遺傳性朊病毒病額葉腦組織差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究

郭燕軍 石琦 張寶云 黎建樂 王魯寧 張紅紅 胡亞卓 韓志濤 趙偉秦 王得新 董小平 武雙

100050 北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(郭燕軍、黎建樂、趙偉秦、王得新)；102206 北京，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所朊病毒室(石琦、張寶云、董小平)；100853 北京，解放軍總醫(yī)院老年神經(jīng)科(王魯寧)，老年醫(yī)學(xué)研究所(張紅紅、胡亞卓、韓志濤)；100023 北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院、生物質(zhì)廢棄物資源化利用北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(武雙)

·論著·

遺傳性朊病毒病額葉腦組織差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究

郭燕軍 石琦 張寶云 黎建樂 王魯寧 張紅紅 胡亞卓 韓志濤 趙偉秦 王得新 董小平 武雙

100050 北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(郭燕軍、黎建樂、趙偉秦、王得新)；102206 北京，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所朊病毒室(石琦、張寶云、董小平)；100853 北京，解放軍總醫(yī)院老年神經(jīng)科(王魯寧)，老年醫(yī)學(xué)研究所(張紅紅、胡亞卓、韓志濤)；100023 北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院、生物質(zhì)廢棄物資源化利用北京重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(武雙)

目的 應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，篩選遺傳性朊病毒病(Prion disease)額中回皮質(zhì)差異表達(dá)蛋白以探究朊病毒病的發(fā)病機(jī)制和干預(yù)靶點(diǎn)。方法 對(duì)我國(guó)經(jīng)臨床、病理及分子生物學(xué)方法確診的3例遺傳性朊病毒病尸檢腦組織額中回皮質(zhì)，以3例同年齡組的心臟猝死且無神經(jīng)系統(tǒng)病變的尸檢腦組織為對(duì)照，進(jìn)行了差異蛋白質(zhì)組研究。應(yīng)用熒光雙向差異凝膠蛋白電泳、MALDI-TOF/MS 串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行差異蛋白質(zhì)譜分析。Mascot search results 軟件進(jìn)行搜庫，確定差異表達(dá)蛋白。結(jié)果表達(dá)上調(diào)的蛋白有：半乳糖凝集素-1(Galectin-1，Gal-1)；泛素(Ubiquitin)；蘭尼堿受體2(Ryanodine receptor 2，RyR2)；肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白(Profilin-2，PFN2)；Rab相互作用溶酶體蛋白樣蛋白-1(Rab-interacting lysomes protein-like protein 1，RILPL-1)；髓鞘堿性蛋白異構(gòu)體4(Isoform 4 of myelin basic protein)；表達(dá)下調(diào)的蛋白是血色素β亞單位(Hemoglobin subunit beta)。結(jié)論 結(jié)合文獻(xiàn)分析其中泛素、Gal-1、RyR、PFN2和RILPL-1可能與遺傳性朊病毒病發(fā)病機(jī)制關(guān)系更為密切。Gal-1可能在朊病毒病中發(fā)揮內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)機(jī)制；RyR2與記憶及肌陣攣有關(guān)；泛素、 RILP-1與錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)清除有關(guān)；PFN2可能與神經(jīng)變性病的軸漿運(yùn)輸障礙有關(guān)。

Fund programs: National Natural Science Foundation of China (81301032)

表1 遺傳性朊病毒病臨床及主要實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果

朊病毒病(Prion disease)是一類由朊蛋白(Prion protein，PrP)構(gòu)象變化所致的、以海綿樣腦病為病理特點(diǎn)的、具有可傳播性的致死性神經(jīng)變性病。近年來國(guó)外學(xué)者傾向于將人類朊病毒病分為散發(fā)性、遺傳性和獲得性3類[1]。克雅氏病約80%～90%的CJD呈散發(fā)性，稱之為散發(fā)性克雅氏病，病因尚不明確。獲得性占5%，包括變異型CJD、醫(yī)源性CJD和庫魯病。遺傳性朊病毒病是由于朊蛋白基因(PRNP)的遺傳性突變而引起的是一種常染色體顯性遺傳病，包括數(shù)十種密碼子點(diǎn)突變或八肽重復(fù)區(qū)內(nèi)重復(fù)片段的插入突變。包括家族性克雅氏病(Familiar creutzfeldt-jacob disease, fCJD)、家族性致死性失眠癥(Fatal familial insomnia, FFI)和Gerstmann-straussler-scheinker綜合征(GSS)，我國(guó)也報(bào)道了中數(shù)10例臨床、分子生物學(xué)診斷的遺傳性朊病毒病[2]。其中經(jīng)尸檢證實(shí)的fCJD(八肽重復(fù)區(qū)插入突變[3]、G114V突變[4]各1例)、FFI 2 例[5]。

本研究以中國(guó)疾病預(yù)防控制中心病毒病所保存的3例遺傳性朊病毒病尸檢腦組織額中回皮質(zhì)，以3例同年齡組的心臟猝死且無神經(jīng)系統(tǒng)病變的尸檢腦組織為對(duì)照，應(yīng)用熒光雙向差異蛋白電泳(Fluorescence two-dimensional differential gel electrophoresis, 2D-DIGE)技術(shù)，進(jìn)行了遺傳性朊病毒病差異蛋白質(zhì)組研究，以發(fā)現(xiàn)遺傳性朊病毒病可能的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

1.1 研究對(duì)象 遺傳性朊病毒病腦組織由中國(guó)疾病預(yù)防控制中心病毒病所朊病毒室提供，包括2例FFI和1例fCJD。對(duì)照組腦組織由中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)研究所組織庫提供，為心臟猝死病例3例，全部為男性，年齡38～52歲。臨床資料及實(shí)驗(yàn)室相關(guān)檢查見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 主要雙向電泳及質(zhì)譜分析試劑：IPG 緩沖液、IPG覆蓋油、CyDye DIGE Fluors 購(gòu)自于Amersham Pharmacia Biotech 公司；IPG 干膠條(Immobiline TMDrystrip, pH3-10， NL， 24 cm)購(gòu)于GE公司；碘乙酰胺(Iodoacetamide)購(gòu)自Acros公司；DNase Ⅰ 購(gòu)自日本TaKaRa公司；protease inhibitor cocktail 購(gòu)自美國(guó)Roche公司；Bradford定量試劑盒購(gòu)于Bio-Rad公司；DMF購(gòu)自Aldrich公司；其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2.2 主要雙向電泳及圖像分析儀器：Hoefer MiniVE 垂直電泳儀，電源EPS301，一向等電聚焦儀IPGphor，二向垂直電泳儀EttanTMDALT Twelve，循環(huán)水浴MultiTemp Ⅲ，圖像掃描儀 Image Scanner，多功能成像儀Typhoon9410，圖像分析軟件Image Master 2D Platinum、Image Quant、DeCyder(Version6.5)均為Amersham Pharmacia Biotech 公司產(chǎn)品；SmartspecTM plus 蛋白定量?jī)x，Protein Ⅱ垂直電泳單元為Bio-Rad 公司產(chǎn)品。

1.2.3 組織蛋白樣品提?。焊鶕?jù)臨床、病理和免疫印跡結(jié)果，選擇出3例朊病毒病(PrP)、3 例對(duì)照(YC)，分別稱取適量(均約0.2 g)的-80 ℃冷凍保存的額中回皮質(zhì)組織，加入液氮反復(fù)凍融3～4次，研磨粉碎，加裂解液，冰上超聲粉碎，4 ℃離心(16 000 g/h)30 min。吸上清，重復(fù)離心，取上清合并，進(jìn)行2-D Clean-up試劑盒純化。應(yīng)用Bradford 法測(cè)定每份蛋白質(zhì)樣品濃度。

1.2.4 2D-DIGE標(biāo)記實(shí)驗(yàn)(均需避光操作)：實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)見表2。

表2 2D-DIGE樣品分組Tab.2 Samples labeling in 2D-DIGE gels

注：YC：對(duì)照組；PrP:遺傳性朊病毒組

Note:YC:contral;PrP:genetic prion diseases

CyDye標(biāo)記方法：取4個(gè)樣品各12.5 μg放入離心管中，制成內(nèi)標(biāo)樣品，按50 μg/400 pmol CyDye染料的比例混勻，暗處冰上放置30 min，加入1 μl 10 mmol/L賴氨酸溶液，冰浴避光終止反應(yīng)。

1.2.5 雙向凝膠電泳制備: 分析膠分別混合標(biāo)記后的3塊膠樣品及內(nèi)標(biāo)，用重泡漲液定容至 450 μl。在20 ℃一向等電聚焦儀IPGphor，將24 cm IPG膠條水化重泡漲6 h，用Ettan IPGphor II等電聚焦電泳儀，進(jìn)行等電聚焦電泳。等電聚焦后，將膠條分別放置在含2%DTr和4%IAA的平衡液中振蕩平衡，移至12．5%的SDS-PAGE膠上端，在DALTSix電泳儀中電泳。用Typhoon 9410 激光掃描儀在488/520 nm，532/580 nm，633/670 nm波長(zhǎng)熒光模式下分別對(duì)Cy2，Cy3，Cy5熒光染料標(biāo)記的圖像進(jìn)行掃描。

1.2.6 差異點(diǎn)分析:用Decyder V5.02圖像分析軟件對(duì)2D-DIGE圖像進(jìn)行分析和差異點(diǎn)尋找，蛋白點(diǎn)的確認(rèn)、匹配，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析均在Decyder-BVA軟件中進(jìn)行。差異點(diǎn)滿足條件：P≤0.05，差異倍數(shù)1.5以上。

1.3 差異蛋白質(zhì)譜分析

1.3.1 質(zhì)譜分析及蛋白質(zhì)鑒定:取對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組蛋白樣品各500 μg，按常規(guī)方法進(jìn)行制備膠雙向電泳后，考馬斯亮藍(lán)染色，用Ettan spot picker (Amersham biosciences公司)機(jī)械手臂挖取與感興趣差異蛋白相匹配的蛋白點(diǎn)。對(duì)所挖取蛋白點(diǎn)用50%乙腈沖洗、胰蛋白酶消化、標(biāo)肽和蛋白樣品點(diǎn)樣后， 應(yīng)用美國(guó)ABI-4800型反射式基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜儀(MALDI-TOF/TOF 串聯(lián)質(zhì)譜儀4800 Proteomics analyzer(美國(guó)Applied Biosystem公司)分析蛋白質(zhì)肽質(zhì)量指紋譜，并將結(jié)果輸入NCBI和SWISS.PROT 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索。

1.3.2 數(shù)據(jù)庫檢索:應(yīng)用Matrix Science 商家生產(chǎn)的Mascot Search Results 軟件進(jìn)行搜庫。GPS 軟件檢索：誤差MS0.2Da；MS/MS0.3Da。數(shù)據(jù)庫：物種選擇為Homo sapiens(human)，人數(shù)據(jù)庫IPI HUMAN v3.23。數(shù)據(jù)取舍標(biāo)準(zhǔn)：取蛋白質(zhì)打分大于61 分，置信水平在95%以上。

2 結(jié)果

本研究應(yīng)用2D-DIGE技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了14個(gè)差異蛋白點(diǎn)(見圖1)，經(jīng)MALDI-TOF/TOF 串聯(lián)質(zhì)譜分析，鑒定得到7個(gè)蛋白質(zhì)，獲得7種蛋白質(zhì)的明確質(zhì)譜信息詳見表3，共有1種蛋白質(zhì)下調(diào)，6種蛋白質(zhì)上調(diào)。表達(dá)上調(diào)的蛋白有：肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白(Profilin-2，PFN2)、半乳糖凝集素-1(Galectin-1，Gal-1)、泛素(Ubiquitin)、蘭尼堿受體2(Ryanodine receptor 2，RyR2)、Rab相互作用溶酶體蛋白樣蛋白-1(Rab-interacting lysosomes protein-like protein 1，RILPL-1)、髓鞘堿性蛋白異構(gòu)體4(Isoform 4 of myelin basic protein)；表達(dá)下調(diào)的蛋白是血色素β亞單位(Hemoglobin subunit beta)。

表3 遺傳性朊蛋白病額葉腦組織差異表達(dá)蛋白鑒定結(jié)果

① PrP組Cy5染色蛋白點(diǎn)，② YC組Cy5染色蛋白點(diǎn)，兩組間蛋白量表達(dá)表達(dá)量有顯著差異(P<0．05)且差異倍數(shù)>1.5的蛋白點(diǎn)。 綠色圈為蛋白量增加點(diǎn)，紅色圈為蛋白量減少點(diǎn)圖1 遺傳性朊病毒病額葉腦組織差異蛋白表達(dá)① CyP stained proteins in PrP-group, ②Cy5 stained proteins in YC-group. Proteins with numbers are those protein expression have significant difference (P<0.05) and difference fold > 1.5 between PrP group and YC-group. Proteins with green circle means protein expression upregulated and proteins with pink circle means protein expression downregulated in PrP groupFig.1 Differential proteomic expression of human genetic prion disease patients in frontal lobe tissues

3 討論

結(jié)合文獻(xiàn)分析其中5個(gè)蛋白與朊病毒病發(fā)病機(jī)制關(guān)系更為密切。Gal-1可能在朊病毒病中發(fā)揮內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)機(jī)制；RyR2與記憶及肌陣攣有關(guān)；泛素、 RILP-1與錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)清除有關(guān)；PFN2與神經(jīng)變性病的軸漿運(yùn)輸障礙有關(guān)。上述差異蛋白的發(fā)病機(jī)制中可能有重要作用，其中已應(yīng)用免疫印跡等方法證實(shí)Gal-1和RyR2在朊病毒病尸檢腦組織和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型腦組織存在差異表達(dá)。

半乳糖凝集素-1(Galectin-1，Gal-1)屬于β-半乳糖苷-結(jié)合蛋白家族，由418個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量14.5×103，在神經(jīng)發(fā)生、神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化中具有重要作用[6]。Gal-1在成人神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞(Neural stemcells/ neural progenitor cells, NS/NPCs)表達(dá)，促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Brain derived neurotrophic facor, BDNF)[7]。Gal-1基因敲除小鼠在水迷宮實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)空間記憶力下降和情景學(xué)習(xí)障礙，提示Gal-1在海馬記憶形成過程中具有重要作用[8]。本研究組發(fā)現(xiàn)遺傳性朊病毒病額中回皮質(zhì)Gal-1表達(dá)升高后，在后續(xù)的研究中應(yīng)用免疫組化、免疫印跡和RT-PCR方法證實(shí)Gal-1在朊病毒病嚙齒類動(dòng)物模型263K、139A和ME7終末期腦組織的表達(dá)均升高，Gal-1的表達(dá)與動(dòng)物模型腦組織接種朊病毒的時(shí)間長(zhǎng)短有明顯的時(shí)效關(guān)系[9]。

RYR2是一種廣泛存在于肌漿網(wǎng)上的鈣離子通道，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，參與多種代謝。RYR2在胚胎期維持細(xì)胞內(nèi)外鈣離子穩(wěn)態(tài)，影響神經(jīng)元的正常發(fā)育[10]。RYR2可以促進(jìn)海馬突觸的形成，參與到記憶以及學(xué)習(xí)的形成過程[11,13]。在早老素1基因突變的小鼠中，RyRs介導(dǎo)的鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)作用明顯增強(qiáng)[14]。晚發(fā)型AD患者L-電壓依賴性鈣離子通道與RyR基因突變的相互作用與淀粉樣蛋白沉積有相關(guān)性[15]。阻斷RyRs的作用或降低RyRs的表達(dá)，有利于改善認(rèn)知功能[16,17]。小鼠RyR2基因突變導(dǎo)致RyR2通道泄露，可以出現(xiàn)自發(fā)性強(qiáng)直陣攣發(fā)作、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)室性心律失常和猝死[18]。朊病毒病的進(jìn)行性癡呆、肌陣攣和癲癇發(fā)作，是否與該蛋白表達(dá)變化有關(guān)尚不清楚。本課題組在后續(xù)的研究中應(yīng)用免疫印跡發(fā)現(xiàn)RyR2在朊病毒病嚙齒類動(dòng)物模型263K、139A和ME7終末期腦組織的表達(dá)變化(結(jié)果未發(fā)表)。RyR2有可能成為神經(jīng)變性疾病治療的新靶點(diǎn)。

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)是蛋白降解的主要通路，神經(jīng)毒性蛋白積聚形成的細(xì)胞內(nèi)泛素-陽性包涵體是神經(jīng)變性病共同的病理通路之一，泛素在多種神經(jīng)變性病的錯(cuò)誤折疊蛋白或其他突變蛋白的降解過程中發(fā)揮重要作用，朊病毒病泛素-蛋白酶系統(tǒng)變化也有報(bào)道[19,20]。

RILP-1，即Ras-相關(guān)相互作用溶酶體蛋白樣蛋白1。RILP是Rab7 GTP酶的下游產(chǎn)物，Rab蛋白的主要效應(yīng)蛋白，是溶酶體和自噬溶酶體形成的關(guān)鍵蛋白。Rab與神經(jīng)變性病有密切關(guān)系，抑制Rab7能夠極大的促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)因子活性。[21]。本研究報(bào)道了RILP-1在朊病毒病腦組織的差異表達(dá)變化，其在朊病毒病的發(fā)病機(jī)制中的可能作用尚未見報(bào)道。

軸漿運(yùn)輸障礙在AD等神經(jīng)變性病發(fā)病機(jī)制中日益受到重視。肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白(Profilin2，PFN2)，調(diào)節(jié)動(dòng)力功能突觸蛋白、動(dòng)力蛋白1等囊泡運(yùn)輸?shù)萚22]。PFN2只特異地存在于大腦，與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、膜運(yùn)輸和突觸蛋白、動(dòng)力蛋白1等囊泡運(yùn)輸?shù)扔嘘P(guān)配體相互作用。目前對(duì)于PFN-2在神經(jīng)系統(tǒng)中的功能認(rèn)識(shí)，尚不明確。PFN家族廣泛參與到神經(jīng)元分化以及新突觸的形成[23]。在大鼠的亨廷頓疾病模型中紋狀體中Profilin2的表達(dá)增加，Profilin2可能參與神經(jīng)元退化過程[24]。本研究報(bào)道了PFN-2在朊病毒病腦組織的差異表達(dá)變化，其在朊病毒病的發(fā)病機(jī)制中可能發(fā)揮的作用尚不清楚。

髓鞘堿性蛋白(Myelin basic protein，MBP)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)髓鞘的主要蛋白質(zhì)，位于髓鞘漿膜面，維持CNS髓鞘結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，具有神經(jīng)組織特異性，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫及炎癥研究中具有重要地位。近年來研究發(fā)現(xiàn)在阿爾茨海默病皮層中變性的MBP增多，MBP存在于AD淀粉樣斑塊周圍，在AD和多發(fā)性硬化等相關(guān)研究中已發(fā)現(xiàn)，髓鞘破壞與認(rèn)知功能減退和淀粉樣斑塊形成有關(guān)[25]。尚未見MBP與朊病毒病的相關(guān)研究。

血色素β亞單位(Hemoglobin subunit beta, Hbb)在遺傳性朊病毒病腦組織中表達(dá)下降。Hbb是紅細(xì)胞攜氧蛋白，在氧和能量穩(wěn)態(tài)平衡中發(fā)揮重要作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)多巴胺能神經(jīng)元Hbb表達(dá)升高、人和動(dòng)物皮層神經(jīng)元也有Hbb表達(dá)，提示Hbb在神經(jīng)元及疾病狀態(tài)的氧化應(yīng)激中發(fā)揮作用[26]。尚未見Hbb 與朊病毒病的相關(guān)報(bào)道。

近年來iTRAQ方法蛋白質(zhì)組學(xué)研究中應(yīng)用也比較多，iTRAQ方法高度敏感，?？梢园l(fā)現(xiàn)數(shù)百至數(shù)千個(gè)差異蛋白，需要進(jìn)一步進(jìn)行g(shù)o分析，可以分析出不同通路在疾病中的變化，但不利于生物標(biāo)志物的篩洗和鑒別。2D-DIGE方法比較蛋白質(zhì)量的變化重復(fù)性更好，定量更加準(zhǔn)確，更適合疾病生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)選擇相關(guān)研究。

本研究對(duì)我國(guó)經(jīng)臨床、病理及分子生物學(xué)方法確診的3例遺傳性朊病毒病尸檢腦組織額中回皮質(zhì)進(jìn)行了差異蛋白質(zhì)組研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)泛素、Gal-1、RyR、PFN2和RILPL-1在遺傳性朊病毒病腦組織中表達(dá)上調(diào)。這些蛋白可能與遺傳性朊病毒病發(fā)病機(jī)制關(guān)系更為密切，對(duì)朊病毒病生物標(biāo)志物、發(fā)病機(jī)制和治療靶點(diǎn)選擇等有較大意義。

[1] Geschwind MD. Prion disease. Continuum (Minneap Minn). 2015,21(6Neuroinfectious Disease): 1612-1638. doi: 10.1212/CON.0000000000000251.

[2] Shi Q, Zhou W, Cen C, et al. The Features of Genetic Prion Diseases Based on Chinese Surveillance Program[J]. PLoS One. 2015; 10(10):e0139552. doi: 10.1371/journal.pone.0139552. eCollection 2015.

[3] Guo YJ, Wang XF, Han J, et al. A Chinese Creutzfeldt-Jakob disease with 7 extra otcarepeats insertion in PRNP gene: PrPScmolecular characteristics and clinical features[J]. Am J Med Sci.2008, 336(6): 519-523. doi: 10.1097/MAJ.0b013e3181643e50.

[4] Shi Q, Zhang BY, Gao C, et al.The diversities of PrPSc distributions and pathologic changes in various brain regions from a Chinese patient with G114V genetic CJD[J]. Neuropathology, 2012,32(1), 51-59. doi: 10.1111/j.1440-1789.2011.01237.

[5] Shi XH, Han J, Zhang J, et al. Clinical, histopathological, and genetic studies in a family with fatal familial insomnia [J]. Infect Genet Evol, 2010,10(2), 292-297. doi: 10.1016/j.meegid.2010.01.007.

[6] Sakaguchi M, Shingo T, Shimazaki T, et al. A carbohydrate-binding protein, Galectin-1, promotes proliferation of adult neural stem cells [J]. Proc Natl Acad Sci USA,2006,103(18): 7112-7117. doi:10.1073/pnas.0508793103.

[7] Ishibashia S, Kuroiwac T, Sakaguchid M, et al. Galectin-1 regulates neurogenesis in the subventricular zone and promotes functional recovery after stroke [J]. Exp Neurol,2007,(2): 302-313. doi:10.1016/j.expneurol.2007.06.024.

[8] Sakaguchi1 M, Arruda-Carvalho M, Kang NH, et al. Impaired spatial and contextual memory formation in galectin-1 deficient mice [J]. Mol Brain, 2011, Sep 1; 4: 33-42. doi:10.1186/1756-6606-4-33.

[9] Guo YJ, Shi Q, Yang XD, et al. Increases of Galectin-1 and its S-nitrosylated form in the brain tissues of scrapie infected rodent models and human prion diseases [J]. Mol Neurobiol,2016 May 23. [Epub ahead of print]: doi 10.1007/s12035-016-9923-1.

[10] Peng W, Shen H, Wu J, et al. Structural basis for the gating mechanism of the type 2 ryanodine receptor RyR2 [J]. Science,2016, 21:354(6310). pii: aah5324. Epub 2016 Sep 22: doi: 10.1126/science.aah5324.

[11] Kemmerling U, Muoz P, Müller M, et al. Calcium release by ryanodine receptors mediates hydrogen peroxide-induced activation of ERK and CREB phosphorylation in N2a cells and hippocampal neurons [J]. Cell Calcium, 2007,41(5): 491-502. doi:10.1016/j.ceca.2006.10.001.

[12] Galeotti N, Quattrone A, Vivoli E, et al. Different involvement of type 1, 2, and 3 ryanodine receptors in memory processes [J]. Learn Mem,2008,15(5):315-323. doi:10.1101/lm.929008.

[13] Paula-Lima A, Adasme Ta, San Martin C, et al. Amyloid β-Peptide Oligomers Stimulate RyR-Mediated Ca 2+ Release Inducing Mitochondrial Fragmentation in Hippocampal Neurons and Prevent RyR-Mediated Dendritic Spine Remodeling Produced by BDNF [J]. Antioxid Redox Signal, 2011,14(7): 1209-1223. doi:10.1089/ars.2010.3287.

[14] Payne AJ, Gerdes BC, Naumchuk Y, et al. Presenilins regulate the cellular activity of ryanodine receptors differentially through isotype-specific N-terminal cysteines [J]. Exp Neurol, 2013,250 Dec; 143-150. doi:10.1016/j.expneurol.2013.09.001.

[15] Koran MEI, Hohman TJ, Thornton-Wells TA. Genetic interactions found between calcium channel genes modulate amyloid load measured by positron emission tomography [J]. Hum Genet, 2014,133(1):85-93. doi:10.1007/s00439-013-1354-8.

[16] Hopp SC, D'Angelo HM, Royer SE et al. Differential rescue of spatial memory deficits in aged rats by Ltype voltage dependent calcium channel and ryanodine receptor antagonism [J]. Neuroscience, 2014,7(280)：10-18. doi: 10.1016/j.neuroscience.2014.09.007.

[17] Liang L, Wei H. Dantrolene, A Treatment for Alzheimer's Disease [J]. Alzheimer Dis Assoc Disord，2015,29(1): 1-5. doi:10.1097/WAD.0000000000000076.

[18] Lehnart SE, Mongillo M, Bellinger A, et al. Leaky Ca2+ release channel/ ryanodine receptor 2 causes seizures and sudden cardiac death in mice [J]. J Clin Invest， 2008，118(6):2230-2245. doi:10.1172/JCI35346.

[19] Atkin G, Pauloson H. Ubiquitin pathways in neurodegenerative disease [J]. Front Mol Neurosci，2014， 8(7):63. doi: 10.3389/fnmol.2014.00063. eCollection 2014.

[20] Zheng Q, Huang T, Zhang L, et al. Dysregulation of Ubiquitin-Proteasome System in Neurodegenerative Diseases [J]. Front Aging Neurosci，2016，15(8):303. doi: 10.3389/fnagi.2016.00303. eCollection 2016.

[21] De Luca M, CogliL, Progida C. RILP regulates vacuolar ATPase through interaction with the V1G1 subunit [J]. J Cell Sci，2014，12(Pt 12): 2697-2708. doi: 10.1242/jcs.175323

[22] Gareus R, Di Nardo A, Rybin V, et al. Mouse profilin 2 regulates endocytosis and competes with SH3 ligand binding to dynamin 1 [J]. J Biol Chem，2006，281(5): 2803-2811. doi:10.1074/jbc.M503528200.

[23] Medioni C, Ramialison M, Ephrussi A, et al. Imp Promotes Axonal Remodeling by Regulating profilin mRNA during Brain Development [J]. Current Biology， 2014，24(7): 793-800. doi:10.1016/j.cub.2014.02.038.

[24] Chakraborty J, Pandey M, et al. Profilin-2 increased expression and its altered interaction with β-actin in the striatum of 3-nitropropionic acid-induced Huntington’s disease in rats [J]. Neuroscience，2014， 5(281):216-228. doi: 10.1016/j.neuroscience.2014.09.035．

[25] Zhan XH, Gickling JC, Ander BP, et al. Myelin basic protein associates with AβPP, Aβ1-42, and amyloid plaques in cortex of alzheimer’s disease brain [J]. J Alzheimers Dis，2015，44(4): 1213-1229. doi:10.3233/JAD-142013.

[26] Adav SS1,2, Gallart-Palau X3, Tan KH, et al. Dementia-linked amyloidosis is associated with brain protein deamidation as revealed by proteomic profiling of human brain tissues. Mol Brain， 2016，19(9): 20. doi: 10.1186/s13041-016-0200-z.

(本文編輯：陳培莉)

Differential proteomic analysis of human genetic prion disease patients in frontal lobe tissues

Guo Yanjun, Shi Qi, Zhang Baoyun, Li Jianle, Wang Luning, Zhang Honghong, Hu Yazhuo, Han Zhitao, Zhao Weiqin, Wang Dexin, Dong Xiaoping， Wu Shuang

Department of Neurology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China (Guo YJ, Li JL, Zhao WQ, Wang DX); National Institute for Viral Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China (Shi Q, Zhang BY, Dong XP); Department of Geriatric Neurology，PLA General Hospital, Beijing 100853, China (Wang LN, Zhang HH, Hu YZ, Han ZT); College of Biochemical Engineering Beijing Union University， Beijing Key Laboratory of Biomass Waster Resoure Utilization, Beijing 100023, China(Wu S)

Guo Yanjun，Email：littleguo_1999@163.com@163.com;Wu Shuang,Email:wushuang007@aliyun.com

Objective To search for biomarkers for human familial prion disease. Methods Two-dimensional differential gel electrophoresis (2D-DIGE) proteomic analysis has been performed in frontal lobe tissues of 3 patients suffering from human familial prion disease (PrP) and 3 age-and sex-matched patients suffering from sudden death due to heart failure without neurological disease. Results The maps revealed 14 polypeptide chains differentially modulated in the PrP samples, among those, 7 could be identified upon digestion and MALDI-TOF/MS analysis, of which 6 appeared to be up-regulated, 1 being down-regulated. Conclusions We highlight Galectin-1(Gal-1), ryanodine receptor 2 (RyR2), ubiquitin, Rab-interacting lysosomes protein-like protein 1 (RILPL-1) profillin 2 (PFN2), in the differential map. These proteins are related to neurogenesis, the clearance of misfolded proteins, stasis of calium channel, myoclonus and so on. These proteins are potential biomarkers or targets for treatment of prion disease.

Prion disease; Proteomics; Fluorescence two-dimensional Differential gel electrophoresis (2D-DIGE)；Biomarker

郭燕軍，Email：littleguo_1999@163.com；武雙，Email:wushuang007@aliyun.com

10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2017.03.002

朊病毒?。坏鞍踪|(zhì)組學(xué)；熒光雙向差異凝膠蛋白電泳；生物標(biāo)志物

國(guó)家自然科學(xué)基金(81301032)

2017-02-25)