【Insight 最新案例】Olink蛋白组学在非人类灵长类模型上治疗免疫反应

Olink 质量控制系统在 NHP 样本中显示出良好的技术性能。该研究中观察到了显著的生物信号，进一步说明了 Olink 技术与 NHP 样本兼容性。尽管样本量相对较小，但当前研究揭示了许多与预期生物学一致的明确信号。这也说明了在模型系统中精心设计的研究优势，通过控制诸如受试者环境等变量，可最小化实验噪声并增强统计功效。

研究结果

本研究的一个主要目标是识别在治疗前后发生变化的差异表达蛋白质。尽管每个治疗组仅采样四只动物，但发现许多蛋白质在治疗后发生了显著变化。由于从每只动物身上都取了多个样本，在治疗前后共 55 天时间内，可得到治疗后非常详细的多时间点数据。多个治疗组还使我们能够研究治疗剂量的影响。为此，对每个蛋白质和治疗组的数据进行了线性混合模型 (LMM) 拟合，以时间点建模为固定效应。同时包括每只动物的随机效应，以考虑每只动物的 NPX 基线中的潜在差异。下图显示了在对多重检验进行校正后，每个治疗组中在任一时间点之间显示出显著变化的蛋白质数量。请注意，低剂量治疗组的动物在时间点 3、4 和 5 没有采样，这可能解释了为什么我们在该组中发现的显著变化较少。

通过将每个治疗后时间点与治疗前 NPX 水平进行比较来进一步细分。下图显示了在这些比较中显示出显著上调或下调的蛋白质数量（p 值已校正，以增加多重检验权重）。请注意，高剂量治疗组的动物在时间点 6 没有采样。

载体分子KLH已知能触发显著初级免疫反应。如预期，在KLH处理后，炎症蛋白明显增加。在近3,000个蛋白质组分析中，免疫相关途径明显上调。本研究中的治疗引起了广泛的反应，总共有近1,000种蛋白质在至少一个治疗组中随时间改变（p<0.05）。为说明这些反应的生理学意义，我们首先将重点放在只接受载体分子KLH处理的对照组上。KLH来源于海洋软体动物，是一种含铜圆柱形分子，在人类和动物研究中广泛应用了40多年。由于其具有多种糖和肽表位，已知能触发显著的免疫反应。

图源: https://encyclopedia.pub/entry/history/show/10676

鉴于信号数量众多（共近1,000种差异蛋白响应），解释本研究的所有结果并非易事。这是组学研究中常见挑战，帮助我们解释的方法之一是进行富集分析。富集方法关注具有共同生物学功能的基因和蛋白质组。研究中将使用基因集富集分析（GSEA）的方法来评估信号是否在分子签名数据库（MSigDB）提供的Reactome信号途径中富集。通过评估LMM结果，并对治疗前后NPX水平进行了对比，进一步获得了每个时间点对应Reactome途径的归一化富集分数（NES）及其p值。结果显示在以下热图中，颜色表示NES，数值与调整后的p值成反比。正NES表示与治疗前水平（时间点0）相比，途径中的蛋白质上调，负NES表示下调。

在第一个时间点，我们观察到免疫相关途径（如白细胞介素和TCR信号传导）的富集，符合预期的炎症反应。在第2和第3个时间点，富集现象变得不那么明显，只有在第4个时间点进行第二次治疗后，富集现象再次变得更强。这再次符合预期的炎症反应。在最后一个时间点，我们观察到更广泛的富集，如代谢途径，进一步揭示炎症后免疫反应的发生。

接下来，我们将讨论进一步讨论化合物治疗组。组2-4的动物分别接受了测试化合物的低、中、高剂量。下图显示了LMM分析中4个最显著蛋白质动态变化。每一行对应一个蛋白质，每一列对应一个治疗组。对于这些蛋白质，在对照组和低剂量治疗组中，表达水平基本保持稳定。然而，在接受中等或高剂量治疗的动物中，治疗反应非常显著。在组4中，反应尤为明显，一些蛋白质在治疗后平均变化约为4个NPX单位，大约相当于蛋白质浓度变化16倍。

研究结论