约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院的研究人员领导了一项新的基因图谱研究，追踪了两个大而不同的人群中DNA变异和数千种血液蛋白质之间的联系。这些结果将帮助研究人员更好地理解疾病的分子原因，并确定可以靶向治疗这些疾病的蛋白质。
这项研究包括9000多名欧洲或非洲血统的美国人，并生成了两组人的dna -蛋白质联系图。该研究被认为是首次将两个祖先不同的大型人群纳入研究。蛋白质在细胞功能中起着至关重要的作用，蛋白质机制的改变(通常由DNA变异调节)会导致疾病。dna -蛋白质图谱可以帮助解释这两组人群中某些疾病发病率的差异，并帮助研究人员了解一些健康差异。
这项研究发表在《自然-遗传学》杂志上。
几十年来，研究人员一直通过所谓的基因图谱研究来绘制人类疾病的分子根源。最著名的是全基因组关联研究(GWAS)。GWAS通常通过分析受试者的DNA(通常是数万或数十万人同时进行)以及他们的特定疾病史，将DNA变异与疾病风险联系起来。这揭示了疾病与特定DNA变异之间的统计学联系。
GWAS图中缺失的部分:GWAS分析发现的大多数与疾病相关的DNA变异并不存在于蛋白质编码基因中。因此，研究人员假设，许多甚至是与疾病相关的DNA变异间接影响蛋白质，通过调节基因到蛋白质生产过程中的一个或多个步骤，从而改变蛋白质水平。将疾病与蛋白质直接联系起来，研究人员可以更好地了解疾病的根源，也可以确定疾病预防和治疗的蛋白质靶点。
“这种相对新型的绘图研究提供了丰富的信息，使研究人员能够测试各种健康结果——癌症、心脏病、严重covid风险——的蛋白质的潜在联系，并有助于开发或重新利用治疗药物。”该研究的资深作者、彭博学院生物统计学系的杰出教授Nilanjan Chatterjee博士说。
为了证明dna -蛋白质图谱的应用，研究人员使用它来识别一种现有的类风湿关节炎药物，作为一种可能的治疗常见关节疼痛疾病痛风的新药物。
这项研究是Chatterjee的团队与Josef Coresh医学博士、彭博学院流行病学系的George W. Comstock教授和该论文的合著者之一以及几个机构的同事的研究小组合作完成的。
这项由Coresh领导的长期社区动脉粥样硬化风险(ARIC)研究涵盖了7213名欧洲血统的美国人和1871名非洲裔美国人;和467名非裔美国人肾病和高血压研究(ask)。在这两项研究中，研究团队都对参与者的基因组进行了测序，并记录了血液中数千种不同蛋白质的水平。
在他们的图谱研究中，Chatterjee的团队分析了ARIC和ask的基因组数据，确定了2000多种常见的DNA变异，这些变异与编码这些蛋白质的基因接近，并与蛋白质的血液水平相关。
查特吉说:“了解这些预测特定蛋白质水平的DNA变异的价值在于，我们可以检查更大的GWAS数据集，看看这些相同的DNA变异是否与疾病风险有关。”
利用一个欧美数据集，他们发现，它预测了几种蛋白质的水平，这些蛋白质的水平会影响痛风的风险，或与痛风相关的化学物质尿酸的血液水平。这些蛋白包括白细胞介素1受体拮抗剂(IL1RN)蛋白，它似乎可以降低痛风风险——这一发现表明，现有的类风湿关节炎药物阿纳金拉(anakinra)，模仿IL1RN，是一种可能的痛风新疗法。
有了来自美国白人和黑人的数据，研究人员就可以更精细地绘制蛋白质连接的DNA变异，而不是只局限于其中一种。这项研究中产生的非洲血统模型将允许未来分析不同人群的遗传背景可能如何导致疾病发病率的差异。
查特吉说:“例如，我们知道非裔美国人患前列腺癌的风险更高，所以原则上，我们可以将非裔美国人患前列腺癌的GWAS数据与我们的蛋白质数据结合起来，以确定导致该人群患前列腺癌风险升高的蛋白质。”
该团队已经在网上公开了他们的数据集和蛋白质预测模型，这样研究人员就可以使用这些资源。Chatterjee的团队和合作者预计在ARIC和ask组群以及其他不同组群中进行进一步的研究，以收集蛋白质和其他影响dna到疾病因果链的因素的信息。
