【遺伝学】ヒト血漿プロテオームの地図
Nature
ヒト血漿プロテオームの遺伝的地図について報告する論文が、今週掲載される。今回の研究では、遺伝的変異と個々のタンパク質の量との関連が明らかにされており、ここから新たな治療標的と、既存薬を別の疾患の治療に用いる方法が示される可能性がある。
血液中の血漿タンパク質は、さまざまな生物学的過程（成長、修復、シグナル伝達、輸送、感染症に対する防御など）にとって極めて重要で、それ自体が重要な創薬標的であり、疾患時には異なる調節を受けている場合が多い。しかし、個人個人の血漿タンパク質の量を決定する遺伝的要因についてはほとんど解明されておらず、これまでの研究では対象範囲が限定的だった。
今回、Benjamin Sun、Adam Butterworthたちの研究グループは、標的分子と特異的に結合する短いDNA鎖（アプタマー）を調べて、3301人の健常者の血漿に含まれる3622のタンパク質を定量した。試料は、INTERVALという英国の研究において採取されたものが用いられた。INTERVALとは、約5万人が献血者として参加し、献血から次の献血までの間隔を最適にして英国の国民保健サービスの輸血用血液を改善することを目的として行われた研究だ。今回の研究では、ゲノム領域と1478のタンパク質の間に1927の関連が同定され、そのうちの89％が今回初めて同定されたものだった。また、これらの部位と遺伝子発現調節領域の間にかなりのオーバーラップがあり、常にではないが、多くの場合に、タンパク質の量が遺伝子発現量によって決まることが示唆された。
さらに、研究グループは、今回の研究で判明した特定の遺伝的変異とこれまでの研究で同定された一般的な疾患に関連するゲノム領域との関連も明らかにした。疾患・遺伝的変異・特定のタンパク質の量の三者の関係を解明することで、新たな治療標的タンパク質や既存薬の新たな利用方法の発見だけでなく、現在開発中の薬の潜在的リスクの判定に役立つ可能性がある。
A genetic atlas of the human plasma proteome is reported in a paper published in this week’s Nature. The associations identified by this study between genetic variation and the levels of individual proteins may suggest new therapeutic targets and avenues to apply existing drugs to new diseases.
Blood plasma proteins are vital to various biological processes, including growth, repair, signalling, transport and fighting infection. They are important drug targets, and are frequently differentially regulated during disease. However, relatively little is known about the genetic factors that determine an individual’s plasma protein levels, with previous studies having been limited in scope.
Benjamin Sun, Adam Butterworth and colleagues studied short DNA strands that bind to specific target molecules - aptamers - to quantify 3,622 proteins in the blood plasma of 3,301 healthy individuals. Samples were taken from INTERVAL, a study of nearly 50,000 UK blood donors intended to improve NHS blood supplies by identifying the optimum interval between blood donations. The team identify 1,927 associations between regions of the genome and 1,478 proteins - 89% of which were previously unidentified. There is considerable overlap between these locations and regions that regulate gene expression, suggesting that protein levels are often, but not always, determined by levels of gene production.
In addition, the authors identify links between particular genetic variations from their study with previously identified regions that are associated with common diseases. Understanding the relationship between diseases, genetic variation and the levels of particular proteins could pave the way for the identification of new therapeutic target proteins and new ways of employing existing drugs, as well as aid in the determination of potential risks for medicines currently under development.
doi: 10.1038/s41586-018-0175-2
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