大肠杆菌Escherichiacoli、金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus和白色念球菌Candidaalbicans是常见的腹腔感染的微生物。本研究通过将一定浓度的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌菌液分别注射到大鼠的腹腔建立3种腹腔感染模型,对注射后0、12、36、72h的尿液进行非标记定量蛋白组学分析,探究3种模型尿液蛋白组的变化情况并进行比较。
雄性Wistar大鼠8只,体重140–160g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,所有动物在标准环境中(室温(22±1)℃,湿度65%–70%)饲养。动物实验遵循北京师范大学生命科学学院伦理委员会的审查和批准。建立方法如下:实验组和对照组各4只大鼠,实验组大鼠腹腔内注射2mL大肠杆菌菌液(1×108CFU/mL),对照组注射同等体积的生理盐水。
雄性SD大鼠6只,体重180–200g。建立方法如下:实验组和对照组各3只大鼠,实验组大鼠腹腔内注射2mL金黄色葡萄球菌菌液(1×107CFU/mL),对照组注射同等体积的生理盐水。
雄性SD大鼠6只,体重180–200g。建立方法如下:实验组和对照组各3只大鼠,实验组大鼠腹腔内注射2mL白色念球菌菌液(1×107CFU/mL),对照组注射同等体积的生理盐水。
在腹腔注射菌液后的0、12、36、72h统一将大鼠置于代谢笼中收集尿液,并放入80℃冰箱保存。
酶解后的样品用0.1%甲酸复溶,肽段浓度稀释为0.5μg/μL,每个样品取1μg使用EASY-nLC1200色谱系统(ThermoFisherScientific,USA)和OrbitrapFusionLumosTribrid质谱仪(ThermoFisherScientific,USA)进行质谱采集和分析。
每个样品取两次技术重复的平均值用于统计学分析。采用自身对照的方式,将12、36、72h鉴定到的蛋白分别与0h进行比较。筛选差异蛋白的条件为:组间变化倍数≥1.5或≤0.67,双尾非配对t检验P<0.05,高丰度组的平均蛋白谱图数≥3,且高丰度组每个样品的蛋白谱图都高于低丰度组。
本研究中,在造模后对大鼠进行行为学观察。从行为学观察来看,对照组大鼠活动正常,饮食饮水正常,实验组与对照组相比,无明显的行为学差异。
在腹腔注射大肠杆菌的模型中,选取4只实验组大鼠的0、12、36、72h的尿液蛋白,进行非标记LC-MS/MS质谱鉴定。该模型共鉴定到832个蛋白(≥2个特异性的多肽,蛋白水平FDR<1%),将12、36、72h的尿蛋白分别与0h进行比较,筛选标准:组间变化倍数FC≥1.5或≤0.67,P<0.05,高丰度组的平均蛋白谱图数≥3,且高丰度组每个样品的蛋白谱图都高于低丰度组。
本研究使用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌建立了3种微生物腹腔注射大鼠模型,通过对尿液进行非标记LC-MS/MS质谱鉴定,探究不同微生物感染腹腔时尿蛋白的变化情况。结果显示,在大肠杆菌腹腔注射模型中共鉴定到69个差异蛋白,在金黄色葡萄球菌腹腔注射模型中共鉴定到31个差异蛋白,在白色念球菌腹腔注射模型中共鉴定到38个差异蛋白。
我们发现不同的微生物注射到大鼠腹腔时尿蛋白质组差别显著,提示尿液可能具有良好的鉴别诊断潜能。