南アフリカのコホートからの人種別、幾何学的に分類された頭皮の毛髪サンプルのプロテオームに違いはない：予備的知見

No difference in the proteome of racially and geometrically classified scalp hair sample from a South African cohort: Preliminary findings.

• Henry A Adeola
• Nonhlanhla P Khumalo
• Afolake T Arowolo
• Nandipha Mehlala

抄録

毛髪はほとんどがケラチンとケラチン関連タンパク質で構成されているにもかかわらず、人種の異なる男性の生理的プロテオームの違いはあまり研究されていない。そこで我々は、南アフリカの西ケープ州に住む黒人アフリカ人、白人、アジア人、混合血統のドナーから採取した毛髪サンプルを用いて、ラベルフリーのショットガンプロテオミクス解析を行った。さらに、同じ毛髪を幾何学的測定を用いて分類しました。定性および定量的プロテオミクスバイオインフォマティクスパイプラインを用いて、450以上のタンパク質群を同定した（FDR=0.01）。識別されたタンパク質群には、ケラチン、ケラチン関連タンパク質、ヒストンタンパク質、デスモソームなどが含まれていました。定量的プロテオミクス解析では、人種や幾何学的に有意に差別化されたタンパク質はなかった。上位にランクされたタンパク質の機能パスウェイ解析では、皮膚、表皮、組織の発達、中間フィラメント組織に富むことが示された。人種分類は社会的な構成要素であり、生物学的エンドポイントの違いをそれに起因させることは、精密医療の時代には不正確であり、価値のないことである。しかし、生理的毛髪プロテオームの解明は、毛髪プロテオミクスを疾患バイオマーカーや精密医療の標的治療の特定に利用するための基盤となる可能性があります。我々は、アフリカの文化的に多様なコホートにおける毛髪の生理的プロテオームを初めて確立した。意義：文化的に多様な南アフリカのコホートにおいて、初めてヒトの生理的毛髪プロテオームの特徴を明らかにしました。また、我々の定量的プロテオミクスバイオインフォマティクスパイプラインを用いて、個々の毛髪サンプルではプロテオミクスの違いが観察されなかったことを明らかにしました。この結果は、DNA配列の比較から、各大陸の人々は他の大陸から来た人々よりも遺伝的に似ておらず、アフリカではより多くの遺伝的変異があることがしばしば示されているという、広く知られている考え方を支持するものです。したがって、毛髪や皮膚の表現型などの適応形質は、科学的に有効な区別ではない。人種の分類は社会的な構成要素であると考えられており、生物学的エンドポイントの違いをそれに起因させることは、精密医療の時代には不正確であり、価値がない。我々の予備的な発見は、アフリカ人のためのよく注釈された、カスタマイズされた毛髪プロテオミクスのリポジトリを確立するための切望された基盤として役立つであろう。

Differences in the physiological proteome of men of different racial origin is poorly researched, albeit hair is mostly composed of keratins and keratin-associated proteins. Hence, we have carried out label-free, shotgun proteomics analysis on hair samples collected from black African, Caucasian, Asian, and Mixed-Ancestry donors within a heterogeneous population of the Western Cape of South Africa. Further, the same hair was also classified using geometrical measurements. Using both qualitative and quantitative proteomics bioinformatics pipelines, we identified over 450 protein groups (FDR = 0.01). Identified protein classes included keratins, keratin-associated proteins, histone proteins and desmosomes, inter alia. No protein by quantitative proteomic analyses significantly differentiated racial or geometric groups in our cohort. Functional pathway analysis of top-ranking proteins showed enrichment for skin, epidermal and tissue development, as well as intermediate-filament organization. Racial classification is a social construct, and attributing differences in a biologic endpoint to it is both imprecise and valueless in the era of precision medicine. Nonetheless, clarity on the physiological hair proteome could serve as a foundation for using hair proteomics for disease biomarker and targeted therapy identification for precision medicine. For the first time, we established the physiological hair proteome of individuals in a culturally diverse cohort from Africa. SIGNIFICANCE: For the first time we have been able to characterize the physiological human hair proteome in a culturally diverse South African cohort. We have also identified that proteomics differences were not observed in individual hair samples using our quantitative proteomics bioinformatics pipeline. This outcome supports a widely known notion that DNA sequence comparison often shows that people on each continent are not more genetically similar to one another than to people who come from other continents and that there is more genetic variation in Africa. Hence, adaptive traits such as hair and skin phenotype are not scientifically valid distinctions. Racial classification is believed to be a social construct, and attributing differences in a biologic endpoint to it is both imprecise and valueless in the era of precision medicine. Our preliminary finding would serve as a much-needed foundation for establishing a well-annotated, customized hair proteomics repository for Africans.

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