文摘

背景。传统质谱检测方法对low-abundance蛋白质检测效率低,从而限制了应用蛋白质组学在子痫前期的诊断分析。磁性纳米材料有良好的超顺磁性和明显的优势领域的生物分离和浓缩。目的。本研究的目的是探索价值的超顺磁性氧化铁纳米颗粒在子痫前期的蛋白质组学分析。材料和方法。42例患者和40名正常孕妇选择在本研究中进行分析。基因本体论浓缩基因和基因组的分析和京都百科全书(KEGG)富集分析进行评估这些差异蛋白的功能。蛋白质组学分析用于分析的微分蛋白质。彩色多普勒超声技术用于检测胎儿脐动脉的血液流动的变化和脑动脉。结果。16个差异蛋白质与子痫前期孕妇的血清和正常孕妇被检测到。16个蛋白质主要是与血管生成和血管内皮功能蛋白质、凝血级联蛋白,胎盘生长因子,等等。生物功能分析显示,这些蛋白质主要富集在核因子kB (NF -κB)信号通路。此外,我们的数据表明,相比之下,胎儿在子宫的正常孕妇、脐动脉S / D、PI、RI的胎儿在子痫前期是大大增加,脑动脉S / D、PI、RI被大大降低了。结论。生物功能分析显示,16个蛋白质主要富集在NF -κB信号通路。与正常组相比,脐动脉S / D、PI、RI的子痫前期组大大增加,脑动脉S / D、PI、RI都大大降低。我们的研究结果提供了一个更全面的参考我们在分子水平上研究子痫前期的机制并提供数据支持相关标志物的筛查子痫前期的早期诊断。

1。介绍

子痫前期是指疾病的孕妇的血压是正常的怀孕之前,但症状,比如高血压和尿蛋白出现怀孕20周之后。根据相关的流行病学调查数据,全球子痫的发生率约为5%,这是孕妇死亡的主要原因之一(1]。此外,超过15%的全球子痫前期是由子痫前期(2]。系统性炎性疾病,子痫前期不仅会损害心脏、肝脏、肾、神经、血液、怀孕期间和其他器官和系统还增加胎盘早剥的危险,胎儿宫内生长受限、和临床上妊娠综合症(3,4]。目前研究认为子痫前期的发生是联合效应的影响等各种因素过度氧化应激,受损的血管生成,异常胎盘植入,和免疫调节异常5,6]。深入探索子痫前期的发病机制,寻找有效的早期预测指标,可以为子痫前期的早期发现和及时治疗提供指导。

人类细胞和组织的一个重要组成部分,蛋白质是生命的物质基础和生活活动。自从人类基因组计划的实施,蛋白质组学已成为生命科学研究的核心内容之一。学者进行研究在特定的蛋白质组学所扮演的角色在不同的时间和空间。和使用的功能机制的蛋白质及其调节人体免疫力和新陈代谢为临床疾病的诊断提供了理论依据,新药开发和代谢研究[7,8]。因此,筛选蛋白质与子痫前期孕妇的血,并与正常孕妇相比,发现不同的蛋白质,这是对子痫前期的诊断和治疗具有重要意义。

在人类血液,定量检测的蛋白质通常是用于疾病的早期诊断。然而,由于大部分的蛋白质与监管影响low-abundance蛋白质,很难丰富,独立检测,识别low-abundance蛋白质。因此,传统质谱检测方法对low-abundance蛋白质检测效率低,这限制了蛋白质组分析在疾病诊断上的应用。近年来,由于纳米材料的广泛应用在医学和生物学,许多学者已经注意到纳米材料在生物领域的分离的优点:体积小,可塑性高,和独特的物理和化学性质(9,10]。的深化研究蛋白质/多肽的分离和浓缩,功能化纳米材料的应用在low-abundance蛋白质的浓缩和识别已成为一个热门的研究方向。通过结合nanofluid浓缩设备与共振能量转移技术的检测微量蛋白质、王等人发现,该方法的检出限为牛血清白蛋白明显低于传统的检测方法(11]。因此,本研究利用功能化磁性氧化铁纳米颗粒来丰富和识别蛋白质组在子痫前期患者的外周血,旨在探索子痫前期患者外周血的蛋白质组学特征。

及时了解胎儿的发育状况与子痫前期孕妇可以采取相应措施以减少胎儿出生缺陷的风险。彩色多普勒超声)是一种非侵入性和高度可再生的临床诊断技术,可以了解胎儿在子宫的发展通过收集超声图像、血流和其他信息(12]。胎儿脐动脉与胎盘和孕产妇动脉,胎盘的功能和胎儿的宫内生长可以被理解根据其血流信息(13]。脑动脉是最重要的一个胎儿大脑血管,脑动脉的血流量可以直接反映胎儿大脑的发展(14]。因此,本研究分析了多普勒参数的改变胎儿的脐动脉和脑与子痫前期孕妇提供参考和正常孕妇和胎儿发育异常的及时检测和校正。

2。材料和方法

2.1。研究对象

42子痫前期患者承认我们医院从2020年1月至2020年6月被选为研究对象。患者的入选标准如下:(1)建立了一个文件在我们医院做孕期健康检查,最后在这家医院生孩子;(2)单例妊娠;(3)18到35岁,孕龄由超声波28周以上;(4)完整的临床资料和自愿参与本研究;(5)满足子痫前期的诊断标准。患者符合下列标准将被排除在外:(1)与妊娠高血压,高血糖,贫血,和其他妊娠并发症;(2)人工授精。此外,40名正常孕妇的通用数据如年龄、孕龄、平价相媲美的子痫前期患者研究被选为对照组。

2.2。提取的蛋白质和蛋白质的浓缩磁性纳米颗粒

子痫前期和健康的孕妇的血清样本混合到10生物复制。0.5毫升的细胞溶解产物被添加到20混合血清样本测试和离心机(15分钟,18000×g)在冰浴声波降解法后15分钟。吸入离心得到的上层清液,使用diquinoline酸(BCA)蛋白质定量方法。量化后,20μ蛋白质样品被浓缩。为了提高low-abundance蛋白质的浓缩效率,本研究携带氨基的磁性氧化铁纳米颗粒用于蛋白质浓缩。原则是使用化学粘结性能之间的二硫纳米磁性粒子和醛bond-containing包含蛋白质特别丰富的蛋白质在催化剂的作用下,最后使用还原剂打破保税化学键释放的蛋白质。整个浓缩过程能保持蛋白质的完整性,操作简单,同时,高效和经济。浓缩的具体步骤如图所示1。首先,添加适量的功能化磁性纳米颗粒(蛋白质氧化铁纳米粒子的质量比是2:5)蛋白样品溶液,用磁性纳米颗粒的超顺磁性,使用磁铁债券蛋白结合的磁性纳米颗粒和上层清液分离。洗脱液用于移除nonchemically保税蛋白质表面的磁性纳米粒子,完成净化和浓缩的蛋白质,然后用释放的蛋白质进行质谱分析。

2.3。分离和浓缩蛋白质数据的集合

首先,执行视收购(DDA):保持酶的水解肽样品溶解于25μL 0.1%的甲酸水溶液(包括红外热成像标准肽),然后把5μL EASY-Nano-LC样品的色谱系统。样品转移到precolumn(传输流量:4.5μL / min),然后,分析了样本(分析流量:300 nL /分钟)。质谱数据收集的Orbitrap融合lumo Tribrid质谱仪(热公司,美国)。然后,执行Data-Independent收购(DIA):每个样品需要2μg肽为独立的数据质谱测试,测试时间为2 h。测试后,在相同的色谱系统上执行分离银两,质谱数据采集仪是一样。

2.4。定性、定量和生物功能的蛋白质分析

在这项研究中,ProteinPilot和片2.0蛋白质组学分析软件被用于分析蛋白质定性和定量。使用OmicsBeam蛋白质数据分析平台执行基因本体论(去)分析选择的差异蛋白质。完整的路径分析微分蛋白通过基因和基因组的京都百科全书(KEGG)数据库,并澄清的主要信号转导途径和代谢途径的差异蛋白参与生命活动。

2.5。胎儿动脉多普勒参数的集合

飞利浦我U22彩色多普勒超声系统由荷兰飞利浦是用于执行超声波在所有科目考试。在考试期间,孕妇仰卧位,安静休息,大约5分钟,然后开始了超声检查。首先,执行例行二阶超声波扫描来检测胎儿心率、体重,腹部周长,和其他传统的生物指标,评估胎儿生长的原因。然后,切换到颜色模式来测量胎儿脐动脉的多普勒参数和脑动脉血流。

脐动脉多普勒参数检测:设置探头频率为3.5 MHz,选择自由浮动的脐动脉多普勒胎儿时采样安静,并收集脐动脉血流图像和冻结。使用分析软件,仪器分析脐动脉的收缩期峰值速度(PSV)、舒张末期血流速度(类别),使用指数(PI)和阻力指数(RI),并计算PSV比产品类别(S / D)。

脑动脉多普勒参数检测方法:二阶超声澄清后的截面胎儿大脑,慢慢移动探针,直到胎儿双边蝶的翅膀可以观察到,并切换颜色模式的超声检测胎儿颅内血流信息。抽样是在脑动脉和颈动脉的分支,图像是冷冻当胎儿呼吸顺畅。分析相关的血流参数是一样的脐动脉的方法集合。

2.6。统计分析

本研究采用SPSS v.23.0和GraphPad棱镜v.8.0软件进行数据分析。定量数据的形式表达 。两群比较,多组比较,所执行的多个组之间两两比较 - - - - - -测试、方差分析和SNA-Q测试。蛋白质差异分析,差异蛋白质的丰度大于1.3倍的差异蛋白质。在所有的数据的分析, 表明,在统计学上是不同的。

3所示。结果与讨论

3.1。磁性纳米颗粒识别

为了证实蛋白质浓缩磁性氧化铁纳米粒子的影响,我们决定使用的磁性纳米颗粒的表征和二硫键含量的研究。从TEM图像可以看出,磁性纳米颗粒大小均匀,有良好的分散(如图2(一个))。通过巯基标准曲线,可以看出,磁性纳米颗粒具有良好的吸光度(如图2 (b))。

3.2。蛋白质组学特征分析

基于蛋白质浓缩磁性氧化铁纳米粒子的影响,我们进行了概要分析蛋白质20血清样本。分析后,297蛋白质和清晰的注释。其中,主要功能分为血管生成,凝血级联、补充和炎症,血管内皮功能监管、和免疫调节。通过比较血清样本的蛋白质特征的10子痫前期和正常孕妇,我们发现16个蛋白有显著差异,不同的倍数都高于1.3。通过聚类分析,发现这些差异蛋白质可以清楚地分辨与子痫前期孕妇的血清样本和正常怀孕。去分析差异蛋白质的发现,生物过程(BP)主要包括凝血纤维蛋白凝块的形成,积极增长的监管,积极调节上皮细胞增殖(如图3)。蜂窝组件(CC)主要富集在血液微粒,collagen-containing细胞外基质,和泡腔(如图4)。分子功能(MF)主要富集在粘多糖绑定,生长因子活性,肝素绑定(如图5)。之间的协调不同的蛋白质被称为蛋白质的生物功能。本研究是基于路径在线数据库分析差异蛋白质的生物功能。分析后,发现上述微分蛋白质主要富集在核因子kB (NF -κB)信号通路。

3.3。胎儿脐动脉血流的变化

通过比较胎儿的脐动脉的多普勒参数在孕妇的子宫,这是发现,S / D、PI、RI胎儿的脐动脉在子痫前期大大高于正常妊娠组( ),如表所示1和图6。

3.4。胎儿脑动脉血流的变化

通过比较胎儿的脑动脉的多普勒参数在孕妇的子宫,这是发现,S / D、PI、RI胎儿的大脑中动脉在子痫前期大大低于正常妊娠组( ),如表所示2和图7。

3.5。讨论

随着蛋白质组学的深入研究,通过差异蛋白质分析子痫前期的具体发病机制已成为临床研究的热点。目前,临床蛋白质组学分析的特点与子痫前期孕妇主要集中在病人的血液、尿液、羊水、脑脊液、血液等。其中,已成为蛋白质的主要流体分析子痫前期由于其方便收集和检测精度高。样品(15]。然而,当前的质谱检测技术主要包括三个过程对蛋白质浓缩,耦合,清洁,和释放,但很容易造成的损失low-abundance蛋白质在清洁,影响研究结果(16,17]。因此,有必要寻找新的技术手段来减少损失low-abundance蛋白质在清洗过程中。作为一种新型的材料,磁性纳米材料有很多优点,如可分散性高,生物相容性,超顺磁性和生物化学领域的广泛应用18- - - - - -20.]。超顺磁性是指一种铁磁物质与单个域结构当粒子小于临界尺寸。展品顺磁特性当温度低于居里温度高于转变温度,但它的顺磁磁化率远高于在外部磁场的作用下。一般顺磁性材料的磁化率(21- - - - - -23]。的超顺磁性纳米材料使它非常容易被分离,从而提高纳米材料的优势领域的生物分离和浓缩。

基于磁性氧化铁纳米粒子的浓缩,本研究分析了蛋白质组外周血的特点与子痫前期孕妇和孕妇与正常怀孕。发现16个蛋白质在子痫前期患者血清与正常孕妇相比显著增加。其中16个差异蛋白质,许多蛋白质已经被证明是内皮血管损伤的发展密切相关的疾病(甚至子痫前期)。例如,血管紧张素失调会导致心血管疾病通过提高血压;纤维蛋白原升高会加重孕妇的炎症反应;胎盘生长因子能促进胎盘血管生成,营养对胎盘细胞的生长的影响(24- - - - - -26]。这为我们提供了一个更全面的参考研究子痫前期的机制在分子水平上,还提供了数据支持相关标志物的筛查子痫前期的早期诊断。功能蛋白质组学的分析方法提供了特定疾病的生物标志物识别特定的蛋白质及其相关途径。通过生物功能分析,本研究发现,NF -κB信号通路在很大程度上不同的子痫前期患者的血清和正常孕妇。我们都知道,NF -κB通路中发挥着关键作用在调节血管内皮细胞的生长和修复。赵和其他学者研究中表示,抑制NF -的活性κB途径可以降低内皮细胞的炎症反应(27]。林等人也证实,通过调节NF -κB通路,它可以抑制炎性反应,提高内皮损伤引起的高葡萄糖[28]。

为了减少不良妊娠结局的风险为有子痫前期的怀孕妇女有必要监测胎儿在子宫的增长,以便及时采取有效措施进行干预。目前,常见的临床方法监测胎儿在子宫内胎儿发育包括电子监控,amnoscopy,孕妇self-calculated胎儿运动。然而,胎儿电子监控只能监测胎儿有明显的缺氧时,是不敏感的早期胎儿异常。虽然amnoscopy灵敏度高,这是一种侵入性操作,很容易引起感染的母亲和胎儿。此外,amnoscopy是困难和复杂的操作,这是不利于动态监测。孕妇的self-calculated胎儿运动太主观,和临床指导价值很低。近年来,超声被用于颅内损伤的动态监测,心脏疾病,肝癌,由于自身的优点和其他疾病的无创性,直观,安全,和动态监测29日- - - - - -31日]。中部地区的快速发展,它已经成为一种方便的方法在妇产科考试(32]。脐带是一个重要的枢纽连接胎儿和母亲,以及胎儿营养和代谢产物的主要交通工具。因此,脐动脉的血液流动状态与胎儿的生长和发育,胎儿的宫内生长可以理解检测脐动脉的血流量。在这项研究中,超声技术用于收集胎儿脐动脉血流。比较后发现,胎儿脐动脉S / D比值和PI和RI的子痫前期组显著高于正常妊娠组。这些表明,子痫前期组的胎儿脐动脉血流阻力增加,血流速度降低,这可能会增加新生儿的风险压力,缺氧,贫血。

大脑中动脉颈内动脉的一个分支,主要血管脑血液供应。通过血流的改变胎儿的大脑中动脉,我们可以理解大脑的血液循环。此外,大脑是最敏感的身体缺氧或缺血,使脑动脉血流的检测评估胎儿宫内生长的有效指标(33]。同时,胎儿脑动脉的位置不影响胎儿的位置,运动,呼吸,超声测量产生的误差相对较小。在正常情况下,产妇怀孕时间的增加和胎儿大脑血管的发展,胎儿脑动脉的直径增加,血流阻力将减少达到增加大脑血液供应的目的(34]。

在这项研究中,宫内胎儿脑动脉血流参数的变化与子痫前期孕妇发现价值,它是发现,胎儿的S / D比值和PI和RI子痫前期组大大低于正常妊娠组。这可能是因为子痫前期的主要病理特征是母体血管内皮细胞的损伤,使器官包括子宫胎盘的血液灌注减少。当胎盘血流灌注下降,它将会增加血管阻力和影响之间的物质交换的母亲和胎盘。减少母亲和胎盘之间交换血液流动会影响胎儿的血氧供应。当胎儿在子宫贫血或缺氧,为了确保正常的血液供给胎儿的大脑,脑动脉的血流阻力降低,流量将会增加。

4所示。结论

生物功能分析显示,16个蛋白质主要富集在NF -κB信号通路。与正常组相比,脐动脉S / D、PI、RI的子痫前期组大大增加,脑动脉S / D、PI、RI都大大降低。我们的研究结果提供了一个更全面的参考我们在分子水平上研究子痫前期的机制并提供数据支持相关标志物的筛查子痫前期的早期诊断。

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