蛋白組學在中醫(yī)心系病癥證候的研究進展

馮宇 周曼麗 王健章

摘要 蛋白組學是在大規(guī)模水平上研究蛋白質表達水平、蛋白與蛋白相互作用、翻譯后修飾等，以獲得蛋白質水平上關于細胞代謝、疾病發(fā)生等過程全面整體的認識。其動態(tài)性、復雜性、整體性與中醫(yī)理論高度相似，且和中醫(yī)證候學都以整體作為研究對象，可利用其技術充分發(fā)揚中醫(yī)理論價值和中醫(yī)臨床價值。通過檢索中國知網(wǎng)、Pubmed等數(shù)據(jù)庫，歸納分析近5年應用蛋白組學技術研究中醫(yī)心系病癥證候的文獻，以期為中醫(yī)心系病癥證候研究提供更廣闊的思路。

關鍵詞 蛋白組學;心系證候;心系病癥;中醫(yī)學

Abstract Proteomics is to study protein expression levels，protein-protein interactions，post-translational modifications，etc.on a large scale to obtain a comprehensive understanding of the process of cell metabolism，disease occurrence and other processes at the protein level.Its dynamic，complex and holistic nature is highly similar to that of TCM theory，and both of them take the whole as the research object，and so its technology can be used to fully promote the theoretical and clinical value of TCM.By retrieving China National Knowledge Infrastructure（CNKI），Pubmed and other databases，we summarized the literature on the use of proteomics technology to study TCM heart disease syndromes in the past five years，in order to provide a broader idea for the study of TCM heart disease syndromes.

Keywords Proteomics; Heart disease syndromes; Heart disease; Traditional Chinese medicine

中圖分類號：R256.2 文獻標識碼：A doi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.16.034

中醫(yī)證候是疾病發(fā)生及演變過程中某階段和患者個體當時所處內、外環(huán)境本質的反映，能不同程度地揭示病因、病位、病性、病勢等病機內容，在一定程度上，與近幾年研究中的蛋白質組學技術動態(tài)反映生物體病理生理具體過程在理念和思路上有共通之處[1]。蛋白質組學技術具有高精度、高靈敏度及整體性，通過其技術，既能發(fā)現(xiàn)與疾病相關的生物標志物，又可以深層次探討其發(fā)病機制，對中醫(yī)證候研究有借鑒意義[2]?，F(xiàn)將近5年來中醫(yī)心系病癥證候相關蛋白組學的研究進展概括如下。

1 蛋白組學簡介

蛋白組學（Proteomics）由澳大利亞科學家Marc Wilkins[3]于1994年首次提出，它是由細胞、組織、個人或單個基因組表達的蛋白質組分。與傳統(tǒng)蛋白質研究注重單一蛋白質相比，蛋白質組學更注重研究參與特定生理或病理狀態(tài)的所有蛋白質種類和其與周圍環(huán)境的關系。它通過對正常個體與病理個體間蛋白質組進行比較，找到“疾病特異性蛋白質分子”。這對于促進分子醫(yī)學的發(fā)展或為疾病的早期診斷提供分子標志有獨特優(yōu)勢。其研究基本技術包括毛細管等電聚焦（CIEF）、高效液相色譜（HPLC）毛細管電泳（CE）、飛行時間質譜分析（MALDI-MS）、電噴霧質譜分析（ESI-MS）等[4]。以基質輔助激光解離激光解析（MALDI）成像質譜（IMS）技術為例，樣品制備后，進行質譜數(shù)據(jù)采集，最后數(shù)據(jù)讀取及生成質譜圖像。它可通過實驗研究整個組織切片中數(shù)千種分子的空間分布，具有高靈敏度、高覆蓋等優(yōu)勢[5-6]。蛋白組學既能為生命活動規(guī)律提供物質基礎，又能為疾病機制的闡釋和攻克提供理論依據(jù)及解決途徑，獲得關于細胞代謝、疾病發(fā)生等過程全面整體的認識。

2 中醫(yī)證候與蛋白組學

中醫(yī)證候是辨證論治的基礎及理論體系的核心內容，其研究也是現(xiàn)代化中醫(yī)藥的關鍵環(huán)節(jié)[7]。證候即證的外候，是疾病過程中一定階段的病因、病位、病性、病勢和機體抗病能力強弱等本質有機聯(lián)系的反映狀態(tài)。它是一個動態(tài)變化的過程，具有多變性、復雜性、模糊性、隱匿性等特點，易受外界因素干擾。其名稱、術語、概念、診斷等尚未規(guī)范統(tǒng)一，故此，證的規(guī)范研究將成為中醫(yī)發(fā)展的必然趨勢[8]。從中醫(yī)學整體觀來講，證是在致病因素作用下的機體各系統(tǒng)之間內外環(huán)境產(chǎn)生紊亂而發(fā)生的病理生理狀態(tài)[9]。而蛋白組學技術致力于研究細胞、組織、器官、個體、某一物種在特定條件、時間表達的全部蛋白質圖譜，以期全面整體的認識細胞代謝、疾病發(fā)生等過程。其動態(tài)性、復雜性、整體性、穩(wěn)定性與中醫(yī)證候的恒動觀、整體觀、辨證論治思維極度相似，對揭示疾病的證候本質有巨大優(yōu)勢。因此利用蛋白組學技術既能為闡明中醫(yī)理論提供物質基礎，又能為中醫(yī)證候規(guī)范化提供新思路，可作為中醫(yī)證候研究的突破口[10]。

3 心系病癥與蛋白組學

心居胸中、兩肺之間，外有心包護衛(wèi)?！端貑枴れ`蘭秘典論》：“心者，君主之官也，神明出焉”?！端貑枴ゐ粽摗罚骸靶闹魃碇}”。《素問·脈要精微論》：“諸血者，皆屬于心”。此論述奠定了心病辨證的基礎。先天稟賦不足、成年后功能不足以主血充神、六淫內侵、七情內傷、飲食不節(jié)等皆是誘導心病的病因。心的主要病理表現(xiàn)為情志活動異常及血脈運行障礙[11]。對應于現(xiàn)代醫(yī)學可為冠心病、高血壓、冠狀動脈綜合征、心律失常、心力衰竭、抑郁癥等，現(xiàn)將蛋白組學在心系病癥不同病癥的研究進行概述。

3.1 冠心病 Zou L等[12]運用ITRAQ標記及二維液相色譜-串聯(lián)質譜分析對早期發(fā)作心肌梗死（MI）患者及經(jīng)皮冠狀動脈介入治療7 d后患者進行尿蛋白分析。通過多反應監(jiān)測（MRM）分析，發(fā)現(xiàn)5種尿蛋白（抗凝血酶III，補體C3，α-1-酸糖蛋白1，血清轉鐵蛋白和組織蛋白酶Z）特異性和敏感性較高，可用于監(jiān)測心肌梗死（MI）的疾病狀態(tài)和治療效果。區(qū)文超等[13]將二維凝膠電泳技術與基質輔助激光解析/電離-飛行時間質譜分析相結合對冠心病患者血小板差異蛋白表達進行鑒別，結果得到6種血小板差異蛋白（Clusterin、Annexin A1、Plastin-2、Peroxiredoxin-6、Peroxiredoxin-2、Coronin-1A），可為血小板聚集機制的研究提供思路。Sun H等[14]研究冠心病患者尿液中差異蛋白的表達，通過ITRAQ標記及多重反應監(jiān)測（MRM）發(fā)現(xiàn)差異表達的蛋白質參與肝臟X受體/類維生素A X受體（LXR/RXR）途徑激活、動脈粥樣硬化信號傳導、一氧化氮和活性氧的產(chǎn)生等過程。Yi X等[15]將液相色譜與串聯(lián)質譜分析結合鑒定缺血性心肌?。↖CM）患者體內差異表達的蛋白質，結果發(fā)現(xiàn)多數(shù)蛋白質參與了與心臟代謝過程及炎性反應和免疫反應有關的生物學途徑。Anwar MA等[16]基于液相色譜-串聯(lián)質譜多重反應監(jiān)測聯(lián)用鑒定冠心?。–AD）患者血漿中的生物標記物，得到6種血漿蛋白（載脂蛋白CII，C反應蛋白，CD5抗原樣蛋白，纖連蛋白，α-胰蛋白酶抑制劑重鏈H1和蛋白S），涉及炎性反應、脂質調節(jié)、凝血級聯(lián)反應等。Kulasingam A等[17]采用新型臨近延伸測定法對ST抬高型心肌梗死（STEMI）急性期與恢復期患者血漿蛋白標志物進行比較，有29種生物標志物差異有統(tǒng)計學意義，結果說明急性期免疫和炎性反應，細胞黏附和止血增加，恢復期組織重塑和蛋白水解增加。

3.2 高血壓 XU JW等[18]基于ITRAQ技術結合液相色譜、電噴霧電離串聯(lián)質譜技術對原發(fā)性高血壓（EH）患者進行血清蛋白組學分析，發(fā)現(xiàn)組織蛋白酶G，轉化生長因子β-1，透明質酸酶-1和激肽原-1等4種蛋白質共同參與了腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)和激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)。

3.3 急性冠狀動脈綜合征 Htun NM等[19]對急性冠狀動脈綜合征（ACS）患者尿液進行蛋白組學分析，發(fā)現(xiàn)75種與ACS相關的尿肽，反映了與動脈粥樣硬化斑塊向“脆弱”斑塊演變，斑塊破裂以及血栓性動脈閉塞有關的分子病理學改變。

3.4 心律失常 Zhou J等[20]運用蛋白組學技術對心房顫動（AF）患者血漿進行分析，結果發(fā)現(xiàn)16種蛋白質明顯失調，涉及嘌呤代謝及脂肪酸代謝。Lind L等[21]通過臨近延伸分析（PEA）芯片對房顫（AF）患者血漿蛋白進行評估，證實NT-pro-BNP，F(xiàn)GF-23，GDF-15與房顫（AF）有關，并發(fā)現(xiàn)4種蛋白（FABP4，IL-6，TIM-1和AM）在房顫發(fā)展中具有重要意義。李陽明[22]采用ITRAQ技術對風濕性心臟病慢性房顫患者進行血漿蛋白組學研究，結果篩選出57種差異蛋白，其中33種表達上調，24種表達下調，其參與的腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、半乳糖代謝、ABC轉運子、凝血和補體系統(tǒng)等與慢性房顫有關。

3.5 心力衰竭 Rüdebusch J等[23]對心力衰竭（HF）小鼠每個時間點的蛋白質組進行質譜（MS）分析，發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白β-7（HSPB7）在HF的早期顯示出組織和血清豐度的差異。

3.6 抑郁癥 Choi JE等[24]結合二維凝膠電泳（2D-PAGE）與nanoUPLC-ESI-q-TOF串聯(lián)質譜對抑郁癥小鼠模型進行蛋白質分離，結果表明海馬中泛素C末端水解酶L1（UCH-L1）的半胱氨酸氧化修飾在神經(jīng)保護作用中發(fā)揮關鍵作用。

4 心系證候與蛋白組學

在心系疾病研究方面，運用蛋白組學技術已具備一定條件。在此基礎上，利用蛋白組學技術研究心系病證不同證候，將為證型規(guī)范化提供更多的研究思路與參考價值。

4.1 心血瘀阻證 肖隋熙等[25]基于iTRAQ技術對冠心病血瘀證組蛋白質進行分離鑒別，共有27個差異蛋白點明顯表達，其中11個表達上調，16個表達下調，涉及血小板的黏附遷移、血小板參與凝血反應的亢進、免疫反應等，說明冠心病血瘀證與血小板的黏附遷移等具相關性。

4.2 氣虛血瘀證與氣陰兩虛證 孟永梅等[26]采用iTRAQ標記結合串聯(lián)質譜技術對慢性心力衰竭（Chronic Heart Failure，CHF）氣虛血瘀證和氣陰兩虛證患者進行差異蛋白組學研究。與健康組比較，CHF氣虛血瘀證組有16個差異蛋白表達，11個蛋白質表達上調，5個蛋白質表達下調，主要涉及代謝紊亂、炎性反應、免疫反應、細胞凋亡。CHF氣陰兩虛證有15個差異蛋白表達，10個蛋白質表達上調，5個蛋白質表達下調，說明與代謝、免疫、炎性反應相關。

4.3 氣虛血瘀證 李琪琳等[27]運用蛋白組學技術探究曲美他嗪對氣虛血瘀證心力衰竭大鼠心肌線粒體影響，共鑒定10個蛋白，結果表明曲美他嗪干預可能與減輕應激反應等有關。

4.4 腎虛血瘀證 劉如秀等[28]采用雙向電泳法及四級桿飛行時間質譜分析探究滋腎活血方對冠心病腎虛血瘀型大鼠缺血心肌的蛋白蛋白表達。與空白組比較均有變化的靶點蛋白質有肌凝蛋白-6、乳酸脫氫酶B鏈、異檸檬酸脫氫酶、肉堿棕櫚酰轉移酶-2、ATP合酶α亞基，表明滋腎活血方干預機制與保護細胞骨架等有關。

4.5 肝陽化風證與陰虛風動證 楊波等[29]運用蛋白組學技術對高血壓腦出血急性期肝陽化風證患者及恢復期陰虛風動證患者蛋白質展開研究，結果得到肌動蛋白在急性期與恢復期均有下調，提示其表達水平與血小板早期活化有關。

5 討論

蛋白質是生命活動的執(zhí)行者，是證的物質載體，其功能表現(xiàn)呈階段性特點，而證候出現(xiàn)在疾病病程中的各個階段，兩者具有相似性。近幾年，國內外以蛋白質組學為代表的系統(tǒng)生物學興起，它是生命科學進入后基因時代的特征。蛋白組學在為我們研究生命活動、疾病發(fā)生發(fā)展規(guī)律及證候規(guī)范化等提供新思路新方法的同時，也為中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展擴寬道路。然而，在中醫(yī)證候蛋白組學研究中還存在一些問題，如欒依含等[30]認為蛋白組學設備儀器、檢測方法不同，結果尚不統(tǒng)一;研究大多集中于同病異證及一病一證，異病同證研究較少;臨床樣本量較少;現(xiàn)階段蛋白組學研究僅局限于發(fā)現(xiàn)差異蛋白等。除此之外，我們發(fā)現(xiàn)近5年中醫(yī)心系證候蛋白組學研究較少，這可能與其研究所需耗費過多有關。且研究對象分為動物模型與臨床患者，無法確認實驗動物檢測結果是否適用于人類。

基于目前存在的問題，有學者提出擴大樣本量、減小差異性，加強病證結合研究，將蛋白組學、基因組學和代謝組學相結合等。我們認為在此基礎上還可加入能量代謝研究，從蛋白質、基因、代謝產(chǎn)物、能量變化方面系統(tǒng)闡釋辨證論治規(guī)律。隨著蛋白組學技術的日益精進，中醫(yī)證候研究將趨于標準化、規(guī)范化，也為后續(xù)疾病的預防、診治提供更成熟的方法及技術。

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（2019-11-12收稿 責任編輯：王明）