Proteomics landskapskartlegging av organløst Behçets sykdom ved bruk av dybdeplasmaproteomikk for å identifisere hyaluronisk bindende protein 2-uttrykk assosiert med vaskulær involvering

Dec 26, 2023

Objektiv.

Denne studien ble utført for å belyse patogenesen og heterogeniteten til Behçets sykdom (BD) som involverer forskjellige organer ved å bruke dyptgående proteomikk for å identifisere biomarkørene for klinisk vurdering og behandling av pasienter med BD.

Metoder.

Vi målte ekspresjonsnivåene av proteiner i plasmaprøver fra 98 pasienter med BD og 31 friske kontroller ved å bruke vår dyptgående proteomikkplattform med et datauavhengig innsamlingsmassespektrometer og antistoffmikroarray. Vi utførte bioinformatikkanalyser av de biologiske prosessene og signalveiene som ble endret i BD-gruppen og konstruerte et proteomikklandskap med organløst BD-patogenese. Vi validerte deretter biomarkørene for sykdommens alvorlighetsgrad og den vaskulære undergruppen i en uavhengig kohort av 108 BD-pasienter og 29 friske kontroller ved å bruke en enzymkoblet immunosorbentanalyse.

Desert ginseng-Improve immunity (23)

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

Resultater.

BD-gruppen hadde 220 differensielt uttrykte proteiner, som skilte mellom BD-pasienter (88,6 %) og friske kontroller (95,5 %). Bioinformatikkanalysene avslørte forskjellige biologiske prosesser assosiert med BD-patogeneser, inkludert komplementaktivering, sårheling, angiogenese og leukocyttmediert immunitet. Videre identifiserte det konstruerte proteomikklandskapet til organløst BD proteomikktrekk ved BD assosiert med forskjellige organer og proteinmål som kunne brukes til utvikling av behandling. Hyaluronisk bindende protein 2, tenascin og serpin A3 ble validert som potensielle biomarkører for klinisk vurdering av vaskulær BD og behandlingsmål.

Konklusjon.

Resultatene våre gir verdifull innsikt i patogenesen til organløst BD når det gjelder proteomiske egenskaper og potensielle biomarkører for klinisk vurdering og potensielle terapier for vaskulær BD.

INTRODUKSJON

Behçets sykdom (BD) er en multisystemisk, kronisk vaskulitt som er svært utbredt i befolkningen langs den gamle handelsruten kjent som Silkeveien. En studie fra 2016 fant at prevalensen av BD i Tyrkia var 602 per 100,000 i den unge/voksne befolkningen (1). BD er svært heterogen, og pasienter har multiorganinvolvering, inkludert orale sår, genitale sår, uveitt og hudlesjoner; BD kan være dødelig som følge av rupturerte vaskulære aneurismer eller alvorlige nevrologiske komplikasjoner. De molekylære egenskapene til BD assosiert med forskjellige organer er ukjente. De kliniske diagnostiske metodene og de påfølgende behandlingsalternativene er i hovedsak avhengig av de kliniske symptomene. Imidlertid er ingen biomarkører tilgjengelige som tillater differensiering av BD basert på involvering av forskjellige organer. Sammenlignet med genomikk, tilbyr proteomikk en alternativ tilnærming til å skaffe rikelig informasjon om BD-patogenese og finne biomarkører for BD-diagnose og terapi. Lee et al oppdaget 22 differensielt uttrykte proteiner ved bruk av 2-dimensjonal elektroforese kombinert med matriseassistert laserdesorpsjon/ionisering tandem time-of-flight massespektrometri (2). Tre unike proteiner i intestinal BD (fibrin, apolipoprotein A-IV og serumamyloid A) ble videre validert i en uavhengig kohort ved bruk av enzymkoblet immunosorbentanalyse (ELISA). Ved å bruke Bio-Rad cytokinperlearrayer som inneholder 25 inflammatoriske cytokiner, fant Lopalco et al at gp130/utskilte interleukin-6 (IL-6) reseptor, utskilt IL-6 reseptor, IL{{19} }, og tymiske stromale lymfopoietin-serumnivåer ble signifikant forbedret i BD-undergruppen med mukokutane manifestasjoner og okulær involvering sammenlignet med undergruppen med bare mukokutan involvering (3). Imidlertid var informasjonen innhentet i disse studiene begrenset fordi protein- og pasientgruppene var små og biomarkørene som ble identifisert ikke var godt validert. For denne studien gjennomførte vi, så vidt vi vet, den første omfattende plasmaproteomprofileringen av BD ved å bruke vår dyptgående proteomikkplattform integrert med det datauavhengige innsamlingsmassespektrometeret (DIA-MS) med tilpassbare antistoffmikroarrayer (4). Med proteomikkdataene analyserte vi proteiner som ble differensielt uttrykt mellom BD-pasienter og en sunn kontrollgruppe og de biologiske prosessene og veiene til disse proteinene om BD-patogenese. Videre konstruerte vi et organløst BD-landskap og identifiserte proteomikk-egenskapene til hvert organ. Biomarkører for vaskulær BD og sykdomsgrad ble validert i en uavhengig kohort.

PASIENTER OG METODER

Denne studien ble godkjent av Medical Ethics Committee ved Peking Union Medical College Hospital (JS-2049). Denne artikkelen inneholder ikke identifiserbare data for noen BD-pasienter eller friske kontrolldeltakere. Oppdagelseskohorten inkluderte 98 BD-pasienter og 31 friske kontroller. Plasmaproteomet ble målt i dybden ved bruk av DIA-MS og antistoffmikroarray. Bioinformatikkanalyser ble brukt til å identifisere de endrede biologiske mekanismene i BD-gruppen og for å konstruere proteomikklandskapet til den organløste BD. Kandidatplasmabiomarkører ble validert ved bruk av ELISA i uavhengige kohorter bestående av friske kontroller og pasienter med BD og Takayasu arteritt. De kliniske egenskapene og behandlingsinformasjonen til oppdagelses- og valideringskohortene er vist i tilleggstabeller 1-6, og detaljerte eksperimentelle prosedyrer er beskrevet i tilleggsmaterialet, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348.

RESULTATER

Pasientkarakteristikker. De kliniske egenskapene til pasientene med BD og deres bruk av glukokortikoider (GC) og immunsuppressiva på tidspunktet for blodinnsamling er vist i tilleggstabell 1, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi / 10.1002/art.42348. I vår proteomikkanalyse ble det ikke observert noen signifikante forskjeller i kjønn og alder mellom de 98 pasientene med BD og de 31 friske kontrollene (oppdagelseskohort) (tilleggstabell 1). I BD-gruppen hadde 45, 38 og 15 pasienter henholdsvis mild, moderat og alvorlig BD. Alle BD-pasientene hadde munnsår, og > 20 % hadde kjønnssår (80,6 %), hudlesjoner (65,3 %), øyelesjoner (23,5 %) og vaskulær involvering (22,4 %). Den vaskulære involveringen av BD-pasienter i oppdagelseskohorten er vist i tilleggstabell 2, og egenskapene til valideringskohortene som ble brukt for å bekrefte uttrykket av kandidatbiomarkører er vist i tilleggstabeller 3–5 (tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology påhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348).

Desert ginseng-Improve immunity (16)

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

Klikk her for å se Cistanche Enhance Immunity-produkter

【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Dybdeprofilering av plasmaproteom hos pasienter med BD ved bruk av DIA-MS og antistoffmikroarray. En skjematisk illustrasjon av proteinprofileringsstudien er vist i figur 1A og tilleggsfigur 1, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ 10.1{{11} }02/art.42348. Alle plasmaprøver fra BD-pasientene og friske kontroller ble målt ved å bruke vår dyptgående plasmaproteomikkplattform bestående av DIA-MS og antistoffmikroarray med høy reproduserbarhet. Spearmans korrelasjonskoeffisienter for plasmaproteindeteksjon ved bruk av antistoffmikroarray var 0.98 og 0.93 innenfor og mellom forskjellige arrays, henholdsvis (tilleggsfigurer 2A og 2B, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https ://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348). Spearmans korrelasjonskoeffisient for plasmaproteindeteksjon ved bruk av DIA-MS var 0,92 (område 0,87–0,96; tilleggsfigur 2C). Representative skannede bilder av antistoffmikroarray for BD-pasientene og friske kontroller er vist i tilleggsfigur 3, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348. Resultatene viste at totalt sett ble plasmaproteinene til BD-pasienter oppregulert sammenlignet med plasmaproteinene til friske kontroller. Med vår dyptgående plasmaproteomikkplattform identifiserte vi 759 proteiner (tilleggsfigur 1, 4 og 5, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348), som ble fordelt med omtrent 10 størrelsesordener i plasma (figur 1B). Disse proteinene inkluderte 410 proteinbiomarkører (Human Disease Plasma Protein Biomarker Database, online på http://biokb.ncpsb. org. cn/hdpp/#/) og 388 terapeutiske mål som for tiden er godkjent eller under forskning i pågående kliniske studier (Therapeutic Måldatabase, online på http://db.idrblab.net/ttd/) (Figur 1B). De funksjonelle merknadene til disse biomarkørene og terapeutiske målene indikerer at disse proteinene tilhører ulike autoimmune og autoinflammatoriske sykdommer, inkludert BD, lupus nefritis, ankyloserende spondylitt og vaskulitt (figur 1C og 1D og tilleggstabeller 7 og 8, tilgjengelig på Arthritis & Rheumatology). nettstedet på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ 10.1002/art.42348). Disse resultatene tyder på at plasmaproteinene oppdaget med plattformen vår er nært forbundet med forekomsten og utviklingen av BD.

Figure 1. Proteome profiling of plasma samples from patients with Behçet's disease (BD) using an in-depth proteomics platform with data-independent acquisition mass spectrometry (DIA-MS) and antibody microarray analysis. A Workflow of our proteomics study of BD. B, Distribution of plasma protein concentrations detected with DIA-MS and antibody microarray according to the reference concentrations in a human plasma proteome database (http://www.plasmaproteomedatabase.org/). C, Diseases associated with the detected protein biomarkers, which were identified using a human disease plasma protein (HDPP) biomarker database (http://biokb.ncpsb.org.cn/hdpp/#/). D, Diseases associated with the detected therapeutic target proteins, which were identified using a therapeutic target database (TTD) (http://db.idrblab.net/ttd/). Circle sizes in C and D correspond to the number of proteins enriched in each disease. HC = healthy control; FASP = filter-assisted sample preparation; QE-HF = Exactive HF Hybrid Quadrupole Orbitrap (ThermoFisher) mass spectrometer; Strep-PE = streptavidin-phycoerythrin; ELISA = enzyme-linked immunosorbent assay; IgA = immunoglobulin A.


Figur 1. Proteomprofilering av plasmaprøver fra pasienter med Behçets sykdom (BD) ved bruk av en dybdegående proteomikkplattform med datauavhengig innsamlingsmassespektrometri (DIA-MS) og antistoffmikroarray-analyse. En arbeidsflyt for vår proteomikkstudie av BD. B, Fordeling av plasmaproteinkonsentrasjoner detektert med DIA-MS og antistoffmikroarray i henhold til referansekonsentrasjonene i en human plasmaproteomdatabase (http://www.plasmaproteomedatabase.org/). C, Sykdommer assosiert med de påviste proteinbiomarkørene, som ble identifisert ved hjelp av en human sykdom plasmaprotein (HDPP) biomarkørdatabase (http://biokb.ncpsb.org.cn/hdpp/#/). D, Sykdommer assosiert med de påviste terapeutiske målproteinene, som ble identifisert ved hjelp av en terapeutisk måldatabase (TTD) (http://db.idrblab.net/ttd/). Sirkelstørrelser i C og D tilsvarer antall proteiner anriket i hver sykdom. HC=sunn kontroll; FASP=filterassistert prøvepreparering; QE-HF=Eksaktivt HF Hybrid Quadrupole Orbitrap (ThermoFisher) massespektrometer; Strep-PE=streptavidin-fykoerytrin; ELISA=enzymkoblet immunosorbentanalyse; IgA=immunglobulin A.

Proteomomfattende analyse av differensielt uttrykte plasmaproteiner assosiert med BD. Supplerende figur 1, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ art.42348, viser flytskjemaet for hvordan differensielt uttrykte proteiner fra DIA-MS- og antistoffmikroarray-resultatene ble identifisert og integrert. Totalt 493 proteiner ble målrettet av DIA-MS, hvorav 379 proteiner ble beholdt med<29 missing values in the BD group and < 7 missing values in the healthy control group. After 36 proteins with potential contaminations from blood cells (5) were removed, we analyzed 343 additional proteins for hypothesis testing, of which 166 proteins showed a statistically significant difference between the BD and healthy control groups. The antibody microarray detected 549 proteins. After 5 control proteins were removed, we retained 544 proteins for further analysis; of these, 74 proteins showed statistically significant differences between the BD group and the healthy control group (Supplementary Figure 1). In total, 220 (29.0%) of 759 proteins were significantly differently expressed between the BD group and the healthy control group (P < 0.05), as shown using our in-depth proteomics platform comprising DIA-MS and the antibody microarray (Figure 2A and Supplementary Figures 1 and 5, available at https:// onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348). The number of differentially expressed proteins is 10-fold more than previously reported (2,3,6). Among these proteins, 5 were identified as potential plasma or serum biomarkers in proteomics research for patients with BD, including haptoglobin, apoprotein, transthyretin, immunoglobulin light chain, and immunoglobulin heavy chain. Furthermore, growth arrest–specific 6, resistin, von Willebrand factor (VWF), and others were also identified to be increased in the BD group (Figure 2B). We identified 215 new proteins associated with BD, including serpin A3 (SERPINA3), glycosylphosphatidylinositol specific phospholipase D1 (GPLD1), and attractin (ATRN) (Figure 2C).

Desert ginseng-Improve immunity (2)

cistanche tubulosa-forbedre immunsystemet

For å avgjøre om pasienter med BD kan skilles fra friske kontroller, utførte vi en ikke-biasisk hierarkisk klyngeanalyse av 22 0 differensielt uttrykte proteiner (P < 0.05), der 0 {3}},0 % av pasientene med BD og 86,4 % av friske kontroller ble gruppert (tilleggsfigur 6, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley. com/doi/ 10.1002/art.42348). Blant 130 differensielt uttrykte proteiner (P < 0,01), fant vi at 88,6 % av pasientene med BD og 95,5 % av friske kontroller var gruppert (Figur 2D). Ytterligere delvis minste kvadraters diskriminantanalyse viste at pasienter i BD-gruppen klart kunne skilles fra de friske kontrollene i henhold til klassifiseringen av differensielt uttrykte proteiner (tilleggsfigur 7, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348). Berikelsen av sykdommer ved bruk av DisGeNET-plattformen (7) indikerte videre at disse differensielt uttrykte proteinene er signifikant assosiert med inflammasjon og autoimmune og vaskulære sykdommer, inkludert BD og vaskulitt (Figur 2E og tilleggstabell 9, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https ://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348). I vår bioinformatikkanalyse ved bruk av Cytoscape og CluGo ble følgende 8 biologiske hovedprosesser i BD identifisert: 1) komplementaktivering, 2) regulering av plasmalipoproteinpartikkelnivåer, 3) sårheling, 4) angiogenese, 5) leukocyttmediert immunitet, 6 ) peptidaseaktivitet, 7) positiv regulering av celleaktivering og 8) leukocyttmigrering (figur 2F og tilleggstabell 10, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348 ). Disse biologiske prosessene konvergerer til den patologiske mekanismen for betennelse og koagulasjon under utvikling av BD, der lipidprofilene og modifikasjonen ved oksidativt stress under betennelse fører til endoteldysfunksjon og vaskulære hendelser (8–11).

Konsekvent var den mest betydningsfulle veien fra KEGG-databasen (tilgjengelig på http://www.genome.ad.jp/kegg) komplement- og koagulasjonskaskader (Figur 3A), der 38 proteiner (P < 0.05 ) ble identifisert, inkludert 19 komplement (C) komponenter (C1QA, C1QB, C1QC, C1S, C2, C4B, C4b-bindende protein alfakjede [C4BPA], C5, C6, C7, C8 alfakjede, C8 betakjede, C8 gammakjede kjede [C8G], C9, komplementfaktor [CF] B, CFH, CFH-relatert protein 4 [CFHR4], CFI og komponentreseptor 1-lignende protein), 5 koagulasjonsfaktorer (F11, F12, F13B, F5 og F9 ), 4 koagulasjonsrelaterte proteiner (vevstype plasminogenaktivator [PLAT], protein C, antikoagulerende protein S [PROS1] og VWF), og 5 serpinfamilieproteiner (SERPINA1, SERPINC1, SERPIND1, SERPINF2 og SERPING1). Tjuefem proteiner i kaskaden var medisinerbare mål for terapeutisk behandling (figur 3B). Interessant nok overlappet de fleste proteiner inkludert i KEGG-banen og komplement- og koagulasjonskaskader med de som var involvert i de mest berikede biologiske prosessene for blodkoagulasjon/sårheling (Figur 3B og tilleggstabell 10, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1002/art.42348.). Flere patogene infeksjonsveier ble identifisert ved bruk av KEGG pathway-analyse i studien, inkludert Staphylococcus aureus-infeksjon, prionsykdom, kikhoste, humant papillomavirusinfeksjon, herpes simplex virus 1-infeksjon og virale proteininteraksjoner med cytokin og cytokinreseptor, som fremhever rollen til patogen infeksjon i BD (tilleggsfigur 8A, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology påhttps://nettbibliotek.

Figure 2. Proteins were differentially expressed between the BD patient and healthy control groups identified by DIA-MS and antibody microarray. A Volcano plot illustrating the proteins dysregulated in the BD patient versus healthy control groups. Significantly up-regulated and down regulated proteins (P < 0.05) are indicated as red and blue dots, respectively. B, Scatter plots showing the expression intensity of representative proteins in the plasma of BD patients and healthy controls. Symbols represent individual samples; horizontal lines indicate the median. C, Venn diagram comparing the number of differentially expressed proteins in patients with BD identified in our study with those identified in previous studies. D, Hierarchical clustering analysis of differentially expressed proteins (P < 0.01) between the BD and healthy control groups, where 88.6% of patients with BD and 95.5% of HCs were clustered. The dashed rectangular area indicates each group together with corresponding highly expressed proteins. E, Enrichment of diseases (derived from the DisGeNET platform) associated with dysregulated proteins in BD patients relative to healthy controls (log10 [q value] < −15). F, Significantly enriched biologic processes identified using differentially expressed proteins in BD patients relative to health controls (P < 0.05). * = P < 0.05; ** = P < 0.01; *** = P < 0.001; **** = P < 0.0001. GAS6 = growth arrest–specific 6; RETN = resistin; VWF = von Willebrand factor; SERPINA3 = serpin A3 (α1-antichymotrypsin); GPLD1 = glycosylphosphatidylinositol-specific phospholipase D1; ATRN = attractin (see Figure 1 for other definitions).

Figur 2. Proteiner ble forskjellig uttrykt mellom BD-pasienten og friske kontrollgrupper identifisert av DIA-MS og antistoffmikroarray. Et vulkanplott som illustrerer proteinene som er dysregulert i BD-pasienten versus friske kontrollgrupper. Signifikant oppregulerte og nedregulerte proteiner (P < 0.05) er angitt som henholdsvis røde og blå prikker. B, Spredningsplott som viser uttrykksintensiteten til representative proteiner i plasmaet til BD-pasienter og friske kontroller. Symboler representerer individuelle prøver; horisontale linjer indikerer medianen. C, Venn-diagram som sammenligner antall differensielt uttrykte proteiner hos pasienter med BD identifisert i vår studie med de som er identifisert i tidligere studier. D, Hierarkisk klyngeanalyse av differensielt uttrykte proteiner (P < 0.01) mellom BD- og friske kontrollgruppene, der 88,6 % av pasientene med BD og 95,5 % av HC-ene var gruppert. Det stiplede rektangulære området indikerer hver gruppe sammen med tilsvarende høyt uttrykte proteiner. E, Berikelse av sykdommer (avledet fra DisGeNET-plattformen) assosiert med dysregulerte proteiner hos BD-pasienter i forhold til friske kontroller (log10 [q-verdi] < -15). F, Betydelig berikede biologiske prosesser identifisert ved bruk av differensielt uttrykte proteiner hos BD-pasienter i forhold til helsekontroller (P < 0.05). *=P < 0,05; **=P < 0,01; ***=P < 0,001; ****=P < 0,0001. GAS6=vekststopp-spesifikk 6; RETN=resistin; VWF=von Willebrand-faktor; SERPINA3=serpin A3 (1-antichymotrypsin); GPLD1=glykosylfosfatidylinositol-spesifikk fosfolipase D1; ATRN=attractin (se figur 1 for andre definisjoner).

Figure 3. Signaling pathways associated with the pathogenesis of BD. A, Significantly enriched signaling pathways associated with differentially expressed proteins in BD patients relative to healthy controls identified used the KEGG and Reactome databases (P < 0.01). The red font indicates pathways related to blood coagulation and complement activation. B, Complement and coagulation cascades, identified using the KEGG database, showing the most significant associations with differentially expressed proteins in the BD patients relative to healthy controls. The signature proteins that can be targeted by known approved drugs are indicated. C and D, The significantly enriched protein domain (C) and the cellular components (D) identified by the significantly expressed proteins in BD patients relative to healthy controls (P < 0.01). In A, C, and D, bar lengths indicate log base 10 of the P value, and the numbers next to the bars indicate the number of proteins involved in each category. IGF = insulin-like growth factor; IGFBP = insulin-like growth factor binding protein; C = complement; ER = endoplasmic reticulum; ECM = extracellular matrix; CUB = complements C1r/C1s, Uegf, and Bmp1; EGF = epidermal growth factor; Up = up-regulated; Down = down-regulated (see Figure 1 for other definitions).


Figur 3. Signalveier assosiert med patogenesen til BD. A, Signifikant berikede signalveier assosiert med differensielt uttrykte proteiner hos BD-pasienter i forhold til friske kontroller som ble identifisert, brukte KEGG- og Reactome-databasene (P < 0.01). Den røde skriften indikerer veier relatert til blodkoagulasjon og komplementaktivering. B, Komplement- og koagulasjonskaskader, identifisert ved hjelp av KEGG-databasen, viser de mest signifikante assosiasjonene med differensielt uttrykte proteiner hos BD-pasientene i forhold til friske kontroller. Signaturproteinene som kan målrettes av kjente godkjente legemidler er indikert. C og D, det signifikant berikede proteindomenet (C) og de cellulære komponentene (D) identifisert av de signifikant uttrykte proteinene hos BD-pasienter i forhold til friske kontroller (P < 0,01). I A, C og D indikerer søylelengder logbase 10 av P-verdien, og tallene ved siden av søylene indikerer antall proteiner som er involvert i hver kategori. IGF=insulinlignende vekstfaktor; IGFBP=insulinlignende vekstfaktorbindende protein; C=komplement; ER=endoplasmatisk retikulum; ECM=ekstracellulær matrise; CUB=utfyller C1r/C1s, Uegf og Bmp1; EGF=epidermal vekstfaktor; Opp=oppregulert; Ned=nedregulert (se figur 1 for andre definisjoner).

wiley.com/doi/10.1002/art.42348) (12–17). KEGG-veien for Staphylococcus aureus-infeksjon som involverer 13 differensielt uttrykte proteiner (P < 0,05) ble betydelig beriket (noen av dem er markert i tilleggsfigur 8B), noe som impliserer rollen til Staphylococcus aureus-infeksjon i patogenesen av BD (18,19). Til slutt identifiserte berikelsesanalysen komplementdomener, inkludert domenet som er rikelig i komplementkontrollproteiner, Sushi repeat, membranangrepskomplekset/perforin, komplementkomponenten C1q-domenet og CUB-domenet (for komplementene C1r/C1s, Uegf og Bmp1 ) (Figur 3C). Den cellulære komponentanrikningsanalysen avslørte at de oppregulerte proteinene ble beriket i blant annet den kollagenholdige ekstracellulære matrisen, sekretorisk granulatlumen, blodplate-alfagranulat og plasmalipoproteinpartikkelen, men de nedregulerte proteinene ble hovedsakelig beriket i ekstracellulært rom og eksosom (figur 3D).

For å undersøke behandlingens påvirkning på plasmaproteiner, grupperte vi pasienter med BD i henhold til behandling med GC og immunsuppressiva. Pasienter med BD med eller uten behandling kunne tydelig skilles fra friske kontroller (tilleggsfigur 9A, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art. 42348). Analysen viste at de fleste biologiske prosesser som endret seg hos pasienter med BD som ble behandlet versus BD-pasienter som ikke ble behandlet med GCs og immunsuppressiva var relatert til reguleringen av immunologiske responser (tilleggsfigur 9B). Vi sammenlignet også det differensielle uttrykket av plasmaproteiner mellom BD-pasienter uten behandling og BD-pasienter som fikk GC og immunsuppressiv behandling. Resultatene identifiserte 68 differensielt uttrykte proteiner (P < 0,05) involvert i, for eksempel, regulering av plasmalipoproteinpartikkelnivåer og clearance og serintype endopeptidaseaktivitet (tilleggsfigur 10, tilgjengelig på Arthritis & Rheumatology-nettstedet på https:// onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348).

Proteomikklandskap til den orgeloppløste BD. BD er en svært heterogen sykdom med multiorganinvolvering, som viser seg med forskjellige fenotypiske manifestasjoner (tilleggstabell 1, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art .42348). Studier har forsøkt å underkategorisere BD basert på kliniske manifestasjoner (20–23). For å undersøke heterogenitet blant pasienter med BD basert på proteomikkdata, utførte vi uovervåket konsensusklynge på de 220 differensielt uttrykte proteinene (figur 4A). Hovedkomponentanalyse avslørte en distinkt separasjon av subtype I og subtype II fra subtype III (figur 4B). Subtype I-spesifikke proteiner er hovedsakelig involvert i blodkoagulering og komplementaktivering, subtype II-spesifikke proteiner er hovedsakelig involvert i glukose og protein-lipidmetabolisme, og subtype III-spesifikke proteiner deltar i den inflammatoriske responsen (Figur 4D og Supplerende Figur 11, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348). Selv om ingen statistisk signifikante forskjeller angående de kliniske egenskapene ble funnet blant de proteomikk-subtypede BD-gruppene, fant vi at subtype I og subtype II var like (Figur 4B), noe som var i samsvar med resultatene av hovedkomponentanalysen. Pasienter med BD med subtype I og subtype II hadde høyere prosentandeler av alvorlige symptomer, inkludert involvering av nervesystemet (13,8 % blant subtype I og 8,2 % blant subtype II versus 0 % blant subtype III) og vaskulær involvering (27,6 % blant subtype I og 22,4) % blant subtype II mot 0 % blant subtype III). Selv om pasienter med BD med subtype III hadde relativt milde til moderate symptomer, presenterte de en høyere prosentandel av hudlesjoner (87,5 % blant subtype III versus 51,7 % blant subtype I og 65,3 % blant subtype II) (Figur 4E, tilleggstabell) 11, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary. wiley.com/doi/10.1002/art.42348). Det er akkumulert bevis som viser endringer i flere biologiske prosesser under utvikling av BD, inkludert autoinflammasjon, redoksubalanse, metabolomiske endringer, dyslipidemi og koagulasjonsdysfunksjon (8,24–27). Derfor antyder resultatene våre at selv om BD-pasienter som tilhører subtype I og subtype II proteomikkgrupper har høyere BD-alvorlighetsgrad, kan de biologiske mekanismene for de 2 gruppene være forskjellige.

Cistanche deserticola-improve immunity (2)

cistanche planteøkende immunsystem

Vi utførte en klyngeanalyse av BD-kohorten basert på kliniske data (kjønn, alder, alvorlighetsgrad og kliniske manifestasjoner) ved å bruke en {{0}}trinnsklyngeanalyse (23). Som vist i figur 4E ble BD-pasientene klassifisert i 2 klynger (klynger 1 og 2), der pasientene ble kategorisert etter symptomer som orale sår, hudlesjoner, øyelesjoner og kjønnssår. BD-pasientene i klynge 1 hadde en signifikant høyere forekomst av artritt-fenotypen som involverte symptomer på artralgi (40,0 %) og gastrointestinal (8,9 %), vaskulær (48,9 %) og nervesysteminvolvering (22,2 %) sammenlignet med BD-pasientene i klynge 2. Deretter sammenlignet vi den kliniske og proteomiske klassifiseringen i samme BD-kohort. Resultatene indikerte at pasientene i proteomikk subtype I og II klassifikasjoner og i klinisk klynge 1 delte lignende kliniske egenskaper, med pasientene som viste multiorgan (dvs. gastrointestinal, vaskulær og nervesystem) involvering og høyere sykdomsgrad (Figur 4E). Omvendt viste pasientene i proteomikk-subtype III-klassifiseringen og i klinisk klynge 2 lignende kliniske egenskaper, uten at ingen viste gastrointestinal, vaskulær og nervesysteminvolvering. Disse funnene kan støttes ytterligere av ikke-biasiske hierarkiske klyngeanalyser (Figur 4F), der pasienter i proteomikk subtype III ble gruppert med klinisk klynge 2 og pasienter i proteomikk subtype I og II ble gruppert med klinisk klynge 1. Disse resultatene viser potensiell nytteverdi. av proteomikkklassifisering for å indikere BD-heterogenitet og alvorlighetsgrad. Den terapeutiske strategien for pasienter med BD er i stor grad avhengig av de kliniske egenskapene og organet som er involvert. Imidlertid er proteomikk-egenskapene til organoppløst BD ukjente.

Figure 4. Classification of BD patients using plasma proteomics and clinical variables. A, Heatmap of the consensus matrix showing co-occurring proportions of BD patients with each proteomics subtype. B, Principal components analysis of proteomics subtypes I, II, and III in BD patients, showing remarkable differences among clusters. C, Hierarchical clustering analysis of differentially expressed proteins (P < 0.05, average expression difference P > 0.2) in the 3 proteomics subtypes in BD patients. D, Functional groups of biologic processes according to the specific proteins related to the 3 subtypes. E, Distribution of demographic and clinical characteristics of the BD patients according to proteomics subtypes and clinical classification clusters. F, Distribution of each clinical characteristic according to proteomics subtypes and clinical classification clusters in the BD cohort, based on nonbiased hierarchical clustering analysis. See Figure 1 for definitions.

Figur 4. Klassifisering av BD-pasienter ved bruk av plasmaproteomikk og kliniske variabler. A, varmekart av konsensusmatrisen som viser samtidige proporsjoner av BD-pasienter med hver proteomikk-subtype. B, Hovedkomponentanalyse av proteomikk subtype I, II og III hos BD-pasienter, som viser bemerkelsesverdige forskjeller mellom klynger. C, Hierarkisk klyngeanalyse av differensielt uttrykte proteiner (P < 0.05, gjennomsnittlig ekspresjonsforskjell P > 0,2) i de 3 proteomikk-subtypene hos BD-pasienter. D, Funksjonelle grupper av biologiske prosesser i henhold til de spesifikke proteinene relatert til de 3 undertypene. E, Fordeling av demografiske og kliniske karakteristika til BD-pasientene i henhold til proteomikk-undertyper og kliniske klassifiseringsklynger. F, Fordeling av hver klinisk karakteristikk i henhold til proteomikk-subtyper og kliniske klassifiseringsklynger i BD-kohorten, basert på ikke-partisk hierarkisk klyngeanalyse. Se figur 1 for definisjoner.

Figure 5. Landscape mapping of organ-resolved BD using plasma proteomics. A, Proteomics landscape of organ-resolved BD. Left: Diagram illustrating the fold change in protein expression in BD patients relative to healthy controls according to phenotype. The 3 blocks represent, from left to right, healthy controls, BD patients without (wo) corresponding symptoms, and BD patients with corresponding symptoms. The color intensity of each block is proportional to the fold change in protein expression between the BD and healthy control groups. Red and blue indicate up-regulated and down-regulated proteins, respectively. Right, the biologic process associated with each differentially expressed protein, with gray intensity of squares indicating log10-based P value and number indicating the number of proteins involved in each category. B, Correlation (Pearson's or Spearman's) between the expression of hyaluronan-binding protein 2 (HABP2), tenascin C (TNC), and serpin A3 (α1-antichymotrypsin) (SERPINA3) and the severity scores of BD patients. Shading indicates 95% CI. C, Violin plots showing the intensity of expression of HABP2, TNC, and SERPINA3 versus disease severity in the healthy control and the mild, moderate, and severe BD groups. Symbols represent individual samples; the dotted red horizontal line indicates the median, with the top and bottom dotted black lines indicating the interquartile range. * = P < 0.05; ** = P < 0.01; *** = P < 0.001; **** = P < 0.0001. See Figure 1 for definitions.


Figur 5. Landskapskartlegging av organoppløst BD ved bruk av plasmaproteomikk. A, Proteomics landskap av orgel-løst BD. Venstre: Diagram som illustrerer foldendringen i proteinekspresjon hos BD-pasienter i forhold til friske kontroller i henhold til fenotype. De 3 blokkene representerer, fra venstre til høyre, friske kontroller, BD-pasienter uten (wo) tilsvarende symptomer, og BD-pasienter med tilsvarende symptomer. Fargeintensiteten til hver blokk er proporsjonal med foldendringen i proteinuttrykk mellom BD- og friske kontrollgruppene. Rødt og blått indikerer henholdsvis oppregulerte og nedregulerte proteiner. Høyre, den biologiske prosessen assosiert med hvert differensielt uttrykt protein, med grå intensitet av firkanter som indikerer log10-basert P-verdi og tall som indikerer antall proteiner involvert i hver kategori. B, Korrelasjon (Pearsons eller Spearmans) mellom uttrykket av hyaluronanbindende protein 2 (HABP2), tenascin C (TNC) og serpin A3 (1-antichymotrypsin) (SERPINA3) og alvorlighetsgraden til BD-pasienter. Skyggelegging indikerer 95 % CI. C, fiolinplott som viser intensiteten av uttrykk for HABP2, TNC og SERPINA3 versus alvorlighetsgraden av sykdommen i den friske kontrollen og de milde, moderate og alvorlige BD-gruppene. Symboler representerer individuelle prøver; den stiplede røde horisontale linjen indikerer medianen, med de øverste og nederste stiplede svarte linjene som indikerer interkvartilområdet. *=P < 0.{{20}}5; **=P < 0.01; ***=P < 0,001; ****=P < 0,0001. Se figur 1 for definisjoner.

Dermed identifiserte vi 58 proteiner spesifikt uttrykt i forskjellige grupper av pasienter med BD som viste forskjellige organfenotyper (Figur 5A). Vårt søk i DrugBank-databasen (tilgjengelig på https://go.drugbank.com/) viste at 26 proteiner, nemlig apolipoprotein A-IV, CFI, ceruloplasmin (CP), glutamatdehydrogenase 1 (GLUD1), hyaluronisk bindende protein 2 (HABP2), F5, SERPINC1, SERPINA3, transferrinreseptorprotein 1 (TFRC), VWF, SERPINF2, CD44, Fc-regionreseptor III-A, alaninaminotransferase 1, leukotrien A-4 hydrolase, proproteinconvertase subtilisin/kexin type 9, angiotensinogen, C8G, haptoglobin, peptidyl-prolyl cis-trans isomerase A, selenoprotein P, SERPIND1, SERPING1, C4BPA, lymfotoksin alfa, C4B og intertrypsin tung kjede 4, er mål for terapeutiske legemidler som brukes i klinikker eller i klinikker. (Tilleggstabell 12, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ 10.1002/art.42348.). Blant fenotypene er artrittfenotypen som involverer symptomer på artralgi beriket med de biologiske prosessene assosiert med autoimmunitet, inkludert regulering av humoral immunrespons mediert av sirkulerende immunglobuliner, regulering av B-celle-mediert immunitet og regulering av immunglobulin-mediert immunrespons. ; den gastrointestinale fenotypen er assosiert med reguleringen av komplementaktivering og B-celle-mediert immunitet; fenotypen som er involvert i hjertet er assosiert med cytokinreseptoraktiviteten, regulering av kollagenmetabolske prosessen og demontering av ekstracellulær matrise; epididymitt-fenotypen er assosiert med akuttfaseresponsen; og hudlesjonsfenotypen er assosiert med endopeptidasehemmeraktivitet av serintype, blodkoagulasjon, humoral immunrespons mediert av sirkulerende immunglobulin og andre prosesser (Figur 5A og tilleggstabell 13, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary .wiley.com/doi/ 10.1002/art.42348).

Den vaskulære fenotypen har det største antallet differensielt uttrykte proteiner, inkludert GLUD1, tenascin C (TNC), XC-motiv kjemokinligand 2, epidermal vekstfaktor som inneholder fibulin ekstracellulært matriseprotein 1, HABP2, F5, ATRN, SERPINC1, GPLD1, insulinlignende vekstfaktorbindende protein 6, lektinmannosebindende 2, SEPRINA3, TFRC, VWF, SERPINF2 og ribonuklease A-familiemedlem 4 (figur 5A). Bioinformatikkanalysen viste videre at disse differensielt uttrykte proteinene er involvert i blodplatedegranulering, blodkoagulering, posttranslasjonell proteinfosforylering, serintype endopeptidasehemmeraktivitet og akutt inflammatorisk respons, blant andre funksjoner. Alle disse resultatene demonstrerer proteomikklandskapet til organløst BD, hvorfra personlig medisinering kunne utvikles for målproteinene i hver organfenotype.

Desert ginseng-Improve immunity (21)

cistanche fordeler for menn styrker immunforsvaret

Identification of plasma proteins related to BD severity. Among the 220 unique differentially expressed proteins (P < 0.05), 28 were positively correlated with the severity of BD (Figures 5B and 5C and Supplementary Figure 12, available on the Arthritis & Rheumatology website at https://onlinelibrary. wiley.com/doi/10.1002/art.42348). Seven proteins displayed a linear correlation with the severity score, namely, TNC, HABP2, SERPINA3, F5, ATRN, C4B, and CFH (Figure 5B and Supplementary Figure 12A). The expression of these 7 proteins was up-regulated in the severe BD group compared with the mild and moderate BD groups and the healthy control group, as indicated in the scatter plot in Figure 5C (see also Supplementary Figure 12A). Next, we selected and validated 7 protein candidates (TNC, HABP2, SERPINA3, ATRN, C4BPA, GPLD1, and C5) in an independent cohort composed of 108 patients with BD and 29 healthy controls by using quantitative ELISA (Supplementary Table 3, available at https://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348). The reproducibility of the ELISA for the validation of plasma proteins was >0.9 (tilleggsfigur 13, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ art.42348). De forhøyede plasmanivåene av HABP2, TNC og SERPINA3 ble bekreftet i BD-gruppen sammenlignet med den friske kontrollgruppen (Figur 6A), så vel som deres korrelasjon med sykdommens alvorlighetsgrad (Figur 6B og 6C). Vi sammenlignet også uttrykket av HABP2, vurdert ved bruk av ELISA, mellom BD-pasienter (n=39) og kontrollgrupper av pasienter med Takayasu-arteritt (n=8) og friske kontroller (n=10 ) (Tilleggsfigur 14 og tilleggstabell 5, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https:// onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348.). Resultatene indikerte at HABP2-konsentrasjonen var signifikant høyere i BD-gruppen enn konsentrasjonen i Takayasu-arteritt- og friske kontrollgruppene (tilleggsfigur 14), noe som indikerer spesifisiteten til HABP2 som en potensiell biomarkør for BD-diagnose.

I følge Krauses alvorlighetsgrad har vaskulære symptomer maksimal vekt. Derfor delte vi pasientene inn i vaskulære BD- og ikke-vaskulære BD-grupper i henhold til tilstedeværelsen av venøs trombose, arteriell stenose, okklusjon, dilatasjon eller aneurisme (tilleggstabell 4, tilgjengelig på https://onlinelibrary. wiley.com/doi/1 0.10{{20}}2/art.42348). Vi sammenlignet ekspresjonsnivåene til HABP2, TNC og SERPINA3 blant de vaskulære BD, den ikke-vaskulære BD og de friske kontrollgruppene. Resultatene viste at de 3 proteinene var signifikant oppregulert i den vaskulære BD-gruppen (Figur 6D). Mottakerdriftskarakteristisk kurveanalyse for HABP2, TNC og SERPINA3 ble også utført, der cutoff, sensitivitet og spesifisitet ble bestemt (tilleggstabell 14, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/1{{24 }}.1002/art. 42348.). Resultatene indikerte at HABP2 (areal under kurven [AUC] 0,68, sensitivitet 0,69 og spesifisitet 0,69) og TNC (AUC 0,71, sensitivitet 0,58 og spesifisitet 0,77) kan skille vaskulær fra ikke-vaskulær BD. Nivåene av de 3 biomarkørene ble sammenlignet mellom pasienter med inaktiv og aktiv vaskulær BD. Resultatene viste at ekspresjonsnivåene til HABP2, TNC og SERPINA3 var konsekvent høyere hos pasienter med BD uavhengig av vaskulær BD-aktivitet (tilleggsfigur 15, tilgjengelig på nettstedet Arthritis & Rheumatology på https://onlinelibrary.wiley.com/doi /10.1002/art.42348).

Figure 6. Validation of the vascular BD biomarkers as assessed by ELISA in the independent cohort. A, C, and D, Plasma concentrations (Conc) of hyaluronan-binding protein 2 (HABP2), tenascin C (TNC), and serpin A3 (α1-antichymotrypsin) (SERPINA3) in the healthy control group versus all BD patients (A), versus BD patients in the mild, moderate, and severe disease groups (C), and versus nonvascular BD (N-VBD) and vascular BD (VBD) patients (D). B, Correlation (Pearson's or Spearman's) between the HABP2, TNC, and SERPINA3 concentrations and BD severity scores. Shading indicates 95% CI. * = P < 0.05; ** = P < 0.01; *** = P < 0.001; **** = P < 0.0001. See Figure 1 for definitions.


Figur 6. Validering av de vaskulære BD-biomarkørene vurdert ved ELISA i den uavhengige kohorten. A, C og D, Plasmakonsentrasjoner (Conc) av hyaluronanbindende protein 2 (HABP2), tenascin C (TNC) og serpin A3 (1-antichymotrypsin) (SERPINA3) i den friske kontrollgruppen versus alle BD pasienter (A), versus BD-pasienter i gruppene med mild, moderat og alvorlig sykdom (C), og versus ikke-vaskulær BD (N-VBD) og vaskulær BD (VBD) pasienter (D). B, Korrelasjon (Pearsons eller Spearmans) mellom HABP2-, TNC- og SERPINA3-konsentrasjonene og BD-alvorlighetsskårene. Skyggelegging indikerer 95 % CI. *=P < 0.05; **=P < 0.01; ***=P < 0,001; ****=P < 0,0001. Se figur 1 for definisjoner.

Korrelasjonsanalyse mellom plasmaproteiner, Behçet's Disease Current Activity Form score og kliniske data. HABP2, TNC og SERPINA3 viste forhøyede nivåer i den aktive BD-gruppen sammenlignet med de inaktive BD- og friske kontrollgruppene (P < 0.001) (Supplerende figur 16A, tilgjengelig på Arthritis & Rheumatology nettstedet på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/art.42348). Nivået av SERPINA3 ble forhøyet i grupper med høye BDCAF-score (tilleggsfigur 16B). I pasienter med BD var dessuten nivåene av SERPINA3- og BDCAF-skåre positivt korrelert (r=0.39, p=0.0036), mens nivåene av HABP2 og TNC ikke viste noen positiv korrelasjon med BDCAF scorer. Vi analyserte videre korrelasjonen mellom pasientplasmanivåer og kliniske data (tilleggsfigur 17A og tilleggstabell 15, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley.com/doi/ 10.1002/art.42348.). En korrelasjonskoeffisient på r > 0,3 ble uthevet i akkordplottet. Representative spredningsplott er vist i tilleggsfigurer S17B–G. Resultatene viste at HABP2-, TNC- og SERPINA3-nivåer var positivt korrelert med C-reaktivt proteinnivå, nøytrofiltall, røde blodlegemers distribusjonsbredde, nøytrofil-til-lymfocyttforhold, blodplateantall og blodplatefordelingsbredde. Alle disse resultatene viser at HABP2, TNC og SERPINA3 er funksjonelt assosiert med betennelse, endotelfunksjon og blodplateaktivering og kan tjene som biomarkører for å indikere alvorlighetsgraden og aktiviteten til BD, som bør valideres i en annen klinisk kohort i fremtiden .

DISKUSJON

BD er en systemisk vaskulitt med en heterogen klinisk presentasjon som gjenspeiler de forskjellige patogene mekanismene som er ansvarlige for å indusere betennelse i arterier og vener av alle størrelser i menneskelige vev og organer. I denne studien identifiserte vi et stort sett av dysregulerte proteiner (n=220) i BD-pasientgruppen som deltar i forskjellige biologiske prosesser, og vi brukte bioinformatikkanalyse for å bestemme immun-betennelsesinteraksjonen, tilstedeværelsen av trombose og den patologiske rollen mediert av komplementsystemet i BD. KEGG-analysen avslørte videre assosiasjonen til BD med komplement- og koagulasjonskaskadene og bakteriell infeksjon. Komplementsystemet medierer den medfødte immuniteten og betennelsen for å forsvare seg mot patogener ved degranulering, kjemotaksi, fagocytose, B-cellereseptorsignalvei og cellelyse av membranangrepskomplekset, mens koagulasjonskaskadene er involvert i anti-inflammatorisk respons, vasodilatasjon, økt endotelpermeabilitet og blodplateaktivering. Ved å bruke assosiasjonsdata for hele genomet, viste Bakir-Gungor et al at komplement- og koagulasjonskaskadene er 1 av de 6 delte veiene mellom tyrkiske og japanske BD-pasienter, noe som støtter resultatene våre fra den genetiske bakgrunnen og demonstrerer den inflammatoriske mekanismen og vaskulopati/ trombofili i BD-patogenesen (28). Leukocytt-mediert immunitet, positiv regulering av celleaktivering og leukocyttmigrering viser de aktive immun- og betennelsesresponsene i BD. Nøytrofiler aktiveres for å produsere frie oksygenradikaler og ekstracellulære nøytrofile feller, noe som forårsaker inflammatorisk skade i vaskulære endotelceller, venøs trombose og aneurismer. Reaktive oksygenarter produsert av aktive nøytrofiler kan også forårsake oksidasjon og modifisering av lipider og lipoproteiner, spesielt lavdensitetslipoprotein, som vist med økt lipidperoksidasjon (9,11), som følgelig øker kardiovaskulær risiko (9,10) og i snu, øker inflammatorisk respons (10). Denne hendelsen er i samsvar med de biologiske prosessene for regulering av plasmalipoproteinpartikkelnivåer og protein-lipidkompleksremodellering observert i vår studie. Bevis fra vår studie stemmer overens med funnene fra Emmi et al som kobler leukocyttreaktive oksygenarter og plasmalipidperoksidasjon (8).

Konsensusklyngeanalyse ved bruk av proteomikk avslørte heterogeniteten til pasienter med BD. Pasienter med subtype I hadde mer alvorlige symptomer, som kan være assosiert med den aktive biologiske prosessen med blodkoagulasjon og komplementaktivering. Derimot hadde pasienter med subtype III relativt milde symptomer, og den inflammatoriske responsen kan være den viktigste patologiske prosessen i denne undergruppen. Videre identifiserte vi proteomikkkarakteristikkene til pasientene med BD med ulik organinvolvering. Våre bioinformatikkanalyser illustrerer effektivt funksjonene til proteinfunksjonene til hver organfenotype, som eksemplifisert ved assosiasjonen mellom autoimmunitet og artrittfenotypen med symptomer på artralgi (29–31). Store vaskulære hendelser, okulære lesjoner og nevrologisk involvering er de viktigste årsakene til sykelighet og dødelighet (16). Behandling av BD avhenger av typen organ som er involvert og alvorlighetsgraden av sykdommen i det organsystemet. Men så langt vi vet, er ingen målrettet terapi for BD tilgjengelig til dags dato. Resultatene våre antyder at de diagnostiske prosedyrene og terapeutikkene for hver organ-løst BD kan variere på grunn av heterogeniteten til patogene mekanismer. Noen nøkkelproteiner kan være medisinerbare mål for fenotyper, inkludert gastrointestinale, nevrale, okulære, ledd- og vaskulære lesjoner.

Andelen pasienter med vaskulær BD blant ulike raser og etnisiteter varierer fra 7,7 % til 43 % (32); sykdommen er nesten alltid assosiert med høyrisiko arteriovenøs trombose og/eller aneurisme, høy alvorlighetsgrad av sykdommen og en kumulativ 5-års-residivrate på 38,4 % (33). Immuniteten og betennelsesfaktorene anses å bidra til vaskulær involvering og manifestasjoner ved BD. Skader på endotelceller er kjent for å resultere i en tendens til trombotisk risiko (34). Videre kan svekkede karvegger etter fibrose føre til svekkede arterielle vegger og utvidelse av karvegger med påfølgende aneurismer (35,36). Uregelmessigheter, innsnevring og okklusjon kan også induseres under akutt inflammasjon og etter fibrose (37), mens kronisk inflammasjon fremmer de dysfunksjonelle vasodilatatoriske egenskapene til endotelet ytterligere (38). HABP2, også kalt faktor VII-aktiverende protease, ble opprinnelig oppdaget gjennom sin evne til å binde seg til hyaluronsyre, en glykosaminoglykan som har en rolle i endotelcellebarriereregulering (39), og er involvert i blodkoagulasjon og fibrinolyse (40). Tidligere studier har rapportert at HABP2 kan aktivere betennelse, apoptose og cellevekst i vaskulære glatte muskel- og endotelceller (41–43) og kan tjene som en regulator av vaskulær integritet og permeabilitet gjennom de proteaseaktiverte reseptorene (PAR; lik trombin). )/RhoA/Rho-assosiert proteinkinase (ROCK) signalvei (44). Demping (ved bruk av lite interfererende RNA) av HABP2 eller PAR/RhoA/ROCK hemmer HABP2-mediert endotelcellebarriereforstyrrelse (44). TNC er et proinflammatorisk ekstracellulært matriksglykoprotein som bidrar til plakkdannelse og -ruptur ved å aktivere blodplater eller nedregulere vevsplasminogenaktivatoren (45). Serum-TNC-nivåer har blitt korrelert med alvorlighetsgraden av aterosklerose (46), og forbigående TNC-uttrykk har vist seg å være oppregulert under vaskulær skade, men fjernet etter at reparasjonen var fullført (45).

SERPINA3, også kjent som 1-antikymotrypsin, hemmer flere serinproteaser, spesielt katepsin G (47). I tillegg til inflammatoriske celler, kan mindre kontraktile glatte muskelceller dedifferensieres til en makrofaglignende fenotype, som også kan være kilden til cytokiner og SERPINA3 på stedet for karveggskade (48). Tidligere studier har indikert at den aktive rollen til SERPINA3 i negativ regulering av spredningen av vaskulære glatte muskelceller (49) eller hemming av nøytrofilakkumulering (47) kan være prediktiv for forekomsten av uønskede kardiovaskulære hendelser. Hvorvidt SERPINA3 spiller en rolle under patogenesen av vaskulitt hos pasienter med BD eller er et produkt av den patogene prosessen er fortsatt uklart. Spesielt er HABP2-medikamentet hyaluronsyre en anionisk, ikke-sulfatert glykosaminoglykan som viser anti-inflammatorisk, sårreparasjon, vevsregenerering og andre viktige egenskaper; hyaluronsyre har blitt undersøkt innen kreft, oftalmologi, artrologi, pneumologi, rhinologi og urologibehandling og for annen bruk (50). Det er flere små molekyler (sinkacetat, sinksulfat, sink, sinkklorid) rettet mot SERPINA3 (tilleggstabell 12, tilgjengelig på https://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/art.42348). Disse resultatene viser at biomarkørene identifisert i vårt arbeid også kan tjene som mål i utviklingen av nye terapier for BD-pasienter. Vår studie har flere begrensninger. For det første var antallet plasmaprøver begrenset; biomarkørene identifisert i vår studie bør valideres i en annen og større kohort med forskjellige autoinflammatoriske og autoimmune sykdommer som kontroller. For det andre må resultatene verifiseres i kohorter av BD-pasienter som er naive til behandling. For det tredje bør de biologiske funksjonene til biomarkørproteinene i BD-patogenesen undersøkes i fremtidige studier ved bruk av celle- og dyremodeller.

Til sammen er dette, så vidt vi vet, den første studien som omfattende analyserer proteomikkkarakteristikkene til organoppløst BD. Resultatene gir grunnleggende innsikt i heterogeniteten og patogenesen til BD og fremhever plasmaproteiner (HABP2, TNC og SERPINA3) som potensielle biomarkører for fremtidig klinisk vurdering og behandling av vaskulær BD.

REFERANSER

1. Bas¸ Y, Seçkin HY, Kalkan G, et al. Undersøkelse av Behçets sykdom og tilbakevendende aftøs stomatittfrekvens: den høyeste prevalensen i Tyrkia. Balkan Med J 2016;33:390–5.

2. Lee HJ, Kim JH, Kim SW, et al. Proteomisk analyse av serumamyloid som en potensiell markør i tarm Behçets sykdom. Dig Dis Sci 2017;62:1953–62.

3. Lopalco G, Lucherini OM, Lopalco A, et al. Cytokinsignaturer ved mukokutan og okulær Behçets sykdom. Front Immunol 2017; 8:200.

4. Xu M, Deng J, Xu K, et al. Dybde serumproteomikk avslører biomarkører for psoriasis alvorlighetsgrad og respons på tradisjonell kinesisk medisin. Theranostics 2019;9:2475–88.

5. Geyer PE, Voytik E, Treit PV, et al. Plasmaproteomprofilering for å oppdage og unngå prøverelaterte skjevheter i biomarkørstudier. EMBO Mol Med 2019;11:e10427.

6. Mao L, Dong H, Yang P, et al. MALDI-TOF/TOF-MS avslører forhøyet serumhaptoglobin og amyloid A ved Behcets sykdom. J Proteome Res 2008;7:4500–7.

7. Piñero J, Ramírez-Anguita JM, Saüch-Pitarch J, et al. DisGeNET kunnskapsplattform for sykdomsgenomikk: 2019-oppdatering. Nucleic Acids Res 2020;48:D845–55.

8. Emmi G, Bagni G, Lastraioli E, et al. En unik sirkulerende miRNA-profil fremhever trombobetennelse i Behçets syndrom. Ann Rheum Dis 2022;81:386–97.

9. Orem A, Yandi YE, Vanizor B, et al. Evaluering av autoantistoffer mot oksidativt modifisert lavdensitetslipoprotein (LDL), mottakelighet av LDL for oksidasjon, serumlipider og lipidhydroperoksidnivåer, total antioksidantstatus, antioksidantenzymaktiviteter og endoteldysfunksjon hos pasienter med Behçets sykdom. Clin Biochem 2002; 35:217–24.

10. Kayatas K, Karatoprak C, Cebeci F, et al. Tilstedeværelse av lave lipidnivåer hos pasienter med Behcets sykdom som en beskytter mot aterosklerose. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2013;17:2330–4.

11. Buldanlioglu S, Turkmen S, Ayabakan HB, et al. Nitrogenoksid, lipidperoksidasjon og antioksidantforsvarssystem hos pasienter med aktiv eller inaktiv Behçets sykdom. Br J Dermatol 2005;153:526–30.

12. Cho SB, Zheng Z, Ahn KJ, et al. Serum IgA-reaktivitet mot GroEL av Streptococcus sanguinis og humant heterogent kjernefysisk ribonukleoprotein A2/B1 hos pasienter med Behçets sykdom. Br J Dermatol 2013;168:977–83.

13. Zheng Z, Sohn S, Ahn KJ, et al. Serumreaktivitet mot herpes simplex-virus type 1 UL48-protein hos Behçets sykdomspasienter og en Behçets sykdomslignende musemodell. Acta Derm Venereol 2015;95:952–8.

14. Lule S, Colpak AI, Balci-Peynircioglu B, et al. Behçets sykdomsserum er immunreaktivt mot nevrotrådmedium som deler felles epitoper med bakteriell HSP-65, en antatt utløser. J Autoimmun 2017;84: 87–96.

15. Tong B, Liu X, Xiao J, et al. Immunopatogenese av Behcets sykdom. Front Immunol 2019;10:665.

16. Greco A, De Virgilio A, Ralli M, et al. Behçets sykdom: ny innsikt i patofysiologi, kliniske funksjoner og behandlingsalternativer. Autoimmun Rev 2018;17:567–75.

17. Marta M, Santos E, Coutinho E, et al. Rollen til infeksjoner i Behçets sykdom og neuro-Behçet syndrom. Autoimmun Rev 2015;14: 609–15.

18. Hatemi G, Bahar H, Uysal S, et al. De pustuløse hudlesjonene ved Behcets syndrom er ikke sterile. Ann Rheum Dis 2004;63:1450–2.

19. Galeone M, Colucci R, D'Erme AM, et al. Potensiell smittsom etiologi av Behçets sykdom. Patholog Res Int 2012;2012:595380.

20. Karaca M, Hatemi G, Sut N, et al. Den papulopustulære lesjon/artritt-klyngen av Behçets syndrom klynger seg også i familier. Rheumatology (Oxford) 2012;51:1053–60.

21. Tascilar K, Melikoglu M, Ugurlu S, et al. Vaskulær involvering i Behçets syndrom: en retrospektiv analyse av assosiasjoner og tidsforløpet. Rheumatology (Oxford) 2014;53:2018–22.

22. Zou J, Luo JF, Shen Y, et al. Klyngeanalyse av fenotyper av pasienter med Behçets syndrom: en stor kohortstudie fra et henvisningssenter i Kina. Arthritis Res Ther 2021;23:45.

23. Soejima Y, Kirino Y, Takeno M, et al. Endringer i andelen kliniske klynger bidrar til den fenotypiske utviklingen av Behçets sykdom i Japan. Arthritis Res Ther 2021;23:49.

24. Leiba M, Seligsohn U, Sidi Y, et al. Trombofile faktorer er ikke den viktigste årsaken til trombose ved Behçets sykdom. Ann Rheum Dis 2004;63:1445–9.

25. Becatti M, Emmi G, Silvestri E, et al. Nøytrofilaktivering fremmer fibrinogenoksidasjon og trombedannelse ved Behçets sykdom. Opplag 2016;133:302–11.

26. Zheng W, Wu X, Goudarzi M, et al. Metabolomiske endringer assosiert med Behçets sykdom. Arthritis Res Ther 2018;20:214.

27. Xu J, Su G, Huang X, et al. Metabolomisk analyse av kammervann identifiserer avvikende aminosyre- og fettsyremetabolisme i VogtKoyanagi-Harada og Behcets sykdom. Front Immunol 2021;12: 587393.

28. Bakir-Gungor B, Remmers EF, Meguro A, et al. Identifisering av mulige patogene veier i Behçets sykdom ved bruk av genomomfattende assosiasjonsstudiedata fra to forskjellige populasjoner. Eur J Hum Genet 2015;23:678–87.

29. Tong D, Lönnblom E, Yau AC, et al. En delt epitop av kollagen type XI og type II gjenkjennes av patogene antistoffer hos mus og mennesker med leddgikt. Front Immunol 2018;9:451.

30. Durlik-Popinska K, _ Zarnowiec P, Lechowicz Ł, et al. Antistoffer isolert fra pasienter med revmatoid artritt mot lysinholdig Proteus mirabilis O3 (S1959) lipopolysakkarid kan reagere med kollagen type I. Int J Mol Sci 2020;21:9635.

31. Jung JH, Han KD, Lee YB et al. Behçets sykdom er assosiert med multippel sklerose og revmatoid artritt: en koreansk befolkningsbasert studie. Dermatologi 2021:1–6.

32. Düzgün N, Ates¸ A, Aydintug OT, et al. Kjennetegn på vaskulær involvering i Behçets sykdom. Scand J Rheumatol 2006;35:65–8.

33. Tascilar K, Melikoglu M, Ugurlu S, et al. Vaskulær involvering i Behçets syndrom: en retrospektiv analyse av assosiasjoner og tidsforløpet. Rheumatology (Oxford) 2014;53:2018–22.

34. Le Joncour A, Martos R, Loyau S, et al. Den kritiske rollen til nøytrofile ekstracellulære feller (NET) hos pasienter med Behcets sykdom. Ann Rheum Dis 2019;78:1274–82.

35. Al-Basheer M, Hadadin F. Aneurismedannende type av vaskulær-Behcets sykdom. Heart Lung Circ 2007;16:407–9.

36. Chambers JC, Haskard DO, Kooner JS. Vaskulær endotelfunksjon og oksidative stressmekanismer hos pasienter med Behçets syndrom. J Am Coll Cardiol 2001;37:517–20.

37. Demirtürk OS, Tünel HS, Alemdaroglu U. Vaskulære manifestasjoner av Behçets sykdom. I: Gonul M, Kartal S, redaktører. Behcets sykdom. London: IntechOpen; 2017.

38. Aksu K, Donmez A, Keser G. Inflammasjonsindusert trombose: mekanismer, sykdomsassosiasjoner og behandling. Curr Pharm Des 2012;18:1478–93.

39. Choi-Miura NH, Tobe T, Sumiya J, et al. Rensing og karakterisering av et nytt hyaluronan-bindende protein (PHBP) fra humant plasma: det har tre EGF-er, en kringle og et serinproteasedomene, som ligner på hepatocyttvekstfaktoraktivator. J Biochem 1996;119:1157-65.

40. Kanse SM, Parahuleva M, Muhl L, et al. Faktor VII-aktiverende protease (FSAP): vaskulære funksjoner og rolle i aterosklerose. Thromb Haemost 2008;99:286–9.

41. Byskov K, Boettger T, Ruehle PF, et al. Faktor VII-aktiverende protease (FSAP) regulerer ekspresjonen av inflammatoriske gener i vaskulære glatte muskler og endotelceller. Aterosklerose 2017;265: 133–9.

42. Parahuleva MS, Maj R, Hölschermann H, et al. Regulering av monocytt/makrofagfunksjon ved faktor VII-aktiverende protease (FSAP). Aterosklerose 2013;230:365–72.

43. Kannemeier C, Al-Fakhri N, Preissner KT et al. Faktor VII-aktiverende protease (FSAP) hemmer vekstfaktormediert celleproliferasjon og migrasjon av vaskulære glatte muskelceller. FASEB J 2004;18: 728–30.

44. Mambetsariev N, Mirzapoiazova T, Mambetsariev B, et al. Hyaluronsyrebindende protein 2 er en ny regulator av vaskulær integritet. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2010;30:483–90.

45. Midwood KS, Husset T, Langlois B, et al. Fremskritt innen tenascin-C biologi. Cell Mol Life Sci 2011;68:3175–99.

46. ​​Gao W, Li J, Ni H, et al. Tenascin C: en potensiell biomarkør for å forutsi alvorlighetsgraden av koronar aterosklerose. J Atheroscler Thromb 2019;26:31–8.

47. Sanchez-Navarro A, Gonzalez-Soria I, Caldiño-Bohn R, et al. Et integrerende syn på serpiner i helse og sykdom: bidraget til SerpinA3. Am J Physiol Cell Physiol 2021;320:C106–18.

48. Sorokin V, Woo CC. Rollen til Serpina3 i vaskulær biologi. Int J Cardiol 2020;304:154–5.

49. Qian LL, Ji JJ, Guo JQ, et al. Beskyttende rolle til serpina3c som en ny trombinhemmer mot aterosklerose hos mus. Clin Sci (Lond) 2021;135:447–63.

50. Fallacara A, Baldini E, Manfredini S, et al. Hyaluronsyre i det tredje årtusen. Polymers (Basel) 2018;10.


Du kommer kanskje også til å like