青少年皮肌炎组织特异性蛋白质组学特征的发现揭示了反映持续疾病活动、临床异质性和肌炎特异性自身抗体亚型的通路

Discovery of tissue-specific proteomic signatures in juvenile dermatomyositis highlights pathways reflecting persistent disease activity, clinical heterogeneity, and myositis-specific autoantibody subtype

作者信息Jessica Neely, Sara E Sabbagh, Jeffrey Dvergsten, Chioma Madubata, Celine C Berthier, Zilan Zheng, Christine Goudsmit, Sophia Matossian, Sean P Ferris, Gabriela K Fragiadakis, Marina Sirota, J Michelle Kahlenberg, Hanna Kim, Jessica L Turnier, CARRA Registry Investigators and CARRA Translational Medicine for Juvenile Myositis Working Group
PMID40915939
发布时间2025-09-06
DOI10.1016/j.ard.2025.07.020

实验完整度

包含多中心患者队列(56例JDM、8例对照)的纵向血浆蛋白质组学分析、24例配对随访样本,并整合HPA组织特异性和JDM肌肉/皮肤单细胞转录组数据进行细胞类型验证。

主要模型

56例新发JDM患者血浆样本(CARRA注册中心等4个中心) 8例儿科对照血浆样本 JDM肌肉单细胞RNA-seq数据(6例JDM,7例对照) JDM皮肤单细胞RNA-seq数据(12例JDM,4例对照)

重点核对

JDM患者入组标准:诊断后12周内开始治疗,且治疗时间不超过12周 对照组:无自身免疫疾病的儿科患者 血浆样本采集时间点:基线(治疗开始后12周内)和6个月随访 数据处理:去除Olink质控警告蛋白(175个),保留2897个蛋白进行分析 统计方法:线性混合效应模型,以位点为随机效应,个体为随机效应(纵向模型),Benjamini-Hochberg校正P值

摘要

目的:青少年皮肌炎(JDM)是一种异质性自身免疫性疾病,需要针对性的治疗方法和更好地理解驱动临床表型的分子机制。我们利用来自北美新发JDM患者纵向队列的探索性蛋白质组学,以确定疾病发病时和随访时的生物学通路、组织特异性疾病活动以及肌炎特异性自身抗体(MSA)状态。方法:我们在56名JDM患者(来自儿童关节炎和风湿病研究联盟注册中心及其他3个中心)开始治疗后12周内以及8名儿科对照中测量了3072种血浆蛋白(Olink panel)。评估了24名有6个月随访样本的JDM患者。我们通过拟合线性混合效应模型识别组间差异表达蛋白(DEP),并将DEP与验证的疾病活动指标相关联。我们使用人类蛋白质图谱和JDM肌肉单核及皮肤单细胞转录组数据集评估细胞/组织特异性。还分析了MSA亚组内的差异。结果:我们发现在多药免疫抑制下,6个月时先天免疫激活、细胞死亡和氧化还原信号仍持续失调。通过利用组织和细胞特异性蛋白质组,我们确定了与疾病活动相关的循环内皮蛋白过度表达,并验证了JDM肌肉和皮肤中的内皮细胞标志物表达。我们发现了与反映JDM表型的MSA亚型相关的通路。NXP2+ JDM相关蛋白反映了血管生成和细胞外基质重塑,并在内皮细胞和成纤维细胞中表达。MDA5+ JDM与循环III型干扰素和表面活性蛋白相关。结论:这些蛋白质组学发现将为考虑JDM中独特的组织和自身抗体相关炎症的未来生物标志物和治疗开发提供信息。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
青少年皮肌炎(JDM)患者血浆蛋白质组中是否存在与疾病活动、临床异质性和肌炎特异性自身抗体(MSA)亚型相关的组织特异性生物标志物和通路?
核心机制
JDM患者血浆中持续存在先天免疫(IL1、IL6、TLR2)、氧化还原(SOD2)、蛋白酶体(PSME1/2)和细胞死亡(BCL2)通路失调;疾病活动相关蛋白中内皮细胞特异性蛋白富集,提示血管病变在JDM发病中的核心作用;NXP2+ JDM与血管生成和细胞外基质重塑相关,MDA5+ JDM与III型干扰素(IFNL1)和表面活性蛋白(SFTPA1/2)相关。
主要证据
基于Olink平台检测3072种血浆蛋白,在56例JDM患者和8例对照中比较,并通过24例配对随访样本验证;使用线性混合效应模型分析差异表达蛋白与疾病活动(PGA)的关联;利用HPA和单细胞转录组数据验证蛋白的组织和细胞特异性。
研究意义
这些发现为JDM多器官病理生理复杂性提供新见解,可能指导未来生物标志物开发和靶向治疗,并为JDM的精准医疗奠定基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

血浆蛋白质组检测

全面测量JDM患者和对照者血浆中的蛋白质表达谱

利用Olink Explore 3072平台测量56例JDM患者(基线)和8例对照的血浆蛋白,其中24例JDM患者还有6个月随访样本。去除质控警告蛋白后,分析2897个蛋白。

2

差异表达蛋白鉴定

识别JDM与对照组之间差异表达的蛋白

使用线性混合效应模型(以位点为随机效应)比较JDM基线组与对照、6个月随访组与对照的蛋白质表达,识别差异表达蛋白并分析通路富集。

3

疾病活动关联分析

寻找与全球疾病活动(PGA)相关的蛋白质

对所有JDM样本(包括基线和随访)拟合PGA关联模型,识别与疾病活动相关的蛋白,并进一步分析与6个月随访仍差异表达的蛋白交集。

4

组织特异性分析

确定疾病活动相关蛋白的肌肉、皮肤和内皮细胞特异性

将疾病活动相关蛋白与HPA组织富集/增强列表取交集,并使用肌肉单核RNA-seq和皮肤单细胞RNA-seq数据验证基因表达。

5

MSA亚型分析

识别与MSA亚型(NXP2、TIF1γ、MDA5)相关的蛋白质

在基线JDM样本中,对每个MSA亚型拟合lme模型,识别差异表达蛋白,并进行通路富集分析(GOBP)。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Olink Explore 3072 邻近延伸分析Olink--
OlinkAnalyze R包Olink--
MetaCoreClarivate--
MorpheusBroad Institute--
10x Genomics Multiome试剂盒10x Genomics--
10x Genomics固定RNA分析试剂盒10x Genomics--
Chromium人类转录组探针组v1.0.110x Genomics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者入组
JDM诊断由儿科风湿病学家确认;入组时治疗时间≤12周;排除其他自身免疫疾病。
阅读提示:Methods: Patients
样本采集
血浆样本采集于基线(治疗开始后12周内)和6个月随访;对照组从儿科和风湿病诊所招募。
阅读提示:Methods: Patients, Table 1
蛋白质组学检测
使用Olink Explore 3072平台测量3072种蛋白;质量控制去除175个蛋白。
阅读提示:Methods: Proteomic analysis
差异表达分析
线性混合效应模型,以位点为随机效应;纵向模型包含个体随机效应;显著性阈值P-adj < .05。
阅读提示:Methods: Proteomic analysis
组织特异性分析
使用HPA组织富集/增强列表;单细胞数据来自JDM肌肉(6例)和皮肤(12例)活检。
阅读提示:Methods: Tissue-specific analyses, Single-cell data
MSA分析
MSA检测采用Oklahoma医学研究基金会的综合肌炎自身抗体panel;仅使用基线样本。
阅读提示:Methods: MSA analysis