哺乳动物脂代谢的综合系统遗传分析

蛋白质组学联合脂质组学对小鼠肝脏与血浆样本分析，并通过机器学习预测肝脏病理性脂质丰度。

蛋白质相关性分析及后续验证鉴定出过氧化酶体脂代谢相关蛋白

为了鉴定肝脏中的共调节蛋白网络，作者对50多个HMDP小鼠品系中定量到的4311种蛋白进行了相关分析，并将这些数据与以前发表的数据集（CORUM，HINT和BioGRID27-31）整合在一起至生成高可信度小鼠肝蛋白相互作用组图。这种方法确定了许多明确的蛋白质复合物，来源包括线粒体，蛋白酶体，核糖体和剪接体，以及数百种具有未明确相互作用的蛋白质。

基于此网络，作者确定了肝脏与血浆脂质丰度相关的蛋白的亚细胞定位及功能。基于过氧化物酶体在脂代谢中的角色，及通过过氧化物酶体-脂质丰度相关性观察到的结果，作者主要研究了过氧化物酶体中鉴定出的独有蛋白质（g）。

例如，ACAD11与几种过氧化物酶体蛋白和许多脂质类别相关，表明过氧化物酶体在脂代谢中的潜在角色（h）。作者通过confocal microscopy（i，j），WB（k），亲和纯化质谱（AP-MS）确认ACAD11与过氧化酶体的共定位，AP-MS鉴定出17种ACAD11互作蛋白，其中9种与HMDP相关（l）。其中两种蛋白质HSD17B4与HSDL2与ACAD11具有最显著的相关性，表明三种蛋白在肝脏过氧化酶体甘油酯代谢中的潜在作用。

基因调控蛋白与脂质丰度分析

作者使用QTL定位，分析HMDB中，影响蛋白质组及脂质丰度的遗传变异。分析结果显示，蛋白顺式QTL (pQTL) 定位数据集鉴定出97819个SNP对应于976个独特蛋白，脂质组学的QTL定位数据集鉴定出227个肝脏和252个血浆的脂质QTL（lQTL）脂质分别对应于3981和6765个独特SNP。整合pQTL和lQTL数据集可确定1,984个常见SNP，这些SNP与肝脏中蛋白质和脂质的丰度有关。 

将这些SNP信息与蛋白质-脂质丰度相关性数据整合分析（a，b），得到17个loci上的281个SNP，其中GLO1基因座具有非常显着的cis-pQTL（c）和lQTL，而肝脏中GLO1蛋白与9种甘油三酯正相关。对应ABHD1蛋白的SNP与血浆中含C14的溶血磷脂酰胆碱共映射，并在肝脏ABHD1和血浆溶血磷脂酰胆碱之间观察到显着的负相关性，这表明ABHD1参与血浆中LPC的调节（d）。另外，第5号染色体上PPAT的顺式pQTL与MHC的丰度有关（e）。作者通过系统遗传学方法鉴定出许多独特的蛋白，这些蛋白可能在调节肝和血浆脂质丰度中起作用。

参与调控脂质丰度的蛋白通路分析

作者对可能参与脂质丰度调控的蛋白通路进行KEGG富集分析发现，与胆固醇酯，甘油二酯和甘油三酯高度相关性的蛋白，包括PLIN2和脂肪酸代谢酶，例如EHHADH，ACC1，ACC2，CRAT，CPT2，ACOT1-4和LPIN2。其中蛋白水解相关的蛋白与肝脏脂质丰度有强相关性，并且基于肝和血浆中蛋白酶体相关的蛋白质和脂质特定mapping发现， PSMD9表现出与脂质丰度显著的相关性（a），它与39种肝脂质正相关与65种血浆脂质呈负相关。另外，基于QTL mapping，mapping到PMSD9的基因座cis-pQTL，co-map到数个甘油三酯（TG 14:0-16:1-18:2）lQTL（b），上述数据说明，PSMD9基因座处的遗传变异驱动血浆中PSMD9蛋白丰度和甘油三酯水平的变化。

PSMD9调控脂质代谢功能验证

基于此前的研究结果，作者通过gain-of-function与loss-of-function实验验证PSMD9在脂代谢中的调控作用。