ヒトタンパク質アトラス

ヒトタンパク質アトラス

コンテンツ
説明	ヒトタンパク質アトラスポータルは、正常なヒト組織およびさまざまな種類の癌におけるタンパク質の空間分布、および単一細胞内の細胞内局在を示す何百万もの高解像度画像を含む、公開されているデータベースです。
生物	人間
接触
研究センター	KTH、UU、SciLifeLab、スウェーデン
主な引用	Uhlén M、et al. (2015 年 1 月). 「プロテオミクス。ヒトプロテオームの組織ベースマップ」。Science . 347 ( 6220): 1260419. doi :10.1126/science.1260419. PMID  25613900. S2CID  802377.
アクセス
Webサイト	翻訳:
ダウンロードURL	www.proteinatlas.org/about/download
ツール
ウェブ	高度な検索、一括取得/ダウンロード
その他
バージョン管理	はい
データ公開 頻度	12か月
バージョン	23
キュレーションポリシー	はい – 手動
ブックマーク可能な エンティティ	はい – 個々のタンパク質のエントリと検索の両方

ヒトタンパク質アトラス（HPA）は、抗体ベースのイメージング、質量分析ベースのプロテオミクス、トランスクリプトミクス、システム生物学など、さまざまなオミクス技術を統合して、細胞、組織、臓器内のすべてのヒトタンパク質をマッピングすることを目的として2003年に開始されたスウェーデンベースのプログラムです。知識リソース内のすべてのデータはオープンアクセスであり、学界と産業界の両方の科学者がヒトプロテオームの調査のためにデータに自由にアクセスできるようにしています。2023年6月にはバージョン23がリリースされ、タンパク質機能の点で新しい側面を追加する11,000を超える遺伝子のヒトタンパク質間相互作用ネットワークを含む新しい相互作用セクションが導入されました。

このリソースには現在、すべてのヒトタンパク質に関する補足情報を含む 12 の個別のセクションが含まれています。約 500 万の個別の Web ページのすべてのデータは更新されています。ヒトタンパク質アトラス プログラムは、すでにヒト生物学および疾患の分野で数千の出版物に貢献しており、より広範な生命科学コミュニティにとっての基本的な重要性から、ELIXIR組織によってヨーロッパのコア リソースとして選ばれました。HPA コンソーシアムは、クヌート アンド アリス ワレンバーグ財団によって資金提供されています。

ヒトタンパク質アトラスは 12 のセクションで構成されています。

• ヒトタンパク質アトラスの組織^[1]セクションでは、ヒト組織における遺伝子のmRNAレベルとタンパク質レベルの両方での発現プロファイルに焦点を当てています。44種類の正常ヒト組織からのタンパク質発現データは、従来の免疫組織化学とマルチプレックス免疫組織化学を使用した抗体ベースのタンパク質プロファイリングから得られます。免疫組織化学染色された正常組織のすべての基礎画像は、タンパク質発現レベルの知識ベースの注釈とともに利用できます。
• 脳^[2]セクションでは、ヒト、ブタ、マウスのデータを統合した哺乳類の脳におけるタンパク質発現の概要など、脳の包括的な空間プロファイリングを提供します。ヒトタンパク質アトラスの脳を中心としたサブアトラスでは、単一細胞の詳細に至るまでの親和性ベースのタンパク質のin situ局在と組み合わせたトランスクリプトミクスデータが利用できます。提示されるデータは、ヒト遺伝子と、ブタとマウスにおけるそれらの1対1の相同遺伝子に関するものです。遺伝子概要ページには、脳の13の主要領域から個々の核およびすべてのタンパク質コード遺伝子のサブフィールドまでの階層的な発現ランドスケープが提供されます。選択されたタンパク質については、細胞内および細胞内のタンパク質分布を調べるためにハイコンテンツイメージが利用できます。さらに、脳セクションには、1つまたは領域グループで発現が上昇している遺伝子のリストが含まれており、生理機能と機能に関連する固有のタンパク質発現プロファイルをユーザーが識別するのに役立ちます。
• 単一細胞タイプ^[3]セクションには、末梢血単核細胞 (PBMC) を含む 31 のヒト組織からの単一細胞 RNA シーケンス (scRNAseq) データに基づく情報が含まれています。データは、組織セクションに示されている社内で生成された免疫組織化学的に染色された組織切片にリンクされており、対応する空間タンパク質発現パターンを視覚化します。scRNAseq 分析は、公開されているゲノム全体の発現データに基づいており、15 の異なる細胞タイプ グループに対応する 557 の個別の細胞タイプ クラスター内のすべてのタンパク質コード遺伝子で構成されています。これらの単一細胞タイプで上昇した遺伝子の数を決定するために、特異性分類が実行されました。各細胞タイプで発現した遺伝子は、ヒト組織の対応する免疫組織化学的染色へのリンクとともに、インタラクティブな UMAP プロットと棒グラフで調べることができます。
• 組織細胞タイプセクションには、公開されている大量の RNAseq データの統合ネットワーク分析を使用して生成された、すべてのヒトタンパク質コード遺伝子の細胞タイプ発現特異性予測が含まれています。特異性分類は、個々の組織内の各構成細胞タイプでどの遺伝子が濃縮されているかを予測するために使用されます。データは、社内で生成された免疫組織化学的に染色された組織切片とともに、組織ごとに調査できます。さらに、コア細胞タイプ分析は、プロファイリングされた組織のすべてまたは大部分で見られる細胞タイプ (内皮細胞やマクロファージなど) に焦点を当てています。ここでは、複数の組織でこれらのコア細胞タイプに特異性が予測される遺伝子について詳しく説明します。
• 病理学^[4]セクションには、17種類の異なる形態のヒト癌のmRNAおよびタンパク質発現データに基づく情報と、社内で生成された数百万の免疫組織化学的染色組織切片画像、および各ヒトタンパク質遺伝子のmRNA発現と癌患者の生存率との相関関係を示すカプランマイヤープロットが含まれています。
• 疾患セクションには、さまざまな疾患を持つ患者の血液中のタンパク質レベルに関する情報が含まれており、差次的発現解析と機械学習に基づく疾患予測戦略を使用して、これらの疾患に関連するタンパク質が強調表示されます。
• 免疫細胞^[5]セクションには、さまざまなB細胞、T細胞、単球、顆粒球、樹状細胞をカバーするヒトタンパク質コード遺伝子のゲノムワイドRNA発現プロファイルに関する単一細胞情報が含まれています。トランスクリプトミクス分析は、細胞選別で分離された18種類の細胞をカバーし、すべての免疫細胞にわたる特異性、分布、発現クラスターに基づく分類が含まれています。
• 血液タンパク質^[6]のセクションでは、質量分析に基づくプロテオミクス研究、公開された免疫アッセイデータ、近接拡張アッセイ（PEA）に基づく縦断的研究からヒトの血液で検出されたタンパク質の推定血漿濃度を示します。さらに、「ヒトセクレトーム」の分析が示され、ヒトの血液だけでなく、消化管や脳などの人体の他の部位や器官系に活発に分泌されると予測される遺伝子の注釈が含まれています。
• ヒトタンパク質アトラスの細胞内^[7]セクションでは、13147個の遺伝子（ヒトタンパク質コード遺伝子の65%）によってコードされるタンパク質の発現と時空間分布に関する高解像度の洞察が提供されます。各遺伝子について、細胞内セクションで使用された37個の細胞株のパネルから選択された最大3つの異なる細胞株で、免疫蛍光法（ICC-IF）と共焦点顕微鏡法によってタンパク質の細胞内分布が調査されました。画像分析により、タンパク質の細胞内局在は、35の異なる細胞小器官と微細細胞内構造の1つ以上に分類されました。さらに、このセクションには、タンパク質発現レベルおよび/または細胞内分布の単一細胞変動を示す遺伝子の注釈、およびそのような変動の細胞周期依存性の拡張分析が含まれています。
• 細胞株セクションには、1132 の癌細胞株を含む 1206 のヒト細胞株におけるヒトタンパク質コード遺伝子のゲノム全体の RNA 発現プロファイルに関する情報が含まれています。トランスクリプトミクス分析には、28 の癌の種類にわたる特異性分析に基づく分類、すべての細胞株にわたる分布と発現クラスター分析、および選択された癌の種類に対する細胞株と対応する癌の種類との類似性の分析が含まれます。
• 構造セクションには、ヒトタンパク質の 3 次元構造に関する情報が含まれています。
• ^{相互作用セクションでは、IntActデータベース[8]}のタンパク質間相互作用とMetabolic Atlas ^{[9]の代謝経路に基づく相互作用ネットワークに関するデータを示します。}

遺伝子とタンパク質の発現を調査する HPA の 12 のセクションに加えて、代謝アトラス、教育資料、無料でダウンロードできるデータなどの統合された外部リソースを含む、研究コミュニティを支援するためのさまざまな機能が HPA Web サイトで利用できます。

• HPA の「学習」セクションには、抗体ベースのアプリケーションと技術に関する情報、組織学辞書、教育用 3D ビデオなどの教育リソースが含まれています。辞書は、すべての主要な構造要素の詳細な注釈がガイドされ、正常な人間の臓器と組織、癌組織と細胞構造のスライド画像全体を無料でフルスクリーンで探索できるインタラクティブ ツールです。HPA は、抗体ベースの組織プロファイリングと光シート顕微鏡を使用して 3D で人体を探索する様子を描写した教育ビデオを制作しました。これらの動画は、HPA の Web サイトと YouTube チャンネルでご覧いただけます。
• HPA で使用されるデータセットは、研究コミュニティ内でのさらなる研究を促進するために無料で公開されています。広範なデータセットへのアクセスは、HPA のダウンロード可能なデータ ページから提供され、さまざまなアッセイにわたるゲノム全体のデータを含む 29 種類のダウンロード可能なファイルが利用可能です。

ヒトタンパク質アトラス プログラムは 2003 年に開始され、非営利団体のKnut and Alice Wallenberg Foundation (KAW) の資金援助を受けています。プロジェクトのメイン サイトは、スウェーデン王立工科大学(KTH) の化学、バイオテクノロジー、健康工学部 (ストックホルム、スウェーデン) です。さらに、このプロジェクトには、ウプサラ大学、カロリンスカ研究所、チャルマース工科大学、ルンド大学の研究グループが参加しているほか、ヨーロッパ、米国、韓国、中国、インドの研究グループと開始された現在および過去の国際共同研究もいくつか行われています。プログラムのディレクターは、 Mathias Uhlén教授です。

ヒトタンパク質アトラスプログラムにおけるヒト全体のプロテオームの探査開始の基礎となった研究は、1990年代後半から2000年代初頭にかけて実施された。組換えヒトタンパク質断片に対して作製されたアフィニティー精製抗体を用いたアフィニティープロテオミクス戦略を採用したパイロット研究が、染色体21の染色体全体のタンパク質プロファイリングのために実施された。^[10]また、モノ特異性抗体の並列かつ自動化されたアフィニティー精製とその検証のプロセスを確立するためのプロジェクトも実施された。^{[11] [12]}

ヒトタンパク質アトラスワークフローで生成された抗体と抗原は、乳がん、前立腺がん、大腸がん、糖尿病、自己免疫疾患、卵巣がん、腎不全などのさまざまな疾患の潜在的なバイオマーカーを研究するための研究プロジェクトで使用されています。^{[13] [14] [15] [16] [17] [18]}

ヒトタンパク質アトラスプロジェクトに携わる研究者は、protocols.ioのオープンアクセスグループでプロトコルと方法の詳細を共有しています。^[19]組織や細胞のプロファイリングに使用される抗体試薬の検証には多大な努力が払われており、HPAは国際抗体検証ワーキンググループ（IWGAV）の提案に従って厳格な抗体検証基準を実施しています。^{[20] [21] [22]}

ヒトタンパク質アトラス プログラムは、ENGAGE、PROSPECTS、BIO_NMD、AFFINOMICS、CAGEKID、EURATRANS、ITFoM、DIRECT、PRIMES の 9 つの EU 研究プロジェクトに参加しています。

• 表現アトラス
• がんゲノムアトラス

• テキストは、Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported ライセンスの下で利用可能な The Human Protein Atlas からコピーされました。