蛋白質組代謝組聯(lián)合分析揭示甘油三酯對人自身免疫葡萄膜炎的促炎作用

​文章標題：The pro-inflammatory effect of triglyceride on human CD4+ T cells and experimental autoimmune uveitis

發(fā)表期刊：Clinical Immunology

影響因子：10.19

作者單位：重慶醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院

百趣生物提供服務：TMT標記定量蛋白質組學、脂質代謝組學

研究背景-代謝組學分享
貝賽特氏癥(Behçet's disease, BD)是一種慢性、復發(fā)性自身炎癥性疾病，以多系統(tǒng)血管炎為特征，涉及皮膚、黏膜、眼睛、神經(jīng)系統(tǒng)和關節(jié)。近些年來的研究表明，脂質代謝異常在自身免疫性疾病的炎癥和進展中發(fā)揮作用。甘油三酯(Triglyceride, TAG)是一種中性脂類，由三種脂肪酸和一個甘油主鏈組成。既往研究顯示，BD患者中TAG高表達。此外，TAG過高會導致促炎因子的產生和分泌，但其確切機制尚不清楚。本研究基于TMT標記定量蛋白質組學和脂質代謝組學（均由百趣生物提供）研究了BD的脂質組學特征，并評估了TAG對小鼠自身免疫性葡萄膜炎(Experimental autoimmune uveitis, EAU)的影響，揭示了其潛在的細胞和分子機制。

主要實驗-代謝組學分享

研究結果-代謝組學分享

01脂質代謝組學分析顯示活性BD患者脂質代謝明顯異常

為了檢測活性BD患者的脂質改變，作者對活性BD患者和健康對照組血漿樣本進行了脂質代謝組（百趣生物提供）分析，共鑒定出574種不同的脂類。在活性BD患者中，TAG（56：4）_FA18：0、TAG（56：4）_FA 20：2和SM（18：1）三種脂質表達顯著上調，DAG（16：0/18：0）、Cer（18：1/24：0）和FFA（18：0）三種脂質表達顯著下調。OPLS-DA顯示，這兩組之間有明顯的簇分離。進一步采用ROC曲線確定這6種脂質代謝物中哪一種與BD密切相關。由于最后兩種脂類已被證明與促炎因子的產生有關，作者在接下來的實驗中選擇了TAG作為候選（圖1）。
 

圖1. 脂類組學和ROC曲線鑒定的脂類代謝物

02TAG能促進CD4+T細胞的增殖和分化，但對中性粒細胞無作用
作者研究了TAG是否影響CD4+T細胞的增殖和活化。結果發(fā)現(xiàn)，TAG刺激的CD4+T細胞增殖明顯增強，TAG還能顯著提高IL-17和干擾素-γ的基因和蛋白水平。經(jīng)TAG刺激后，Th17/Th1細胞數(shù)顯著增加。此外，作者研究了TAG是否對中性粒細胞有調節(jié)作用。結果表明，TAG對中性粒細胞IL-17和MCP-1的表達和增殖均無影響（圖2）。
 

圖2. TAG促進CD_4~+T細胞的增殖、IL-17和干擾素-γ的產生以及Th1/Th17細胞的分化，對中性粒細胞無明顯影響

03A922500可減輕EAU的嚴重程度
作者設計了一項體內實驗，通過A922500（TAG抑制劑）來研究其在EAU模型中的作用。結果發(fā)現(xiàn)，A922500處理組小鼠的組織學評分明顯降低。免疫后第14天，A922500處理組小鼠血漿TAG水平顯著降低，CD4+T細胞中IL-17的mRNA和蛋白表達顯著降低，而IFN-γ的mRNA和蛋白表達未見影響（圖3）。A922500還能抑制Th17細胞的分化。然而，它既不影響Th1細胞分化，也不影響中性粒細胞中IL-17和MCP-1的表達（圖4）。
 

圖3. A922500抑制EAU的組織學嚴重程度，并降低血漿TAG水平
 

圖4. A922500抑制IL-17的產生和Th17細胞的分化
 

04蛋白質組學揭示了A922500對EAU小鼠脾臟CD4+T細胞蛋白表達的影響
為了進一步研究 A922500對小鼠脾CD4+T細胞蛋白表達的影響。作者采用TMT蛋白質組學（百趣生物提供）分析顯示，在A922500處理組和對照組之間共鑒定出71個差異表達蛋白(DEPs)。其中，A922500處理組有56個蛋白質表達下調，15個蛋白質表達上調（圖5A）。在此基礎上建立了差異表達基因的PPI網(wǎng)絡，在該網(wǎng)絡中確定了32個節(jié)點（圖5B）。根據(jù)GO注釋，揭示了71種蛋白質在生物過程(BP)、細胞成分(CC)和分子功能(MF)的表達。其中抑制水解酶活性相關的生物過程富集顯著（p＜0.001），抑制酶活性等分子功能也富集顯著，對于細胞成分，蛋白質主要富集在細胞外、富含三油甘脂的血漿脂質體等區(qū)域。
 

圖5. A922500處理和對照組中EAU小鼠CD4+T細胞的蛋白質組學分析

05A922500可能抑制凋亡通路相關蛋白Akt
本研究發(fā)現(xiàn)在A922500處理的小鼠中，Pik3r2的表達增加，該蛋白已經(jīng)被證明能通過抑制PI3K/Akt信號通路促進細胞凋亡。進一步設計實驗，探討A922500的抗炎作用是否可能通過細胞凋亡介導。作者的研究結果顯示，在A922500處理的小鼠中，p-Akt的表達顯著降低，提示其對CD4+T細胞的PI3K/Akt通路有抑制作用（圖5D）。

結論-代謝組學分享
在這項研究中，作者描述了活性BD患者的脂質代謝紊亂特征，揭示了TAG具有促炎作用。此外，TAG可刺激CD4+T細胞增殖、IL-17和IFN-γ表達及Th1、Th17細胞分化，但對中性粒細胞無影響。A922500抑制TAG的產生，降低體內CD4+T細胞Th17和IL-17表達，可改善EAU嚴重程度。蛋白質組學分析顯示，A922500處理小鼠CD4+T細胞中凋亡相關蛋白Pik3r2上調。上調Pik3r2可抑制PI3K/Akt信號通路，導致細胞失活，從而緩解EAU活性。這些結果提示，抑制TAG產生可顯著改善EAU活性，且TAG可能作為Th17細胞介導的眼內炎癥防治研究的靶點。

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