病视网膜病变(DR)严重威胁视力,牵拉性视网膜脱离(TRD)影响增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)手术效果。研究人员对 TRD、玻璃体出血(VH)和黄斑孔(MH)组玻璃体进行蛋白质组分析,发现 APOA4、CHI3L1 等或为 TRD 潜在生物标志物,为 DR 研究提供新思路。
糖尿病,这个现代社会的 “健康杀手”,正悄无声息地威胁着无数人的视力。糖尿病视网膜病变(Diabetic retinopathy,DR)作为糖尿病的主要并发症之一,就像一颗定时炸弹,随时可能引发严重的视力损伤,甚至导致失明。临床上,DR 分为非增殖性糖尿病视网膜病变(NPDR)和增殖性糖尿病视网膜病变(PDR),而 PDR 发展到后期,会出现玻璃体出血(Vitreous hemorrhage,VH)、牵拉性视网膜脱离(Traction retinal detachment,TRD)等严重并发症,其中 TRD 对 PDR 手术效果影响极大。然而,此前针对 TRD 潜在病因的研究却相对匮乏。
为了填补这一空白,天津医科大学眼科临床学院、天津眼科医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为深入理解 DR 的发病机制和开发新的治疗方案奠定了理论基础。
研究人员采用了多种先进的技术方法。首先,招募了 14 名患者,分为特发性黄斑孔(Control Group)、玻璃体出血(VH Group)和牵拉性视网膜脱离(TRD Group)三组,收集他们的玻璃体样本。然后运用液相色谱 - 串联质谱(Liquid Chromatography with tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)技术对样本进行蛋白质组分析,接着利用生物信息学工具进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路注释,还构建了蛋白质 - 蛋白质相互作用(Protein-protein interaction,PPI)网络进行分析,最后通过酶联免疫吸附测定(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)对部分蛋白质的表达进行验证。
下面来看看具体的研究结果:
- 差异表达蛋白(Differentially expressed proteins,DEPs)分析:通过 LC-MS/MS 平台分析发现,TRD 与对照组之间有 87 个 DEPs,VH 与对照组之间有 141 个 DEPs,TRD 与 VH 之间有 36 个 DEPs。研究人员还确定了不同组间 DEP 的表达模式1。
- 功能分析:
- GO 功能注释显示,TRD 与对照组相比,主要生物学过程集中在血小板脱颗粒;VH 与对照组相比,主要涉及脂质代谢过程;TRD 与 VH 相比,则主要是调节胞吐和胞吐作用。在分子功能和细胞组成方面,不同组间也存在明显差异23。
- KEGG 通路注释表明,TRD 与对照组、VH 与对照组比较,差异表达蛋白主要集中在补体和凝血级联反应、肌动蛋白细胞骨架调节;TRD 与 VH 比较,差异表达蛋白主要集中在补体和凝血级联反应、血小板激活4。
- 蛋白质相互作用网络分析:构建的 PPI 网络显示,不同组间差异表达蛋白相互关联,TRD、VH 和对照组的中心蛋白主要与鞘脂代谢相关。研究人员重点验证了 CHI3L1、LTBP2 和 APOA4 这三种与鞘脂代谢相关蛋白的表达5。
- 生物标志物验证:ELISA 验证结果显示,APOA4 在 TRD 组的表达显著高于对照组,CHI3L1 在 TRD 组的表达显著高于对照组和 VH 组,而 LTBP2 在各组间无显著差异。此外,APOA4 和 CHI3L1 的受试者工作特征曲线(Receiver operating curve,ROC)也显示出良好的分类能力67。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:DR 患者玻璃体蛋白质组存在显著变化,差异表达蛋白与补体和凝血级联反应、肌动蛋白细胞骨架调节、鞘脂代谢和血小板激活等通路密切相关。CHI3L1 和 APOA4 可能是 TRD 的潜在生物标志物,其表达水平与 DR 的发展进程相关。
在讨论部分,研究人员进一步阐述了这些发现的意义。他们指出,此前对 DR 的研究多集中在 PDR 或糖尿病黄斑水肿(Diabetic macular edema,DME),而本研究聚焦于 TRD,为深入了解 DR 发病机制提供了新视角。同时,研究也存在一定局限性,如单中心设计和样本量有限等。未来研究可从多模态生物标志物纵向追踪疾病进展、利用动物模型进行机制验证以及优化候选蛋白的转化研究等方向展开。
这项研究就像一把钥匙,为我们打开了深入了解糖尿病视网膜病变的大门,让我们朝着攻克这一疾病又迈进了一步。它不仅揭示了 TRD 相关的潜在生物标志物,更为后续开发精准治疗策略提供了重要线索,有望为广大糖尿病视网膜病变患者带来新的希望。