大家好！今天小编和大家分享一篇2025年2月4日发表在Journal of the American Heart Association (IF：5.0002 Q1)杂志的文章《Proteome-Wide Mendelian Randomization Identifies Therapeutic Targets for Abdominal Aortic Aneurysm》。蛋白质组是治疗靶点的关键来源。本研究通过MR分析，确定了腹主动脉瘤（AAA）的致病蛋白，增强了我们对其分子原因的理解，并促进了治疗方法的发展。

摘要

背景：

蛋白质组是治疗靶点的关键来源。我们对蛋白质组进行了全面的孟德尔随机化分析，以确定腹主动脉瘤（AAA）的潜在蛋白质标记和治疗靶点。

方法：

我们的研究使用了来自UK Biobank的血浆蛋白质组学数据，其中包括来自54219个人的2923种蛋白质，以及来自deCODE Genetics的数据，该数据测量了来自35559个人的4907种蛋白质。显著的蛋白质组数量性状位点被用作孟德尔随机化的工具。腹主动脉瘤的遗传关联来源于AAAgen联盟，这是一项大规模全基因组关联研究荟萃分析，涉及37214例病例和1086107例对照，以及FinnGen研究，包括3869例病例和381977例对照。共定位序列分析和基于汇总数据的孟德尔随机化验证了候选蛋白的因果作用。此外，通过单细胞表达分析、蛋白相互作用网络分析、通路富集分析和药物性评估来鉴定表达富集的细胞类型，并优先考虑潜在的治疗靶点。

结果：

我们的研究通过蛋白质组范围内的孟德尔随机化分析确定了34种与腹主动脉瘤风险相关的蛋白质。其中COL6A3和PRKD2两种蛋白通过共定位分析、基于汇总数据的孟德尔随机化和独立仪器检验的异质性突出，提供了最具说服力的证据。这些蛋白编码基因主要在腹主动脉瘤组织内的巨噬细胞、平滑肌细胞和肥大细胞中表达。几种致病蛋白参与调节脂质代谢、免疫反应和细胞外基质组织的途径。

结论：

本研究确定了腹主动脉瘤的致病蛋白，增强了我们对其分子原因的理解，并促进了治疗方法的发展。

研究结果：

研究设计的概述如图1所示。我们的MR仪器包括在UKB-PPP队列中评估的与1660种独特蛋白质相关的10187个顺式pqtl，以及在deCODE队列中测量的与1385种独特蛋白质相关的13229个顺式pqtl（表S3）。尽管在两个平台上检测了635种蛋白质，使用顺式pqtl仪器在MR中检测了总共2410种独特的蛋白质，但我们保留了2410种分析用于Bonferroni校正，以保守地解释最低可用P值。

另外，我们使用（作为MR分析的工具）8544个反式pqtl工具（不包括扩展的主要组织相容性复合体区域），对应于UKBPPP队列中评估的1737种独特蛋白质，以及解码队列中测量的与1899种独特蛋白质相关的28916个反式pqtl（表S3）。其中，698种独特的蛋白被两个平台检测。尽管存在这种重叠，我们在trans-pQTL MR结果的Bonferroni校正中保守地控制了2938个测试。

蛋白质组级MR分析鉴定出34种AAA循环蛋白

所有遗传工具的F统计量为bbb10，表明具有较好的强度（表S3）。使用cispqtl作为工具变量，基于Wald比或反方差加权法，经Bonferroni校正（P<2.07×10−5），21种蛋白与AAA风险显著相关（图2A）。在复制阶段，12个蛋白（AGT、APOC3、APOE、CELSR2、COL6A3、DPP4、INHBC、LPL、MMP12、PLTP、PRKD2和ZPR1）基于Wald比值或反方差加权法在FinnGen数据集中成功验证（FDR <0.05）（表1）。没有蛋白显示显著的水平多效性（多效性>0.05）或异质性（异质性>0 0.05）（表S4）。基因预测较高水平的AGT、APOC3、INHBC、MMP12、PLTP、PRKD2和ZPR1与AAA风险增加相关，而其他5种蛋白（APOE、CELSR2、COL6A3、DPP4和LPL）与AAA风险呈负相关，表明这些蛋白水平较低与AAA风险较高相关（图3和表1）。这些关联在其他分析中是一致的，包括加权模式、加权中位数和mrr - egger。除了简单模式（表S4见右边蓝字链接）。Supplemental Material.pdf 

所有遗传工具的F统计量为bbb10，表明具有较好的强度（表S3）。使用cispqtl作为工具变量，基于Wald比或反方差加权法，经Bonferroni校正（P<2.07×10−5），21种蛋白与AAA风险显著相关（图2A）。在复制阶段，12个蛋白（AGT、APOC3、APOE、CELSR2、COL6A3、DPP4、INHBC、LPL、MMP12、PLTP、PRKD2和ZPR1）基于Wald比值或反方差加权法在FinnGen数据集中成功验证（FDR <0.05）（表1）。没有蛋白显示显著的水平多效性（多效性>0.05）或异质性（异质性>0 0.05）（表S4）。基因预测较高水平的AGT、APOC3、INHBC、MMP12、PLTP、PRKD2和ZPR1与AAA风险增加相关，而其他5种蛋白（APOE、CELSR2、COL6A3、DPP4和LPL）与AAA风险呈负相关，表明这些蛋白水平较低与AAA风险较高相关（图3和表1）。这些关联在其他分析中是一致的，包括加权模式、加权中位数和mrr - egger。除了简单模式（表S4）。

图2.火山图显示蛋白质组范围的MR分析结果

图3。MR分析显示34个蛋白质组范围内鉴定的蛋白质对AAA有因果关系

表1. 13种蛋白质组级MR鉴定蛋白的MR、共定位和SMR结果总结

共定位分析支持8个蛋白与AAA的因果关系

在34个与AAA相关的mr鉴定蛋白中，共定位分析有8个蛋白具有高支持度（H4后验概率≥0.8），包括ANTXR1、APOE、C1ORF56、CA11、CELSR2、COL6A3、GRN和PRKD2（表1）。这表明这些蛋白水平与AAA风险之间可能存在共同的因果变异。图S1到S8显示了共定位结果的区域关联。

SMR和HEIDI试验验证了6种致病蛋白

为了进一步验证这一发现，我们对34种蛋白质进行了SMR和HEIDI测试，并获得了完整的汇总水平数据。34个蛋白中有12个通过SMR检测（P<1.47×10−3），6个通过HEIDI检测（P< 0.05）（表1）。7个蛋白的SMR位点图和效应图如图S9 ~ S14所示。基于这些证据，我们将这些蛋白质分为3层。2个蛋白（COL6A3和PRKD2）通过所有测试，被归为第1层（表1）。共定位分析、SMR测试或HEIDI测试失败的12个蛋白（ANTXR1、APOC3、APOE、C1ORF56、CA11、CELSR2、DDAH1、DPP4、GRN、INHBC、MMP12和ZPR1）被归为第2层。20种蛋白（AGT、ANGPTL3、APOB、ASGR1、BPIFA2、CD70、COL3A1、DLD、HPGDS、HS3ST3B1、LBP、LPL、NAP1L2、NPL、NR3C2、PLTP、PSAPL1、PTGES2、SNCA、ULBP2）。共定位分析和HEIDI测试均未通过的归为第3层。

人腹主动脉瘤组织细胞型特异性表达

为了探索34种循环蛋白的编码基因是否在人类AAA组织中有任何细胞类型特异性富集，我们使用来自Gene expression Omnibus的单细胞RNA-seq数据进行了单细胞类型表达分析。细胞聚集成14种细胞类型（内皮细胞、平滑肌细胞、T细胞、自然杀伤细胞、成纤维细胞、肥大细胞、红细胞、树突状细胞、巨噬细胞、B细胞、中性粒细胞、浆细胞、上皮细胞和基底细胞）（图4A）。34个蛋白编码基因中的32个在AAA组织中有表达数据，而BPIFA2和INHBC未检测到表达；图4B和4C显示了这32个编码基因在每个簇中的单细胞表达情况。其中8个蛋白编码基因在AAA组织中出现细胞类型特异性富集，平均为log2倍变化>.5,FDR <0.05（图4D）。其中，APOE、GRN、PLTL主要富集于巨噬细胞，COL3A1、COL6A3富集于平滑肌细胞，HPGDS富集于肥大细胞。

图4. 单细胞型表达腹主动脉组织的蛋白质编码基因鉴定的蛋白质全蛋白质磁共振。

蛋白-蛋白相互作用、途径富集分析和潜在治疗靶点的可药物性评价

蛋白-蛋白相互作用分析确定了潜在的致病蛋白APOE、APOB、APOC3、PLTP、LPL、ANGPTL3和ASGR1之间的相互作用，它们构成了AAA蛋白-蛋白相互作用网络的中心枢纽（图S15）。途径富集分析显示，这些蛋白与脂质代谢过程和炎症反应的调节显著相关（表S6）。此外，几种潜在的致病蛋白（COL3A1、ANTXR1、DPP4、AGT、MMP12）在与细胞外基质组织相关的信号通路中富集，而细胞外基质组织在主动脉瘤血管壁损伤和斑块形成中起着关键作用。

我们确定了9个可操作的AAA药物靶点（AGT, APOC3, APOE, COL6A3, DPP4, LPL, MMP12, PLTP和PRKD2），使用从MR分析中获得的蛋白具有严格的显著相关性顺式pqtl作为遗传工具（表S7）。其中一些蛋白质是已经批准用于心血管疾病适应症的药物的靶点。例如，针对AGT的药物，如阿司匹林、氢氯噻嗪和苯那普利，已经被美国食品和药物管理局批准用于治疗高血压。同样，靶向APOE（氟伐他汀、非诺贝特、普伐他汀钠）、LPL（洛伐他汀、克罗贝特、普伐他汀钠）和PLTP（辛伐他汀）的药物已被批准用于治疗高脂血症。此外，针对DPP4的药物，包括治疗高血压的马来酸依那普利和卡托普利，以及治疗糖尿病的无水沙格列汀、阿格列汀、维格列汀和西格列汀，目前都在使用中。靶向MMP12的药物已被用于治疗惊厥（乙酰唑胺）、炎症（zileuton）和高血压（卡托普利）。

在对鉴定为一级蛋白的2个蛋白的药物潜力分析中，发现以COL6A3为靶点的胶原酶溶组织梭菌（clostridium histolyticum-aaes）被批准用于治疗Dupuytren挛缩。此外，两种靶向PRKD2的药物，吉非替尼和厄洛替尼，被用于癌症治疗。这些发现提示了开发针对这些蛋白治疗AAAs的新治疗策略的巨大潜力。

总结：

总之，我们的研究确定了许多血浆蛋白与AAA风险有很强的因果关系，为AAA的病因提供了新的见解，并突出了筛选生物标志物和治疗药物的有希望的靶点。我们的研究结果还表明，PRKD2抑制剂或拮抗剂可能是AAA的有希望的治疗靶点。