随着精准医学的不断发展，高特异性、非侵入性获取的疾病生物标志物鉴定对复杂疾病的早期诊断、分型及机制研究至关重要。
以系统性蛋白质组学为核心驱动的标志物筛选策略，通过整合蛋白质组学、生物信息学挖掘、大样本临床验证及分子机制实验，运用大规模筛查能力挖掘新靶点，能够阐明标志物的生物学功能及参与疾病的分子路径，提升研究深度与临床价值。
系统性红斑狼疮（SLE）是一种常见的慢性自身免疫性疾病，常累及多个器官，包括肾脏，高达60%的患者会发展为狼疮性肾炎（LN）。LN是其中最常见的一种 SLE的严重临床表现与预后不良相关。尽管在临床实践中一直使用免疫抑制剂和靶向生物制剂，仍有10-20%的患者 在诊断后5年内进展为终末期肾病（ESRD）。因此，探索LN发病机制和寻找新的治疗靶点至关重要。
2025年4日，郑州大学第一附属医院，在Lupus science and medicine杂志上发表了题为“Proteomics uncovers ICAM2 (CD102) as a novel serum biomarker of proliferative lupus nephritis”的文章，本研究旨在通过血清蛋白质组学鉴定狼疮性肾炎（LN）的新非侵入性生物标志物。
血清、肾脏、细胞
蛋白质组学、ELISA、WB
技术路线图
1.LN血清蛋白组
LN患者（n=40）和HCs（n=40）的血清样本用于定量蛋白质组学分析。蛋白质组学分析显示两者之间存在显著的空间分离（图1A)。与HC相比，发现了123种差异表达蛋白（DEPs），这些蛋白在LN患者中表现出显著变化（图1B）。PPI网络分析获得了20个与LN相关的DEP中心节点，包括VCAM1、SELL、NCAM1、ICAM2、CD44、TIMP1、THBS1、FCGR3A、TFRC、SPARC、HLA-A、ORM1、CST3、VWF、APP、CRP、LYZ 、B2M、TGFB1和IGF1（图1C、D）。其中，VCAM1、SELL、FCGR3A和TGFB1已被证明参与LN的发病机制，从而验证了数据的有效性。通路富集分析显示，中心DEP在炎症反应、细胞活化正向调节、SA MMP细胞因子连接、补体系统、细胞粘附分子、JAK/STAT信号通路等功能中富集（图1E)。机器学习算法RFA分析得到ICAM2、TIMP1和THBS1成为前三名候选标志物（图1F)。
图1 LN血清蛋白组
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2.独立患者队列蛋白质验证
一个独立的n=80受试者队列（HC=30，LN=50）用于ELISA验证。与HC组相比，LN组的血清ICAM2和TIMP1显著上调，THBS1显著下调（图2A‒C)。ROC曲线（图2D)表明ICAM2在区分LN和HC（AUC=0.92）时具有最高的曲线下面积（AUC）值， ICAM2、TIMP1和THBS1的联合诊断可达到0.98，随后进行Spearman相关分析，以确定血清蛋白水平是否与各种临床参数相关。如图2所示。ICAM2与活动指数（AI）、蛋白尿、白蛋白和抗dsDNA抗体水平显著相关（图2E‒I），且血清ICAM2与C3（图2G)和C4（图2K)呈强相关性。TIMP1和THBS1与LN的蛋白尿呈相关性。
图2 ELISA验证三种血清生物标志物及其与临床指标的相关性
3.血清ICAM2水平可鉴别肾脏组织学
为了探讨这些生物标志物是否反映了肾活检的病理类别，作者进一步探索了不同LN类别的血清ICAM2水平是否有所不同。根据病理学分析，进一步将LN患者分为LN III（±V）、LN IV（±V）和LN V。活检分析显示，与HCs相比，每种LN类别的血清ICAM2水平均升高（图3A)。PLN患者的ICAM2水平显著升高，尤其是在LN IV（±V）患者中。在区分PLN与非增生性疾病方面，优于常规参数，包括C3、C4和抗dsDNA抗体（图3B)。鉴于血清ICAM2显著升高 与非PLN患者相比，作者研究了其与特定病理特征的相关性。如图3所示，血清ICAM2与 毛细血管内细胞增多、透明质酸沉积和间质炎症（图3C-H）。
图3 狼疮性肾炎（LN）类别的血清ICAM2水平及其与肾脏组织学的关系
4.LN中肾组织内ICAM2的表达
为了确定ICAM2在肾组织中的位置，对13个LN肾活检标本（PLN=8，MLN=5）进行了ICAM2的免疫组化染色，并与5个癌旁对照标本进行了比较 结果表明，与癌旁对照组相比，ICAM2表达主要在肾小球中升高。特别是，ICAM2在PLN的肾小球中显著表达。在MLN和癌旁对照组中，ICAM2的阳性表达很少见（图4A)。从Nephroseq数据库中提取数据，进一步检查健康人肾组织中的ICAM2表达。在LN肾脏中也观察到ICAM2表达升高，与上述分析一致（图4B、C）。
图4 狼疮性肾炎（LN）肾脏组织中ICAM2的表达
5.ICAM2通过PI3K/Akt途径导致LN肾小球内皮细胞损伤
为了研究ICAM2蛋白在LN中的作用和机制，作者采用免疫荧光检测了LN患者肾小球中ICAM2蛋白的表达。结果表明 ICAM2与CD31共定位显著增加（图5A)。进一步用LN患者血清提取的IgG刺激体外肾小球内皮细胞。结果表明 ，与处理组和健康血清IgG刺激组相比，IgG-LN刺激组表现出ICAM2表达升高，并伴有内皮细胞损伤标志物VCAM1的增加（图5B、C）。先前的研究报告称VCAM-1蛋白主要在活化的内皮细胞中表达，从而引发内皮细胞损伤。随后，使用siRNA转染敲低ICAM2表达，以探讨ICAM2在HRGEC损伤中的作用。Western blotting（WB）分析显示，敲低ICAM2表达可检测HRGECs中VCAM1的表达（图5D-F）。
先前的研究表明，ICAM2参与了PI3K/Akt通路的激活，从而促进细胞增殖和迁移。WB结果表明，IgG-LN刺激组表现出PI3K/Akt信号通路的激活，p-PI3K a表达增加 p-Akt。当ICAM2表达被敲低时，p-PI3K和p-Akt的表达降低（图5G-K）。这些发现表明，ICAM2通过激活PI3K/ Akt通路，导致LN肾小球内皮细胞损伤。
图5 ICAM2通过PI3K/Akt途径促进LN肾小球内皮细胞损伤
本研究表明，ICAM2（CD102）可能作为反映肾脏病理学活性的增生性LN的潜在血清生物标志物，可能通过PI3K/Akt通路促进LN的进展。
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排版：野凌
审核：三黍生物企宣部
