利用串联质谱标记技术识别接受褪黑素治疗的慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征的蛋白质组学标志物

《Current Urology》：Identification of proteomic markers of chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome treated with melatonin using a tandem mass tag approach

　　本研究通过TMT蛋白质组学分析，发现褪黑素能显著缓解实验性自身免疫性前列腺炎（EAP）小鼠的炎症反应，降低IL-1β、IL-17等炎症因子水平。关键差异蛋白包括线粒体肌酸激酶1（Ckmt1）和gap连接蛋白β-1（Gjb1），其表达变化与免疫抑制、炎症趋化及能量代谢相关。Western blot验证显示褪黑素通过调控Ckmt1和Gjb1表达抑制炎症。该研究为褪黑素治疗慢性前列腺炎提供了分子机制依据。

　　慢性前列腺炎（CP）/慢性盆腔疼痛综合征（CPPS）是年轻和中年男性中最常见的泌尿系统疾病之一。这类疾病通常表现为慢性盆腔疼痛和排尿症状，且与细菌感染无关。由于现有治疗方法的效果并不理想，因此，探索更有效的治疗策略具有重要意义。近年来，研究发现褪黑素（Melatonin）在多种炎症相关疾病中具有潜在的抗炎作用，包括通过调控沉默信息调节因子1（Sirt1）来抑制非肥胖糖尿病样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）炎症小体的激活。然而，褪黑素在CP/CPPS治疗中具体影响的蛋白质及其分子机制尚未完全明确。

为了深入研究褪黑素对CP/CPPS的影响，本研究采用了一种基于串联质谱标记（TMT）的蛋白质组学方法。TMT是一种用于高通量和深度蛋白质组分析的同位素标记技术，结合液相色谱和质谱分析，能够高效地对不同样本中的蛋白质进行定量分析。该方法具有高标记率、高结果可重复性、高样本处理效率以及显著降低实验系统误差等优势。通过TMT蛋白质组学分析，研究人员成功鉴定了5910种蛋白质，其中超过85%的蛋白质具有定量信息。这表明，TMT技术在揭示褪黑素对CP/CPPS治疗中涉及的蛋白质变化方面具有高度的准确性和可靠性。

研究发现，EAP（实验性自身免疫性前列腺炎）模型与对照组之间有53种差异表达蛋白（DEPs），而EAP-Mel（褪黑素治疗的EAP）模型与EAP组之间则有22种DEPs。通过生物信息学分析，研究人员发现这些DEPs主要与免疫抑制、炎症趋化和能量代谢信号通路有关。这些发现为理解褪黑素如何减轻CP/CPPS提供了新的视角。此外，Western blot分析进一步验证了某些关键蛋白的表达变化，包括线粒体肌酸激酶1（Ckmt1）和连接蛋白β-1（Gjb1）。这些蛋白的表达水平在褪黑素处理后显著变化，表明它们可能是褪黑素发挥抗炎作用的重要靶点。

从功能角度来看，Ckmt1在线粒体能量合成和转移中起着关键作用，特别是在高能量需求或能量代谢异常的细胞中。研究表明，Ckmt1的异常表达可能导致线粒体去极化和细胞凋亡，而褪黑素的治疗可以显著降低其表达水平，从而减轻炎症反应。同时，褪黑素可能通过激活过氧化物酶增殖体激活受体γ共激活因子1α/核因子红系2相关因子2（Nrf2）通路，减少线粒体损伤，进而缓解炎症。另一方面，Gjb1是一种32 kDa的连接蛋白，广泛表达于前列腺和胰腺等极化和分化的细胞中。它在细胞间粘附和通讯中发挥重要作用，而Gjb1的表达水平与前列腺炎的严重程度呈负相关，表明其在维持细胞稳态和防止炎症过程中可能具有关键作用。

研究还发现，Stau1（Staufen同源蛋白1）是一种双链RNA结合蛋白，参与细胞增殖、分化、迁移、凋亡、自噬和应激反应等多种细胞过程。在EAP模型中，Stau1的表达水平显著升高，而褪黑素的治疗可以显著降低其表达，从而减少炎症反应。此外，Tfcp2（α-珠蛋白转录因子CP2）作为转录因子家族的一员，在哺乳动物及其他动物中具有广泛的生理功能。其表达水平的增加可能与褪黑素减轻CPPS的抗凋亡效应有关。

研究结果还表明，Haptoglobin（Hp）在EAP模型中具有最高的表达水平，这可能与其在炎症、癌症发展和某些生理过程中的作用有关。Hp具有抗氧化和抗菌特性，能够抑制病毒凝集和前列腺素H合成酶的活性，从而在免疫系统调节中发挥重要作用。此外，Ighg1和Iglc2在EAP组中表达显著升高，提示这些蛋白可能与自身免疫性炎症有关。

通过生物信息学分析，研究人员还发现，EAP组中蛋白质的富集主要涉及免疫抑制、炎症趋化和能量代谢等信号通路，而EAP-Mel组中则表现出不同的富集模式。这些发现表明，褪黑素可能通过调控这些通路来减轻炎症反应，从而改善CP/CPPS症状。

综上所述，本研究通过TMT蛋白质组学方法揭示了褪黑素在减轻CP/CPPS相关炎症中的作用及其可能的分子机制。研究发现，褪黑素能够显著降低炎症相关蛋白的表达，如IFN-γ、IL-1β和IL-17，并促进某些关键蛋白如Ckmt1和Gjb1的表达变化。这些蛋白的表达水平变化与褪黑素的抗炎作用密切相关，提示其在治疗CP/CPPS中可能具有重要的应用价值。然而，研究仍存在一定的局限性，例如，目前的研究主要基于动物模型，缺乏对人类样本的直接验证，因此，未来需要进一步开展临床研究以验证这些发现的适用性和有效性。此外，由于CP/CPPS具有复发性，现有的治疗方法往往难以达到理想的治疗效果，因此，探索更有效的治疗策略对于改善患者生活质量至关重要。本研究为理解褪黑素的抗炎机制提供了新的方向，并可能为开发新的治疗方案奠定基础。