Innopsys荧光芯片扫描仪助力寻找腹主动脉瘤生物标志物
腹主动脉瘤(AAA)是一种常见的老年疾病，65岁以上人群中，男性腹主动脉瘤患病率为4-7%，女性为1-2%。全球每年约有20万人死于动脉瘤破裂，由于AAA在发生破裂前通常无症状，因此为了评估腹主动脉瘤破裂的风险，一些国家建议对65岁以上的人群进行超声筛查。目前还没有一种生物标志物可以作为临床筛查和监测AAA的工具，从而寻找潜力的AAA生物标记物是目前预防和治疗的迫切需求。
这篇文章于2022年12月发表在《biomolecules》杂志，作者来自于北京协和医院。在本研究中，作者利用了蛋白质组学和免疫学两种方法分析了目前常见的440种细胞因子，并从中找到了AAA生物标志物的潜力因子。
实验中所有阳性样本均来自于协和医院AAA患者，对照样本均来自于协和医院体检患者。作者利用商品化的细胞因子芯片，分析440种主要细胞因子在患者和对照组之间的差异。具体步骤是：1.在室温下封闭抗体阵列1 h，然后每孔中添加60μL三倍稀释的待测血浆，并在4℃下孵育过夜。2.将孵育过夜的样本彻底洗涤后，加入生物素标记的抗体孵育2 h并再次洗涤。3.加入80μL Cy3标记的链霉亲和素并室温孵育1h。4.待反应完成后，用法国Innopsys公司生产的微阵列芯片扫描仪InnoScan 300（现升级为新型号InnoScan 710）检测荧光信号，后续使用Q-Analyzer Software分析荧光强度，如下图。
在对22例AAA患者和10例正常对照患者进行高通量抗体阵列分析后，共鉴定出39个差异表达蛋白，其中12个血浆蛋白表达上调，27个血浆蛋白表达下调(图1A)。同时进行OPLS-DA分析，结果显示，AAA和HC之间的蛋白质表达谱存在显著差异(图1B)。而GO分析结果表明，在疾病和生物功能类别中，差异表达蛋白主要与细胞活化、细胞迁移、慢性炎症性疾病、血细胞相互作用、细胞凋亡、细胞因子和趋化因子介导的信号通路、上皮细胞系的细胞运动和坏死的相关功能有关(图1C)。pathway分析结果显示，差异蛋白主要与STAT3、IL-17、促红细胞生成素、动脉粥样硬化、HMGB1、网格蛋白介导的内吞、糖皮质激素受体、HIF1α、树突状细胞与自然杀伤细胞之间的交互作用等相关信号通路有关(图1D)。
图1 生物信息学分析AAA患者与健康对照之间的差异表达分析
基于上述结果，作者对39个差异表达的蛋白质进行ROC分析，以确定潜在的生物标志物，并最终筛选出可作为新型AAA诊断生物标志物的关键蛋白Legumain (LGMN)。为了验证LGMN作为诊断标志物的潜在价值，作者用ELISA进一步验证，结果表明，ELISA结果与蛋白芯片结果完全一致--与对照组相比，LGMN在AAA组中显著高表达。同时结合生信分析结果，作者还发现了3个有潜力作为AAA诊断生物标志物或治疗靶点的生物标志物( DLL1, ERBB3和DPPIV)，有望成为未来AAA的诊断和治疗依据。
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Innopsys 成立于1999年。总部位于法国，一直致力于生物医学领域相关仪器和软件的自主研发和生产。Innoscan系列扫描仪，采用先进的共聚焦PMT检测器和多激光扫描光路，可以同时进行多通道荧光检测。不仅有效降低了荧光光漂白现象以及信号损失，还可以有效缩短扫描时间。在基因组和蛋白组表达，基因突变，SNP检测，CGH，细菌病毒检测，肿瘤特异性标志筛查，病理组织筛查等方面都有非常广泛的应用。
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