袁文青,葉寧珍,寧少楷,張 婷
南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫市婦幼保健院檢驗(yàn)科,江蘇 無錫 214002
多肽作為蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物之一,是重要的生物活性分子,在體內(nèi)扮演著激素、神經(jīng)遞質(zhì)和抗菌劑的角色。研究表明,疾病的發(fā)生可能與某些信號肽的失調(diào)密切相關(guān),而靶向肽途徑已成為開發(fā)新型療法的成功策略之一。越來越多的人意識到多肽在生物學(xué)中的重要性,研究多肽分子的功能及其在疾病中的調(diào)節(jié)作用成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。本文討論了多肽組學(xué)在婦產(chǎn)科疾病診斷中的近期研究成果,并對新發(fā)現(xiàn)多肽的機(jī)制及其診斷價(jià)值提供了一些見解。
多肽是由3個(gè)或3個(gè)以上氨基酸分子脫水縮合形成的肽,屬于相對分子質(zhì)量小于10 kDa的小分子物質(zhì)。多肽大多由DNA 或RNA 編碼,或蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生。多肽分子形態(tài)各異,介于簡單的線性分子和高度功能化、大量修飾的分子之間,這一現(xiàn)象賦予了它們豐富的生物學(xué)特征[1]。多肽在許多生理病理過程中起著關(guān)鍵作用,可以作為信號分子,如神經(jīng)肽和肽激素,用于細(xì)胞間的交流;也可以作為防御分子參與機(jī)體免疫及應(yīng)激反應(yīng)。在臨床上,多肽作為生物標(biāo)志物和治療藥物受到廣泛關(guān)注。例如,胰島素和胰高血糖素是臨床廣泛應(yīng)用的胰肽類激素,它們參與葡萄糖代謝的激素調(diào)節(jié),成為糖尿病診斷和療效檢測的重要指標(biāo)[2];P物質(zhì)和腦啡肽等神經(jīng)肽在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)出信號并參與疼痛的調(diào)節(jié)[3];20 多種已知的抗菌肽在先天免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用[4]。迄今為止,已有60余種多肽類藥物獲批上市,150余種處于臨床研發(fā)階段[5]。
多肽組學(xué)是蛋白質(zhì)組學(xué)的一個(gè)新型分支,其目的是識別樣品中存在的多肽,分析它們的潛在活性。與蛋白質(zhì)組學(xué)相同,多肽組學(xué)利用量化技術(shù)測量不同環(huán)境下多肽相對表達(dá)水平,以識別樣本中存在的未知肽。目前,多肽組學(xué)已逐漸成為快速發(fā)展的多學(xué)科領(lǐng)域,通過應(yīng)用液相色譜和現(xiàn)代質(zhì)譜等新型組學(xué)平臺,在微量臨床樣品中發(fā)現(xiàn)低豐度肽成為可能。最新的質(zhì)譜分析兩步法將離子淌度分離與飛行時(shí)間質(zhì)譜(time of flight,TOF)或Orbitrap分析儀集成在一起,實(shí)現(xiàn)了前所未有的高靈敏度和高通量[6]。
多肽組學(xué)工作流程包括遺傳信息分析、多肽表征和數(shù)據(jù)計(jì)算處理,具體細(xì)分為:樣本采集、提取、分離、質(zhì)譜分析、鑒定和數(shù)據(jù)挖掘[7]。近年來,隨著多肽組學(xué)“自上而下”提取技術(shù)的開創(chuàng)、現(xiàn)代質(zhì)譜分析技術(shù)的快速發(fā)展以及遺傳生物信息數(shù)據(jù)庫的爆炸式增長,多肽組學(xué)在生物標(biāo)志物識別方面愈發(fā)重要。研究人員可以從患者組織或體液中鑒定出數(shù)萬種在來源、功能和特性方面存在顯著差異的多肽,作為疾病潛在生物標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)[8]。例如,有學(xué)者研究尿液多肽組學(xué)與腎臟疾病的關(guān)聯(lián)[9],腦脊液多肽組學(xué)與神經(jīng)退行性疾病的關(guān)系[10]。在婦產(chǎn)科學(xué)領(lǐng)域,同樣有許多研究致力于構(gòu)建差異多肽譜系,以實(shí)現(xiàn)婦產(chǎn)科疾病臨床診斷和治療領(lǐng)域的新突破。
多肽組學(xué)在婦科腫瘤的研究主要聚焦于卵巢癌(ovarian cancer,OC)和宮頸癌。OC是世界婦科腫瘤死亡的第2 大病因,由于卵巢腫瘤細(xì)胞的無癥狀生長以及有效篩查指征的缺乏[11],導(dǎo)致大多數(shù)OC患者診斷時(shí)已處于晚期,無法實(shí)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)和治療。OC全球5年生存率偏低,在47.4%左右[12],因此OC 早期診斷生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)極其重要。Sirolli等[9]的多肽組學(xué)研究表明,差異多肽主要參與局部黏附、蛋白質(zhì)消化吸收以及細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)受體相互作用途徑,與OC易發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移的特征高度一致。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),來源于S38AA 蛋白的多肽(peptide 1 derived from S38AA,P1DS)[13]可能通過競爭性結(jié)合腫瘤遷移相關(guān)蛋白,顯著抑制OC細(xì)胞的遷移;而來源于斑聯(lián)蛋白(zyxin,ZYX)的多肽ZYX36-58可能通過結(jié)合和提高凝血酶敏感蛋白-1(thrombin sensitive protein 1,TSP1)水平抑制OC 細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,促進(jìn)OC 細(xì)胞凋亡[14]。晚期OC常轉(zhuǎn)移至腹水,其內(nèi)含有腫瘤細(xì)胞與周圍環(huán)境相互作用而釋放的多種可溶性因子。有研究人員通過篩選腹水差異多肽以探究OC 發(fā)生、侵襲及轉(zhuǎn)移的具體機(jī)制,多肽序列VLTALLNSR 和VAARNVLLTNGHVA 的前體蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶2A(lysine methyltransferase 2A,KMT2A)和集落刺激因子-1 受 體(colony -stimulating factor 1receptor,CSF1R)與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[15]。KMT2A參與轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝和激活,一定程度影響抑癌基因的活性[16]。CSF1R具有活化蛋白激酶C家族成員的功能,促進(jìn)癌癥細(xì)胞的侵襲?;钚誀顟B(tài)的CSF1R還通過生長因子受體結(jié)合蛋白2(growth factor receptorbound protein 2,GRB2)等蛋白質(zhì)傳遞信號介導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)的活化,以多種途徑參與細(xì)胞生長、分化和死亡,并與包括黑色素瘤、膠質(zhì)瘤和前列腺癌等幾種類型惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)[17]。以上研究提示,腹水VLTALLNSR 和VAARNVLLTNGHVA 等多肽序列可能作為OC 患者晚期轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。但OC的早期多肽類生物標(biāo)志物仍需要進(jìn)一步的研究和關(guān)注。
宮頸癌是全球女性第4 大常見癌癥,也是世界第4 大癌癥死亡原因,每年約有60 萬新發(fā)病例和34 萬死亡病例。宮頸癌大致分為3 大類:鱗狀細(xì)胞癌(squamous cell carcinoma,SCC)、宮頸管腺癌(endocervical adenocarcinoma,EAC)和其他上皮腫瘤。SCC可以使用宮頸細(xì)胞學(xué)檢查和高危型人乳頭瘤病毒(high risk human papilloma virus,HR-HPV)檢測進(jìn)行早期篩查,該方法顯著改善了SCC 預(yù)后[18]。EAC 由于臨床上篩查方法的局限性,經(jīng)常導(dǎo)致EAC及其癌前病變原位腺癌(adenocarcinomain situ,AIS)的漏診。因此與SCC 相比,腺癌預(yù)后更差、生存率更低、病死率更高。宮頸黏液(cervical mucus,CM)主要來源于宮頸內(nèi)膜,少量由子宮內(nèi)膜蛻膜和羊膜分泌。CM性質(zhì)和成分的變化可以反映生殖道的生理和病理生理狀態(tài)。蛋白質(zhì)組學(xué)表明CM差異蛋白α-肌動(dòng)蛋白-4、玻連蛋白、膜聯(lián)蛋白A1(annexin A1,ANXA1)、環(huán)化酶相關(guān)蛋白1、膜聯(lián)蛋白A2 和黏蛋白-5B皆與早期宮頸癌密切相關(guān)[19]。在SCC癌前病變中CM有十幾種蛋白質(zhì)(14-3-3蛋白ε、肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白3、α-肌動(dòng)蛋白-4、膜聯(lián)蛋白A2)的表達(dá)同樣具有顯著差異[19]。與蛋白質(zhì)相比,免疫原性弱、可以被血液快速吸收擴(kuò)散以及反映蛋白酶變化的多肽成為臨床診斷、預(yù)后、監(jiān)測和治療的新型生物標(biāo)志物[20]。Shi 等[21]應(yīng)用液相色譜電離串聯(lián)質(zhì)譜(liquid chromatography electrospray ionisation tandem mass spectrometry,LC-ESI-MS/MS)技術(shù)從CM 樣本中發(fā)現(xiàn)差異性多肽序列FIENEEQEYVQTVK表達(dá)減少,且其前體蛋白ANXA1在EAC和AIS中均顯著下調(diào)。ANXA1 是腫瘤組織的非特異性調(diào)節(jié)蛋白,不僅在宮頸癌中存在顯著差異,在其他惡性腫瘤中也被廣泛研究。例如,ANXA1 上調(diào)與肝細(xì)胞癌、胰腺癌、黑色素瘤、皮膚癌癥和子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥顯著正相關(guān)。而B 細(xì)胞淋巴瘤、喉癌、鼻咽癌和肝門膽管癌中ANXA1 低表達(dá),腫瘤分化較差,進(jìn)展較快[22]。因此,宮頸癌多肽序列FIENEEQEYVQTVK 差異表達(dá)提示,其前體蛋白ANXA1 可能參與宮頸腺上皮病變的發(fā)生發(fā)展,在接下來的研究中,可以此為研究靶點(diǎn),通過體外功能實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)明確其參與宮頸癌的具體機(jī)制。
子宮內(nèi)膜異位癥是子宮外存在子宮內(nèi)膜樣組織,主要臨床表現(xiàn)為下腹痛、痛經(jīng)和不孕[23]。子宮內(nèi)膜異位癥根據(jù)發(fā)生部位不同,分為腹膜型、卵巢型、深部浸潤型、瘢痕內(nèi)異癥及遠(yuǎn)處內(nèi)異癥這幾種不同的組織學(xué)亞型。卵巢子宮內(nèi)膜異位癥(ovarian endometriosis,OvE)發(fā)病率最高,且逐年增加,但發(fā)病機(jī)制仍不清楚。目前,OvE主要有兩種治療方法:藥物和手術(shù)治療。對于有生育要求的育齡期女性,腹腔鏡切除病變是首選方法,但復(fù)發(fā)率較高,而且會(huì)降低自然受孕概率[24]。因此,以全新角度探究OvE 發(fā)生的早期敏感分子事件,對Ove 早期診斷和治療是必要的。Xue等[25]在OvE子宮內(nèi)膜樣組織中鑒定出42個(gè)差異多肽,其分子功能主要包括肌動(dòng)蛋白結(jié)合、ATP供能和ECM合成3大生物過程,調(diào)節(jié)細(xì)胞基質(zhì)黏附和細(xì)胞遷移。細(xì)胞黏附和遷移是子宮內(nèi)膜異位癥的重要生物學(xué)行為,消耗大量ATP,因此本文推測42 個(gè)差異多肽在子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Xue等[25]還通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來源于血管細(xì)胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)的差異多肽序列AGRSRKEVELIIQVT降低E-鈣黏蛋白的表達(dá)水平,促進(jìn)胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell,ESC)的遷移。VCAM-1屬于細(xì)胞黏附分子家族,參與細(xì)胞間相互作用并介導(dǎo)各種免疫炎癥過程[26]。有研究表明VCAM-1參與子宮內(nèi)膜異位癥的病理過程[27],而Xue 等[25]的研究進(jìn)一步驗(yàn)證了該機(jī)制假說,為OvE 的診斷和治療提供了潛在靶點(diǎn)。
PCOS是常見的婦科內(nèi)分泌疾病之一。PCOS可通過不孕癥、痤瘡、閉經(jīng)或月經(jīng)稀發(fā)、多毛癥、胰島素抵抗、肥胖、高雄激素血癥和超聲檢查多囊卵巢等臨床表征來診斷。流行病學(xué)研究顯示38%~88%的PCOS 女性表現(xiàn)為超重或肥胖,并且隨著體重增加,PCOS 患者胰島素抵抗增強(qiáng),導(dǎo)致高雄激素血癥和生殖功能障礙,增加了阻塞性睡眠呼吸暫停、血脂異常和非酒精性脂肪性肝病等并發(fā)癥的患病率[28]。由腸道細(xì)胞分泌的胰高血糖素樣肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)屬于常見的激素肽,能刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素并抑制胰高血糖素的分泌。GLP-1動(dòng)力學(xué)改變與PCOS發(fā)病機(jī)制存在潛在的病理生理學(xué)關(guān)聯(lián)。有文獻(xiàn)報(bào)道GLP-1 在PCOS 治療中起重要作用,GLP-1 受體激動(dòng)劑利拉魯肽可以顯著降低PCOS 患者的體重指數(shù)(body mass index,BMI)和血清睪酮水平,提示GLP-1 受體激動(dòng)劑在未來可能成為PCOS治療的藥物[29]。
高雄激素血癥導(dǎo)致腹部脂肪堆積,加重胰島素抵抗和高胰島素血癥[28],與PCOS 的發(fā)生密切相關(guān)。Jia等[30]使用液相色譜質(zhì)譜法(liquid chromatography mass spectrometry,LC-MS/MS)法構(gòu)建PCOS 患者腹部脂肪組織中的差異多肽表達(dá)譜系,發(fā)現(xiàn)差異多肽與膠原蛋白合成異常密切相關(guān),參與卵泡發(fā)育過程ECM 的調(diào)節(jié),影響顆粒細(xì)胞骨架形成、卵巢囊腫發(fā)育和細(xì)胞形狀變化等。脂肪組織中含有多種免疫細(xì)胞[31],而脂肪組織中來源于細(xì)胞黏附分子1(cell adhesion molecule 1,CADM1)的多肽序列1MASVVLPS8、補(bǔ)體C3 的多肽序列231SFEVIVEPT240和血清可溶性CD163 的多肽序列770GSAHFGEGTGPI781,與免疫應(yīng)答過程密切相關(guān)[30]。以此帶來了新的思考,未來可以從免疫功能調(diào)節(jié)方面深入探討PCOS的發(fā)病機(jī)制。
IUA 又稱Asherman 綜合征,常起因于產(chǎn)后刮除術(shù)、感染、子宮肌瘤切除術(shù)和宮腔鏡手術(shù)后,造成功能性子宮內(nèi)膜的喪失、子宮腔被瘢痕組織閉塞、導(dǎo)致反復(fù)流產(chǎn)及繼發(fā)不孕,嚴(yán)重影響女性的生育能力和生活質(zhì)量。IUA的病理學(xué)表現(xiàn)以子宮內(nèi)膜異常纖維化為主要特征,而任何情況引起的子宮內(nèi)膜基底層損傷都可能導(dǎo)致纖維化因子的產(chǎn)生,刺激成纖維細(xì)胞的增殖和ECM的過度沉積,導(dǎo)致纖維結(jié)締組織的增殖和瘢痕的形成[32]。因此,防止子宮內(nèi)膜纖維化是促進(jìn)子宮內(nèi)膜再生的前提,預(yù)防、抑制甚至逆轉(zhuǎn)子宮內(nèi)膜纖維化對防治IUA具有重要意義[33]。一些內(nèi)源性多肽已經(jīng)被認(rèn)為是纖維化的重要調(diào)節(jié)劑,來自Cryab 蛋白的多肽序列SPFYLRPPSF 可以抑制心肌細(xì)胞凋亡,減少活性氧的產(chǎn)生,改善體外和體內(nèi)心肌纖維化[34]。N-乙酰絲氨酸-天冬氨酸-賴氨酸-脯氨酸(N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline,AcSDKP)內(nèi)源性肽可以誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長因子信號通路,抑制上皮-間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)過程,對于抗纖維化具有公認(rèn)的臨床價(jià)值[35]。上述結(jié)果提示多肽可能參與調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜纖維化,在未來可以作為防治IUA的重要靶點(diǎn)。
同時(shí),IUA 組織多肽組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)6 種差異表達(dá)的內(nèi)源性多肽,多肽序列YLDHNALESVPLN、YLDNNKISNIPDE、HVVPDQLMAFGGSSEP 和WGKVNVDEVGGEAL 在IUA 中顯著下調(diào),多肽序列VDETNMYEGVGRMF 和TFGGAPGFPLGSPLSSPVFPR 則表達(dá)上調(diào)。其中多肽序列TFGGAPGFPLGSPLSSPVFPR 在組間差異顯著,研究學(xué)者將其與轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β1)和人胚胎干細(xì)胞(human embryonic stem cell,hESC)、孤雌胚胎干細(xì)胞(parthenogenetic haploid embryonic stem cell,phESC)共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)α-肌動(dòng)蛋白2、Ⅰ型膠原蛋白α1、波形蛋白、N-鈣黏蛋白和纖連蛋白等纖維化基因的mRNA 表達(dá)水平均顯著降低,提示多肽序列TFGGAPGFPLGSPLSSPVFPR 可以劑量依賴性抑制TGF-β1 信號通路誘導(dǎo)的hESC 和phESC 纖維化,提示該肽段很可能是未來IUA 有效治療的新靶點(diǎn)[36]。然而,此多肽抑制IUA 纖維化的具體作用途徑仍需通過大量的臨床隊(duì)列進(jìn)行驗(yàn)證。
全球女性生殖道病原體感染的疾病包括細(xì)菌性陰道?。╞acteria vaginosis,BV)、外陰陰道念珠菌?。╲ulvovaginal candidiasis,VVC)、人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染和人乳頭瘤病毒(human papilloma virus,HPV)感染,具有較高發(fā)病率。生殖道病原體感染的診斷主要基于血清學(xué)檢測和微生物培養(yǎng)等,并不復(fù)雜。然而近一半的患者在接受治療12個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā),且發(fā)病原因不明[37],反復(fù)感染、潛伏感染和無效治療對女性患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。Yan等[38]對女性生殖道感染分泌物使用納流液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行多肽組學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)黏蛋白家族是感染分泌物中差異多肽的主要前體蛋白家族,6 種差異多肽與BV、HIV、HPV和VVC 感染密切相關(guān),其前體黏蛋白Mucin4、Mucin5A、Mucin5B、Mucin6、Mucin17和Mucin19均在感染分泌物中過度表達(dá)。黏蛋白是高度糖基化的大分子蛋白,是覆蓋在陰道的黏液屏障[39]。上述研究提示女性生殖道感染病原體后,機(jī)體黏膜免疫反應(yīng)可代償性升高,以抵抗病原體入侵。目前多肽與女性生殖道感染的研究并不多,接下來可以更為深入細(xì)致地劃分生殖道感染的病因,將多肽作為新的研究靶點(diǎn),探究生殖道感染的具體作用機(jī)制,為該病的治療提供科學(xué)依據(jù)。
PE 是指妊娠20 周后出現(xiàn)收縮壓≥140 mmHg和/或舒張壓≥90 mmHg,并伴有蛋白尿或其他器官功能障礙的一種嚴(yán)重危害母嬰健康的妊娠并發(fā)癥,發(fā)病率為2%~8%[40]。PE 的主要臨床特征是水腫、高血壓和蛋白尿,可能伴有母體肝腎功能衰竭、彌散性血管內(nèi)凝血、子宮胎盤功能障礙和胎兒生長遲緩等不良妊娠結(jié)局,增加了孕產(chǎn)婦死亡的風(fēng)險(xiǎn)[41]。妊娠早期胎盤血管系統(tǒng)發(fā)育異常可導(dǎo)致胎盤血流灌注不足,引起缺血缺氧,血管內(nèi)皮功能失調(diào),導(dǎo)致妊娠期高血壓的發(fā)生發(fā)展[42]。近年來多肽組學(xué)與PE的研究日益增多,Dai等[43]使用LC-ESI-MS/MS構(gòu)建了PE血清差異多肽表達(dá)譜,與健康孕婦相比,PE患者中顯著上調(diào)的21種多肽與成纖維膠原、成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膠原等ECM過程相關(guān)。越來越多的證據(jù)表明,ECM 在滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖和分化中起著重要作用[44-45]。因此,考慮ECM異常導(dǎo)致人胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生異常遷移/侵襲,介導(dǎo)PE的發(fā)生發(fā)展。同時(shí),有學(xué)者通過多肽組學(xué)篩選出源于Serpina1 基因的多肽片段在PE 患者尿液、血液及胎盤中同時(shí)表達(dá)上調(diào),提示其對PE的診斷具有重要作用[46-47]。在機(jī)制方面,邵慧靜等[47]發(fā)現(xiàn)經(jīng)Serpina1處理后的人胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2,MMP2)表達(dá)量增加,基質(zhì)金屬蛋白酶抑制因子1(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMP1)表達(dá)量降低,提示Serpina1參與調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層侵襲和螺旋動(dòng)脈轉(zhuǎn)化的生理機(jī)制,防止滋養(yǎng)層絨毛過度侵入子宮壁,減緩PE的病程。然而PE時(shí),特別是細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞、合胞滋養(yǎng)細(xì)胞以及蛻膜板中,Serpina1水平代償性升高,纖維蛋白堆積,絨毛間隙減少,滋養(yǎng)層結(jié)構(gòu)阻塞,限制滋養(yǎng)層侵入子宮螺旋動(dòng)脈,進(jìn)一步加劇胎盤血流的紊亂,導(dǎo)致惡性循環(huán)[48]。上述研究提示,Serpina1與PE 的發(fā)生密切相關(guān),可以作為重要的研究靶點(diǎn),進(jìn)一步探究Serpina1與PE的具體發(fā)病機(jī)制,研究其作為PE 早期診斷和治療的可能性。另一方面,Chen等[49]認(rèn)為靶向TGF-β/Smad信號通路是治療PE的有效策略。來源于前體蛋白起始因子4B(initiation factor,IF4B)的多肽序列AASAKKKNKKGKTISL能與TGF-β1 結(jié)合,進(jìn)而導(dǎo)致TGF-β磷酸化,結(jié)合Smad4以調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲和增殖[50]。多肽序列AASAKKKNKKGKTISL 是通過多肽組學(xué)篩選出的內(nèi)源性多肽,具有分子量低、穩(wěn)定性高、親脂性好、易進(jìn)入細(xì)胞等優(yōu)點(diǎn),對PE 同樣具有潛在的研究價(jià)值。
GDM是一種常見的妊娠期并發(fā)癥,表現(xiàn)為妊娠前糖代謝正常而妊娠期糖代謝異常,影響了全球約16.5%的孕婦,明顯增加了妊娠期高血壓、巨大兒、胎兒先天性畸形和新生兒呼吸窘迫綜合征等不良結(jié)局的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[51]。GDM 是一種常見的內(nèi)分泌代謝疾病,其特征是糖脂代謝紊亂,盡管GDM 的病理生理學(xué)尚未完全闡明,但胰島素抵抗和胰腺β細(xì)胞功能障礙被認(rèn)為是GDM發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵因素。Yin等[52]收集孕中期(妊娠16~18 周)血清,通過不良妊娠結(jié)局是否發(fā)生,對GDM進(jìn)行分組。該研究對比鑒定出表達(dá)差異的297 種多肽,其中有228 種多肽的前體蛋白質(zhì)涉及脂質(zhì)代謝、分子轉(zhuǎn)運(yùn)和小分子生物化學(xué)網(wǎng)絡(luò)。值得注意的是,GDM 組的多肽序列RTYSLTT 表達(dá)顯著高于對照組。RTYSLTT 是胰島素受體底物2(insulin receptor substrate-2,IRS-2)的多肽片段,IRS-2的表達(dá)對調(diào)節(jié)胰島β細(xì)胞的代謝和存活都至關(guān)重要。胰島β細(xì)胞IRS-2表達(dá)增加導(dǎo)致胰島β細(xì)胞活性升高,可有效預(yù)防糖尿病的發(fā)生[53]。多肽序列RTYSLTT在GDM血清中的豐度差異直接反映了IRS-2 表達(dá)和功能的變化,有望成為GDM 早期預(yù)測的潛在標(biāo)志物。
GDM 會(huì)導(dǎo)致巨大兒的發(fā)生[54]。巨大兒是指出生體重顯著高于平均水平(≥4 000 g)的新生兒,是GDM 主要的不良結(jié)局。一方面產(chǎn)婦因產(chǎn)程延長易發(fā)生產(chǎn)道損傷和產(chǎn)后出血,另一方面則增加胎兒肩難產(chǎn)、代謝紊亂、窘迫的概率。到目前為止,GDM誘發(fā)巨大兒的詳細(xì)分子機(jī)制并未明確。GDM 巨大兒多肽組學(xué)研究重點(diǎn)選取了分子量為2 471.7 Da 和1 446.5 Da的差異多肽,2 471.7 Da的多肽來源于胸腺肽β-4(thymosin beta 4 X,TMSB4X),該蛋白在血管內(nèi)膜和血管中層顯著上調(diào),會(huì)隨溶血磷脂、甘油三酯、飽和脂肪酸和鞘磷脂水平升高而升高[55-56]。GDM臍帶血漿中TMSB4X的增加,可能通過臍帶循環(huán)增加胎兒血液中TMSB4X 的濃度,在脂質(zhì)積累中發(fā)揮關(guān)鍵作用,從而導(dǎo)致巨大兒的發(fā)生。1 446.5 Da的多肽在GDM組中顯著減少,主要來源于人血清剝奪反應(yīng)蛋白(human serum deprivation response,SDPR),SDPR是Cavin家族蛋白的重要成分,構(gòu)成細(xì)胞質(zhì)膜,在脂質(zhì)調(diào)節(jié)中也起著一定作用[57]。TMSB4X和SDPR 均促進(jìn)脂質(zhì)代謝,可能與GDM 巨大兒的發(fā)生有關(guān)。由此,可以繼續(xù)深入研究GDM糖脂代謝紊亂對于胎兒的不良影響,為探索GDM誘導(dǎo)巨大兒的機(jī)制以及日后可能導(dǎo)致的并發(fā)癥提供新的線索,有助于降低產(chǎn)科并發(fā)癥和2型糖尿病的發(fā)生率。
PTB 是指妊娠達(dá)到28 周但不足37 周而發(fā)生的分娩,其發(fā)生率約為11%,占新生兒(<28 d)死亡總數(shù)的28%[58]。因此,PTB 被認(rèn)為是最重要的產(chǎn)科問題之一。在過去10年中,PTB的全球發(fā)病率仍在上升。然而,PTB缺乏有效的預(yù)防方法。在過去50年中,由于學(xué)者們對肌層靜止和收縮力等機(jī)制理解的局限性,用于治療和預(yù)防早產(chǎn)的方式幾乎沒有變化。成功的分娩需要子宮能夠產(chǎn)生協(xié)調(diào)有力的階段性收縮以推動(dòng)胎兒娩出的過程。保持子宮平滑肌細(xì)胞(smooth muscle cell,SMC)處于增殖狀態(tài)并抑制子宮肌收縮可能是預(yù)防PTB 的有效策略[59]。先前的研究發(fā)現(xiàn)肽在分娩中起著重要作用:胎盤分泌的胃泌素釋放肽(gastrin-releasing peptide,GRP)被證明可以調(diào)節(jié)SMC的收縮,抑制GRP的分泌可以防止早產(chǎn)[60]。因此,多肽組學(xué)能為分娩中子宮肌層的收縮提供一個(gè)新的視角。有研究人員基于LCMS/MS 技術(shù)對足月非分娩(term non labor,TNL)患者和足月分娩(term labor,TL)患者的子宮肌層進(jìn)行多肽組學(xué)研究。結(jié)果表明,ECM重塑在子宮肌層收縮中起著至關(guān)重要的作用[61]。富含脯氨酸-谷氨酸-纈氨酸-賴氨酸(proline-glutamine-valine-lysine,PEVK)的元件可以通過與F肌動(dòng)蛋白相互作用來調(diào)節(jié)肌肉收縮,對于肌層收縮具有重要作用[62]。位于PEVK功能結(jié)構(gòu)域的Titin同樣可以調(diào)節(jié)肌絲長度和肌動(dòng)蛋白間的相互作用,而差異表達(dá)性多肽序列KTSGK 位于Titin 的PEVK-21 結(jié)構(gòu)域中。上述研究提示,雖然缺乏Titin和其多肽序列KTSGK在子宮肌層收縮方面的研究,但它們可能是分娩過程的關(guān)鍵因素,或可為PTB發(fā)現(xiàn)和治療提供新的策略。
20年前,從人類外周血中的各種蛋白質(zhì)分子中鑒定出了超過20 000個(gè)天然循環(huán)肽片段,對其切割位點(diǎn)的分析揭示了體內(nèi)許多血漿蛋白質(zhì)的加工途徑[62]?;谶@些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提出了“多肽組學(xué)”的概念,定義為體液和組織中的一整套多肽片段。越來越多的證據(jù)表明,人體中的多肽與人類健康有關(guān)[63]。因此,多肽片段可能作為新的疾病標(biāo)志物。
質(zhì)譜分析的最新進(jìn)展對多肽領(lǐng)域的前景產(chǎn)生了重大影響。多肽組學(xué)工作流程和分析工具的進(jìn)步改進(jìn)了生物活性肽的識別和其功能表征的研究方法,還有助于研究調(diào)節(jié)性多肽的肽酶和分子途徑,擴(kuò)展了對細(xì)胞內(nèi)外多肽的認(rèn)識,尤其是近幾年婦產(chǎn)科學(xué)領(lǐng)域中涌現(xiàn)了關(guān)于多肽組學(xué)的研究,為尋找更具特異性的生物靶點(diǎn)提供了新思路。然而,質(zhì)譜分析對于完整的多肽組學(xué)表征的分析仍存在一些不足,如低豐度肽的檢測問題、某些理化性質(zhì)肽的偏向性檢測、難以正確識別修飾的天然肽等[32]。需要進(jìn)一步改進(jìn)檢測方法并排除樣品制備過程中的干擾,開發(fā)用于識別和分析未表征多肽的方法。