线粒体相关疾病蛋白质组学研究进展论文

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1、线粒体相关疾病蛋白质组学研究进展论文【关键词】线粒体；疾病；蛋白质组学【摘要】作为后基因时代的一门新学科，蛋白质组学研究技术为线粒体蛋白质组的研究提供了有力的支持，使得从整体上研究线粒体蛋白质组在生理、病理过程中的变化成为可能.本文回顾了近年来国外学者应用蛋白质组学研究方法揭示相关疾病线粒体蛋白质存在相应的变化，以及通过对线粒体蛋白质组的研究去发现线粒体蛋白质在疾病发生发展中的作用，从而为寻找与疾病密切相关的疾病特异性蛋白提供线索.【关键词】线粒体；疾病；蛋白质组学0引言二十一世纪初，人类基因组计划基本完成.生命科学研究步入了后基因

2、时代，其核心便是蛋白质组研究.蛋白质组被定义为：一种细胞、组织或完整的生物体所拥有的全套的蛋白质.这是一个整体的、动态的概念.而蛋白质组学是研究这些成分在指定时间或特定环境条件下的表达.因为蛋白质是我们理解细胞功能和疾病过程的核心，如果在蛋白质组学方面没有共同的努力.freelutasegene，SOD1）基因突变有关，其在家族性遗传性病例中占20%.至今已有超过90种基因突变类型被发现.不断积累的研究证据表明，在家族性肌萎缩侧索硬化症的病因学中线粒体功能障碍和细胞凋亡的激活起了重要作用.但是很少知道哪个SOD1基因突变导致了线粒体

3、功能障碍和细胞凋亡.应用蛋白质组学方法，Fukada等［7］对NSC34细胞的G93ASOD1型所致的家族性肌萎缩侧索硬化症的线粒体蛋白质改变进行了研究.采用两种独立的蛋白质组学方法，在线粒体断片中辨别出470个蛋白点，其中有75个是新发现的，这些蛋白以前只在cDNA水平报道过.随后，他们采用2DPAGE方法分析了NSC34细胞野生型和NSC34细胞的G93ASOD1型的线粒体蛋白质组表达谱的区别.在G93ASOD1型表达谱中，有9个点显示高表达，36个点低表达.运用MS鉴定这45个点，这些蛋白点包含了有关线粒体膜转运、凋亡、呼吸链

4、和分子伴侣蛋白等.特别是发现，翻译后修饰的电压依赖性阴离子通道2蛋白的改变，该蛋白与线粒体膜渗透性的调节和细胞凋亡激活之间的关联正在激烈地讨论之中.该研究所发现的这些线粒体蛋白，很可能是揭开SOD1突变导致线粒体功能障碍和细胞凋亡的钥匙.1.1.3癫痫癫痫是一组由不同病因引起，脑部神经元高度同步化、且常具有自限性的异常放电所致疾病.临床表现具有发作性、短暂性、重复性以及刻板性的中枢神经系统功能失常为特征的综合征.Kammer等［8］对点燃小鼠的脑组织采用2DE和质谱分析技术鉴定出了一种变异的Rieske铁硫蛋白（Rieskeiron

5、sulfurprotein）.Rieske铁硫蛋白是线粒体复合物Ⅲ的一部分.研究显示，在癫痫发作中Rieske蛋白可能对神经元的反应起一定作用，从而在癫痫的分子发病机制上提出了一种新见解.1.2心脏病扩张型心肌病是一种严重的可导致心衰的心脏病.Knecht等［9］采用双向电泳（2DE，2Delectrophoresis）取得了3300个心肌蛋白条带.通过氨基酸序列分析、Edman降解法及基质辅助的激光解吸离子化质谱（matrixassistedlaserdesorptionMALDmassspectrometryMS）等方法分析了其

6、中150条带.经活检及术后病理证实，其中有12条为扩张性心肌病特有的蛋白质.Arnott等对新福林诱导的肥大心肌细胞进行线粒体蛋白质组分析，与对照样品相比较发现有8种蛋白质的表达水平发生了不同程度的变化.对存在缺血再灌注区、被预先处理的局部缺血兔心和正常兔心线粒体断片，Kim等［10］应用蛋白组学技术检测其蛋白表达水平的差异.采用2DE，辨别出25个线粒体蛋白，在缺血再灌注心肌中出现了不同程度的表达.鉴定出的大部分蛋白与线粒体呼吸链和能量代谢有关.同时表明，要鉴定因缺血所致心肌损害的生物标志物，蛋白质组学技术为其提供了一个适当的手段

7、.1.3其他疾病1.3.1乙醇依赖性肝损伤对暴露于慢性乙醇的动物模型，Venkatraman等［11］运用蛋白质组学方法进行了肝线粒体蛋白水平变化的分析，结果显示43个点出现不同水平的改变.其中13个点上调而另30个点下降.在这些蛋白中，以前并不知道的25个蛋白发生了改变.研究结果表明，长期饮酒导致的线粒体蛋白质组的改变远远超过了人们的预先估计.在长期乙醇喂养的小鼠线粒体中所有核和线粒体编码基因产物中的氧化磷酸化复合物均有下降，说明在整个代谢通路中存在合成障碍.1.3.2肿瘤随着线粒体功能蛋白质组学研究的发展，已经有可能鉴定出癌细胞

8、中线粒体蛋白表达的异常，并有可能鉴定出新产生的生物标记物，并以此来作为早期检测和进行风险评估的指标［12］.Herrmann等［13］采用蛋白组学技术定量分析了，线粒体编码细胞色素C氧化酶亚单位和核编码细胞色素C氧化酶亚单位的比率，发