ヒト血漿中のペプチドの複数の反応モニタリング測定の再現性のためのマルチサイト研究の分散成分分析

背景：Addona et al。紙（Nature Biotechnology 2009）、大規模なマルチサイト研究を実施して、ヒト血漿でスパイクされたタンパク質の複数の反応モニタリング（MRM）測定を定量化しました。7つの標的タンパク質に由来する非標識シグネチャペプチドは、9つの異なる濃度レベルで測定され、その同位体の対応物は内部標準として提供されました。 方法論/主要な調査結果：このホワイトペーパーでは、技術的複製、サイト、ペプチド、各ペプチド内の遷移、および慎重に構築された混合に基づいた高次相互作用用語など、特定の実験要因に起因する部分に分散を分解することにより、変動源が分析されます。効果モデル。ペプチドと遷移の要因は、重い（同位体）ペプチドのみを考慮した測定値の分散に大きな要因であることが示されています。光（（12）c）ペプチド単独では、これらの因子に加えて、研究*ペプチドの要因も測定の分散に大きく寄与します。不均一なペプチド成分モデルと影響分析は、研究の外れ値ペプチドを特定し、分析から除外されます。ログログスケール変換を使用して、ペプチド測定からの重/同位体ペプチド[内部標準]測定値を減算します（つまり、元のスケールでピーク面積比の対数をとると、MRM測定は全体的に一貫して一貫しています。同じ標準的な動作手順、およびサイト、遷移、およびサイトが関与する高次相互作用項に関連する分散コンポーネントに従って、影響が大幅に減少しました。したがって、重いペプチドは、明らかなサイト間の変動性を低下させるのに効果的です。さらに、サブスタディについては、校正曲線のインターセプトと勾配の推定値が計算されます。 結論/有意性：MRM測定は、同じ標準的な動作手順に従って研究所全体で全体的に一貫しており、重いペプチドは、見かけのサイト間変動を減らすための効果的な内部標準として使用できます。混合効果モデリングは、質量分析ベースのプロテオミクス研究における貴重なツールです。

BACKGROUND: In the Addona et al. paper (Nature Biotechnology 2009), a large-scale multi-site study was performed to quantify Multiple Reaction Monitoring (MRM) measurements of proteins spiked in human plasma. The unlabeled signature peptides derived from the seven target proteins were measured at nine different concentration levels, and their isotopic counterparts were served as the internal standards. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: In this paper, the sources of variation are analyzed by decomposing the variance into parts attributable to specific experimental factors: technical replicates, sites, peptides, transitions within each peptide, and higher-order interaction terms based on carefully built mixed effects models. The factors of peptides and transitions are shown to be major contributors to the variance of the measurements considering heavy (isotopic) peptides alone. For the light ((12)C) peptides alone, in addition to these factors, the factor of study*peptide also contributes significantly to the variance of the measurements. Heterogeneous peptide component models as well as influence analysis identify the outlier peptides in the study, which are then excluded from the analysis. Using a log-log scale transformation and subtracting the heavy/isotopic peptide [internal standard] measurement from the peptide measurements (i.e., taking the logarithm of the peak area ratio in the original scale establishes that), the MRM measurements are overall consistent across laboratories following the same standard operating procedures, and the variance components related to sites, transitions and higher-order interaction terms involving sites have greatly reduced impact. Thus the heavy peptides have been effective in reducing apparent inter-site variability. In addition, the estimates of intercepts and slopes of the calibration curves are calculated for the sub-studies. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: The MRM measurements are overall consistent across laboratories following the same standard operating procedures, and heavy peptides can be used as an effective internal standard for reducing apparent inter-site variability. Mixed effects modeling is a valuable tool in mass spectrometry-based proteomics research.