風濕免疫性疾病是一組與免疫相關，多器官受累，以自身免疫性炎癥為特征的疾病，包括百余種疾病，常見的有系統(tǒng)性紅斑狼瘡、干燥綜合征、類風濕關節(jié)炎、強直性脊柱炎等。盡管每一種風濕免疫性疾病均以某個特定器官受損為主，但往往是全身性疾病，臨床表現復雜，且多發(fā)病隱匿。因此，早診早治對風濕病患者意義重大。
蛋白質組學是尋找自身免疫病生物標志物的重要方法，其中蛋白質翻譯后修飾（Protein translational modifications，PTMs）控制著靶蛋白的功能和穩(wěn)定性、蛋白相互作用和亞細胞定位等，幾乎參與了所有的生物過程，因而針對PTMs可以為風濕免疫性疾病的個體化精準治療提供一種新思路。
接下來，一起探秘風濕免疫疾病中究竟有哪些PTMs在幕后操控？
2024年5月，華中科技大學同濟醫(yī)院風濕病免疫科鐘繼新團隊在Pharmacological Research（IF=9.1）雜志上發(fā)表了題為“Mid1 promotes synovitis in rheumatoid arthritis via ubiquitin-dependent post-translational modification”的研究成果，該研究首次揭示了Mid1通過調節(jié)泛素依賴的翻譯后修飾在類風濕關節(jié)炎（RA）滑膜細胞活化中的關鍵作用。Mid1屬于TRIM家族，具有E3泛素連接酶活性。利用免疫共沉淀和蛋白質組學分析確定了DPP4是Mid1最重要的候選底物蛋白，Mid1通過K48連接的多聚泛素化促進DPP4的降解。最終結果表明Mid1誘導的DPP4泛素化促進了滑膜細胞的增殖和侵襲，從而加劇了RA中的滑膜炎。案例一：Mid1通過泛素化修飾促進類風濕關節(jié)炎中的滑膜炎的機制[1]
圖1：RA患者滑膜組織中Mid1的表達顯著升高
2024年4月，北京大學藥學院屠鵬飛團隊在European Journal of Pharmacology（IF=4.2）上發(fā)表了題為“Small-molecule targeting PKM2 provides a molecular basis of lactylation-dependent fibroblast-like synoviocytes proliferation inhibition against rheumatoid arthritis”的研究論文。成纖維樣滑膜細胞（FLS）在類風濕性關節(jié)炎（RA）相關的腫脹和骨損傷中發(fā)揮重要作用，因此，迫切需要發(fā)現RA治療FLS的新靶點。研究人員通過一系列實驗確定FLS中的丙酮酸激酶M2（PKM2）是抗瘧藥物青蒿素（ART）治療RA的一個藥理靶點。進一步探討了ART與PKM2的相互作用發(fā)現ART通過以變構方式靶向p300介導的PKM2乳酸化，對病理FLS具有顯著的抗增殖作用。案例二：青蒿素靶向PKM2的乳酸化來抑制成纖維樣滑膜細胞的異常增殖[2]
圖2：PKM2被確定為天然分子ART的直接細胞靶點
2023年4月，華西醫(yī)院風濕免疫科戴倫治教授團隊在Molecular & Cellular Proteomics（IF=6.1）發(fā)表題為“Integrative Proteomics and N-Glycoproteomics Analyses of Rheumatoid Arthritis Synovium Reveal Immune-Associated Glycopeptides”的文章。該研究首次對類風濕性關節(jié)炎（RA）和骨關節(jié)炎（OA）患者滑膜組織中的N-糖基化蛋白和N-糖基化修飾位點進行描繪。揭示了蛋白質糖基化在RA的免疫病理過程中可能起到關鍵作用，通過N-糖基化與免疫細胞浸潤的關系分析，發(fā)現一些特異性N-糖肽與多種免疫細胞相關性較強。案例三：滑膜蛋白組學與糖基化組學揭示類風濕性關節(jié)炎免疫相關糖肽[3]
圖3：RA和OA滑膜組織中N-糖肽組學分析
2023年3月，空軍軍醫(yī)大學朱平團隊在Science（IF=44.7）發(fā)表題為“Cysteine carboxyethylation generates neoantigens to induce HLA-restricted autoimmunity”的研究論文。強直性脊柱炎(AS)是一種自身免疫性疾病，可由新抗原引起，破壞人類的免疫耐受。PTMs已被證明是一種改變蛋白質結構和功能以產生新抗原并誘導后續(xù)自身免疫反應的關鍵機制。該研究首次發(fā)現并鑒定出一種全新的蛋白PTM—半胱氨酸羧基乙基化修飾，由腸道微生物釋放的代謝物3-HPA誘導的一種體內蛋白質修飾，羧乙基化修飾的ITGA2B能夠誘導AS產生修飾型新生抗原，發(fā)生特異性自身免疫反應。為攻克重大自身免疫病提供了“差異修飾蛋白—修飾型新生抗原”的系統(tǒng)方法策略案例四：首次鑒定半胱氨酸羧乙基化誘發(fā)HLA限制性自身免疫[4]
圖4：半胱氨酸羧乙基化修飾生成新生抗原誘導HLA限制性自身免疫反應
2022年10月，廣東省自身免疫性疾病精準醫(yī)學工程研究中心戴勇團隊在Molecular & Cellular Proteomics（IF=6.1)在線發(fā)表了“Global Phosphoproteomics Unveils KinaseRegulated Networks in Systemic Lupus Erythematosus”文章。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種自身免疫性疾病，該研究通過將高通量磷酸化蛋白質組學與靶向蛋白組學PRM技術相結合，建立了來自大量SLE患者的外周血單個核細胞的磷酸化蛋白質組譜，通過表達模式聚類分析發(fā)現在SLE活動期組中幾個特異性上調的磷酸化位點，并且白細胞跨內皮遷移通路被富集，結合PRM驗證，揭示了SLE中存在關鍵的激酶和激酶調控網絡。案例五：磷酸化蛋白質組學揭示系統(tǒng)性紅斑狼瘡激酶調控網絡[5]
圖5：系統(tǒng)性紅斑狼瘡磷酸化修飾蛋白質組學研究概述
翻譯后修飾蛋白組學在風濕免疫疾病研究中扮演著至關重要的角色。通過鑒定和分析蛋白質的翻譯后修飾，能夠幫助科學家們揭示自身免疫反應導致的新生抗原，發(fā)現潛在的生物標志物，并進一步探索蛋白修飾之間錯綜復雜的相互作用網絡。為早期診斷、個性化治療以及新藥開發(fā)提供了關鍵信息。 青蓮百奧修飾蛋白組學產品線升級，不僅精心打磨了經典修飾產品線（如磷酸化、糖基化、泛素化等），同時開拓了一系列新型修飾產品線（如乳酸化、?；揎?、氧化還原等）?，F憑借先進的高分辨率、高靈敏度質譜技術，積累了豐富的修飾組學研究經驗，提供深入的生物信息學分析報告，為科研工作的深入探索和成果的有效轉化提供強有力的支持。 參考文獻： [1] Lin Liman,Huang Zhiwen,Li Wenjuan et al. Mid1 promotes synovitis in rheumatoid arthritis via ubiquitin-dependent post-translational modification.[J] .Pharmacol Res, 2024, 205: 107224. [2] Wang Yan-Hang,Gao Peng,Wang Yu-Qi et al. Small-molecule targeting PKM2 provides a molecular basis of lactylation-dependent fibroblast-like synoviocytes proliferation inhibition against rheumatoid arthritis.[J] .Eur J Pharmacol, 2024, 972: 176551. [3] Xu Zhiqiang,Liu Yi,He Siyu et al. Integrative Proteomics and N-Glycoproteomics Analyses of Rheumatoid Arthritis Synovium Reveal Immune-Associated Glycopeptides.[J] .Mol Cell Proteomics, 2023, 22: 100540. [4] Yue, Zhai,Liang, Chen,Qian, Zhao et al. Cysteine carboxyethylation generates neoantigens to induce HLA-restricted autoimmunity.[J] .Science, 2023, 379: 0. [5] Shuhui, Meng,Teng, Li,Tingting, Wang et al. Global Phosphoproteomics Unveils Kinase-Regulated Networks in Systemic Lupus Erythematosus.[J] .Mol Cell Proteomics, 2022, 21: 0.結論
青蓮百奧修飾組學解決方案
