近期,来自天津大学泰达国际心血管医院和心血管病研究所的何国伟教授团队在Biomolecules杂志发表了题为“Plasma Exosomal Proteomics Identifies Differentially Expressed Proteins as Biomarkers for Acute Myocardial Infarction”的科研论文,IF=5.0。

研究背景:

心血管疾病(Cardiovascular disease)是全球主要的死亡原因之一,其中缺血性心脏病(IHD)是导致死亡的主要因素。急性冠状动脉综合征(ACS)是IHD的典型类型,包括ST段抬高型心肌梗死(STEMI)、非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)和不稳定型心绞痛(UA)。外泌体是具有磷脂双层膜结构的细胞外囊泡,其携带着核酸、蛋白质、脂质和糖等多种物质,被认为是细胞间信息交换的重要载体,参与多种生理和病理过程,并在细胞间通信中起重要作用。本文旨在通过分析心肌梗死(MI)患者血浆外泌体的差异表达蛋白(DEPs),发现新的生物标志物和潜在的治疗靶点。

研究成果及意义:

在本研究中,作者首先从41名患者(STEMI、NSTEMI、不稳定型心绞痛UA和健康对照CONTROL)中采集血浆样本,并使用我们公司的沉淀法试剂盒提取纯化血浆外泌体,之后通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)验证了其形态和大小。随后作者采用无标记定量蛋白质组学技术(Label-free Quantitative Proteomics)鉴定外泌体中的差异表达蛋白(DEPs),筛选标准为FC ≥ 1.5或≤ 0.67且p < 0.05。 结果发现总共鉴定了128种外泌体DEPs,其中STEMI组与CONTROL组有33个DEPs,NSTEMI组与CONTROL组有72个DEPs,UA组与CONTROL有52个DEPs,STEMI和NTEMI组有16个DEPs,STEMI和UA组有25个DEPs,STEMI和UA组有17个DEPs;鉴定出上调的DEPs包括PIGR、AMBP、C1R和IGKC,下调的DEP包括F5、FERMT3、YWHAZ、ITGA2B、ITGB3和F13 A1。然后作者选择了36个DEPs进行靶向蛋白质组学(PRM)验证, 结果成功验证了7个DEPs,STEMI组的F13A1、TSPAN33、YWHAZ显著下调,NSTEMI组的F13A1、TSPAN33、ITGA2B、GP9、GP5、PPIA显著下调;这些DEPs在STEMI和NSTEMI患者中均表现出下调,与对照组相比具有高灵敏度和特异性。接着作者使用UniProt数据库对鉴定出的蛋白质进行注释,并进行了功能分类统计、富集分析和聚类分析。ROC曲线分析显示,这些DEPs具有高敏感性和特异性(AUC > 0.8),可作为心肌梗死的潜在诊断标志物;功能分析显示这些DEPs是通过调控血小板活化、凝血、炎症反应和细胞信号传导参与心肌梗死的病理过程。最后作者通过蛋白质-蛋白质相互作用网络分析(PPI)分析了这些DEPs之间的相互作用关系。结果分析发现F13A1、ITGA2B、GP9、YWHAZ是关键的枢纽蛋白,在心肌梗死病理机制中具有核心作用。F13A1(FXIIII)参与血栓稳定和心肌修复,其下调可能导致心肌梗死预后不良;ITGA2B(αIIb)、GP9(IX)和GP5(V)参与调控血小板粘附、活化和血栓形成;YWHAZ(14-3-3ζ)参与细胞信号传导,VWF作为关键桥梁,连接胶原基质与血小板膜受体GPIb-IX-V复合物,启动下游信号转导,从而促进血栓形成;PPIA(CyPA)通过炎症和氧化应激途径促进动脉粥样硬化;TSPAN33(Tetraspanin-33)通过免疫调节和细胞粘附参与炎症反应,这些分子通过复杂的信号网络相互作用,共同调节血栓形成、炎症反应和心血管疾病的发展。

综上所述,作者认为在STEMI和NSTEMI患者中,有7个DEPs(F13A1、TSPAN33、YWHAZ、ITGA2B、GP9、GP5和PPIA)均表现出下调,与对照组相比具有高灵敏度和特异性。这些DEPs通过调控血小板活化、凝血、炎症反应等通路参与心肌梗死的发生发展,可能成为早期诊断的新型生物标志物和潜在的治疗靶点。本文通过蛋白质组学技术揭示了心肌梗死患者血浆外泌体的特征性蛋白谱,并验证了7个DEPs的诊断潜力,为心肌梗死的精准诊断和靶向治疗提供了新的方向。

该研究中使用本公司血清-血浆外泌体提取纯化试剂盒 (货号:UR52136) 进行了STEMI、NSTEMI、UA患者和CONTROL健康对照组的血浆外泌体的提取纯化,结果符合各检测指标要求,满足了客户下游实验需求。

该研究中使用本公司外泌体粒径检测设备NanoSight NS300检测外泌体的粒径和颗粒数,结果符合各检测指标,满足了客户下游实验需求。

参考文献:

Plasma Exosomal Proteomics Identifies Differentially Expressed Proteins as Biomarkers for Acute Myocardial Infarction. Biomolecules. 2025 Apr 15;15(4):583.

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