基于TMT蛋白组学技术探究大鼠急性放射性脑损伤的相关分子机制

作     者：王俊双 

作者单位：中国医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：阎英

授予年度：2023年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 

主      题：放射性脑损伤 蛋白组学 串联质谱标签 差异蛋白 

摘      要：目的:放射治疗是脑肿瘤的重要治疗手段,放射性脑损伤是颅脑放疗的严重并发症,影响患者的生存和预后。目前不能明确放射性脑损伤的发病机理,常规检查方法诊断放射性脑损伤的敏感性和特异性不高,并且缺乏有效的防治措施。探究引起损伤变化的分子机制,寻找早期损伤标志物,对放射性脑损伤的早诊早治具有重要意义。研究方法:将42只雄性SD大鼠随机分为对照组、20Gy照射组和30Gy照射组,使用6MV-X线分别给予大鼠单次20Gy、30Gy全脑照射。观察记录大鼠的一般状态和体重,分别于照射后第3天、第7天取大鼠脑组织进行HE染色,观察脑组织病理学变化情况。根据病理结果,选取照射剂量为30Gy第7天的大鼠脑组织作为实验组,利用TMT定量蛋白组学技术鉴定实验组和对照组大鼠脑组织中的蛋白质,使用GO、COG、KEGG、IPR等功能数据库对蛋白质进行注释。最后对鉴定到的蛋白质进行定量分析和差异筛选,对差异蛋白进行GO功能富集、KEGG通路分析、结构域、亚细胞定位和蛋白质相互作用等生物信息学分析。结果:与对照组相比,20Gy、30Gy照射组大鼠一般活动减少,体重下降。病理结果显示,20Gy、30Gy组大鼠的脑组织均出现了不同程度的损伤,包括脑细胞水肿、坏死、核固缩、核溶解等改变,其中30Gy照射后7天的脑组织损伤最重。蛋白组学分析结果显示:与对照组相比,实验组大鼠脑组织筛选出差异表达蛋白35个,其中表达上调28个,表达下调7个,差异倍数较大的蛋白质包括PHLDA3、MT等。GO分析显示差异蛋白主要参与脂质转运、脂质合成、脂蛋白代谢和有机物代谢等生物过程,行使辅酶结合、脂质结合、底物特异性转运和氧化还原等分子功能。KEGG分析显示差异蛋白主要集中在胆固醇代谢、脂肪和维生素的消化与吸收、类固醇生物合成、酮体的合成与降解等通路。蛋白互作分析提示,在所有差异蛋白的编码基因之中,关联度最高的基因为APOE。结论:给予大鼠单次20Gy、30Gy的全脑照射均可导致大鼠放射性脑损伤,大鼠脑组织病理改变提示30Gy照射导致的损伤更为严重。基于TMT蛋白组学对大鼠急性放射性脑损伤模型进行分析,电离辐射可影响大鼠脑中多种蛋白表达发生改变,PHLDA3、MT可能是放射性脑损伤的潜在生物标志物。GO、KEGG富集结果表明脂质代谢改变可能在大鼠急性放射性脑损伤模型中发挥重要作用。