剥離症候群および剥離緑内障患者の目における細胞外凝集体の組成分析

目的：剥離症候群（XFS）は、目および他の場所での不溶性フィブリラー凝集体（剥離材料; XFM）の生成を特徴とする状態です。XFSの多くの患者は、世界的な盲目の重要な原因である剥離緑内障（XFG）に進行します。定量的質量分析を使用して、XFS患者、XFG患者、および影響を受けていない個人のレンズカプセル標本および水性ユーモア（AH）サンプルのXFMの組成を分析しました。 方法：レンズカプセルの断片とAHのサンプルは、白内障手術を受けている患者から同意して得られました。カプセルまたはAHのトリプティック消化物を高性能液体クロマトグラフィマス分析により分析し、サンプル間の相対的な違いをタンデム質量タグ手法を使用して定量化しました。capsular表面上のXFMの分布は、SEMおよび超解像度の光顕微鏡で視覚化されました。 結果：XFS患者およびXFG患者の患者からのカプセルサンプルでは、​​小さなタンパク質のセットが一貫してアップレギュレートされました。これには、ミクロフィブリル成分フィブリリン-1、潜在的な形質転換成長因子-β結合タンパク質-2、および潜在的な形質転換成長因子-β結合タンパク質を含む-3。遺伝的研究におけるXFSに関連する架橋酵素であるリシルオキシダーゼ様1は、豊富なXFM成分でした。形質転換成長因子-βスーパーファミリーのリガンドは、胚性体軸の確立に最もよく知られているタンパク質であるLefty2を含む顕著でした。Lefty2のレベルの上昇は、XFG患者からAHでも検出されました。これは、その後ELISAによって確認された所見です。 結論：この分析により、疑わしいXFMタンパク質の存在が検証され、新規成分が特定されました。患者サンプル間の定量的比較により、フィブリリン-1、リシルオキシダーゼ-1、およびLefty2の強い発現を特徴とする一貫したXFMプロテオームが明らかになりました。XFG患者のAHにおけるLefty2のレベルの上昇は、この疾患のバイオマーカーとして役立つ可能性があります。

PURPOSE: Exfoliation syndrome (XFS) is a condition characterized by the production of insoluble fibrillar aggregates (exfoliation material; XFM) in the eye and elsewhere. Many patients with XFS progress to exfoliation glaucoma (XFG), a significant cause of global blindness. We used quantitative mass spectrometry to analyze the composition of XFM in lens capsule specimens and in aqueous humor (AH) samples from patients with XFS, patients with XFG and unaffected individuals. METHODS: Pieces of lens capsule and samples of AH were obtained with consent from patients undergoing cataract surgery. Tryptic digests of capsule or AH were analyzed by high-performance liquid chromatography-mass spectrometry and relative differences between samples were quantified using the tandem mass tag technique. The distribution of XFM on the capsular surface was visualized by SEM and super-resolution light microscopy. RESULTS: A small set of proteins was consistently upregulated in capsule samples from patients with XFS and patients with XFG, including microfibril components fibrillin-1, latent transforming growth factor-β-binding protein-2 and latent transforming growth factor-β-binding protein-3. Lysyl oxidase-like 1, a cross-linking enzyme associated with XFS in genetic studies, was an abundant XFM constituent. Ligands of the transforming growth factor-β superfamily were prominent, including LEFTY2, a protein best known for its role in establishing the embryonic body axis. Elevated levels of LEFTY2 were also detected in AH from patients with XFG, a finding confirmed subsequently by ELISA. CONCLUSIONS: This analysis verified the presence of suspected XFM proteins and identified novel components. Quantitative comparisons between patient samples revealed a consistent XFM proteome characterized by strong expression of fibrillin-1, lysyl oxidase-like-1, and LEFTY2. Elevated levels of LEFTY2 in the AH of patients with XFG may serve as a biomarker for the disease.