林文弢，徐國(guó)琴，翁錫全

(廣州體育學(xué)院，廣東廣州 510500)

尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀及其在體育科學(xué)中的應(yīng)用*

林文弢，徐國(guó)琴，翁錫全

(廣州體育學(xué)院，廣東廣州 510500)

尿蛋白組份是反映運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的一項(xiàng)靈敏指標(biāo)，但由于研究方法的限制，尿液蛋白質(zhì)組份研究在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用一直處于停滯狀態(tài)，蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)的出現(xiàn)為尿蛋白組份在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的廣泛應(yīng)用提供了可能。綜述了尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀，并展望了尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究在體育科學(xué)中的應(yīng)用，為尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究在體育科學(xué)中的應(yīng)用提供思路。

尿液;蛋白質(zhì)組學(xué);體育科學(xué)

尿液是人體檢查中最容易獲取的體液，取樣方便，無(wú)損傷，可重復(fù)取材，容易被被試者所接受，因此，無(wú)論在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)還是在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中都得到了廣泛的應(yīng)用。目前在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，尿液生化指標(biāo)如尿蛋白、尿潛血和尿肌酐等已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能以及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果等方面。但由于尿液成分復(fù)雜，許多尿液生化指標(biāo)含量微量而難以檢測(cè)，個(gè)體差異大，因而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中應(yīng)用受到很大的限制。近年來(lái)，隨著蛋白質(zhì)組學(xué)等生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究已得到研究者的重視，并已在揭示疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制、疾病診斷、病程監(jiān)控、預(yù)后判斷及療效觀察等方面顯示出強(qiáng)大的作用。在后基因組時(shí)代的今天，蛋白質(zhì)組學(xué)的研究正逐漸深入到生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，21世紀(jì)蛋白質(zhì)組學(xué)將成為生命科學(xué)中最熱門的學(xué)科。而在體育科學(xué)領(lǐng)域中，尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究也有望發(fā)揮其廣泛作用，成為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中尋找方便取樣，無(wú)損傷檢測(cè)指標(biāo)的有效工具。本研究擬對(duì)尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀及在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用展望作一綜述，為尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用發(fā)展提供依據(jù)。

1 蛋白質(zhì)組學(xué)研究?jī)?nèi)容與方法

1.1 蛋白質(zhì)組學(xué)研究?jī)?nèi)容

蛋白質(zhì)組學(xué)是以基因組編碼的所有蛋白為研究對(duì)象，高通量地從細(xì)胞及整體水平上研究蛋白質(zhì)的組成及其功能的新興學(xué)科，以了解動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成成份、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律［1］。通過(guò)對(duì)不同時(shí)間和空間上發(fā)揮功能的特定的蛋白質(zhì)組群進(jìn)行研究，進(jìn)而在蛋白質(zhì)的水平上探索其作用模式、功能機(jī)理、調(diào)節(jié)調(diào)控以及蛋白質(zhì)組群內(nèi)的相互作用，從而為新陳代謝途徑研究、病理研究、臨床診斷、藥物篩選、新藥開發(fā)等提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)組學(xué)研究?jī)?nèi)容包括組成蛋白質(zhì)組學(xué)研究(結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué))和差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究?jī)蓚€(gè)方面，其中組成蛋白質(zhì)組學(xué)研究類似基因組學(xué)的研究，即建立生物體蛋白質(zhì)或亞蛋白質(zhì)組及其蛋白質(zhì)組連鎖群的一種全景式的蛋白組學(xué)研究，從而獲得對(duì)有機(jī)體生命活動(dòng)的全景式認(rèn)識(shí)，力圖“查清”人類大約3萬(wàn)到4萬(wàn)多基因編碼的所有蛋白質(zhì)，建立蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù);差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究是以重要生命過(guò)程或人類重大疾病為對(duì)象，進(jìn)行重要生理、病理體系過(guò)程的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，通過(guò)參與不同生理病理過(guò)程蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的比較，尋找重要生理過(guò)程中的關(guān)鍵蛋白和導(dǎo)致疾病發(fā)生發(fā)展的標(biāo)志性蛋白，作為疾病診斷的分子標(biāo)記、治療和藥物開發(fā)的靶標(biāo)，以揭示疾病過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的活動(dòng)規(guī)律，細(xì)胞生理和病理狀態(tài)的進(jìn)程，對(duì)外界環(huán)境刺激的反應(yīng)途徑，以及細(xì)胞調(diào)控機(jī)制，為疾病的發(fā)病機(jī)理的闡明、病程監(jiān)控、預(yù)后判斷及療效觀察方面提供理論根據(jù)和解決途徑。

1.2 蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法

蛋白質(zhì)組學(xué)研究比較復(fù)雜，包括樣品制備、樣品分離、樣品蛋白質(zhì)分析鑒定、生物信息學(xué)技術(shù)等過(guò)程，將樣品蛋白質(zhì)分離后，采用質(zhì)譜(MS)分析對(duì)樣品蛋白質(zhì)進(jìn)行分析鑒定，再通過(guò)生物信息學(xué)技術(shù)檢索SWISS-PROT等蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)，明確所分離蛋白質(zhì)的名稱。在整個(gè)蛋白質(zhì)組學(xué)研究過(guò)程中，樣品蛋白質(zhì)分離是最復(fù)雜也是最關(guān)鍵的一步。一般首先進(jìn)行樣品預(yù)分級(jí)，根據(jù)蛋白質(zhì)溶解性和蛋白質(zhì)在細(xì)胞中不同的細(xì)胞器定位進(jìn)行分級(jí)，如專門分離出細(xì)胞核、線粒體或高爾基體等細(xì)胞器的蛋白質(zhì)成分，從而提高低豐度蛋白質(zhì)的上樣量和檢測(cè)，并針對(duì)某一細(xì)胞器的蛋白質(zhì)組進(jìn)行研究。常規(guī)蛋白質(zhì)分離方法為雙向凝膠電泳(2-DE)，是利用蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)和分子量不同進(jìn)行分離蛋白質(zhì)，但其過(guò)程繁瑣，分辨率及重復(fù)性較低，難以有效分離極酸、極堿性蛋白質(zhì)、疏水性蛋白質(zhì)、極大蛋白質(zhì)、極小蛋白質(zhì)以及低豐度蛋白質(zhì)。液相色譜法(LC)、毛細(xì)管電泳技術(shù)(CE)等非凝膠技術(shù)的廣泛發(fā)展與應(yīng)用彌補(bǔ)了雙向凝膠電泳技術(shù)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了高分辨率、高通量、高峰容量的分離，同時(shí)又可與質(zhì)譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是2-DE技術(shù)路線的有效補(bǔ)充［2］。蛋白質(zhì)混合物直接通過(guò)液相色譜分離以代替2-DE的分離，然后進(jìn)入MS系統(tǒng)獲得肽段分子量，再通過(guò)串聯(lián)MS技術(shù)，得到部分序列信息，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)查詢、鑒定蛋白質(zhì)。Link等［3］利用蛋白質(zhì)復(fù)合物直接分析(DALPC)方法對(duì)酵母80S核糖體的蛋白質(zhì)進(jìn)行分離鑒定，其含有的78個(gè)蛋白質(zhì)中的71個(gè)得到準(zhǔn)確分離和鑒定，而在相同條件下，2-DE只得到了56個(gè)蛋白質(zhì)。Washburn等［4］在多維LC-MS/MS的基礎(chǔ)上又應(yīng)用一種多維蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)成功分離和鑒定出酵母的1484種蛋白質(zhì)，特別包括了一些在2-DE膠中難以獲得的低豐度蛋白質(zhì)。但目前多維LC-MS/ MS技術(shù)主要作為2-DE-MS技術(shù)的補(bǔ)充，尚不能取代2-DE在分離蛋白質(zhì)中的核心地位。

2 尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究現(xiàn)狀

尿液中的蛋白質(zhì)成份復(fù)雜，包括由血漿成分、腎小球?yàn)V過(guò)屏障以及近端小管的改變所生成的尿蛋白，可反映機(jī)體整體代謝狀態(tài)，與血清等其他體液樣本相比，其獲取無(wú)創(chuàng)、收集便利，易于分析。尿液蛋白質(zhì)組學(xué)是詮釋蛋白所攜帶信息的最有效方法［5］，是尋找疾病生物學(xué)標(biāo)志物的重要手段［6］，國(guó)內(nèi)外學(xué)者目前熱衷于對(duì)生理和疾病狀態(tài)下的尿液進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，獲得了正常尿液標(biāo)準(zhǔn)蛋白圖譜［7］，研究了疾病狀態(tài)下尿蛋白的變化［8］，并已應(yīng)用于糖尿病、腫瘤、腎臟疾患等疾病診斷和療效觀察研究。

2.1 正常人尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究

建立健康者的尿液蛋白質(zhì)圖譜是運(yùn)用尿液蛋白質(zhì)組學(xué)篩選疾病標(biāo)志蛋白的第一步。2001年Spahr等［9］最早通過(guò)液相色譜聯(lián)合質(zhì)譜(LC-MS)方法，將收集的尿液樣本以胰蛋白酶消化后，測(cè)出了124種蛋白質(zhì)。后來(lái)Thongboonkerd等［10］(2002)分別用“丙酮沉淀”和“超速離心”法分離正常成人尿液蛋白成分，通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)建立了第一份尿液蛋白質(zhì)組圖譜，鑒定出47種蛋白分子，包括轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、受體、粘附分子、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白、酶及細(xì)胞骨架蛋白等。隨著檢測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，到2006年Adachi等［11］在健康者尿液中測(cè)出近1500種蛋白質(zhì)及其片段，囊括了絕大部分以往研究中鑒定到的蛋白，進(jìn)一步揭示了尿蛋白質(zhì)組擁有出人意料的復(fù)雜性，并展示出它能夠成為生物標(biāo)志物豐富來(lái)源的巨大潛力;2004年韓國(guó)Oh等［12］對(duì)韓國(guó)20-30歲健康40例成年人(男女各半)的尿液多次透析，三氯乙酸沉淀后進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)除了性別決定蛋白外，男女尿蛋白2-DE膠上蛋白點(diǎn)幾乎一致，可以用作尿液2-DE標(biāo)準(zhǔn)蛋白圖譜，此項(xiàng)研究為今后分析及尋找疾病新的特異生物標(biāo)志奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)學(xué)者雷婷等［13］為建立適合常規(guī)檢驗(yàn)人群尿樣處理的尿液蛋白質(zhì)雙向電泳圖譜，選擇重復(fù)性好、獨(dú)立清晰的蛋白質(zhì)位點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)譜鑒定，多點(diǎn)全方位同時(shí)分析正常尿蛋白基本組成，建立了正常人尿液28個(gè)蛋白質(zhì)圖譜，為疾病的比較做正常參照體系以分析尿液差異性改變，有利于與不同疾病狀態(tài)下的尿蛋白圖譜進(jìn)行鑒定、分析，為進(jìn)一步探討這些蛋白分子在疾病狀態(tài)下的變化和意義奠定了基礎(chǔ)。

2.2 疾病人群尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究

尿液是經(jīng)泌尿系排出來(lái)的體液，尿液中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量的變化攜帶著腎臟疾病發(fā)生和發(fā)展的各種重要信息，且不易降解［14］，故尿蛋白質(zhì)組學(xué)研究常作為一種無(wú)創(chuàng)性的更敏感的檢測(cè)手段來(lái)研究腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制、早期診斷、鑒別診斷［15］、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)后評(píng)估及尋找治療的新靶點(diǎn)［16，17］。陽(yáng)梅等［18］為探索應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法篩選早期、敏感的SRNS尿液標(biāo)志物，成功篩選出4個(gè)差異明顯的生物標(biāo)志物，為激素耐藥型腎病綜合征新藥開發(fā)提供了治療靶點(diǎn);賈雄飛等［19］選擇尿液作為尋找排斥反應(yīng)標(biāo)志物的研究對(duì)象，運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法篩選出腎移植患者尿液中3個(gè)差異蛋白(AACT、gp96和ZAG)標(biāo)志物來(lái)作為早期診斷急性排斥反應(yīng)發(fā)生的指標(biāo)。發(fā)生急性排斥反應(yīng)患者尿液中蛋白表達(dá)差異顯著，為腎移植急性排斥反應(yīng)的早期診斷和及時(shí)充分治療提供了可能;黃艷軍等［20］應(yīng)用雙向電泳相關(guān)技術(shù)結(jié)合基質(zhì)輔助激光/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀技術(shù)成功地得到兒童微小病變型腎病綜合征激素耐藥尿蛋白雙向電泳圖譜，研究出兒童微小病變型激素耐藥與激素敏感型腎病綜合征的尿中14個(gè)差異蛋白質(zhì)表達(dá)，對(duì)激素耐藥治療靶位和耐藥型腎病綜合征的診斷提供了臨床依據(jù);趙旭宏等［21］應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法從前列腺增生患者、前列腺癌患者和健康對(duì)照尿液中獲得前列腺增生差異蛋白質(zhì)點(diǎn)，為鑒別前列腺增生和前列腺癌提供了有益的依據(jù)。

此外，尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究也在糖尿病、高血壓等疾病的診斷治療方面發(fā)揮了較強(qiáng)的作用。Meier等［22］應(yīng)用CE聯(lián)合質(zhì)譜技術(shù)對(duì)44例5年以上病程的T1DM患者和正常對(duì)照組的尿蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了1000多種多肽，其中55種僅在T1DM患者尿中存在，另有88種多肽在早期DN患者尿中的表達(dá)與正常對(duì)照有差異，認(rèn)為尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究的應(yīng)用，有利于將來(lái)能更早、更準(zhǔn)確地把DN高危個(gè)體從DM人群中篩選出來(lái)。然而，對(duì)不同疾病狀態(tài)下尿液蛋白質(zhì)組分析還缺乏充分的標(biāo)準(zhǔn)圖譜，有關(guān)尿液蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)及生物信息學(xué)也有待進(jìn)一步完善等［23］，因而尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究的廣泛應(yīng)用還需要一定的過(guò)程。

2.3 尿液蛋白質(zhì)組學(xué)在體育科學(xué)研究中的研究現(xiàn)狀

運(yùn)動(dòng)后尿蛋白質(zhì)含量的分析是評(píng)定運(yùn)動(dòng)量特別是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和身體機(jī)能狀態(tài)的重要指標(biāo)，因其取樣方便，無(wú)損傷，容易被教練員和運(yùn)動(dòng)員接受，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中有著較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。目前在運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的研究中，研究尿蛋白組份的文獻(xiàn)不多，且僅局限在白蛋白、β2微球蛋白、NAG酶等幾個(gè)指標(biāo)。馮煒權(quán)等［24］(1988)對(duì)足球訓(xùn)練和比賽時(shí)尿蛋白總量和β2微球蛋白的變化進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，尿白蛋白與β2微球蛋白的排出量的變化比單獨(dú)用尿總蛋白排出量的變化更靈敏，認(rèn)為尿β2微球蛋白排泄量可能是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能和承受運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的靈敏指標(biāo)，并且其靈敏度高于尿總蛋白。王健等［25］(1989)研究了大、中和小強(qiáng)度跑臺(tái)間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)尿總蛋白、白蛋白、β2微球蛋白、溶菌酶、淀粉酶、乳酸脫氫酶、尿乳酸和肌酐的排泄率變化規(guī)律和特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)性尿蛋白主要是腎小球-腎小管混合型的，并分析了應(yīng)用上述指標(biāo)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的可行性，認(rèn)為應(yīng)用尿溶菌酶排泄評(píng)價(jià)大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)是既簡(jiǎn)便而又靈敏和可靠的生化指標(biāo)。羅侃等［26］(1993)對(duì)萬(wàn)米長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)后即刻的尿蛋白組份進(jìn)行定量電泳分析后將尿蛋白電泳圖譜分為Ⅰ型(THP組份＜20%Alb組份＞40%)和Ⅱ型(THP組份＞20%Alb組份＜40%)兩種類型，并認(rèn)為Ⅰ型蛋白尿主要來(lái)自訓(xùn)練強(qiáng)度較大、技能發(fā)揮比較好的運(yùn)動(dòng)員。反映運(yùn)動(dòng)員在緊張費(fèi)力的長(zhǎng)跑訓(xùn)練中，體內(nèi)理化因素的改變，引起腎小球?yàn)V過(guò)膜靜電屏障作用的降低;而Ⅱ型尿樣主要來(lái)自運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較小或?qū)﹂L(zhǎng)跑訓(xùn)練適應(yīng)較好的運(yùn)動(dòng)員，提示運(yùn)動(dòng)員的潛力尚待發(fā)揮。袁延年等［27］(1999)對(duì)比研究高原地區(qū)與平原地區(qū)新入伍戰(zhàn)士尿生化指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，高原缺氧引起的高原性蛋白尿可通過(guò)測(cè)定尿蛋白組份判斷尿蛋白的類型，尤其是腎臟早期損害的靈敏指標(biāo)，并認(rèn)為尿液生化指標(biāo)從某種程度上說(shuō)比血液生化指標(biāo)能更敏感地反應(yīng)機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激的程度。李江華等［28］(2008)對(duì)參加2006年多哈亞運(yùn)會(huì)短距離游泳比賽的部分男運(yùn)動(dòng)員的尿液樣本采用代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，決賽運(yùn)動(dòng)員們尿液中甲基尼克酰胺的相對(duì)含量明顯高于非決賽運(yùn)動(dòng)員(P＜0.01);而糖蛋白和氨基酸的相對(duì)含量則明顯低于非決賽運(yùn)動(dòng)員(p＜0.01)，如天冬氨酸、亮氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等，認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員尿液中包含了與運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技水平相關(guān)的信息。

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中，不僅有尿蛋白總量的變化而且存在尿蛋白組份的異常，并且尿液蛋白質(zhì)譜的改變可能早于癥狀的出現(xiàn)。由于研究方法的限制，尿液蛋白質(zhì)組份研究在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的應(yīng)用研究一直處于停滯狀態(tài)。尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)的出現(xiàn)為尿蛋白組份在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的廣泛應(yīng)用提供了可能，它涉及龐大的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，能提供豐富的尿液生理及不同方式、不同負(fù)荷訓(xùn)練及不同身體機(jī)能狀態(tài)下的蛋白質(zhì)表達(dá)譜。通過(guò)尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究尿液蛋白質(zhì)組份，并從其中找出特征性的蛋白質(zhì)作為訓(xùn)練監(jiān)控的新指標(biāo)及運(yùn)動(dòng)性過(guò)度疲勞早期診斷性標(biāo)志物，有望利用尿液中的標(biāo)志蛋白的檢測(cè)來(lái)了解運(yùn)動(dòng)員的負(fù)荷強(qiáng)度、訓(xùn)練水平、訓(xùn)練中疲勞程度，預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)成績(jī)，科學(xué)評(píng)定運(yùn)動(dòng)員在大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練期間的身體機(jī)能和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷。Kohler等［29］(2010)采用2D-PAGE方法建立了優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員的尿液蛋白質(zhì)組學(xué)圖譜，并比較了馬拉松比賽后、耐力運(yùn)動(dòng)員休息期間和健康成年人的尿液蛋白質(zhì)組學(xué)圖譜，發(fā)現(xiàn)馬拉松比賽后尿液中血紅素結(jié)合蛋白、白蛋白、血清類粘蛋白-1、轉(zhuǎn)鐵蛋白和碳酸酐酶-1顯著提高，而耐力運(yùn)動(dòng)員休息期間尿液蛋白質(zhì)組圖譜則和健康成年人無(wú)明顯差別;另一項(xiàng)研究中Kohler比較了跑步與自行車項(xiàng)目不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷強(qiáng)度及不同運(yùn)動(dòng)時(shí)間情況下運(yùn)動(dòng)員尿液蛋白質(zhì)組圖譜變化后，認(rèn)為尿液蛋白質(zhì)組圖譜可反映不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后及運(yùn)動(dòng)員安靜時(shí)的生理生化變化，可用來(lái)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練及比賽過(guò)程中的機(jī)能狀態(tài)，同時(shí)還可用于興奮劑檢測(cè)。當(dāng)然，尿液蛋白質(zhì)組在個(gè)體間存在著明顯的差異，并且由于鍛煉、飲食、生理節(jié)奏等因素的影響，同一個(gè)體在同一天的不同時(shí)間段及不同天的相同時(shí)間段內(nèi)的尿蛋白質(zhì)組有明顯改變。且個(gè)體間較個(gè)體內(nèi)存在更明顯的差異。因此，尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究在體育科學(xué)中的應(yīng)用還需限定制定一個(gè)可行性的標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試方法。

3 尿液蛋白質(zhì)組學(xué)在體育科學(xué)中的應(yīng)用研究展望

運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)的測(cè)試與監(jiān)控，可診斷運(yùn)動(dòng)員承受運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷的能力，能準(zhǔn)確、及時(shí)地了解運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能狀況，合理安排和調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，避免過(guò)度疲勞，減少運(yùn)動(dòng)損傷，最大限度地提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。尋找無(wú)創(chuàng)、快速、準(zhǔn)確反映運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)的生化新指標(biāo)一直是體育科研中的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。尿液是最容易獲取的體液，采樣方便、無(wú)損傷，可重復(fù)取材，不影響正常訓(xùn)練的進(jìn)行，是運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及身體機(jī)能評(píng)定中的具有較大開發(fā)潛力的生化指標(biāo)。通過(guò)尿液蛋白質(zhì)組學(xué)的研究，有望揭開運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中尿液蛋白質(zhì)的神秘面紗，發(fā)揮尿液蛋白質(zhì)研究的廣泛作用，展示不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下尿液蛋白質(zhì)圖譜，建立各種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)方式的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)，揭示不同運(yùn)動(dòng)對(duì)人體生理功能及運(yùn)動(dòng)治療疾病的作用機(jī)理，并通過(guò)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的標(biāo)志性蛋白質(zhì)，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及身體機(jī)能的評(píng)定提供直接線索，同時(shí)在運(yùn)動(dòng)健身中為建立科學(xué)的個(gè)人運(yùn)動(dòng)處方提供理論依據(jù)［30］，及時(shí)監(jiān)控健身者機(jī)能狀態(tài)和調(diào)整健身運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。根據(jù)目前體育科學(xué)的研究熱點(diǎn)，尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究有望在以下幾個(gè)領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

(1)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及身體機(jī)能評(píng)定。由于不同身體機(jī)能過(guò)程中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量會(huì)有不同的變化，通過(guò)建立不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及不同身體機(jī)能狀態(tài)下的蛋白質(zhì)組學(xué)圖譜，找出其特異的蛋白質(zhì)標(biāo)志物，進(jìn)而科學(xué)評(píng)定運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及身體機(jī)能狀態(tài)。

(2)運(yùn)動(dòng)選材。不同專項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)員，其尿液部分蛋白質(zhì)呈現(xiàn)明顯的上調(diào)，有的則較正常生理過(guò)程出現(xiàn)缺失或明顯下調(diào)，因此可把這些與運(yùn)動(dòng)能力相關(guān)的特異性蛋白質(zhì)作為生物標(biāo)志物，為運(yùn)動(dòng)選材新指標(biāo)的選擇提供客觀依據(jù)。

(3)運(yùn)動(dòng)成績(jī)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果判斷。蛋白質(zhì)組學(xué)能夠動(dòng)態(tài)、整體、定量地考察運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中蛋白質(zhì)種類及數(shù)量的改變，有助于尋找運(yùn)動(dòng)負(fù)荷評(píng)定和預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)成績(jī)或訓(xùn)練效果的特異性標(biāo)志物。根據(jù)尿液特征蛋白質(zhì)標(biāo)志物在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的變化或在不同身體機(jī)能中的變化，從而判斷身體機(jī)能狀況和競(jìng)技能力程度等。

(4)興奮劑檢測(cè)。通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)研究不同興奮劑引起的尿液特征蛋白質(zhì)標(biāo)志物，從而檢測(cè)使用興奮劑。

(5)提供運(yùn)動(dòng)處方或創(chuàng)新式運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法開發(fā)的依據(jù)。通過(guò)尿液蛋白質(zhì)組學(xué)研究，探討最佳運(yùn)動(dòng)健身的尿液蛋白質(zhì)組份特征，進(jìn)而確定運(yùn)動(dòng)作用靶點(diǎn)，開發(fā)創(chuàng)新式運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法，根據(jù)身體機(jī)能狀況選擇運(yùn)動(dòng)的時(shí)機(jī)，指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與運(yùn)動(dòng)健身。

(6)利用尿液蛋白質(zhì)組分的研究成果，制作成不同功能的蛋白質(zhì)芯片，使各種實(shí)驗(yàn)操作更為簡(jiǎn)便。如在尿液蛋白質(zhì)組分中篩選出運(yùn)動(dòng)性疲勞的標(biāo)志物(酶類或多肽)，然后制作成受體芯片或酶芯片，將采集的運(yùn)動(dòng)員尿液樣品進(jìn)行標(biāo)記后與這種芯片反應(yīng)，即可在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)疲勞標(biāo)志物進(jìn)行高通量的并行檢測(cè)，用于判斷運(yùn)動(dòng)員疲勞或恢復(fù)的程度，及時(shí)調(diào)控訓(xùn)練計(jì)劃。也可根據(jù)興奮劑引起尿蛋白組分的排泄特點(diǎn)研發(fā)的興奮劑檢測(cè)芯片［31］，靈敏度較高、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)范圍廣泛，連“基因興奮劑”也難逃其“慧眼”［32］。

相信隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，尿液蛋白質(zhì)組分在運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用具有廣闊的前景。

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Research of Urine Proteomics and its Application in Sports Science

LIN Wen-tao1，XU Guo-qin1，WENG Xi-quan1
(Guangzhou Sports University，Guangzhou 510500，China)

The urinary protein component is a reflection of a sensitive index of exercise load.Because of the limitation of research methods，the application of urine protein components in sports training has been at a standstill，the emergence of proteomics technology provides a wide range of applications of the urinary protein component in the training.This paper reviews the research status of urine proteomics and prospect of a urine proteomics applications in sports science，which provide ideas for urine proteomics applications in sports science.

urine;proteomics;Sports Science

G804.7

A

1007-323X(2010)06-0072-05

2010-10-10

林文弢(1957-)，男，廣東惠來(lái)人，教授

研究方向:運(yùn)動(dòng)負(fù)荷生化評(píng)定

國(guó)家體育總局課題(10B036)