[发明专利]一种iTRAQ标记在骨关节炎模型中的使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及基因转录组学和蛋白质组学领域，尤其是一种iTRAQ标记在骨关节炎模型中的使用方法。

背景技术

骨关节炎(osteoarthritis，OA)又称退行性骨关节病，是最常见的关节疾患之一, 主要表现为关节缓慢发展的疼痛、僵硬、肿大, 伴关节功能障碍, 甚至发生残疾[1-2]。OA的发病机制是关节受遗传学、生物学和机械力学事件（如遗传、代谢异常、劳损、创伤等）的共同作用，诱发细胞和基质在形态学、生物力学、分子学等方面发生改变，导致关节软骨细胞、细胞外基质及软骨下骨的降解和合成不平衡。其结局为软骨细胞的软化、纤维化、溃疡并丢失，在失去了软骨的保护作用后，软骨下骨发生硬化、象牙化，最终导致骨赘及软骨下骨囊肿的形成。

OA可累及全身多个关节，其患病率随年龄增长而增长，尤其危害老年人健康，并给社会带来沉重负担。目前65岁以上人群中OA的患病率可达50％以上，而在75岁以上人群中，这一数值可达到80％左右。美国的调查数据显示，OA是导致50岁以上男性丧失工作能力的第2号杀手，仅次于心血管疾病[5]。随着世界及我国社会人口老龄化的加速，OA已越来越成为医患乃至社会关注的焦点话题。

目前, 对OA 的诊断主要依靠临床症状、影像学资料和关节镜检查等, 其中, 后两者对于明确关节部位组织病理变化情况有很大价值。影像学中X线的改变是评价OA 进展的常用方法, 但它仍具有一定的局限性, 其特异性和敏感性较差。通过病理标本研究发现,即使在X 线表现正常时, 关节软骨也可能已严重受累; 一旦患者出现X 线改变, 疾病往往已经处于进展期[6-7], 关节的正常功能和患者的生活质量已经受到严重的、不可逆的影响。磁共振成像(MRI) 对软组织分辨率高, 可从任意面成像及多参数、多序列成像, 能直接显示软骨的改变情况, 有助于OA 的早期诊断, 但由于价格昂贵, 难以用于大范围的疾病评估和普查。此外, 关节镜是评价关节软骨受损的最佳手段, 被认为是诊断关节软骨受损的金标准, 可以直接观察透明软骨的肿胀及破溃情况。但是由于检查的有创性, 且不能显示软骨深层和软骨下骨质的改变, 其临床应用也受到限制。因此, 探究有效、廉价且微创的检查手段来检测亚临床的OA 和监测病变的进展, 对早期诊断和有效防治OA 有着重要的意义。

随着分子生物学的发展和研究手段的提高,研究者试图将目光放在可用于临床预测和评估OA 的生物学血清标志物方面[8-9]。OA的血清标志物, 为关节组织基质的分子物质或片断, 它们在组织合成和分解的代谢过程中被释放进入血液, 可以通过酶联免疫吸附法( ELISA) 或放射免疫法进行测定，适宜在健康体检和人群筛查中应用，对人群的骨关节健康预警有重要意义。目前检测、分析和确定疾病血清标志物主要依赖蛋白组学技术，用蛋白质组学技术来阐明疾病标志物蛋白表达水平的变化与疾病发生发展不同阶段的相互关系及其规律，已成为解决疾病早期诊断难题的最有利的途径[10-11]。而质谱技术是蛋白组学技术的核心，近两年来新发展的iTRAQ（isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ）标记结合MALDI-TOF MS/MS技术，为疾病标志物的发现与鉴定提供了定性、定量信息[12]，是疾病标志物筛选研究中最新并且最强有力的手段。

因此，应用iTRAQ标记结合MALDI－TOF MS/MS技术发现和鉴定OA标志物蛋白，是目前能让我们从数以千计的血清蛋白中筛选到确实在血清中存在，又能指示OA的血清标志物的最为理想的方案。然而，由于质谱技术具有高灵敏度和高分辨率的特性，其得到的数据信息往往是海量的，在这些相对海量的差异蛋白中，既含有OA形成所必需的关键性改变, 也含有仅仅因疾病基因组的不稳定性而产生的伴随性改变[13]。此外，人类疾病也非常复杂，老年OA患者更可能同时罹患多器官系统的疾病，即使都是仅患OA的病人，因年龄、性别、体质、遗传等各不相同，对血清蛋白的表达谱均有影响。如何将那些影响OA发生发展的关键性分子从非OA特异性，不稳定性以及伴随性改变中识别出来，是当前研究的重要挑战。