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目的:肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic lateral sclerosis,ALS）是一种累及脊髓、脑干及大脑皮层运动神经元的慢性进行性致死性疾病,临床表现为言语障碍、吞咽困难及四肢、躯干、胸腹部肌肉的进行性萎缩,多在症状出现后的3-5年内因呼吸衰竭而死亡。ALS已被发现近150年,病因与多种病理生理过程相关,包括谷氨酸兴奋性毒性、异常的蛋白质聚集、DNA/RNA代谢受损、线粒体功能障碍等,目前尚无有效治疗。本研究采蛋白组学的方法对SOD1-G93A转基因小鼠和同窝非转基因小鼠腰髓的差异表达蛋白进行分析,探索ALS发病早期的分子机制,为ALS的治疗提供新思路。方法:1.基于液相色谱-质谱串联分析技术对发病初期（Onset stage）的SOD1-G93A转基因小鼠和同时期同窝非转基因小鼠的腰段脊髓进行全部蛋白的鉴定及定量分析,比较两组的表达差异。2.对差异倍数（Fold change,FC）＞1.5倍且P＜0.05（t检验）的差异表达蛋白进行同源蛋白簇/真核同源蛋白簇（Clusters of Orthologous Groups,COG）/（Eu Karyotic Orthologous Groups,KOG）注释,用COG/KOG数据库分析差异蛋白的功能分布。3.对FC＞1.5倍且P＜0.05的差异表达蛋白进行亚细胞定位注释,用Wolfpsort软件和PSORTb（v3.0）软件描述差异表达蛋白在细胞内的定位。4.对FC＞1.5倍且P＜0.05的差异表达蛋白进行基因本体论（Gene Ontology,GO）富集计算,从生物过程、细胞组分和分子功能三个层面分析差异蛋白是否在某种功能上有显著的富集趋势,再进行京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）富集计算,分析差异表达蛋白是否富集到某些通路上。5.基于蛋白富集功能的聚类分析。对FC＞1.3倍且P＜0.05的差异表达蛋白按差异倍数依次分成4个组,分别进行GO富集、KEGG通路富集,随后用层次聚类方法比较4个组的富集分布。6.蛋白-蛋白相互作用（Protein-protein interaction,PPI）网络分析。对FC＞1.5倍且P＜0.05的差异表达蛋白进行STRING（v.11.0）数据库对比,confidence score＞0.7、Cytoscape（v3.7.2）可视化处理后用MCOED插件显示子网。7.对KEGG通路中免疫、炎症通路相关的蛋白进行平行反应监测（Parallel reaction monitoring,PRM）技术验证蛋白的表达量。结果:1.用非标蛋白质组定量技术分析SOD1-G93A发病组与非转基因对照组小鼠的腰段脊髓,共鉴定出5698个蛋白,定量4816个蛋白。以FC＞1.5倍且P＜0.05（t检验）为筛选条件,两组间共有189个差异表达蛋白,其中166个表达上调,23个下调。2.对FC＞1.5倍且P＜0.05的差异蛋白进行COG/KOG统计,在细胞过程和信号传导、信息存储与处理、代谢三个方面的功能分析表明,差异表达蛋白最多分布于信号转导机制中。3.在亚细胞结构中,FC＞1.5倍且P＜0.05的差异蛋白的分布主要在细胞质（24.34%,48个蛋白）和细胞外（20.11%,38个）。4.对FC＞1.5倍且P＜0.05的差异表达蛋白进行GO富集分析,差异蛋白显著富集于生物过程中的蛋白激活级联、蛋白激活级联的调节、补体激活的调节、人体免疫反应的调节等功能。对差异表达蛋白进行KEGG富集分析,富集最显著的通路为补体和凝血级联反应。5.把FC＞1.3倍且P＜0.05的差异蛋白分成Q1-Q4四个组并进行基于富集功能的聚类分析。GO分类、KEGG通路及蛋白结构域的聚类分析表明,FC＞1.3倍的差异蛋白主要富集于Q4组（升高蛋白的S/C＞1.5倍,共166个蛋白）。6.PPI网络显示MCODE最高值的群为补体和凝血级联。7.KEGG中炎症、免疫相关通路有:补体和凝血级联反应、抗原加工和呈递、NF-κB信号通路、维甲酸诱导基因（Retinoic acid-inducible gene,RIG）-I样受体信号通路、白细胞跨内皮迁移、AGE-RAGE信号通路、细胞外基质-受体相互作用、细胞凋亡、吞噬体和溶酶体。对上述通路中蛋白组学显示表达升高的蛋白进行PRM验证,二者表达趋势一致。结论:1.我们多角度详细地描述了SOD1-G93A小鼠发病初期差异表达蛋白的功能和亚细胞定位分布。2.补体和凝血级联反应、抗原加工和呈递、NF-κB信号通路、RIG-I样受体信号通路、白细胞跨内皮迁移、AGE-RAGE信号通路、细胞外基质-受体相互作用、细胞凋亡、吞噬体和溶酶体可能参与ALS的早期疾病的发生发展。