溃疡性结肠炎患者唾液外泌体内蛋白标志物的筛选及功能分析

摘要

目的：筛选可能与溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）密切相关的蛋白标志物，探索UC患者唾液外泌体特异性高表达蛋白的功能及在UC发病中的作用。方法：2021年7月至2022年6月从北京大学人民医院消化内科共招募初诊初治活动期UC患者37例，健康对照（healthy control, HC）志愿者10人，收集全部受试者唾液后分别提取唾液外泌体，用于Shotgun质谱分析及后续实验，寻找UC组和HC组之间差异表达的蛋白质。利用DAVID工具对差异表达蛋白的基因进行GO（gene ontology）、KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）富集分析。体外实验将UC组与HC组唾液外泌体分别与巨噬细胞共培养，实时定量聚合酶链反应（real-time quantitative PCR,qPCR）检测细胞CD80⁺、CD86⁺水平；ELISA法检测细胞上清液白介素-6（interleukin-6,IL-6）、白介素-1β（interleukin-1β,IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）分泌水平。结果：UC组与HC组唾液外泌体中共表达的蛋白质有259种，其中11种蛋白质在UC组中高表达，包括PDIA4、A2M、EEF2、C3、PSMA2、PSMB6、PSMA1、IGHG1、IGHG3、IGHG4、SERPING1,4种蛋白质在UC组中低表达，包括TCN1、SLPI、CTSZ、TFF3,将这15种蛋白质与仅存在于UC患者中的129种特异蛋白质，以及仅存在于HC组中的69种特异蛋白质共同进行GO/KEGG功能学分析，发现UC组唾液外泌体中蛋白酶体相关蛋白PSMA1、PSMA2、PSMB6表达升高，以及补体级联通路中多种关键分子（如C3等）表达上调。体外共培养实验发现，与HC组相比，活动期UC患者唾液外泌体可以通过促进巨噬细胞向M1型转化并分泌炎性因子IL-1β、IL-6、TNF-α发挥促炎作用。结论：UC患者唾液外泌体可能具有促进炎症的功能，对UC患者及健康对照志愿者唾液外泌体内蛋白质进行分析，发现在两组共表达的蛋白质中有15种蛋白质表达量存在明显差异，其中UC组高表达的C3、PSMA2、PSMB6、PSMA1主要与免疫及炎症反应相关，提示UC患者唾液外泌体中特异性高表达的蛋白质有作为UC诊断疾病标志物的潜力，并可能在UC的发病中发挥作用。

关键词

溃疡性结肠炎 / 唾液外泌体 / 生物标志物 / 肠道免疫