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精神分裂癥蛋白組學(xué)研究潛在生物標(biāo)志物

摘要:精神分裂癥作為病因不明確的功能性疾病,其本質(zhì)可能為腦器質(zhì)性疾病,對(duì)死亡患者的腦組織進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析可能有助于了解該疾病的分子機(jī)制和尋找到潛在的生物標(biāo)志物作為該疾病的診斷、預(yù)后和治療靶點(diǎn)。

FDA將生物標(biāo)志物定義為對(duì)正常過程、病理過程或?qū)χ委熕幬锏乃幚矸磻?yīng)的客觀測(cè)量。蛋白質(zhì)組學(xué)研究目的是對(duì)生物進(jìn)化過程中依賴的蛋白質(zhì)表達(dá)進(jìn)行定量和定性研究,比較其在不同疾病組或正常組中的差異表達(dá)。

蛋白組學(xué)研究對(duì)于精神分裂癥患者的體液、腦組織或其他器官組織中獲取的蛋白質(zhì),進(jìn)行定量和定性的分析,很大程度上提高我們對(duì)于精神分裂癥生物標(biāo)志物的了解,幫助更好的獲取診斷和治療的客觀標(biāo)準(zhǔn)。

腦組織潛在生物標(biāo)志物

精神分裂癥作為病因不明確的功能性疾病,其本質(zhì)可能為腦器質(zhì)性疾病,對(duì)死亡患者的腦組織進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析可能有助于了解該疾病的分子機(jī)制和尋找到潛在的生物標(biāo)志物作為該疾病的診斷、預(yù)后和治療靶點(diǎn)。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究最為廣泛的腦區(qū)是前額葉皮層(PFC)。PFC的主要功能是規(guī)劃復(fù)雜的認(rèn)知行為,如意志行動(dòng)、決策和工作記憶。部分患者可表現(xiàn)為工作記憶差、執(zhí)行功能異常等表現(xiàn)。

第一個(gè)開展的精神分裂癥蛋白組學(xué)研究是用二維凝膠電泳聯(lián)合質(zhì)譜技術(shù)對(duì)精神分裂癥組的PFC和其他精神障礙組的PFC進(jìn)行研究,其對(duì)照組為無精神病史的死亡患者,發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)高表達(dá)。提示可能存在細(xì)胞骨架方面的障礙。迄今為止已發(fā)表的精神分裂癥蛋白質(zhì)組學(xué)研究大多數(shù)是研究PFC,主要是PFC的背外側(cè)。

前扣帶皮層(ACC)在情緒和行為中起一定作用。ACC和精神分裂癥之間的關(guān)聯(lián)是基于ACC在幻覺和任務(wù)表現(xiàn)異常激活和組織學(xué)異常。關(guān)于ACC的蛋白組學(xué)研究進(jìn)行較少,ClarkD等利用雙向凝膠電泳技術(shù)對(duì)大腦前扣帶回皮層進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)42個(gè)差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)與氧化應(yīng)激,細(xì)胞骨架,突觸的信號(hào)傳遞有關(guān)。

關(guān)于胼胝體的蛋白組學(xué)研究主要是2-DE和液質(zhì)聯(lián)用。Saia-Cereda于2015年運(yùn)用液質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜對(duì)9例精神分裂癥和7例健康人研究發(fā)現(xiàn)65蛋白質(zhì)差異表達(dá),該蛋白主要參與細(xì)胞生長(zhǎng)和維護(hù),細(xì)胞通信信號(hào)、蛋白代謝、運(yùn)輸?shù)裙δ埽?014年運(yùn)用液質(zhì)聯(lián)用和蛋白質(zhì)印跡法(Westenrblot)對(duì)9例精神分裂癥和7例健康人研究發(fā)現(xiàn)S100B低表達(dá),說明其可能擾亂了少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化成熟。

體液中的潛在生物標(biāo)志物

開展體液的蛋白組學(xué)研究的最大意義在于樣本獲取更易操作,樣本處理相較簡(jiǎn)便,而且在臨床實(shí)踐上具有廣闊的操作空間。關(guān)于精神分裂癥患者的體液的蛋白組學(xué)研究,主要集中在腦脊液和血液。

Jiang等對(duì)疾病組和健康對(duì)照組的腦脊液利用基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜儀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)低表達(dá)的阿卜脂蛋白(ApoAIV)。對(duì)ApoAIV蛋白開展的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),ApoAIV在下丘腦與攝食有關(guān)的核團(tuán)中較多,由此可以推測(cè),精神分裂癥患者體重增加可能與胰島素抵抗有關(guān),但這是由于精神分裂癥自身導(dǎo)致,還是由于抗精神病性藥物副反應(yīng)導(dǎo)致,沒有確切相關(guān)證據(jù)。

2010年Martins-De-Souza對(duì)17例首發(fā)精神分裂癥患者的腦脊液和10例對(duì)照組運(yùn)用蛋白質(zhì)印跡法(Westenrblot)發(fā)現(xiàn),載脂蛋白E和載脂蛋白A1高表達(dá);其主要功能是作為分子轉(zhuǎn)運(yùn),信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體。Schwarz運(yùn)用多重免疫分析法對(duì)75例精神分裂癥發(fā)現(xiàn)載脂蛋白A1和嗜鉻粒蛋白A高表達(dá),還有肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子低表達(dá),它們主要是參與炎癥和免疫反應(yīng)。隨后Schwarz再次運(yùn)用多重免疫分析法對(duì)577例精神分裂癥患者和277例正常對(duì)照組的血清進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)有51個(gè)蛋白質(zhì)差異表達(dá)。

精神分離癥蛋白組學(xué)

精神分裂癥生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)的挑戰(zhàn)性問題之一是難以獲取的腦組織及腦組織相關(guān)樣本;另一個(gè)挑戰(zhàn)則是需要減少藥物治療和診斷的生物試驗(yàn)進(jìn)展之間的差距。目前來說,精神分裂癥的診斷仍然需要依靠臨床癥狀,缺乏有效的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)志物,這往往導(dǎo)致診斷的主觀性和誤診。生物標(biāo)志物對(duì)疾病的早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù),以及指導(dǎo)藥物控制病情,降低復(fù)發(fā)率有重要意義。

蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中起著重要的作用,它是生命活動(dòng)的載體。對(duì)蛋白質(zhì)表達(dá)進(jìn)行定量或者定性,或者對(duì)蛋白質(zhì)之間的相互作用進(jìn)行研究,可以在分子層面上揭示疾病的本質(zhì),促進(jìn)精神分裂癥病理和病理生物學(xué)的發(fā)展。

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