蛋白質組學剖析輻射誘導的皮膚纖維化發病機理

　　近日，蘇州大學與帕諾米克合作，利用Label free蛋白質組學平臺進行了大鼠皮膚纖維化組織蛋白質的分析，合作文章題目為Proteomic profiling of radiation-induced skin fibrosis in rats： targeting the ubiquitin-proteasome system，發表于《International journal of radiation oncology， biology， physics》雜志，影響因子為4.258。

　　放射治療是癌癥病人治療方案的一個重要組成部分。但是電離輻射可能會很明顯的損害皮膚組織，嚴重削弱它的功能。來自核事故、戰爭和其他來源釋放的放射性物質一直是對于誘導的皮膚損傷是一種威脅。皮膚慢性輻射損傷形式包括皮膚萎縮、增生和不可逆轉纖維化病變。

　　輻射誘導的纖維化的細胞機制是一個多細胞進程涉及到皮膚組織中各種細胞系統的交互作用。輻射誘導的皮膚纖維是一個輻射照射后的慢性混亂。這種皮膚纖維化的發病機理包括纖維細胞變異，膠原蛋白與附件結構的沉積，血管損傷和免疫紊亂。很多研究證明纖維母細胞纖維化表型被許多水平升高的細胞因子刺激，包括轉變生長因子β (TGF-β)，腫瘤壞死因子ɑ (TNF-ɑ)，白介素-4 (IL-4)，白介素-1β (IL-1β)。此外，還會改變TGF-β下游信號通路，特別是增加磷酸化SMAD轉錄因子的表達。除了上述細胞因子，很少有人知道參與輻射誘導皮膚纖維化關鍵的分子和途徑。也沒有有效的治療已經發展到完全抑制纖維化的過程。因此，了解輻射誘導的皮膚纖維化過程中監管網絡，信號級聯，代謝途徑的發生，這可以有助于對于毒性治療性藥物的研發。

　　對于高通量蛋白質的發現，蛋白質組學剖析是其中一個最常見的應用策略，蛋白組學網絡分析正在成為一個了解分子網絡的關鍵工具。在輻射誘導皮膚纖維化中差異表達蛋白質的變化并沒有被報道。在這項研究中，研究者們建立了一個輻射誘導皮膚纖維化的大鼠模型并研究其蛋白質組學概要以及可能的對策。研究者們選取30或者是45 Gy電子束輻射的大鼠。采用label free蛋白定量手段對大鼠皮膚纖維化和臨近正常組織的蛋白表達定性和定量。人類皮膚細胞HaCaT和 WS-1進行了X射線的輻射處理，蛋白酶的活性采用熒光探針的方法獲得。蛋白酶抑制劑對TGF-β信號的影響采用WB和免疫熒光法測定。硼替佐米在大鼠皮膚創傷愈合的功效用于評價皮膚損傷的程度。

　　研究者們發現輻射誘導了大鼠、人類皮膚表皮和真皮的畸形生長。在被輻射的纖維化皮膚中鑒定出196個優先表達和80個唯一蛋白。通過生物信息學分析，泛素蛋白酶體具有明顯的倍性變化同時進行了更加詳細的研究。在體外實驗中，研究者們發現輻射會導致人類皮膚細胞蛋白酶體活性逐漸衰弱。HaCaT和 WS-1細胞被輻射刺激后中蛋白酶體抑制劑硼替佐米抑制了纖維化TGF-β下游信號但不是TGF-β分泌物。此外硼替佐米改善了輻射誘導的損傷同時減弱了表皮增生。

　　該研究結果表明輻射誘導的皮膚纖維化期間分子機制發生變化，同時闡明了泛素蛋白酶復合體系統將是一個有效的對策。