1000 個のタンパク質の定量的な平面配列のスクリーニングにより、ループス腎炎の新規な尿中タンパク質バイオマーカーが明らかになった

Quantitative planar array screen of 1000 proteins uncovers novel urinary protein biomarkers of lupus nephritis.

• Kamala Vanarsa
• Sanam Soomro
• Ting Zhang
• Briony Strachan
• Claudia Pedroza
• Malavika Nidhi
• Pietro Cicalese
• Christopher Gidley
• Shobha Dasari
• Shree Mohan
• Nathan Thai
• Van Thi Thanh Truong
• Nicole Jordan
• Ramesh Saxena
• Chaim Putterman
• Michelle Petri
• Chandra Mohan

抄録

目的:

これらの研究の目的は、ループス腎炎（LN）の新しい尿中バイオマーカーを発見することである。

OBJECTIVE: The goal of these studies is to discover novel urinary biomarkers of lupus nephritis (LN).

方法:

全身性エリテマトーデス（SLE）患者の尿を、新規の定量的な平面タンパク質マイクロアレイを用いて1000種類のタンパク質について調べた。ヒット数は、非活動的で活動的な非腎性（ANR）および活動的な腎性（AR）患者を有する独立したSLEコホート、並行して腎生検を行ったコホート、および縦断的なコホートで検証された。各バイオマーカーの細胞起源を推測するために、LN腎臓からの単細胞腎RNAシークエンシングデータを調べた。

METHODS: Urine from systemic lupus erythematosus (SLE) patients was interrogated for 1000 proteins using a novel, quantitative planar protein microarray. Hits were validated in an independent SLE cohort with inactive, active non-renal (ANR) and active renal (AR) patients, in a cohort with concurrent renal biopsies, and in a longitudinal cohort. Single-cell renal RNA sequencing data from LN kidneys were examined to deduce the cellular origin of each biomarker.

結果:

1000種類の蛋白質をスクリーニングしたところ、SLE尿中に64種類の蛋白質が有意に上昇していることが判明した。尿中Angptl4(曲線下面積(AUC)=0.96)、L-selectin(AUC=0.86)、TPP1(AUC=0.84)、transforming growth factor-β1(TGFβ1) (AUC=0.78)、トロンボスポンジン-1(AUC=0.73)、FOLR2(AUC=0.72)、血小板由来成長因子受容体-&#x3B2(AUC=0.72)、血小板由来成長因子受容体-&#x3B2(AUC=0.73)、FOLR2(AUC=0.72)、血小板由来成長因子受容体-&#x3B2(AUC=0.72)、血小板由来成長因子受容体-&#x3B2(AUC=0.72)であった。72），血小板由来成長因子受容体-β（AUC=0.67），PRX2（AUC=0.65）はARをANR SLEと区別し，特異性，感度，陽性予測値の点で抗dsDNA，C3，C4を凌駕していた。多変量回帰分析では、人口統計学的変数を補正した後でも、尿中のAngptl4、L-selectin、TPP1、TGFβ1は疾患活動性と高い関連性を示した。継続的に追跡調査を行っているSLE患者では、尿中L-selectin（次いで尿中Angptl4とTGFβ1）が、同時発症または進行中の疾患の追跡に最も適していました。重要なことに、LN尿中に上昇したいくつかのタンパク質は、シングルセルRNAシーケンス解析に基づいて、LNの腎臓内にも発現しており、腎細胞内に常駐しているか、免疫細胞に浸潤しているかのいずれかであった。

RESULTS: Screening of 1000 proteins revealed 64 proteins to be significantly elevated in SLE urine, of which 17 were ELISA validated in independent cohorts. Urine Angptl4 (area under the curve (AUC)=0.96), L-selectin (AUC=0.86), TPP1 (AUC=0.84), transforming growth factor-β1 (TGFβ1) (AUC=0.78), thrombospondin-1 (AUC=0.73), FOLR2 (AUC=0.72), platelet-derived growth factor receptor-β (AUC=0.67) and PRX2 (AUC=0.65) distinguished AR from ANR SLE, outperforming anti-dsDNA, C3 and C4, in terms of specificity, sensitivity and positive predictive value. In multivariate regression analysis, urine Angptl4, L-selectin, TPP1 and TGFβ1 were highly associated with disease activity, even after correction for demographic variables. In SLE patients with serial follow-up, urine L-selectin (followed by urine Angptl4 and TGFβ1) were best at tracking concurrent or pending disease flares. Importantly, several proteins elevated in LN urine were also expressed within the kidneys in LN, either within resident renal cells or infiltrating immune cells, based on single-cell RNA sequencing analysis.

結論:

1000種類のタンパク質を対象とした偏りのない平面アレイスクリーニングにより、尿中Angptl4、L-selectin、TGFβ1がLNにおける疾患活動を追跡するためのバイオマーカー候補として発見されました。

CONCLUSION: Unbiased planar array screening of 1000 proteins has led to the discovery of urine Angptl4, L-selectin and TGFβ1 as potential biomarker candidates for tracking disease activity in LN.

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