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运用iTRAQ技术研究癫痫致SD大鼠心肌损伤的差异蛋白质表达
随着全球癫痫发病率的逐年上升，对于该疾病的科学研究也越来越受到关注。癫痫是一种神经紊乱疾病，能导致大脑发生突然或持续的电活动异常，造成各种行为和身体症状。然而，癫痫病人不仅脑部易于受损，还存在一定的心肌损伤风险。本文选择SD大鼠作为模型，探究癫痫对大鼠心肌的损伤，并应用iTRAQ技术分析差异蛋白质表达，以期更全面、系统地理解该疾病的发病机制。
一、研究背景与意义
癫痫是许多中枢神经系统疾病中最常见的一种，其严重影响患者的生活质量和长期健康状况。在癫痫发作时，病人的大脑会出现电活动异常，如神经元突发性放电和共振放电等，这导致大脑神经元之间的正常交流受阻，最终导致各种症状发生。然而，癫痫对心肌的损伤却鲜有研究报道。事实上，患有癫痫的病人往往伴随着心血管疾病的高危因素，如心动过缓和心肺功能不全等。因此，探究癫痫对心肌的影响，对于预防心肌疾病的发生，具有积极的意义。
二、实验设计与方法
1.动物与样本收集
选用SD雄性大鼠建立癫痫模型，点燃毛细血管，并使用电刺激诱发癫痫。对照组大鼠同样接受同等程度的创伤操作，但不在毛细血管上施加火焰点燃。
在18小时后，收集大鼠心肌样本，分别制作为癫痫组和对照组。心肌样本经液氮冷冻保存，待后续实验使用。
2.iTRAQ蛋白定量技术分析
将蛋白质从心肌样本中提取，并利用iTRAQ技术进行蛋白质的定量。对齐进行蛋白质浓度调整，随后采用液相色谱(c18)将蛋白质消化，产生的蛋白质片段进行质量测定。利用质谱技术，选择QQQ质谱典型的高能碰撞解离(HECD)过程，得到蛋白质的质谱图谱，并利用蛋白质数据库或人工鉴定技术将该图谱与相关的蛋白质定量。
3.生物信息学分析
将iTRAQ蛋白定量技术分析得到的蛋白质信息进行生物信息学分析。对差异表达蛋白进行功能及通路富集分析，了解该蛋白质对细胞生命活动的影响。
三、实验结果与分析
1.心肌损伤证明
通过病理学切片分析，发现癫痫组SD大鼠的心肌组织出现了一定的损伤情况。其主要的表现为细胞结构的破坏和细胞间隙的扩大。由此可以得出癫痫对心肌组织的损伤影响确有存在的情况。
2.iTRAQ蛋白定量技术分析结果
通过iTRAQ蛋白定量技术分析，我们检测到共有300个差异表达的蛋白质。其中153个蛋白质表达水平上升，147个蛋白质表达水平降低。表达上升前五名的蛋白质为：白细胞介素-1受体类型II、19S蛋白酶体ATP酶次单位Rpn2、poly(rC)-结合蛋白1、未匹配书的16号RNA诱导蛋白2和氧化还原物酶Q8。表达下降前五名的蛋白质为：甲状腺激素受体β、干细胞因子-1α、ATP酶α机动杆、酰基转移酶13和核糖体形成因子2。
3.生物信息学分析结果
生物信息学分析显示，差异表达蛋白主要涉及以下几个通路：炎性反应、代谢过程、信号传导、生长和分化、细胞周期和细胞凋亡。其中，细胞凋亡通路是影响心肌组织细胞活力的主要通路。从基因功能上看，差异表达蛋白主要与细胞信号转导、炎症反应和细胞生长发育等生物学过程相关。
四、实验结论
本研究选用iTRAQ技术，对癫痫致SD大鼠心肌损伤的差异蛋白质表达进行了深入分析。结果证明癫痫确实会对心肌组织造成不同程度的损伤，相应地，出现开关性通道变化，ATP/cAMP信号途径变化，胡萝卜素与光合作用等生理功能变化。在差异蛋白质表达方面，有300个蛋白质出现了不同程度的表达差异，主要关联到信号传导途径、炎性反应和生长分化等生理功能。该结果提示了对大鼠心肌损伤的影响并进一步完善了癫痫致分类蛋白质相互关系的机制解释，并为临床治疗癫痫及其不良合并症提供了指导思路(如心肌保护用药和及时高效地控制癫痫发作等)。