尿液是疾病标志物的理想来源

【摘要】生物标志物是指与生理或者病理生理过程相联系的可监测的变化,更好的寻找标志物对疾病的预防、诊断、治疗具有重要的意义。作为寻找疾病标志物的“金矿”,尿液是研究疾病标志物的理想来源。与最常用于检测标志物的血液来源相比,它可以无创、大量的获取,并且由于不受稳态的调节,可以容纳并积累更多、更大的变化。尿液的一部分组成成分来源于血液滤过物,因此它不仅可作为研究泌尿系统生物标志物的理想来源,也在一定程度上可以反映血液或者整个机体的状态。本论文第二章节我们先探讨了尿液作为标志物来源的优势,即在相同的条件下,尿液中可以找到更多的变化信息。通过抗凝剂肝素或阿加曲班改变雌性SD大鼠的凝血状态,用蛋白质组学的方式检测给药前后血液和尿液中蛋白的改变。在同样的鉴定策略及分析条件下,尿液中发现更多的变化蛋白。在阿加曲班干预组中,检测到尿液中变化的蛋白有62个,血液中变化的蛋白仅有1个。在肝素干预组中,尿液中变化的蛋白有27个,血液中变化的蛋白仅有3个。Westernblot显示转铁蛋白(transferrin)和血红素结合蛋白(hemopexin)在血液和尿液中的变化趋势与质谱结果一致。本实验提示尿液是更敏感的蛋白生物标志物的来源。因为尿液可以累积机体的很多变化,它更容易受到各种因素如性别、年龄、生活方式等的影响,造成尿液在尿量、蛋白含量等方面的动态波动。研究影响尿液蛋白质组的因素,弄清各因素对尿液的具体干扰,将有助于我们在进行其它尿液蛋白研究时,人为地减少这些因素带来的影响,进而获得更为准确的疾病标志物信息。进食、应激、手术后常引起短暂性血糖升高,这可能是疾病标志物研究的一个干扰因素。所以在本论文第三章节,我们研究了短暂高血糖对尿液的影响,发现正常人在血糖短暂升高后,尿中仅有一个蛋白发生改变。表明在正常人中,短暂高血糖的影响很小,基本可以忽略不计。既然尿液是重要的标志物来源,对尿液蛋白质组进行准确且深入的鉴定,全面了解尿液中蕴含的蛋白种类、来源、功能等信息,对尿液中疾病标志物的研究非常有必要。在本论文第四章节,我们通过三维分离的方式,对正常人尿液蛋白进行有效分离,并结合高精度质谱,对人尿液蛋白质组进行了全面深入的鉴定。在将标准设为每个蛋白至少有两条多肽得到鉴定且FDR<1%的条件下,我们共得到高可信的尿液蛋白4657个,其中绝大多数蛋白第一次在尿液中得到鉴定。这将有助于我们更好的了解肾脏的生理功能、尿液的生物学意义,并为标志物的寻找提供重要的参考价值。在另一方面,我们也提倡采用多种方式来寻找疾病标志物,毕竟尿液不能包含所有的疾病变化信息。在本论文第五章节,我们在实验室前期工作的基础上,进一步探讨了离体肝脏灌流技术在肝脏疾病标志物研究中的重要意义。离体肝脏灌流技术可以保持器官结构的完整性,灌流液可以富集肝脏分泌的蛋白,在寻找分泌蛋白疾病标志物方面具有应用价值。我们获得了walker-256肿瘤细胞肝转移前后的灌流液差异表达蛋白,挑选5个蛋白在8只肿瘤模型组、8只对照组中验证。最终发现蛋白TWHAB可以作为肝转移癌的潜在标志物。我们认为在现有条件下,通过离体器官灌流的方式来寻找疾病标志物是重要的补充策略。本论文中,我们探讨了尿液是疾病标志物的理想来源,初步研究了其影响因素,对其中的蛋白组成进行了全面的鉴定,并提出了研究疾病标志物的补充策略,对疾病标志物的研究具有重要的意义。
【作者】李梦林；
【导师】高友鹤；
【作者基本信息】北京协和医学院，病理学与病理生理学，2014，博士
【关键词】疾病标志物研究；尿液蛋白质组；血液蛋白质组；高血糖；多维分离技术；高精度质谱；离体肝脏灌流液；分泌蛋白组；

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