复合应激性ED大鼠及伊木萨克片干预后阴茎组织差异表达蛋白的生物信息学分析

发布时间：2020-11-12 16:14

　　 目的:利用iTRAQ联合LC-MS-MS技术和IPA生物信息平台寻找复合冷应激ED大鼠阴茎组织中特异性蛋白标志物以及药物干预靶点蛋白,并探讨该病的发生发展的分子机制。方法:取80只性功能正常的雄性大鼠造模,建立复合应激大鼠模型,筛选ED大鼠后,分为正常组(N)(n=10)、ED组(n=15)和伊木萨克片干预组(伊木萨克组)(n=15)共3组,取阴茎组织,提取蛋白质,进行iTRAQ标记结合LC-MS-MS蛋白质组学筛查与鉴定,应用IPA分析平台对大鼠阴茎组织差异蛋白进行生物信息学分析。结果:ED组中获得48种差异表达蛋白,伊木萨克组获得29种差异表达蛋白。IPA分析ED组差异表达蛋白质中与血管内皮功能相关蛋白质18种;与平滑肌活动相关蛋白质5种;与炎症相关蛋白质4种;参与的生物学过程主要集中在糖代谢和酒精分解代谢等;涉及的通路主要是糖代谢通路、钙信号通路和RXR激活通路等。伊木萨克组差异表达蛋白质中与血管内皮功能相关蛋白质5种;与平滑肌活动相关蛋白质1种;与炎症相关蛋白质4种;参与的生物学过程主要为糖代谢、血管扩张和急性期反应等;涉及的信号通路为糖代谢通路、RXR激活通路和急性期反应信号通路等。ED组和伊木萨克组差异蛋白中共获得与ED疾病相关的标志物7种:胶原α-1(III)链(COL3α1)、胶原α-1(I)链(COL1α1)、胶原α-2(I)链(COL1α2)、T-激肽原-1(MAP1)、甘油醛-3磷酸脱氢酶(GAPDH)、双链蛋白聚糖(BGN)以及肌球蛋白-11(MYH11)。结论:阴茎组织中血管内皮及平滑肌功能改变可能是复合应激性ED发生发展的关键机制,并与炎症相关;获得的差异蛋白通过相互作用以及参与相关的信号通路影响阴茎的正常勃起,上述7种蛋白可作为复合应激ED大鼠阴茎组织标志物,MAP1、GAPDH、BGN和MYH11蛋白可能可以作为伊木萨克片药物干预的靶点蛋白。
【部分图文】：

结果显示,ED组差异表达的蛋白质,经IPA疾病标志物分析模块分析,其中T-激肽原1(MAP1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、胶原α-1(Ⅲ)链(COL3α1)、胶原α-1(Ⅰ)链(COL1α1)、胶原α-2(Ⅰ)链(COL1α2)、双链蛋白聚糖(BGN)以及肌球蛋白-11(MYH11)属于复合应激ED大鼠阴茎组织中与ED相关的蛋白标志物(表3)。经伊木萨克片药物干预后,差异表达的蛋白质经IPA疾病标志物分析模块分析, MAP1、GAPDH、BGN和MYH11属于伊木萨克片药物干预大鼠模型阴茎组织中与ED相关的蛋白标志物(表4)。2.2.4.2 生物标志物的相互作用网络

对通过IPA疾病库中获得的ED大鼠模型组的差异蛋白中与ED相关7种蛋白构建了相互作用网络图,结果显示,上述7种蛋白质存在直接或间接的相互作用关系。其中IL-6和 TGF-β直接或间接的影响了上述蛋白的表达(图4A);对伊木萨克组与ED相关的4种蛋白构建了相互作用网络图,结果显示上述4种蛋白质存在直接或间接的相互作用关系,其中IL-6和P38MAPK直接或间接的影响了上述蛋白的表达(图4B)。网络中的红色点为实验数据中的上调差异蛋白,绿色点为实验数据中的下调表达蛋白,实线表示直接信号通路,虚线表示间接信号通路(图4)。图3 大鼠阴茎组织差异表达蛋白质典型通路分布

表4 伊木萨克组大鼠阴茎组织中ED生物标志物的IPA筛选分析Table 4. Results of ingenuity pathway analysis on the ED biomarkers in the penile tissue of the ED rats model after intervention with Yimusake Tablets Gene bank Official symbol Protein name Mr PI Unique pebtide Up/down regulation P01048 MAP1 T-kininogen 1 47 700 6.52 6.00 Down P04797 GAPDH Glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase 35 800 8.03 14.00 Down P47853 BGN Biglycan 41 700 14.00 7.52 Up Q63862 MYH11 Myosin-11 152 400 49.00 6.18 Up3 讨论
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