【Circulation】Olink助力非裔人群蛋白基因组深度研究为心血管疾病提供新视角

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研究背景

循环血浆蛋白质组在人类生物学功能和功能障碍中起着重要作用,是许多药物作用靶点,也是心血管疾病发生关键因素。已有基因组/血浆蛋白质组研究主要集中在欧洲人群,本次解读Circulation新作主要对非裔族群的全基因组序列和血浆蛋白质组进行分析,来提升识别新的遗传决定因素的能力。

 

 

 

近期美国波士顿贝斯以色列女执事医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center, BIDMC)心血管医学部研究团队在Circulation杂志(IF =29.69 )上发表最新研究结果,对非洲血统人群的血浆蛋白质组和基因组进行关联性分析研究,为非欧洲人群变异的功能重要性提供了证据,并为祖源性决定脂质、凝血和心肌功能的因素找到了新的生物学机制。

 

 

临床视角:

 

 首次在非裔人群中采用全基因组测序绘制血浆蛋白组的遗传图谱,为我们观察到罕见的祖源性变异提供了机会;
 在非裔人群中与淀粉样变性相关的遗传变异,即使在没有心肌病的人群中也是如此,表明它可以作为一种潜在的生物标志物

 该研究为解蛋白质水平的个体差异提供了遗传基础,可提升识别新的遗传决定因素的能力,确定重要的潜在生物标志物和疾病途径

 

研究解读

  ✦  蛋白质组全基因组关联分析发现新型pQTL位点

文中以杰克森心脏研究队列(Jackson Heart Study, HS)中的 1852名成年黑人进行血浆蛋白质组分析,并与全基因组序列进行关联性分析。以多种族动脉粥样硬化研究队列(Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis, MESA)和HERITAGE家族队列(HERITAGE Family Study)作为验证队列。

 

569个蛋白质数量性状位点的染色体位置

 

研究对JHS的1852名黑人(61%的女性)1301个血浆蛋白2810万个突变进行全基因组关联分析,一共鉴定到569个关联,包含479个蛋白所涉及的438个独特的基因位点。每个位点都是一个基因组区域,包含至少1个与一个蛋白质相关的变异,但经常在不同程度的连锁不平衡中总结多个附近的变异。

 

  ✦  新型遗传决定因素与心肌疾病相关性

 

通过比对GWAS数据库PhenoScanner中可用的pQTL数据后发现,在569个蛋白位点关联中,有84个(74%)是反式关联。这些位点中的62个(54%)前哨点变异在非芬兰欧洲人群中不常见( MAF<1%),但在JHS队列中MAF中位数为5%。这些新的pQTL可以帮助我们更好地理解生物学通路,例如:观察到凝血因子XII的F12基因的5-prime未翻译区域的突变是关联凝血酶和血浆丝氨酸蛋白酶抑制剂的新pQTL。该基因突变先前已被证明会影响凝血酶生成凝血级联反应

 

反式关联中新的多效蛋白数量性状位点:HPX(蓝色)/APOE(红色)

 

通过进一步分析,确定了多个影响蛋白质水平的多效基因位点。比如APOE基因与高胆固醇、动脉粥样硬化性、阿尔茨海默症都有关。另外,数据还显示了血红素结合蛋白基因HPX新的多效性基因座,前哨点突变rs12117在欧洲人群中几乎是单等位基因,但在JHS队列中的MAF为5%。

 

✦  血浆蛋白组变化揭示祖源性心血管疾病通路

进一步通过对更大群体非裔的样本进行分析,评估已知在非裔个体中具有特殊临床重要性的位点。文中评估了4个遗传背景清晰的基因座的蛋白组学特征,包括 TTR淀粉样变性基因、慢性肾脏疾病/心血管疾病相关的APOL1两个等位基因、疟疾感染关键基因DARC和镰状细胞性状的基因rs334突变
 

血统特定的遗传疾病变异和蛋白质水平

 

 

写在最后
文中通过蛋白基因组学队列系列研究,发现了多种非裔人群的遗传变异,这一发现也表明了基因-环境相互作用的可能性,包括社会结构差异的影响,并在多个层面影响生物/健康,如医疗保健、应激反应和环境毒素等。将来这些工作不仅对种群本身很重要,而且对如何更好地理解生物变异性和疾病易感性也很重要。
 
该研究将蛋白质组学、基因组学和可能的其他组学研究扩展到不同人群,并特别强调了Olink蛋白组学的高特异性循环蛋白既介导又对疾病治疗作出反应,而且常是药物干预的目标。研究为了解蛋白质水平的个体差异提供了遗传基础,可提升识别新的遗传决定因素的能力,确定重要的潜在生物标志物和疾病途径。

 

参考文献:

1. Daniel H. Katz, et al. Whole Genome Sequence Analysis of the Plasma Proteome in Black Adults Provides Novel Insights into Cardiovascular Disease. Circulation. 2022;145:357–370. 
2022年6月30日 08:45
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