Mol Cell Proteomics. |Characterizing Patients with Recurrent Urinary Tract Infections in Vesicoureteral Reflux: A Pilot Study of the Urinary Proteome|膀胱输尿管反流类复发性尿路感染患者的尿液蛋白质组学初步研究|(解读人：王聚)
文献名：膀胱输尿管反流类复发性尿路感染患者的尿液蛋白质组学初步研究
期刊名：Molecular & Cellular Proteomics
发表时间：（2020年1月）
IF：4.828
单位：
- 波士顿儿童医院
- 马萨诸塞大学医学院
物种：人类尿液
技术：非靶向蛋白质组学
一、 概述：
尿路感染（UTI）对卫生保健系统中产生了巨大的负担。但对于易患UTI儿童的致病机制及其尿液蛋白质组学的变化却知之甚少。由于患有膀胱输尿管反流（VUR）以及UTI的儿童具有发展为感染性肾损伤的风险，研究者试图去对这类人群的尿液蛋白质组学进行研究。加强对于UTI风险因素的诊断可极大改善患有VUR儿童的临床护理。在该研究中，对22例具有复发性UTI史以及肾脏瘢痕的轻度VUR患者进行了尿液蛋白质组研究，并利用22例年龄相匹配的健康人群作为对照组。基于谱图计数的蛋白质定量原理，研究者利用了质谱对尿液蛋白质组进行了分析。在两组人群中，共鉴定到了2551个蛋白，其中964个被准确定量。在该研究中准确定量的蛋白需要满足以下条件：在适当信噪比的条件下，VUR或对照组中，至少在7例人群中含有大于两张的谱图数目。在两组人群中，基于q<0.075和FC≥1.2的条件，80个蛋白具有显著的表达差异，其中44个蛋白在VUR组中上调，36个蛋白在VUR组中下调。在研究中，尿液蛋白与炎症，急性期反应，细胞外基质调节以及糖类代谢的过度表达相关。
二、 研究背景：
UTI可引发肾脏感染和长期损伤，但复发性UTI的相关机制尚未为被充分阐释。由于尿蛋白中含有多种宿主防御性蛋白，故对尿蛋白的分析可能会对复发性UTI的病因学阐释提供积极作用。VUR是一种先天性的特征，然而VUR的异常会导致尿液从膀胱回流到肾脏以及导致尿液无法完全清除。在UTI的患者中，VUR会加剧致病细菌从膀胱到肾脏的回流进而引发一系列疾病。尽管VUR本身可以被充分诊断，但是对于高风险UTI的VUR病人无法准确诊断。在此研究者猜想存在相关的分子机制的差异，可以用来区分健康人群和患有伴随重复性UTI或肾脏损伤的VUR病人。为此，研究者对具有重复性UTI以及肾脏瘢痕的VUR患者以及健康对照着进行尿液蛋白质组的研究，力图区分两组人群。另外，研究者试图区分出重复性感染VUR患者和肾脏损伤患者的响应特征性蛋白。
三.实验设计：
四.研究成果：
1.VUR患者和健康人群中共检测到2551个尿蛋白，其中964个被准确定量。基于q<0.075和FC≥1.2的条件，80个蛋白具有显著的表达差异，其中44个蛋白在VUR组中上调，36个蛋白在VUR组中下调，如图1所示。利用差异蛋白进行层次聚类，观察到两组样本在蛋白表达上具有显著区分，见图2。
图1，VUR患者和健康对照人群的蛋白质组差异火山图。红色点代表在VUR组中显著下调的蛋白；红色点代表在VUR组中显著上调的蛋白。
图2，对VUR组和对照组中具有显著性差异的蛋白质进行层次聚类。
2.利用FunRich进行差异蛋白的功能性通路分析，其中改变最大的通路为补体级联和止血的调节。涉及纤维蛋白凝块的形成和血小板信号通路激活的蛋白的过度表达也被观测到。在疾病组中，涉及整合素家族细胞表面作用的细胞外基质蛋白和EphrinB-EPHB通路也发生了显著改变，具体见图3a。另外，许多血浆中的炎症蛋白标记物也在VUR组和对照组中具有显著不不同，具体结果见图3b。
图3a，源于VUR病人中尿液蛋白质所涉及的蛋白通路；图3b，尿液蛋白质组中具有代表性的分子功能，其中上调的蛋白功能利用绿色表示，下调的用红色表示。
- VUR病人中显著差异的蛋白为80个，UPJO病人中显著差异的蛋白为76个。其中18个蛋白为二者交集，研究者认为这18个蛋白可能宿主是对炎症和组织修复的反应；另外的62个蛋白被认为分别是对两种疾病人群的特征性生物标记物。
- 该研究中在发现研究人群中（19例VUR患者和16例对照者）进行了ORM1的ELISA实验，发现具有显著性差异，p<0.01。因此，在验证研究人群中，研究者又选取了20例VUR患者和20例对照人群，进一步进行了ORM1的ELISA实验，仍具有显著差异，p<0.05，结果见图4。
图4，验证研究人群中，ORM1的定量实验结果
五.文章亮点：
1.在差异蛋白中对其功能性的探索比较充分。
2.文章中联系了之前的蛋白质组数据，并与该研究进行了联合分析。
阅读人：王聚
原文链接：https://www.mcponline.org/content/19/3/456
