心肌间质纤维化（MIF）会引发多种心血管疾病。
1 明确MIF的发病机制有助于确定抗纤维化治疗的目标。通过心脏磁共振成像（MRI）测量的心肌T1时间是一种经过验证的组织学MIF指标。
2 我们之前开发了一个机器学习模型，用于测量41,000名英国生物银行（UK Biobank）参与者的T1时间。T1时间与心血管疾病以及与葡萄糖和铁稳态、组织修复和氧化应激相关的基因位点有关。
3 血浆蛋白质组学通过捕捉疾病的环境易感性，为基因组学提供了补充。在这项队列研究中，我们整合了蛋白质组学数据和心肌T1时间数据，以发现与随后发生MIF相关的血浆蛋白。
我们确定了4,544名同时接受了血浆蛋白质组学分析和心脏MRI检查的英国生物银行参与者。在入组时，使用Olink Explore 3072邻近扩展测定法（Olink Proteomics，瑞典乌普萨拉）测量了2,923种血浆蛋白的水平。
4 心脏MRI检查使用简化的改良Look-Locker反转恢复协议进行，平均在入组后8.4年（标准差1.8年；范围3.2–12.4年）进行。心肌T1时间通过深度学习进行量化。
3 我们使用线性回归分析了蛋白质水平与T1时间（均经过逆排名标准化处理）之间的关联，并调整了入组时的年龄、性别、体重指数、血清肌酐、血清白蛋白和前10个主要祖先成分的影响。假发现率调整后的P值<0.05被认为具有显著性，并用于使用g:ProfileR进行蛋白质富集分析。通过调整相同协变量的Cox比例风险模型，评估了与心房颤动、心力衰竭和心血管死亡最密切相关的蛋白质（Bonferroni校正后的P值<0.05）。该研究在UK Biobank申请编号17488下进行，并获得了Mass General Brigham机构审查委员会的批准。参与者提供了知情同意书。数据可从英国生物银行获取。
在4,544名参与者中，平均年龄为55岁，其中52%为女性。总体而言，有33种蛋白质在假发现率<0.05的显著性水平上与T1时间相关（见图[a]）。IGFBP2（胰岛素样生长因子结合蛋白2）（P=1.0×10^-9）、CKB（脑型肌酸激酶）（P=6.7×10^-7）和VEGFD（血管内皮生长因子D）（P=7.9×10^-7）的水平较高与较高的T1时间相关，而MEP1B（meprin A亚基β）则与较低的T1时间相关（P=1.4×10^-6）。DSG2（desmoglein-2）和DSC2（desmocollin-2）与致心律失常的右心室心肌病相关，且与较高的T1时间相关。在g:Profiler分析中，这33种与T1时间相关的蛋白质在假发现率<0.05的水平上没有显著富集到任何基因本体术语中。IGFBP2和CKB与左心房最小容积增大相关（P分别为3.8×10^-12和4.2×10^-12），而没有任何主要蛋白质与左心室射血分数显著相关。
5 在查看器中打开 图1 。血浆蛋白水平与T1时间以及心血管疾病发生之间的关联。
A ，火山图显示了蛋白质水平与T1时间之间调整后的关联效应大小（x轴）和P值（y轴）。较大的点表示Bonferroni校正后的显著性，较小的彩色/标记点表示假发现率显著性，灰色点表示无显著性关联。无法确定蛋白质来源的细胞类型或器官。B ，与T1时间最密切相关的蛋白质预测了心房颤动、心力衰竭和心血管死亡的预期方向。CKB表示脑型肌酸激酶；IGFBP2表示胰岛素样生长因子结合蛋白2；MEP1B表示meprin A亚基β；VEGFD表示血管内皮生长因子D。
经过Bonferroni校正后，与T1时间相关的4种蛋白质也与心房颤动、心力衰竭和心血管死亡的发生方向一致（见图[a]）。IGFBP2水平高1个标准差与心房颤动风险增加39%、心力衰竭风险增加30%和心血管死亡风险增加58%相关。MEP1B水平高则预示着这些事件的风险降低。这些共同的关联支持了MIF与临床心血管疾病之间的联系。
在平均8年后测量的与T1时间相关的蛋白质表明了已知的和新的MIF机制，包括内皮细胞功能障碍、淋巴管生成和胶原蛋白代谢。IGFBP2是一种胰岛素样生长因子的调节蛋白，参与细胞增殖、分化和凋亡，并能预测心力衰竭的死亡率。其同源物IGFBP7由内皮细胞分泌，在压力超负荷小鼠模型中会导致心肌细胞功能障碍。VEGFFD与T1时间之间的关联与我们之前的基因组研究结果一致，该研究在VEGFC附近识别出一个位点。VEGF蛋白促进淋巴管生成，而VEGF敲除斑马鱼会出现肥大和MIF。CKB是脑型肌酸激酶的异构体；CKB与T1时间之间的关联可能与其心肌异构体的交叉反应性有关，后者是心肌损伤的标志物。MEP1B是一种基质金属蛋白酶，可切割胶原蛋白前体，并已被确定为纤维化的治疗靶点。
我们的工作展示了在大型生物银行中自动化影像解释和蛋白质组学的价值，这些生物银行提供了比以往MIF生物标志物研究更大的样本量和候选蛋白质数量。必须承认存在一些局限性。MRI检查在蛋白质组学采样后平均8年进行，因此该研究设计既不是横断面的也不是前瞻性的；无法确定MRI测量的纤维化在蛋白质组学采样时是否存在。无法确定蛋白质来源的细胞类型或器官，因此蛋白质组学关联不应被视为因果关系。T1时间并非MIF的独家替代指标，它还会因多种非纤维化心肌过程（包括炎症、水肿或淀粉样蛋白浸润）而升高，同时会因脂肪或铁沉积而降低。
结论 总之，这项发现蛋白质组学研究确定了33种与MRI衍生的MIF指标相关的蛋白质，这些蛋白质在蛋白质组学采样后平均8年获得，同时也与心血管疾病的风险相关。与随后MIF相关的蛋白质与机制学和基因组学研究结果一致，表明内皮细胞衰老、淋巴管生成和胶原蛋白代谢在MIF发病机制中可能起作用。
资金来源 Jonathan W. Cunningham得到了美国心脏协会（23CDA1052151）和国家心肺血液研究所（1K23HL168163）的支持。Leonoor F. J. M. Wijdeveld得到了阿姆斯特丹UMC YTF、荷兰心脏基金会学生奖学金、AFIP基金会和CIRCULAR联盟（NWO, NWA.1389.20.157）的支持。Bianca J. J. M. Brundel得到了CIRCULAR联盟（NWA.1389.20.157）和荷兰科学研究组织SK4BLOCK-AHF联盟的支持，该联盟促进了ERA4Health项目（GA: 101095426 EU Horizon Europe研究与创新计划）。Victor Nauffal得到了Sperling奖学金和Brigham and Women’s Hospital心脏与血管研究所青年教员奖的支持。Mahnaz Maddah得到了美国国立卫生研究院（3OT2OD035404-01S3和1R01NS134597）和美国心脏协会（961045）的资助。Patrick T. Ellinor得到了美国国立卫生研究院（RO1HL092577, RO1HL157635, 1R01HL177209）、欧盟（MAESTRIA 965286）和Leducq基金会（24CVD01）的资助。
