Large-scale plasma proteomics comparisons through genetics and disease associations

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Large-scale plasma proteomics comparisons through genetics and disease associations - Nature
Comparisons of phenotypic and genetic association with protein levels from Icelandic and UK Biobank cohorts show that using multiple analysis platforms and stra...
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この研究では、プラズマ中の数千のタンパク質を測定するハイスループットプロテオミクスプラットフォームを用いて、遺伝情報と表現型情報を組み合わせ、ゲノムと疾患とのギャップを埋める可能性を探りました。UKバイオバンク・ファーマプロテオミクスプロジェクトによって50,000人以上のUKバイオバンク参加者から得られたプラズマサンプルのOlink Explore 3072データに関する関連研究を行い、イギリスやアイルランド、アフリカ、南アジアの祖先を持つ人々に焦点を当てました。また、36,000人のアイスランド人のプラズマから得られたSomaScan v4研究の結果と比較し、1,514人についてはOlinkデータも利用可能でした。二つのプラットフォーム間での相関は適度に見られ、特定のタンパク質の遺伝的関連性にはプラットフォーム間で異なるものがあることが示されました​1​。

具体的にどう違ったのか？

研究では、2つのプラットフォーム（OlinkとSomaScan）で異なる遺伝的関連性が検出され、これらの違いが病気の研究とタンパク質レベルの統合から導かれる結論に影響を与える可能性がある例を提供しました。これらの違いは、特にcis protein quantitative trait loci (cis-pQTLs) の検出において明らかであり、OlinkプラットフォームはSomaScanプラットフォームに比べて高い比率でこれらのcis-pQTLsを検出しました（72%対43%）。さらに、異なるプラットフォーム間でタンパク質の遺伝的関連性が異なることが観察され、これが研究の結論に影響を与える可能性があることを示しました​1​。

cis protein quantitative trait loci (cis-pQTLs) 　をわかりやすく説明して

cisプロテイン定量的形質座所（cis-pQTLs）は、特定のタンパク質の量または活動を調節する遺伝子のバリアント（遺伝的変異）を指します。これらのバリアントは、そのタンパク質をコードする遺伝子と同じ染色体上の近くに位置しているため、”cis”と名付けられています。cis-pQTLsは、タンパク質の表現に影響を与え、それによって個体の表現型や病気のリスクに影響を与える可能性があります。

cis-pQTLsはどうやって判定するの？

cis-pQTLsの識別は統計的方法を使用し、遺伝情報とタンパク質の量のデータを比較することによって行われます。具体的には、個々の遺伝子バリアント（SNPsなど）と、その遺伝子バリアントの近くでコードされるタンパク質の量との間の関連を調べます。関連が統計的に有意であれば、その遺伝子バリアントはcis-pQTLとして識別される可能性があります。このプロセスは、個人の遺伝データとプロテオミクス（タンパク質測定）データを使用して行われ、特定のタンパク質の量が遺伝的にどの程度調節されているかを理解するのに役立ちます。

OlinkプラットフォームはSomaScanプラットフォームの違いは

OlinkとSomaScanは、異なる技術を使用してプラズマプロテオミクス分析を行います。研究では、OlinkプラットフォームはSomaScanプラットフォームに比べてcis-pQTLsを高い比率で検出し、プラットフォーム間でタンパク質の遺伝的関連性が異なることが示されました。これらの違いは、タンパク質レベルと疾患研究の統合から導かれる結論に影響を与える可能性があります​1​。

具体的にどう技術的にちがうの？

OlinkとSomaScanはそれぞれ異なる技術を利用してプロテオミクス分析を行います。以下にその技術的な違いを述べます：

  1. 検出技術:
    • Olink: Olinkプラットフォームは、抗体ベースの近接拡張免疫測定(Proximity Extension Assay, PEA)技術を使用しています。これは、特定のタンパク質に結合する抗体対を利用し、それによりタンパク質を検出および定量化します​1​。
    • SomaScan: 一方、SomaScanプラットフォームは、アプタマー（特定のタンパク質に結合する短い一本鎖のDNAまたはRNA分子）ベースの技術を使用しています​2​。
  2. 測定精度と分析範囲:
    • Olinkプラットフォームは、ターゲットタンパク質の特異性が高く、かつ表現型関連の数が多いことが示されています​3​。
    • 一方で、SomaScanプラットフォームは、プロテオーム全体にわたる測定精度と分析範囲が広いとされています​3​。
  3. 相関範囲:
    • OlinkとSomaScanの間で、タンパク質発現の評価において広範囲の相関が示されています。これは、2つのプラットフォームが異なる技術を利用しているため、同じタンパク質でも異なる結果を示す可能性があることを意味しています​4​。

これらの違いは、研究の設計と目的によってどちらのプラットフォームを選択するかを決定する要因となり得ます。また、これらの違いは、異なるプラットフォームを使用した研究結果の解釈に影響を与える可能性があります。

reference

  1. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06563-x
  2. https://www.nature.com/articles/s41467-021-27164-0#:~:text=Here%2C%20we%20integrate%20two%20partly,phenotypic%20consequences%20of%20hundreds%20of
  3. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm5164#:~:text=Across%20these%20studies%2C%20we%20show,INTRODUCTION
  4. https://www.nature.com/articles/s41374-022-00830-7#:~:text=However%2C%20compared%20with%20antibody,chronic%20obstructive%20pulmonary%20disease%20and
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