应用iTRAQ-MRM-R语言策略筛选膀胱尿路上皮癌尿液差异蛋白

目的构建膀胱尿路上皮癌(bladder urothelial carcinoma, BUC)尿液差异蛋白数据集，筛选核心差异蛋白并初步验证。 方法于2015年1月至2016年11月在天津医科大学第二医院泌尿外科住院病房，采集膀胱上皮癌患者术前尿液标本78例，其中男性55人，女性23人，年龄(68.9±6.6)岁。同时收集51例健康志愿者尿液标本用于对照组分析，其中男性34人，女性17人, 年龄(60.6±11.0)岁。采用同位素相对标记和绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)对BUC组混合尿液样本4例和对照组混合尿液样本2例，共6例尿液混合标本进行比较蛋白质组学研究，找出两组间的尿液差异蛋白，选取差异倍数前20的差异蛋白进行质谱多反应监测(multiple reaction monitoring, MRM)技术验证；应用R语言cluster profiler包等进行差异蛋白的京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG) 富集分析、应用R语言的org.Hs.eg.db包等进行基因本体(Gene ontology, GO)分析，初步选取有意义的差异蛋白，构建BUC尿液差异蛋白数据集。应用R语言绘制蛋白间相互作用(protein protein interaction, PPI)图，筛选核心差异蛋白。用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)验证核心差异蛋白在尿液中的差异存在。 结果通过分析得到101个BUC尿液差异蛋白，其中37个蛋白表达上调，64个蛋白表达下调。MRM检测到10个差异蛋白；KEGG分析显示差异蛋白显著富集在其他聚糖降解, 补体和凝血级联这两个代谢通路, 包含11个差异蛋白；GO分析显示差异蛋白主要参与细胞黏附分子结合、羧酸结合、有机酸结合、糖胺聚糖结合、肽链内切酶激活等生物过程，涉及54个差异蛋白；三者共同构成BUC尿液差异蛋白数据集，包括69个蛋白。通过蛋白互作分析筛选出APOE和APOA4为核心差异蛋白。ELISA结果显示：BUC组和对照组的APOE平均浓度分别为0.55和0.30 pg/mL。BUC组和对照组的APOA4平均浓度分别为3.33和7.01 ng/mL。与对照组相比，BUC组尿液中APOE和APOA4浓度均增高，差异有统计显著性(P 结论应用iTRAQ-MRM-R语言策略可以辅助构建BUC尿液差异蛋白数据集，并进一步筛选出核心差异蛋白，为BUC的诊断及治疗提供新的靶点。