ANGPTL7, ein therapeutisches Ziel für erhöhten Augeninnendruck und Glaukom

Kommunikationsbiologie Band 5, Artikelnummer: 1051 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Das Glaukom ist eine der Hauptursachen für Blindheit. Derzeitige Glaukom-Medikamente wirken, indem sie den Augeninnendruck (IOD) senken, einen Risikofaktor für Glaukom. Die meisten Behandlungen zielen jedoch nicht direkt auf die pathologischen Veränderungen ab, die zu einem erhöhten Augeninnendruck führen, der sich mit fortschreitender Krankheit in einer Medikamentenresistenz äußern kann. Um physiologische Modulatoren des Augeninnendrucks zu identifizieren, führten wir eine genom- und exomweite Assoziationsanalyse bei >129.000 Personen mit Augeninnendruckmessungen durch und erweiterten diese Ergebnisse auf eine Analyse des Glaukomrisikos. Wir berichten über die Identifizierung und funktionelle Charakterisierung seltener Kodierungsvarianten (einschließlich Funktionsverlustvarianten) in ANGPTL7, die mit einer Verringerung des Augeninnendrucks und einem Glaukomschutz verbunden sind. Wir validierten die humangenetischen Ergebnisse bei Mäusen, indem wir feststellten, dass Angptl7-Knockout-Mäuse im Vergleich zum Wildtyp einen niedrigeren (~2 mmHg) basalen Augeninnendruck haben, mit einem Trend zu einem niedrigeren Augeninnendruck auch bei Heterozygoten. Umgekehrt erhöht eine Erhöhung der murinen Angptl7-Spiegel durch Injektion in Mäuseaugen den Augeninnendruck. Wir zeigen auch, dass die akute Stummschaltung von Angptl7 bei erwachsenen Mäusen den Augeninnendruck (~2–4 mmHg) senkt, was die Beobachtungen bei Knockout-Mäusen reproduziert. Insgesamt deuten unsere Daten darauf hin, dass ANGPTL7 für die Homöostase des Augeninnendrucks wichtig ist und einer therapeutischen Modulation zugänglich ist, um zur Aufrechterhaltung eines gesunden Augeninnendrucks beizutragen, der den Ausbruch eines Glaukoms verhindern oder das Fortschreiten des Glaukoms verlangsamen kann.

Das Glaukom ist mit einer weltweiten Prävalenz von 3,54 % bei Personen im Alter von 40 bis 80 Jahren eine der Hauptursachen für irreversible Blindheit und wird Prognosen zufolge bis 2040 mehr als 111,8 Millionen Menschen betreffen1. Glaukom wird als neurodegenerative Erkrankung eingestuft und zeichnet sich durch einen fortschreitenden Verlauf aus Verlust retinaler Ganglienzellen im Auge und Ausdünnung des neuroretinalen Randes des Sehnervenkopfes. Die betroffenen Personen weisen in den meisten Fällen einen Gesichtsfeldverlust auf, der mit einem erhöhten Augeninnendruck (IOD) einhergeht2. Das primäre Offenwinkelglaukom (POAG) ist der häufigste Glaukom-Subtyp und weist die höchste Prävalenz bei Personen afrikanischer Abstammung auf (4,2 % Prävalenz in Afrika1).

Personen mit dem höchsten Risiko für POAG sind über 60 Jahre alt, haben in der Familie ein Glaukom oder leiden unter starker Myopie3,4,5,6. Messbare anatomische und physiologische Merkmale des Auges, darunter eine geringe zentrale Hornhautdicke (CCT), ein erhöhtes Verhältnis zwischen Augenhöhle und Augenscheibe und ein hoher Augeninnendruck (IOD)7, korrelieren mit einem erhöhten Glaukomrisiko und sind, wie das Glaukom8, in hohem Maße vererbbar4,9,10. 11,12,13. Daher können diese quantitativen Risikofaktoren, wenn sie an einer großen Anzahl von Personen gemessen werden, einen aussagekräftigen Datensatz für genetische Studien liefern, um die Ätiologie des Glaukomrisikos und der Glaukomprogression aufzuklären. Die neueste genomweite Assoziationsstudie (GWAS) des Augeninnendrucks umfasste mehr als 130.000 Personen und erhöhte die Zahl der Augeninnendruck-assoziierten Loci auf über 10014,15. In einem früheren GWAS16 wurde berichtet, dass etwa 89 % der mit dem Augeninnendruck auf einem genomweit signifikanten Niveau assoziierten Loci richtungskonsistente Auswirkungen auf das Glaukomrisiko zeigten, was den Nutzen quantitativer Risikofaktoren bei der Genentdeckung für Glaukom unterstreicht.

Die Senkung des Augeninnendrucks ist die Hauptstütze aller Glaukomtherapeutika, da der Augeninnendruck nach wie vor der einzige veränderbare Risikofaktor für das Auftreten oder Fortschreiten eines Glaukoms ist. Zwar sind zahlreiche wirksame topische IOD-senkende Wirkstoffe in verschiedenen Arzneimittelklassen verfügbar, sie weisen jedoch erhebliche Nachteile auf, darunter eine schlechte Compliance aufgrund häufiger Dosierungsanforderungen und Nebenwirkungen17. Auch eine mit der Zeit nachlassende Wirksamkeit und die daraus resultierende Notwendigkeit einer Eskalation der Behandlung sind zu beobachten, was möglicherweise zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass die meisten verwendeten Medikamente nicht auf pathophysiologische Veränderungen an der primären Stelle der IOD-Regulierung und des Kammerwasseraustritts aus dem Auge, dem Trabekelnetzwerk (TM), eingehen ). Diese Einschränkungen führen dazu, dass ein großer Teil der Glaukom-Behandlungsschemata mehr als ein Therapeutikum umfasst und Patienten häufig ihre Medikamente wechseln oder eine Behandlungseskalation benötigen, die letztendlich einen invasiven chirurgischen Eingriff zur Aufrechterhaltung eines klinisch akzeptablen Augeninnendrucks erfordert18. Daher besteht bei der Behandlung des Glaukoms nach wie vor ein erheblicher ungedeckter Bedarf an der Identifizierung neuer therapeutischer Ziele mit neuartigen Wirkmechanismen sowie an Behandlungsplattformen, die eine längere Haltbarkeit und Verträglichkeit ohne Beeinträchtigung der Sicherheit bieten können.

Wir führten genetische Assoziationsanalysen von Augeninnendruck und Glaukom in acht Kohorten durch, um seltene und kodierende Varianten zu identifizieren, die das Risiko für Glaukom durch Augeninnendruck modulieren. Dies führte zur Identifizierung von ANGPTL7 als Kandidat, was mit den kürzlich von einer anderen Gruppe gemeldeten Ergebnissen übereinstimmt19. In diesem Bericht stärken wir (1) den genetischen Zusammenhang mit dem Glaukomschutz, indem wir (i) eine konsistente Schutzwirkung der Gln175His-Variante in ANGPTL7 über acht Kohorten hinweg zeigen und (ii) eine Belastung durch äußerst seltene Missense-Varianten in ANGPTL7 identifizieren, die damit verbunden sind verringerte Augeninnendruckwerte und (iii) Identifizierung einer weiteren seltenen ANGPTL7-Funktionsverlustvariante bei Personen afrikanischer Abstammung; Wir präsentieren auch (2) In-vitro-Charakterisierung von ANGPTL7-Varianten, die aus genetischen Analysen identifiziert wurden; und (3) In-vivo-Ergebnisse, die zeigen, dass Mäuse, denen Angptl7 fehlt, einen verringerten basalen Augeninnendruck haben und dass selbst ein teilweiser Abbau von Angptl7 mit kleiner interferierender RNA (siRNA) zu einer Senkung des Augeninnendrucks bei Mäusen führen kann. Unsere Ergebnisse belegen eine wichtige Rolle von ANGPTL7 als physiologischer Regulator des Augeninnendrucks und legen nahe, dass es auch durch pharmakologische Hilfsmittel modifiziert werden kann, was es zu einem überzeugenden Ziel für ein Glaukomtherapeutikum macht.

Wir untersuchten die Auswirkung seltener, proteinverändernder Variationen auf den Augeninnendruck in zwei großen Kohorten, der UK Biobank (UKB) und der Geisinger DiscovEHR (GHS), darunter 129.207 Personen europäischer Abstammung nach Ausschluss von Fällen mit einer Glaukomdiagnose (Methoden, Ergänzungstabelle). 1). Um unsere Fähigkeit zur Erkennung von Assoziationen mit seltenen Varianten zu erhöhen, führten wir Belastungstests durch, indem wir für jedes Gen alle seltenen (Minor Allel Frequency (MAF) < 1 %) vorhergesagten Funktionsverluste (pLOF, definiert als Stop-Gain, Frameshift, Spleißspender, Spleißakzeptor, Start-Loss und Stop-Loss) und Missense-Varianten (vorhergesagt schädlich durch 5 Algorithmen, ergänzende Methoden). Wir beobachteten eine genomweite signifikante Assoziation (P < 5 × 10–8) von Varianten in Angiopoietin-like 7 (ANGPTL7) mit reduziertem Augeninnendruck (Betaallel = –0,21 SD, P = 5,3 × 10–24; Abb. 1a). Die Genlast umfasste 63 seltene Varianten, wurde jedoch von zwei dominiert: einer Missense-Variante (Gln175His, MAF = 0,7 %) und einer Stop-Gain-Variante (Arg177*, MAF = 0,03 %), die insgesamt 1902 und 82 Individuen ausmachte von jeweils 2188 Trägern (Abb. 1b, 2, ergänzende Abb. 1). Durch den Ausschluss von Gln175His und Arg177* aus der Belastungsmetaanalyse zwischen UKB und GHS wurde das Signal nicht vollständig eliminiert (Betaallel = –0,23 SD, P = 4,4 × 10–4; ergänzende Abbildung 2), was darauf hindeutet, dass andere äußerst seltene Varianten vorhanden sind in ANGPTL7 sind auch mit einem verringerten Augeninnendruck verbunden.

eine Assoziation eines Aggregats von 63 pLOF- und schädlichen (basierend auf 5 Vorhersagealgorithmen) Missense-Varianten in ANGPTL7 mit reduziertem Augeninnendruck bei 129.207 Personen europäischer Abstammung. b Missense- und vorhergesagte Loss-of-Function-Varianten (pLOF) bei ANGPTL7- und IOD-Werten bei Personen europäischer Abstammung aus UKB. Die Diagramme stellen Goldmann-korrelierte IOD-Werte (IOPg; Mittelwert beider Augen) bei Trägern von 1 pLOF und 10 Missense-Varianten in ANGPTL7 dar, die von fünf verschiedenen Algorithmen als schädlich vorhergesagt werden und unter den 101.678 exomsequenzierten Personen mit IOD mindestens fünf Träger haben Messungen in der britischen Biobank. Der mittlere Augeninnendruck bei Trägern aller 49 pLOF- und vorhergesagt schädlichen Missense-ANGPTL7-Varianten (14,64 mmHg) wird durch die rote Linie angezeigt, und der mittlere Augeninnendruck bei nichtvarianten Trägern (15,46 mmHg) wird durch die blaue Linie angezeigt. Magentafarbene Rauten markieren den mittleren Augeninnendruck bei Trägern jeder Variante. Unterhalb der Diagramme sind der Median und der Interquartilbereich (IQR) des Augeninnendrucks sowie die Anzahl der Variantenträger, bei denen Glaukom diagnostiziert wurde, oder Kontrollen in UKB (n = 385.040) aufgeführt. GHS Geisinger DiscovEHR, UKB UK Biobank, MAF Geringe Allelfrequenz.

Assoziation der Varianten Gln175His (a) und Arg177* (c) in ANGPTL7 mit dem Augeninnendruck, Wirkung gemessen in Standardabweichungseinheiten, bei Personen europäischer Abstammung. b, d Boxplots, die IOPg in der britischen Biobank über alle Genotypen hinweg darstellen. b Gln175His heterozygote und homozygote Träger haben im Vergleich zu Nicht-Trägern einen um 0,8 mmHg bzw. 4,1 mmHg niedrigeren mittleren IODg. d Arg177*-heterozygote Träger haben einen um 1,4 mmHg niedrigeren IOPg im Vergleich zu Nicht-Trägern. GHS Geisinger DiscovEHR, UKB UK Biobank, MAF Geringe Allelfrequenz.

In Einzelvariantenanalysen war Gln175His mit einem verringerten Augeninnendruck auf einem genomweit signifikanten Niveau verbunden (Betaallel = –0,20 SD, P = 3,1 × 10–20, Abb. 2a). Heterozygote und homozygote Träger von Gln175His in ANGPTL7 hatten eine Verringerung des mittleren Augeninnendrucks um 5,2 % (0,8 mmHg) bzw. 26,5 % (4,1 mmHg) in UKB (Abb. 2b). Die Arg177*-Variante war nominell auch mit einem verringerten Augeninnendruck assoziiert, mit einer ähnlichen Effektgröße wie Gln175His (betaallelisch = –0,24 SD, P = 2,6 × 10–2, Abb. 2c), und die 77 heterozygoten Arg177*-Träger hatten eine 9 % (1,4 mmHg) mittlere IOD-Abnahme (Abb. 2d). Arg177* scheint die vorherrschende pLOF-Variante in europäischen Populationen zu sein; Ein auf pLOF-Varianten (15 Varianten in UKB und GHS) beschränkter Belastungstest wurde von Arg177* dominiert (82 von insgesamt 112 Trägern) und war vergleichbar (Betaallel = –0,21 SD, P = 2,2 × 10–2; ergänzende Abbildung 3). auf die Einzelvarianten-Assoziation von Arg177* mit IOP zurückzuführen.

Wir durchsuchten andere Vorfahren nach zusätzlichen pLOFs in ANGPTL7 und identifizierten Trp188*, das bei Personen afrikanischer Abstammung (MAF = 0,3 %) im Vergleich zu Europäern (MAF = 0,0013 %) angereichert ist. Wir führten einen Zusammenhang von Trp188* mit dem Augeninnendruck bei Personen afrikanischer Abstammung aus UKB und der Primary Open Angle African American Glaucoma Genetics (POAAGG)-Studie durch, gefolgt von einer Metaanalyse. Trp188* zeigte einen Trend zu verringertem Augeninnendruck, ähnlich wie Arg177* und Gln175His, aber dieser war statistisch nicht signifikant (Betaallel = −0,11 SD, P = 5 × 10−1). Eine abstammungsübergreifende Metaanalyse der Varianten Arg177* und Trp188* zeigte einen nominell signifikanten Zusammenhang mit verringertem Augeninnendruck (Betaallel = –0,21 SD, P = 1,5 × 10−2; ergänzende Abbildung 4).

Zusammenfassend beobachteten wir eine signifikante Assoziation von Gln175His in ANGPTL7 mit reduziertem Augeninnendruck und eine Assoziation unterhalb des Schwellenwerts in derselben Richtung und von ähnlicher Größenordnung mit pLOF-Varianten in ANGPTL7. Unter der Annahme, dass die pLOF-Varianten tatsächlich einen Verlust der Proteinfunktion verursachen, deuten unsere Daten darauf hin, dass der Verlust von ANGPTL7 zu einem niedrigeren Augeninnendruck führen kann.

Um zu verstehen, ob Träger von Varianten in ANGPTL7 auch vor Glaukom geschützt wären, führten wir eine Assoziationsanalyse von Gln175His mit Glaukom in UKB, GHS und sechs weiteren Studien durch: der Mount Sinai’s BioMe Personalized Medicine Cohort vom Mount Sinai Health System, New York ( SINAI), die Malmö Diet and Cancer Study aus Malmö, Schweden (MALMO), die FinnGen-Kohorte aus Finnland, die Estland Biobank an der Universität Tartu, Estland (EstBB), die HUNT-Studie aus Nord-Trøndelag, Norwegen (HUNT), und die Copenhagen General Population Study/Copenhagen City Heart Study aus Kopenhagen, Dänemark (CGPS-CCHS). Eine Metaanalyse dieser acht Kohorten zeigte eine signifikante Verringerung des Glaukomrisikos für Gln175His-Träger (Odds Ratio (ORallelic) = 0,77, P = 2,7 × 10−6, Abb. 3a). Wir analysierten auch das Glaukomrisiko bei Trägern der selteneren Arg177*/Trp188*-Varianten in einer abstammungsübergreifenden Metaanalyse und beobachteten einen konsistenten Trend zur Risikominderung (ORallelic = 0,87, P = 4,1 × 10–1, Abb. 3b). . Zusammengenommen legen die Assoziationen von Missense- und pLOF-Varianten in ANGPTL7 mit verringertem Augeninnendruck und die Assoziation der Missense-Variante mit verringertem Glaukomrisiko die Hypothese nahe, dass der Verlust von ANGPTL7 Schutz vor Glaukom bietet und dass dieser Effekt durch die Regulierung des Augeninnendrucks vermittelt wird.

Eine Metaanalyse ergibt für Gln175His mit Glaukom in 8 verschiedenen Kohorten. b Abstammungsübergreifende Metaanalyse von Arg177* und Trp188* über 5 europäische (EUR) und 3 afrikanische (AFR) Abstammungskohorten. Die Varianten in der Metaanalyse der EUR- und AFR-Kohorten waren Arg177* bzw. Trp188*. GHS Geisinger DiscovEHR, UKB UK Biobank, SINAI Mt. Sinai Medical School BioMe Biobank, MALMO Malmö Diet and Cancer Study, EstBB die estnische Biobank an der Universität Tartu, HUNT die HUNT-Studie aus Nord-Trøndelag, CGPS-CCHS die Kopenhagener Allgemeinbevölkerung Studie und die Copenhagen City Heart Study, POAAGG Primary Open Angle African-American Glaucoma Genetics, MAF Minor Allel Frequency.

Wir haben eine phänomenweite Assoziationsanalyse (PheWAS) durchgeführt, um zu verstehen, ob andere Merkmale mit einer Belastung durch pLOF und schädlichen Missense-Varianten in ANGPTL7 verbunden sind. Wir haben das ANGPTL7-Variantenaggregat auf Assoziation mit 14.050 bzw. 10.032 binären und quantitativen Merkmalen in UKB und GHS getestet. Bei GHS erreichten keine Assoziationen eine phänomenweite Signifikanz (P < 2 × 10–6 nach mehrfacher Testkorrektur für insgesamt 24.082 Merkmale). Die einzigen signifikanten Assoziationen bei UKB bestanden mit Augenmerkmalen (Tabelle 1), insbesondere mit verringertem kornealkompensiertem Augeninnendruck (IOPcc), verringertem Hornhautwiderstandsfaktor (CRF) und erhöhter Hornhautbrechkraft sowohl entlang schwacher als auch starker Meridiane, gemessen bei 3 und 6 mm Durchmesser. Die Wirkung dieser Varianten auf den IOPcc war im Vergleich zu der auf den IOPg (–0,23 SD in UKB) leicht abgeschwächt (–0,17 SD), was darauf hindeutet, dass ANGPTL7 einen gewissen Einfluss auf die Hornhauteigenschaften hat, von denen bekannt ist, dass sie die IOPg-Messungen beeinflussen20. Der mit verminderter CRF beobachtete Zusammenhang steht auch im Einklang mit einer Hornhautwirkung von ANGPTL7.

Wir verwendeten die Autorefraktionsmessungen bei 3 mm Durchmesser, um klinisch interessante Messwerte abzuleiten, nämlich die mittlere Hornhautbrechkraft (mCRP), den Hornhautastigmatismus und den refraktiven Astigmatismus (ergänzende Methoden) und überprüften den Zusammenhang mit ANGPTL7. Wir beobachteten einen signifikanten Zusammenhang mit erhöhtem mCRP (Betaallel = 0,16 SD, P = 1,1 × 10–13, Tabelle 1), jedoch keinen Zusammenhang mit Hornhaut- oder refraktivem Astigmatismus. Wir beobachteten auch keine Zusammenhänge mit dem mittleren sphärischen Äquivalent (MSE; Maß für den Brechungsfehler) oder Myopie (entweder abgeleitet von MSE oder über die ICD-10-Diagnose), die aus einem erhöhten mCRP resultieren könnten (Ergänzungstabelle 2). Insgesamt zeigen unsere PheWAS-Ergebnisse, dass ANGPTL7 zwar mit Veränderungen der Hornhautanatomie/-biomechanik-bezogenen quantitativen Messungen verbunden ist, wir jedoch kein erhöhtes Risiko für damit verbundene Krankheitsfolgen festgestellt haben, die wir testen konnten. Darüber hinaus sind pLOF und schädliche Missense-Varianten in ANGPTL7 nicht mit systemischen quantitativen Merkmalen oder binären Ergebnissen verbunden.

Um den Einfluss der Varianten Gln175His, Arg177* und Trp188* auf die Expression und Sekretion von ANGPTL7 zu verstehen, haben wir vorübergehend Konstrukte transfiziert, die die Proteine humaner Wildtyp (WT), Gln175His, Arg177* und Trp188* in HEK293-Zellen exprimieren. Wir haben die mRNA-Spiegel von Taqman gemessen, die ähnliche Gln175His- und Arg177*-Transkriptspiegel und einen Trend zu verringerten Spiegeln des Trp188*-Transkripts im Vergleich zu WT zeigten (P = 0,08; ergänzende Abbildung 5). Die Analyse des intrazellulären Steady-State-Proteins im Ganzzelllysat durch Western Blot und ELISA ergab jedoch erhöhte Gln175His-Spiegel im Vergleich zu WT (P <1 × 10–4; Abb. 4c). Wie erwartet kodierten Arg177* und Trp188* für Proteine mit niedrigerem Molekulargewicht (~30–32 kDa). Im ELISA wurde im Vergleich zum WT kein signifikanter Unterschied in den Proteingehalten dieser beiden Mutanten festgestellt (Abb. 4a, c). Da es sich bei ANGPTL7 um ein sekretiertes Protein handelt, haben wir als Nächstes die Konzentrationen von WT, Gln175His, Arg177* und Trp188* im Zellüberstand bestimmt. Die Proteinanalyse mittels Western Blot zeigte, dass die Varianten Arg177* und Trp188* nicht nachweisbar waren und das Gln175His im Überstand im Vergleich zum WT drastisch reduziert war (P < 0,05; Abb. 4b). Der ELISA-Assay bestätigte weiter die stark verringerten Gln175His-Spiegel und die Unfähigkeit von Arg177* und Trp188*, den extrazellulären Raum zu erreichen (Abb. 4c, d).

a, b Western Blot zeigt intra- und extrazelluläre Proteinspiegel von ANGPTL7-Wildtyp (WT), Gln175His, Arg177* und Trp188*. c ELISA wurde durchgeführt, um die intra- und extrazellulären Proteinspiegel von ANGPTL7 WT, Gln175His, Arg177* und Trp188* zu quantifizieren, die vorübergehend in HEK293-Zellen transfiziert wurden (Ganzzelllysat wurde 1:1.000 verdünnt; Überstand wurde 1:10.000 verdünnt. Beides Ganzzelllysat und Überstand wurden gegen die Gesamtproteinmenge aus dem Ganzzelllysat normalisiert); ****= P < 1 × 10–4 statistischer Unterschied zum WT-Ganzzelllysat; ^ = P < 0,05, ^^^ = P < 1 × 10–4 statistischer Unterschied zum WT-Überstand. d Verhältnis der sezernierten zu den intrazellulären ANGPTL7 WT-, Gln175His-, Arg177*- und Trp188*-Proteinspiegeln. Die rohen Proteingehalte von ANGPTL7 WT, Gln175His, Arg177* und Trp188* wurden auf die Proteinkonzentration im gesamten Lysat normalisiert; **** = P < 1 × 10-4 statistischer Unterschied zum WT. Western Blot und ELISA-Analyse wurden an drei unabhängigen biologischen Replikaten wiederholt. Für die ELISA-Analyse wurden technische Replikate (n = 3) durchgeführt. Die P-Werte wurden durch eine einfache ANOVA mit der Post-hoc-Analyse von Tukey berechnet. Alle Daten werden als Mittelwert dargestellt und Fehlerbalken geben den Standardfehler des Mittelwerts (SEM) an. MWt-Molekulargewichtsmarker.

Um die Expression von ANGPTL7 in Augengeweben verschiedener Spezies zu identifizieren, wurden Transkriptomprofile aus verschiedenen Teilen des Auges erstellt (ergänzende Methoden). Eine hohe ANGPTL7-Expression wurde in Hornhaut, TM und Sklera in Augen von Menschen und afrikanischen Grünen Meerkatzen beobachtet (Abb. 5a, b, ergänzende Abb. 6). Eine hohe Angptl7-Expression wurde auch in Hornhaut, TM, Sklera, Sehnervenkopf und Aderhaut/RPE in den Augen von C57BL/6 J-Mäusen beobachtet (Abb. 5c). In-situ-Hybridisierung an menschlichen Spender- und Mausaugen unter Verwendung von RNAscope-Sonden für menschliches ANGPTL7 und Maus-Angptl7 zeigte eine ANGPTL7/Angptl7-Expression in TM, Hornhautstroma und Sklera (Abb. 5d, e; ergänzende Methoden).

Die auf RNA-Sequenzierung basierenden Expressionsniveaus (gemessen in Transkripten pro Million, TPM und dargestellt als Median und Interquartilbereich) sind in Hornhaut, Trabekelnetzwerk (TM) und Sklera bei Menschen (a) und afrikanischen Grünen Meerkatzen (b) am höchsten. Augen und in Hornhaut, TM, Sklera, Sehnervenkopf und Aderhaut/RPE in C57BL/6 J-Mausaugen (c); In-situ-Hybridisierung (RNAscope) zeigt die Expression von ANGPTL7/Angptl7 (rot) in TM, Hornhaut und Sklera in menschlichen (d) und murinen (e) Augen. Maßstabsbalken repräsentieren 100 μm. Die DAPI-Färbung (blau) führt zur Gegenfärbung von Zellkernen. RPE retinales pigmentiertes Epithel, CB-Ziliarkörper, SC Schlemm-Kanal, CM-Ziliarmuskel, AC-Vorderkammer, RGC retinale Ganglienzelle, INL innere Kernschicht, ONL äußere Kernschicht.

Frühere Studien zeigten, dass eine Überexpression von ANGPTL7 in TM-Zellen zu Veränderungen in der Ablagerung und Reorganisation der extrazellulären Matrix (ECM) führt21,22 und dass ANGPTL7 im Kammerwasser von Glaukompatienten erhöht ist22, die Rolle von ANGPTL7 bei der IOD-Regulierung ist jedoch nicht klar. Um dies zu untersuchen, injizierten wir Mäusen das mAngptl7-Protein über intravitreale und intrakamerale Wege und maßen den Augeninnendruck über die Zeit. Die intravitreale Injektion von murinem Angptl7 (mAngptl7) bei Mäusen führte zu einem anfänglichen Abfall des Augeninnendrucks, gefolgt von einem Anstieg des Augeninnendrucks ab Tag 4 um 4–5 mmHg, einem Anstieg von 22–25 % im Vergleich zum Ausgangswert, der bis zum Ende anhielt des Experiments am 7. Tag (Abb. 6a). In ähnlicher Weise führte die intrakamerale Injektion von mAngptl7 bei Mäusen zu einem anfänglichen Abfall und einer anschließenden Erhöhung (um 2–5 mmHg) des Augeninnendrucks, beginnend am 3. Tag bis zum Ende des Experiments am 7. Tag (Abb. 6b). Bei Mäusen, denen Vehikel injiziert worden war, kam es bei keinem Verabreichungsweg zu einem Anstieg des Augeninnendrucks.

Maus-Angptl7-Protein (mAngptl7) wurde über intravitrealen (a) oder intrakameralen Weg (b) in Mäuseaugen injiziert und der Augeninnendruck über die Zeit gemessen. Nach einem anfänglichen Abfall blieb der Augeninnendruck bei mit mangptl7 behandelten Augen im Vergleich zu mit PBS (CTRL (PBS)) behandelten Augen mehrere Tage lang erhöht. * = P < 0,05; ** = P < 0,01 statistische Signifikanz im Vergleich zur PBS-Behandlung. Statistische Analysen wurden mit dem Student-t-Test durchgeführt.

Wir haben Angptl7–/– (KO) Mäuse generiert und charakterisiert. Wir haben über RNAscope bestätigt, dass Angptl7-mRNA in keinem Augengewebe von KO-Mäusen exprimiert wurde, wohingegen sie in TM, Hornhaut und Sklera von WT-Mäusen exprimiert wurde (Abb. 7; ergänzende Methoden). Darüber hinaus zeigte die histologische Analyse des Auges keinen Unterschied im Augenwinkel bei KO-Mäusen im Vergleich zu WT (ergänzende Abbildung 7). Bei der optischen Kohärenztomographie des vorderen Segments konnten wir weder Augenveränderungen noch einen Unterschied in der Hornhautdicke zwischen den beiden Genotypen feststellen (ergänzende Abbildung 8). Wir überwachten auch den Augeninnendruck bei KO-, Angptl+/− (Het)- und WT-Mäusen und beobachteten eine dosisabhängige Abnahme des Augeninnendrucks über alle drei Genotypen hinweg (Abb. 8a). Der mittlere Augeninnendruck war bei KO-Mäusen (Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM): 15,39 ± 0,25 mmHg) um 11 % (1,96 mmHg, P < 1 × 10–4) im Vergleich zu WT (17,36 ± 0,23 mmHg) gesenkt. Het-Mäuse (16,26 ± 0,43 mmHg) zeigten im Vergleich zu WT-Mäusen eine geringere (6 %, 1,1 mmHg, P = 0,02), aber signifikante Verringerung des Augeninnendrucks.

Angptl7-mRNA wurde in keinem Augengewebe von Angptl7-KO-Mäusen exprimiert, wohingegen sie in TM, Hornhaut und Sklera von WT-Mäusen exprimiert wurde, wie durch In-situ-Hybridisierung (RNAscope) gezeigt wurde. Hellfeldbilder, die folgende Sonden zeigen. a Negativkontrolle: DapB. b Positivkontrolle: Ubc (rot). c WT-Mäuse: Angptl7 (rot) und (d) Angptl7-KO-Mäuse: Angptl7 (kein Signal). Maßstabsbalken repräsentieren 100 μm.

Der Augeninnendruck war bei Angptl7 KO im Vergleich zu Het- und WT-Mäusen signifikant niedriger (Mittelwert ± SEM; **** = P <1 × 10–4). b Vergleich der konventionellen Ausflusseinrichtung (C) zwischen KO- und WT-Mäusen. Bei KO-Mäusen (n = 7) war C im Vergleich zu WT-Mäusen erhöht (n = 4, P = 0,16, ungepaarter Student-t-Test). Die Daten werden als Mittelwert ± SEM dargestellt. c Die intravitreale Injektion von 15 µg Angptl7-siRNA senkte den Augeninnendruck in zwei von sechs getesteten siRNAs (n = 6–8/Gruppe) im Vergleich zur PBS-Gruppe (n = 6) und der naiven Gruppe (keine Injektion, n = 5) signifikant und blieb bestehen bis zum Ende der Studie gesenkt. Die siRNAs 3 und 5 senkten den Augeninnendruck ab Woche 2 im Vergleich zu mit PBS behandelten Mäusen um 2 bis 4 mmHg. * = P < 0,05, ** = P < 0,01, *** = P < 1 × 10−3, **** = P < 1 × 10−4 statistischer Unterschied zwischen dem mittleren Augeninnendruck für siRNA #5 und PBS- Behandlung.# = P < 0,05,## = P < 0,01, ### = P < 1 × 10−3, #### = P < 1 × 10−4 statistischer Unterschied zwischen dem mittleren Augeninnendruck für siRNA #3 und PBS-Behandlung. d qPCR-Ergebnisse aus mikrodissezierten Limbalringen zeigten den höchsten Grad an Angptl7-mRNA-Knockdown (>50 %) mit den siRNAs Nr. 3 und Nr. 5 im Vergleich zu PBS-behandelten Mäusen, was in hohem Maße mit der IOD-Senkung übereinstimmt, die bei Mäusen beobachtet wurde, denen injiziert wurde diese beiden siRNAs (b). Die Daten werden als Mittelwert dargestellt und Fehlerbalken stellen SEM dar.

Angptl7 wird in Hornhaut und TM stark exprimiert und da wir zur Messung des Augeninnendrucks ein Tonolab-Rebound-Tonometer verwendet haben, wollten wir weiter bestätigen, dass die Angptl7-Funktion in der Hornhaut keinen Einfluss auf den Augeninnendruck hat. Daher haben wir die herkömmliche Ausflusseinrichtung mithilfe einer Infusion mit konstantem Fluss gemessen, um die Beziehung zwischen IOP und Ausflusswiderstand bei Angptl7-KO- (n = 7) und WT-Mäusen (n = 4) zu verstehen. Die konventionelle Abflussmöglichkeit war bei KO (25,18 nL/Minute/mmHg) im Vergleich zu WT-Mäusen (20,85 nL/Minute/mmHg; P = 0,15; Abb. 8b) um 21 % erhöht. Der mittlere Anstieg der Abflussfähigkeit stimmte mit der mittleren Senkung des Augeninnendrucks bei KO gemäß der modifizierten Goldman-Gleichung überein.

Um zu untersuchen, ob der Abbau von Angptl7 mit siRNA auch den Augeninnendruck senken kann, haben wir sechs verschiedene siRNAs (Tabelle 2), die auf Angptl7 abzielen, in C57BL/6 J-Mäusen getestet und den Augeninnendruck über die Zeit überwacht. Wir injizierten C57BL/6 J-Mäusen intravitreal 15 µg siRNAs und führten sechs Wochen später eine qPCR an Limbusringen durch, die aus mit TM angereicherten Mäuseaugen präpariert wurden. Der Augeninnendruck war zwei Wochen nach der Injektion bei Mäusen, die mit zwei der sechs siRNAs (siRNA Nr. 3 und Nr. 5) behandelt wurden, im Vergleich zu den Gruppen PBS und Naiv (keine Injektion) signifikant gesenkt (Abb. 8c, Zusatzdaten 1). Naive und mit PBS behandelte Tiere behielten ihren Augeninnendruck während der Dauer der Studie (Woche 0–6) auf dem Ausgangswert. Bei Mäusen, die mit siRNA Nr. 3 und Nr. 5 behandelt wurden, war der Augeninnendruck ab Woche 2 im Vergleich zu mit PBS behandelten Mäusen um 2–4 mmHg gesenkt (Abb. 8c). Am Ende der Studie sammelten wir die Augen, sezierten den Limbusring sorgfältig mikroseziert und führten eine qPCR durch. Wir beobachteten den höchsten Grad an Knockdown (> 50 %) der Angptl7-mRNA mit den siRNAs Nr. 3 und Nr. 5 im Vergleich zu PBS-behandelten Mäusen (Abb. 8d), was mit der bei Mäusen beobachteten Senkung des Augeninnendrucks übereinstimmt, denen diese beiden siRNAs injiziert wurden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine akute Hemmung der Angptl7-Expression auch den Augeninnendruck senkt.

In dieser Studie präsentieren wir genetische und funktionelle Beweise für eine Rolle von ANGPTL7 bei der physiologischen Kontrolle des Augeninnendrucks und als potenzielles Ziel für die Glaukomtherapie. In einer aktuellen Veröffentlichung von Tanigawa et al.19 wurde eine schützende Assoziation von ANGPTL7 mit Glaukom identifiziert. In diesem Artikel bewerten und untermauern wir diesen Befund weiter, indem wir (1) sechs Kohorten zu den genetischen Assoziationsanalysen in UK Biobank und FinnGen hinzufügen, die in Tanigawa verwendet wurden et al. und zeigte in den meisten Fällen einen konsistenten Schutztrend für die seltene Missense-Variante Gln175His (rs28991009); (2) Identifizierung einer mit afrikanischen Vorfahren angereicherten pLOF-Variante, Trp188*, in ANGPTL7 zusätzlich zu Arg177* bei Europäern und Nachweis, dass beide Varianten zum Schutz vor Glaukom tendieren (3) Identifizierung mehrerer vorhergesagter schädlicher ANGPTL7 durch Exomsequenzierung und Genlastanalysen Varianten, die mit einem verringerten Augeninnendruck verbunden sind, was darauf hindeutet, dass es möglicherweise andere äußerst seltene ANGPTL7-Varianten gibt, die Schutz vor Glaukom bieten. Zusammengenommen liefern diese neuen Analysen weitere Belege für die Rolle von ANGPTL7 bei der IOP-Regulierung und der Glaukom-Pathogenese. Wir zeigen auch durch zellbasierte Expressionstests, dass Gln175His, Arg177* und Trp188* im Vergleich zum Wildtyp schwere Sekretionsdefizite aufwiesen, und obwohl dies kein Beweis ist, stimmt diese Beobachtung mit der Hypothese überein, dass die drei Varianten zu a führen Verlust der Proteinfunktion.

ANGPTL7 ist ein sekretiertes Glykoprotein, von dem angenommen wird, dass es wie andere Mitglieder der ANGPTL-Familie Homo-Oligomere (Tri- oder Tetramere) bildet23,24. Die ANGPTL7-mRNA wurde erstmals aus menschlichen postmortalen Augen isoliert, wo sie im Vergleich zu anderen Geweben die höchste Expression zeigt23. Im Auge zeigen unsere In-situ-Hybridisierungsergebnisse, dass ANGPTL7 im Einklang mit früheren Erkenntnissen am stärksten in der Hornhaut und im TM exprimiert wird22. Mithilfe von Einzelzell-RNAseq haben wir auch gezeigt, dass die ANGPTL7-Expression besonders im juxtakanalikulären Gewebe (JCT) angereichert ist, einer Region des TM, die für die Regulierung des Augeninnendrucks und die Erzeugung eines Widerstands gegen den Ausfluss von Kammerwasser am wichtigsten ist25,26. Zusätzlich zur Expression in Geweben, die direkt für das Glaukom relevant sind, gibt es mehrere Hinweise darauf, dass ANGPTL7 mit der Pathophysiologie des Glaukoms in Zusammenhang steht. Erstens wurden im Augengewebe von Glaukompatienten im Vergleich zu Kontrollen und unter Bedingungen eines erhöhten Augeninnendrucks, der durch Perfusion von Explantaten des vorderen Augenabschnitts simuliert wurde, erhöhte Konzentrationen an ANGPTL7-mRNA und -Protein beobachtet. Zweitens ist ANGPTL7 eines der am stärksten hochregulierten Gene als Reaktion auf eine Kortikosteroidbehandlung29,30, was bei etwa 40 % der Allgemeinbevölkerung und etwa 90 % der Personen mit POAG zu einem erhöhten Augeninnendruck führen kann31,32. Drittens werden die ANGPTL7-Spiegel auch als Reaktion auf TGF-beta erhöht, ein Wachstumsfaktor, von dem man annimmt, dass er die ECM moduliert und zu einem erhöhten IOP33 führt. Viertens kann ANGPTL7 selbst die Expression von Komponenten des TM ECM21,22 modulieren.

Die oben genannten Studien deuten auf eine starke Korrelation der ANGPTL7-Expression mit dem Glaukom-Erkrankungszustand hin, sie sind jedoch kein Beweis für einen kausalen Zusammenhang zwischen den ANGPTL7-Spiegeln und einem erhöhten Augeninnendruck/Glaukom. Der humangenetische Befund eines Zusammenhangs zwischen dem Verlust von ANGPTL7 und einem niedrigeren Augeninnendruck legt nahe, dass ANGPTL7 für die Regulierung des Augeninnendrucks physiologisch wichtig ist. Wir haben diese Hypothese an Mäusen validiert, wo wir reziproke Experimente durchgeführt haben: Messung des Augeninnendrucks nach Erhöhung der ANGPTL7-Spiegel durch Injektion von mAngptl7 in Mäuseaugen und nach Entfernung des gesamten mAngptl7-Proteins durch Erzeugung von Angtpl7-KO-Mäusen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung von mAngptl7 zu einem erhöhten Augeninnendruck (~2–4 mmHg) führt und eine Verringerung von mAngptl7 durch KO-Mäuse die basalen Augeninnendruckwerte (~2 mmHg) senkt. Wir beobachteten auch einen Trend zu einer erhöhten konventionellen Abflussmöglichkeit (~21 %) bei KO-Mäusen im Vergleich zu WT-Mäusen, der mit der Abnahme des Augeninnendrucks bei KO-Mäusen übereinstimmte. Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass ANGPTL7 in vivo die Funktion hat, die Homöostase des Augeninnendrucks aufrechtzuerhalten. Wir haben die bei KO-Mäusen beobachtete Verringerung des Augeninnendrucks durch die Injektion von siRNA gegen Angptl7 in die Augen von WT-Mäusen weiter zusammengefasst, was nicht nur die Beobachtung bei genetisch mutierten Mäusen reproduziert, sondern auch zeigt, dass die Wirkung von mAngptl7 auf den Augeninnendruck auch nach der Entwicklung anhält und einer Modulation zugänglich ist durch Therapeutika im Erwachsenenalter. Unsere Ergebnisse zu einem niedrigeren Augeninnendruck bei Angptl7-KO-Mäusen stimmen in hohem Maße mit Beobachtungen aus der Humangenetik überein. Auf dieser Grundlage könnten wir die Erkenntnisse zum siRNA-Knockdown auf Menschen übertragen und vermuten, dass die Hemmung von ANGPTL7 im Erwachsenenalter eine wirksame Strategie zur Senkung des Augeninnendrucks und letztendlich des Glaukomrisikos sein könnte.

Unsere humangenetischen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Varianten in ANGPTL7, die mit einem verringerten Augeninnendruck einhergehen, auch mit einem verringerten mittleren Hornhautwiderstandsfaktor (CRF), einem Ergebnis des Ocular Response Analyzer, das die elastischen Eigenschaften der Hornhaut34 widerspiegelt, und einer erhöhten mittleren Hornhautbrechkraft verbunden waren ( mCRP). mCRP trägt zusammen mit der axialen Länge und der Linsenstärke zum gesamten Brechungszustand des Auges bei35, und ein erhöhter mCRP (dh eine steilere Hornhaut) kann auf eine mögliche Myopie oder Astigmatismus hinweisen. Da wir jedoch keine Hinweise auf einen Zusammenhang mit Myopie oder Astigmatismus bei PheWAS beobachteten, kommen wir zu dem Schluss, dass die Veränderungen des mCRP entweder nicht ausreichen, um zu einem Krankheitsverlauf zu führen, oder durch andere Veränderungen in Merkmalen kompensiert werden, die nicht gemessen wurden, wie z. B. die axiale Länge36 . Während die Assoziationen mit mCRP und CRF eindeutig auf einen Effekt von ANGPTL7 auf die Hornhauteigenschaften hinweisen, behaupten wir, dass dieser Effekt nicht das volle Ausmaß der beobachteten IOD-Reduktion erklären kann. Stattdessen gehen wir von einem unabhängigen Beitrag von ANGPTL7 zur Homöostase des Augeninnendrucks aus, basierend auf Folgendem: (1) Der anhaltende Zusammenhang mit verringertem IOPcc legt nahe, dass es auch nach Kontrolle der Hornhauteigenschaften zu einer Verringerung des Augeninnendrucks kommt; (2) Die Augen von Angptl7-KO-Mäusen zeigen einen verringerten basalen Augeninnendruck ohne Anzeichen einer Hornhautverdünnung oder anderer Hornhautanomalien; und (3) der Zusammenhang von ANGPTL7-Varianten mit dem Glaukomschutz ist ein Ergebnis, das wir nicht erwarten würden, wenn die Verringerung des Augeninnendrucks ausschließlich auf die Wirkung von ANGPTL7 auf die Hornhautanatomie zurückzuführen wäre37. Daher glauben wir, dass ANGPTL7 wahrscheinlich eine pleiotrope Wirkung sowohl auf den Augeninnendruck als auch auf die Anatomie/Biomechanik der Hornhaut beim Menschen hat.

Die therapeutische Unterdrückung von ANGPTL7 bei Patienten mit Offenwinkelglaukom könnte eine einzigartige Gelegenheit darstellen, nicht nur den Augeninnendruck durch einen neuartigen Wirkmechanismus zu senken, sondern auch in den Krankheitsprozess einzugreifen. Unter den am weitesten verbreiteten Mitteln zur Senkung des Augeninnendrucks geht keines direkt auf pathophysiologische Veränderungen ein, die auf der Ebene der TM auftreten, sondern senkt stattdessen den Augeninnendruck durch Mechanismen, die die wässrige Belastung auf dem herkömmlichen Weg reduzieren, entweder durch Unterdrückung der wässrigen Bildung oder durch Erhöhung ihres Abflusses über die Alternative ( uveoskleraler) Weg38. Wenn die TM-Dysfunktion bei einem Glaukompatienten fortschreitet, folgt daher natürlich eine Intensivierung der Behandlung18. Während weitere Studien erforderlich sind, um die Rolle von ANGPTL7 in Signalwegen zu untersuchen, die zur TM-Dysfunktion und zum Anstieg des Augeninnendrucks beitragen, deuten mehrere Hinweise auf profibrotische Wirkungen auf der Ebene des TM hin, einschließlich seiner Reaktionsfähigkeit auf Kortikosteroide und TGF-beta sein angereicherter Ausdruck in JCT TM (bereits besprochen).

Wie alle Studien weist auch diese Studie Einschränkungen auf. Erstens haben wir den Einsatz von IOD-senkenden Medikamenten in der IOD-Analyse nicht berücksichtigt. Wir haben zwar Personen mit einer Glaukom-Diagnose von der IOD-Analyse ausgeschlossen, wodurch die Wirkung der Medikamenteneinnahme stark reduziert wurde, dies würde jedoch Personen, die IOD-senkende Medikamente ohne Glaukom-Diagnose einnehmen, nicht ausschließen. Darüber hinaus wurde die IOP-Messung im UKB für die meisten Teilnehmer nur einmal durchgeführt und kann daher anfällig für Fehler sein, die ein Median mehrerer Messungen möglicherweise abfedern könnte. Beide oben genannten Faktoren würden die Einschätzung der Auswirkung seltener genetischer Varianten auf den Augeninnendruck beeinflussen. Zweitens können wir davon ausgehen, dass ein gewisser Prozentsatz der Kontrollpersonen ein nicht diagnostiziertes Glaukom aufweist, was sich auf die Schätzung der Effektgröße auswirken kann, da die Diagnose eines Glaukoms häufig lange nach Ausbruch der Krankheit gestellt werden kann. Drittens liegt das ANGPTL7-Gen beim Menschen im Intron 28 von MTOR39, daher könnten Varianten in ANGPTL7 auch die MTOR-Funktion beeinflussen. Obwohl dies möglich ist, ist es unwahrscheinlich, dass die Auswirkung auf den Augeninnendruck und das Glaukom auf MTOR zurückzuführen ist, da: (i) die Varianten voraussichtlich proteinverändernd in ANGPTL7 sein werden, wohingegen es keinen offensichtlichen vorhergesagten funktionellen Effekt auf MTOR gibt; (ii) wir zeigen Daten, die darauf hindeuten, dass die Varianten einen funktionellen Einfluss auf ANGPTL7 haben; und (iii) wir zeigen Mausdaten, die eine Rolle von ANGPTL7 bei der IOP-Regulierung belegen.

Zusammenfassend deuten unsere genetischen und pharmakologischen Ergebnisse darauf hin, dass ANGPTL7 an der normalen physiologischen Regulierung des Augeninnendrucks bei Menschen und Mäusen beteiligt ist. Da übermäßige Mengen an mAngptl7-Protein in den Augen von Versuchstieren zu einem Anstieg des Augeninnendrucks auf pathologische Werte führen, könnte eine Hochregulierung von ANGPTL7 beim Menschen für den erhöhten Augeninnendruck verantwortlich sein, der zu POAG führt. Daher schlagen wir ANGPTL7 als hervorragenden Kandidaten für die Erforschung als therapeutisches Ziel für POAG vor.

Alle Teilnehmer gaben ihre Einverständniserklärung ab und die Studien wurden von den einzelnen IRBs der jeweiligen Institutionen genehmigt. Die UK Biobank verfügt über die Genehmigung des North West Multi-center Research Ethics Committee (MREC), das für das Vereinigte Königreich zuständig ist. Außerdem beantragte das Unternehmen in England und Wales die Genehmigung der Patient Information Advisory Group (PIAG), Zugang zu Informationen zu erhalten, die es ihm ermöglichen würden, Menschen zur Teilnahme einzuladen. Die DiscovEHR-Studie wurde vom Institutional Review Board (IRB) bei Geisinger genehmigt. Die BioMe Biobank ist ein laufendes Forschungsbiorepositorium, das von der Icahn School of Medicine am IRB des Mount Sinai genehmigt wurde. Die Ethikkommission der Universität Lund genehmigte die Malmö-Ernährungs- und Krebsstudie (LU 51–90) und alle Teilnehmer gaben eine schriftliche Einverständniserklärung ab. Die CGPS-Studie (H-KF-01-144/01) wurde von der Ethikkommission der Hauptstadtregion und der dänischen Datenschutzbehörde genehmigt. Die Forschung in der estnischen Biobank unterliegt dem Gesetz zur Humangenforschung und alle Teilnehmer haben eine umfassende Einverständniserklärung unterzeichnet. Die IRB-Genehmigung für die aktuelle Studie wurde vom Forschungsethikausschuss der Universität Tartu erteilt, Genehmigungsnummer 236/T-23. Für die POAAGG-Studie wurde die Genehmigung zur Einschreibung und erneuten Kontaktaufnahme mit Probanden vom IRB der University of Pennsylvania eingeholt. Die Finngen-Biobank wurde von der koordinierenden Ethikkommission des Krankenhausbezirks Helsinki und Uusimaa evaluiert und genehmigt.

Der Zusammenhang mit IOP wurde an insgesamt 101.678 Personen und 27.529 Personen europäischer Abstammung aus der United Kingdom Biobank (UKB) bzw. der MyCode Community Health Initiative-Kohorte des Geisinger Health System (GHS) getestet. Bei der UKB handelt es sich um eine bevölkerungsbasierte Kohortenstudie mit Personen im Alter zwischen 40 und 69 Jahren, die zwischen 2006 und 2010 in 22 Testzentren im Vereinigten Königreich rekrutiert wurden40. Bei der GHS MyCode-Studie handelt es sich um eine auf dem Gesundheitssystem basierende Kohorte von Patienten aus Zentral- und Ost-Pennsylvania (USA). ) wurde 2007–201941 rekrutiert. Für IOP-Assoziationstests bei Personen afrikanischer Abstammung schlossen wir 4114 Personen aus UKB und 3167 Personen aus der Primary Open Angle African-American Glaucoma Genetics (POAAGG)-Studie ein, die an der University of Pennsylvania Perelman School of Medicine42 durchgeführt wurde. Wir haben alle Teilnehmer mit einem Glaukom-Diagnosecode (ICD-10 H40) oder einem selbst gemeldeten Glaukom (UKB-Feld-IDs: 6148 und 20002) von den IOD-Analysen ausgeschlossen.

Der Zusammenhang von ANGPTL7-Varianten mit Glaukom wurde in 8 Studien getestet: UKB, GHS, Mt. Sinai BioMe-Kohorte (SINAI), die Malmö Diet and Cancer Study (MALMO)43, die Estland Biobank (EstBB)44, die Trøndelag Heath Study (HUNT). )45, FinnGen, eine Studie aus Finnland, und die Copenhagen General Population Study und die Copenhagen City Heart Study (CGPS-CCHS)46. Wir hatten insgesamt bis zu 40.042 Fälle (UKB: 12.377, GHS: 8032, SINAI: 409, MALMO: 2395, EstBB: 7629, HUNT: 3874; CPGS-CCHS: 1863; FinnGen: 3463) und 947.782 Kontrollen von Europäern Abstammung und 5153 Fälle (UKB: 448, POAAGG: 3444, SINAI: 1261) und 21.650 Kontrollen afrikanischer Abstammung in Glaukomanalysen.

Der IOD in UKB wurde in jedem Auge mit dem Ocular Response Analyzer (Reichert Corp., Buffalo, New York) gemessen. Teilnehmer wurden von diesem Test ausgeschlossen, wenn sie angaben, in den letzten 4 Wochen eine Augenoperation oder eine Augeninfektion gehabt zu haben. Der Ocular Response Analyzer berechnet zwei Formen des Augeninnendrucks, einen Goldmann-korrelierten Augeninnendruck (IOPg) und einen korneakompensierten Augeninnendruck (IOPcc). Der IOPg kommt dem mit dem Goldmann-Applanationstonometer (GAT) gemessenen Augeninnendruck am nächsten, dem Goldstandard für die Messung des Augeninnendrucks, während IOPcc ein Maß für den Augeninnendruck darstellt, das angepasst wird, um den Einfluss der Hornhautbiomechanik zu beseitigen47. Für diese Studie haben wir uns auf IOPg konzentriert, da diese Messung am besten mit IOD-Messungen in anderen Kohorten vergleichbar ist und IOPg hier als IOD bezeichnet wird. Der Augeninnendruck in POAAGG wurde mit einem GAT gemessen. Bei GHS wurden IOD-Messungen von mehreren Instrumenten erhalten, darunter GAT, Tono-Pen und I-Care, die mit IOPg-Messwerten des Ocular Response Analyzer48 korreliert wurden. Für GHS-Personen, denen keine IOD-Medikamente verschrieben wurden, verwendeten wir den Median aller verfügbaren IOD-Messungen. Für Personen, denen ein IOD-Medikament verschrieben wurde, verwendeten wir den Median der IOD-Messungen, die vor dem Startdatum für IOD-Medikamente verfügbar waren (sofern verfügbar). Personen, für die wir keine nicht-medikamentösen IOD-Werte hatten, wurden von den genetischen IOD-Analysen ausgeschlossen. Für Assoziationsanalysen des Augeninnendrucks haben wir Personen ausgeschlossen mit: (1) einer Glaukomdiagnose; (2) IOD-Messwerte, die mehr als 5 Standardabweichungen vom Mittelwert entfernt waren; (3) mehr als 10 mmHg Unterschied zwischen beiden Augen. Wir haben für jede Person einen mittleren Augeninnendruck zwischen beiden Augen ermittelt. Der Augeninnendruck nur eines Auges wurde in Fällen verwendet, in denen keine Augeninnendruckmessungen für beide Augen verfügbar waren.

Einzelheiten zur Glaukomdefinition in jeder Kohorte finden Sie in den ergänzenden Methoden. Kurz gesagt, Glaukomfälle in GHS, SINAI, MALMO, HUNT, EstBB, FinnGen (v.R3) und CGPS-CCHS wurden durch das Vorhandensein eines ICD-10 H40-Diagnosecodes in den elektronischen Gesundheitsakten von ambulanten oder stationären Patienten definiert. In UKB wurden Glaukomfälle als Personen mit entweder einer ICD-10-H40-Diagnose oder einem selbstberichteten Glaukom (UKB-Feld-ID: 6148 oder 20002) definiert. In der POAAGG-Kohorte wurden Glaukomfälle und Kontrollpersonen auf der Grundlage einer ophthalmologischen Untersuchung durch Glaukomspezialisten klassifiziert, und auch Glaukomverdächtige wurden in die Fälle einbezogen42.

Die Sequenzierung und Genotypisierung des gesamten Exoms mit hoher Abdeckung wurde am Regeneron Genetics Center49,50 durchgeführt, wie in den ergänzenden Methoden beschrieben. Wir haben den Zusammenhang genetischer Varianten oder ihrer Genlast mit Augeninnendruck und Glaukom mithilfe von REGENIE v1.0.4351 (UKB, GHS, MALMO, SINAI), SAIGE52 (HUNT, EstBB, FinnGen) oder logistischer Regression (CGPS-CCHS) geschätzt. Die Analysen wurden hinsichtlich Alter, Alter2, Geschlecht, einem Interaktionsterm zwischen Alter und Geschlecht, experimentellen, gruppenbezogenen Kovariaten und gegebenenfalls genetischen Hauptkomponenten angepasst. Einzelheiten zur kohortenspezifischen statistischen Analyse finden Sie in den ergänzenden Methoden. Die kohortenübergreifenden Ergebnisse wurden mithilfe einer invers varianzgewichteten Metaanalyse zusammengefasst. Einzelheiten zur in UKB und GHS durchgeführten PheWAS-Analyse finden Sie in den ergänzenden Methoden. Western-Blot- und ELISA-Analysen wurden an drei unabhängigen biologischen Replikaten wiederholt und die Daten werden als Mittelwert ± SEM dargestellt. Für die ELISA-Analyse wurden technische Replikate (n = 3) durchgeführt. Die P-Werte wurden durch eine einfache ANOVA mit Tukeys Mehrfachvergleichstest für die Analyse mehrerer Gruppen berechnet (Ergänzungsdaten 1). Insgesamt 12 Augen wurden verwendet, um die Wirkung steigender mAngptl7-Spiegel in Mäuseaugen zu testen, und der Student-t-Test wurde verwendet, um die Signifikanz der resultierenden Änderung des Augeninnendrucks zu berechnen. Der Augeninnendruck wurde an 33 WT-, 41 Angptl7-KO- und 15 Angptl7-Het-Mäusen gemessen, und die konventionelle Ausflussfunktion wurde an 4 WT- und 7 Angptl7-KO-Mäusen gemessen. Der ungepaarte Student-T-Test wurde verwendet, um die statistische Signifikanz der Ergebnisse zwischen den verschiedenen Genotypen zu berechnen. Für den In-vivo-siRNA-Knockdown von mAngptl7 verwendeten wir 8, 6, 6 und 5 Mausaugen für siRNA#3, siRNA#5, PBS-behandelte bzw. naive Kontrollen. Die statistische Signifikanz wurde unter Verwendung einer einfaktoriellen ANOVA mit Dunnetts Post-hoc-Analyse (Ergänzungsdaten 1) berechnet.

HEK293-Zellen, die aus Regeneron stammen, wurden in DMEM-Medium mit 4,5 g/L D-Glucose, (+) L-Glutamin, (–) Natriumphosphat, (–) Natriumpyruvat, ergänzt mit 10 % FBS und 1 % Penicillin-Streptomycin, kultiviert. Glutamin (Invitrogen), bei 37 °C in einer feuchten Atmosphäre unter 5 % CO2. Am Tag vor der Transfektion wurden HEK293-Zellen in OptiMEM, ergänzt mit 10 % FBS, ausgesät. Nach 24 Stunden wurden die Zellen mit FuGENE 6 und 10 µg pcDNA 3.1(+) transfiziert, das die folgenden Proteine kodiert: ANGPTL7 WT, Gln175His, Arg177* und Trp188*. Nach 24 Stunden wurde das Medium mit 2 % FBS OptiMEM gewechselt. Am folgenden Tag wurden die Zellen in RIPA-Puffer, ergänzt mit Protease- und Phosphataseinhibitoren (BRAND) oder TRIzol-Reagenz (Invitrogen), zur Protein- bzw. RNA-Analyse gesammelt. Die Überstände wurden in ein Eppendorf-Röhrchen überführt und sofort für die nachfolgende Proteinanalyse schockgefroren. Die Western-Blot-Analyse wurde unter Verwendung eines polyklonalen Kaninchen-Antikörpers gegen ANGPTL7 in einer Verdünnung von 1:1000 (10396-1-AP ProteinTech) unter Verwendung von Standardverfahren durchgeführt. ANGPTL7 wurde mittels ELISA gemäß den Anweisungen des Herstellers (LS-F50425 Life Sciences) quantifiziert. Die Zelllysate wurden 1:1000 verdünnt. Die Überstände wurden 1:10.000 verdünnt. Die ELISA-Platte wurde bei 450 nm mit dem SpectraMax M4-Plattenlesegerät (Molecular Devices) gelesen.

Die Gesamt-RNA wurde mit TRIzol-Reagenz (Invitrogen) und RNeasy-Kit (Qiagen) gemäß den Anweisungen des Herstellers extrahiert und mit RNase-freier DNase I (Promega) behandelt. cDNA wurde mit dem Superscript VILO cDNA-Synthesekit (Invitrogen) synthetisiert. Die Taqman-Analyse wurde mit TaqMan Fast Advanced Master Mix (Applied Biosystems) in einem QuantStudio 6 Flex (Applied Biosystems) und im Handel erhältlichen Primern und Sonden für ANGPTL7 (Hs00221727 – Applied Biosystems) und GAPDH (Hs02786624_g1 – Applied Biosystems) durchgeführt.

Alle Tierprotokolle wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee in Übereinstimmung mit dem Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) von Regeneron und der Erklärung der Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) zur Verwendung von Tieren in der Augen- und Sehforschung genehmigt . Angptl7–/–-Mäuse mit 63 % C57BL/6NTac- und 37 % 129SvEvTac-Hintergrund wurden von Regeneron Pharmaceuticals unter Verwendung der VelociMouse®-Technologie erzeugt53. Heterozygote Mäuse (Angptl7+/−) wurden gezüchtet, um altersentsprechende Wildtyp-, Het- und KO-Wurfgeschwister zu erzeugen, die im Alter von 3–4 Monaten (gemischtes Geschlecht) für Experimente verwendet wurden. Die Augenanatomie dieser Mäuse wurde mittels optischer Kohärenztomographie charakterisiert. Detaillierte Methoden zur Erzeugung und Charakterisierung von KO-Mäusen finden Sie in den ergänzenden Methoden. Für In-vivo-siRNA-Experimente verwendeten wir männliche C57BL/6 J-Mäuse im Alter von 3–4 Monaten von Jackson Labs.

Die Mäuse wurden anästhesiert und der Augeninnendruck wurde in beiden Augen mit einem TonoLab-Rebound-Tonometer (Colonial Medical Supply, Franconia, NH) vor Beginn der Angptl7-Injektion und danach sechs Tage lang jeden Tag gemessen54,55,56. Beim Testen von Angptl7-siRNAs wurden die Augeninnendrucke in jedem Auge vor Beginn des Experiments und dann jede Woche bis zum Ende der Studie gemessen. Die IOD-Messungen für beide Augen waren innerhalb von 3–5 Minuten abgeschlossen. An jedem Auge wurden sechs korrekte Einzelmessungen durchgeführt, um einen IOD-Wert zu ermitteln. Wir haben für jedes Auge fünf IOD-Werte gemessen und den Durchschnitt dieser Messwerte zu jedem Zeitpunkt verwendet.

Der Kammerwasserabfluss (C) wurde mithilfe unserer Infusionstechnik mit konstantem Fluss bei lebenden Mäusen gemessen55,56,57,58. Mäuse wurden mit einem 100/10 mg/kg Ketamin/Xylazin-Cocktail anästhesiert. Ein Viertel bis die Hälfte dieser Dosis wurde bei Bedarf zur Aufrechterhaltung der Anästhesie verabreicht. Zur Hornhautanästhesie wurden ein bis zwei Tropfen Proparacain-HCl (0,5 %) (Bausch + Lomb) topisch auf beide Augen aufgetragen. Die Vorderkammern beider Augen wurden mit einer 30-Gauge-Nadel kanüliert, die 1–2 mm vor dem Limbus durch die Hornhaut eingeführt und über die Vorderkammer bis zu einem Punkt im Kammerwinkel gegenüber der Kanülierungsstelle geschoben wurde, wobei darauf zu achten war, dass dies nicht der Fall war die Iris, das Epithel der vorderen Linsenkapsel oder das Hornhautendothel zu berühren. Jede Kanülennadel wurde zur kontinuierlichen Bestimmung mit einem zuvor kalibrierten (Blutdruckmessgerät, Diagnostix 700; American Diagnostic Corporation, Hauppauge, NY, USA) Durchfluss-BLPR-2-Druckwandler (World Precision Instruments [WPI], Sarasota, FL, USA) verbunden Druck innerhalb des Perfusionssystems. Außerdem wurde jedem Auge ein Tropfen Genteal (Alcon) verabreicht, um ein Austrocknen der Hornhaut zu verhindern. Die gegenüberliegenden Enden des Druckwandlers wurden über weitere Schläuche mit einer 1-ml-Spritze verbunden, die in eine Mikrodialyse-Infusionspumpe (SP200I Syringe Pump; WPI) geladen wurde. Der Schlauch, der Wandler und die Spritze waren alle mit sterilem DPBS (Gibco) gefüllt. Die Signale von jedem Druckwandler wurden über einen TBM4M-Brückenverstärker (WPI) und einen Lab-Trax-Analog-Digital-Wandler (WPI) an einen Computer zur Anzeige auf einem virtuellen Diagrammschreiber (LabScribe2-Software; WPI) weitergeleitet. Die Augen wurden zunächst mit einer Flussrate von 0,1 μl/min infundiert. Als sich der Druck innerhalb von 10–30 Minuten stabilisierte, wurden die Druckmessungen über einen Zeitraum von 5 Minuten aufgezeichnet und dann wurden die Flussraten sequentiell auf 0,2, 0,3, 0,4 und 0,5 μl/min erhöht. Bei jeder Durchflussrate wurden drei stabilisierte Drücke in 3-Minuten-Intervallen aufgezeichnet. C in jedem Auge jedes Tieres wurde als Kehrwert der Steigung einer Auftragung des mittleren stabilisierten Drucks als Ordinate gegen die Durchflussrate als Abszisse berechnet.

Eine 33-Gauge-Nadel mit einer Glasmikrospritze (Volumen 5 µL; Hamilton Company) wurde für Injektionen von Angptl7-Protein/siRNA in die Augen von Mäusen verwendet. Bei intravitrealen Injektionen wurde das Auge vorgeschoben und die Nadel in einem Winkel von etwa 45 Grad durch die äquatoriale Sklera und in die Glaskörperkammer eingeführt, wobei darauf zu achten war, dass der hintere Teil der Linse oder die Netzhaut nicht berührt wurden. Angptl7-Protein (Katalog-Nr. 4960-AN-025; R&D Systems, Minneapolis, MN) oder siRNA (von Alnylam Pharmaceuticals, Supplementary Methods) oder PBS (1 µL) wurden innerhalb einer Minute in den Glaskörper injiziert. Die Nadel wurde dann weitere 45 Sekunden lang an Ort und Stelle belassen (um das Mischen zu erleichtern), bevor sie schnell herausgezogen wurde. siRNA-Sequenzen für alle sechs getesteten Sonden sind in Tabelle 2 aufgeführt. Vor und während der intrakameralen Injektionen des Angptl7-Proteins wurden Mäuse mit Isofluran (2,5 %) mit Sauerstoff (0,8 l/min) anästhesiert. Zur topischen Anästhesie erhielten beide Augen ein bis zwei Tropfen 0,5 % Proparacain-HCl (Akorn Inc.). Jedes Auge wurde prototypisiert und die Nadel durch die Hornhaut direkt über der Limbusregion und in einem Winkel parallel zur Hornhaut in die Vorderkammer eingeführt. Dabei wurde darauf geachtet, dass eine Berührung der Iris, des Epithels der vorderen Linsenkapsel oder des Hornhautendothels vermieden wurde. Bis zu 1 µL Angptl7-Protein oder PBS wurde über einen Zeitraum von 30 Sekunden in jedes Auge injiziert, bevor die Nadel herausgezogen wurde. Am Tag 0 wurde nur eine Injektion verabreicht.

Weitere Informationen zum Forschungsdesign finden Sie in der mit diesem Artikel verlinkten Nature Research Reporting Summary.

Die den Hauptabbildungen zugrunde liegenden Quelldaten finden Sie in den Zusatzdaten 1. Unbeschnittene und unbearbeitete Bilder der Blots, die im Hauptartikel erscheinen, finden Sie in den Zusatzdaten 2. Alle in diesem Bericht beschriebenen gesamten Exomsequenzierungen, Genotypisierungschips und unterstellten Sequenzen sind öffentlich verfügbar an registrierte Forscher über das UK Biobank-Datenzugriffsprotokoll. Weitere Informationen zur Registrierung für den Zugriff auf die Daten finden Sie unter http://www.ukbiobank.ac.uk/register-apply/. Weitere Informationen zur gesamten Exomsequenz finden Sie unter https://www.ukbiobank.ac.uk/media/kqjmdwfg/access_064-uk-biobank-exome-release-faq_v10.pdf. Detaillierte Informationen zum Chip und zur imputierten Sequenz finden Sie unter: https://www.ukbiobank.ac.uk/media/cffi4mx5/ukb-genotyping-and-imputation-data-release-faq-v3-2-1.pdf. Die Exomsequenzierungs- und Genotypisierungsdaten von DiscovEHR und der University of Pennsylvania können qualifizierten, akademischen, nichtkommerziellen Forschern auf Anfrage über eine Datenübertragungsvereinbarung mit dem Geisinger Health System bzw. der University of Pennsylvania zur Verfügung gestellt werden. Genetische Daten für die Kohorten HUNT, CGPS-CCHS und Estland können durch Kontaktaufnahme mit den jeweiligen Institutionen zur Verfügung gestellt werden. Auf die FinnGen R3-Daten kann unter https://www.finngen.fi/ zugegriffen werden. Die in diesem Manuskript beschriebenen Regeneron-Materialien können qualifizierten akademischen Forschern auf Anfrage über unser Portal (https://regeneron.envisionpharma.com/vt_regeneron/) zur Verfügung stehen. Unter bestimmten Umständen, in denen wir nicht in der Lage sind, ein bestimmtes proprietäres Reagenz bereitzustellen, kann ein alternatives Molekül bereitgestellt werden, das sich ähnlich verhält. Weitere Informationen darüber, wie wir unsere Materialien weitergeben, erhalten Sie, indem Sie sich an die E-Mail-Adresse für präklinische Kooperationen von Regeneron wenden ([email protected]).

Tham, Y.-C. et al. Globale Glaukomprävalenz und Prognosen zur Glaukombelastung bis 2040: eine systematische Überprüfung und Metaanalyse. Ophthalmology 121, 2081–2090 (2014).

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Wir möchten uns bei allen bedanken, die diese Arbeit möglich gemacht haben. Insbesondere: das Team der UK Biobank, ihre Geldgeber, die engagierten Fachleute der Mitgliedsinstitutionen, die zu dieser Arbeit beigetragen und sie unterstützt haben, und ganz besonders die Teilnehmer der UK Biobank, ohne die diese Forschung nicht möglich wäre. Die Exomsequenzierung wurde vom UK Biobank Exome Sequencing Consortium (d. h. Bristol Myers Squibb, Regeneron, Biogen, Takeda, AbbVie, Alnylam, AstraZeneca und Pfizer) finanziert. Diese Forschung wurde unter Verwendung der UK Biobank Resource unter der Antragsnummer 26041 durchgeführt; EstBB, wir danken allen Teilnehmern und Mitarbeitern der estnischen Biobank für ihren Beitrag zu dieser Forschung und die analytische Arbeit von EstBB wurde teilweise im Hochleistungsrechenzentrum der Universität Tartu durchgeführt. LM und KK wurden durch Zuschüsse des Estnischen Forschungsrates PRG184 und von der Europäischen Union durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (Projekt Nr. 2014-2020.4.01.15-0012) unterstützt; Wir möchten den Teilnehmern und Forschern der FinnGen-Studie danken. Wir danken auch den Teilnehmern der MyCode Community Health Initiative für ihre Teilnahme an der DiscovEHR-Zusammenarbeit. Diese Forschung wurde von Regeneron Pharmaceuticals finanziert. JOB wurde vom National Eye Institute (#R01EY023557-01), dem Vision Research Core Grant (P30 EY001583) und dem NIH Grant (LM010098) unterstützt. Die Mittel kommen außerdem von der FM Kirby Foundation, Research to Prevent Blindness, dem UPenn Hospital Board of Women Visitors und dem Paul and Evanina Bell Mackall Foundation Trust. Auch die Abteilung für Augenheilkunde der Perelman School of Medicine und das VA Hospital in Philadelphia, Pennsylvania, leisteten Unterstützung. Die Geldgeber hatten keinen Einfluss auf das Studiendesign, die Datenerhebung und -analyse, die Entscheidung zur Veröffentlichung oder die Erstellung des Manuskripts. Die Trøndelag-Gesundheitsstudie (die HUNT-Studie) ist eine Zusammenarbeit zwischen dem HUNT-Forschungszentrum (Fakultät für Medizin und Gesundheitswissenschaften, NTNU, norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie), dem Trøndelag County Council, der regionalen Gesundheitsbehörde Mittelnorwegens und dem norwegischen Institut für Öffentlichkeit Gesundheit. Die Genotypisierung in HUNT wurde von den National Institutes of Health finanziert; Universität von Michigan; der Forschungsrat von Norwegen; das Verbindungskomitee für Bildung, Forschung und Innovation in Mittelnorwegen; und das Gemeinsame Forschungskomitee zwischen dem St. Olav's Hospital und der Fakultät für Medizin und Gesundheitswissenschaften der NTNU. SS erhielt Fördermittel vom Independent Research Fund, Dänemark (Leiter von Sapere Aude Research, Fördernummer 9060-00012B). VRMC erhielt Fördermittel von R21EY028273-01A1 und den Zuschuss der Lisa Dean Moseley Foundation.

Regeneron Genetics Center, Tarrytown, NY, 10591, USA

Kavita Praveen, Lauren Gurski, Ariane H. Ayer, Trikaladarshi Persaud, Lawrence Miloscio, Silvio Alessandro Di Gioia, Stephen Chen, Eric Jorgenson, Dadong Li, Alexander Li, Eli Stahl, Dylan Sun, Tanya M. Teslovich, Goncalo R. Abecasis, Michael Cantor, Andrew Deubler, Aris Economides, Luca A. Lotta, John D. Overton, Jeffrey G. Reid, Alan Shuldiner, Katherine Siminovitch, Christina Beechert, Caitlin Forsythe, Erin D. Fuller, Zhenhua Gu, Michael Lattari, Alexander Lopez, Thomas D. Schleicher, Maria Sotiropoulos Padilla, Louis Widom, Sarah E. Wolf, Manasi Pradhan, Kia Manoochehri, Ricardo H. Ulloa, Xiaodong Bai, Suganthi Balasubramanian, Suying Bao, Boris Boutkov, Siying Chen, Gisu Eom, Lukas Habegger, Alicia Hawes, Shareef Khalid, Olga Krasheninina, Rouel Lanche, Adam J. Mansfield, Evan K. Maxwell, Mona Nafde, Sean O'Keeffe, Max Orelus, Razvan Panea, Tommy Polanco, Ayesha Rasool, William Salerno, Kathie Sun, Amelia Averitt, Nilanjana Banerjee, Sameer Malhotra, Deepika Sharma, Jeffery C. Staples, Ashish Yadav, Joshua Backman, Amy Damask, Lee Dobbyn, Manuel Allen Revez Ferreira, Arkopravo Ghosh, Christopher Gillies, Hyun Min Kang, Michael Kessler, Jack Kosmicki, Nan Lin, Darren Liu, Adam Locke, Jonathan Marchini, Anthony Marcketta, Joelle Mbatchou, Arden Moscati, Charles Paulding, Carlo Sidore, Kyoko Watanabe, Bin Ye, Blair Zhang, Andrey Ziyatdinov, Michelle G. LeBlanc, Jason Mighty, Lyndon J. Mitnaul, Nirupama Nishtala, Nadia Rana, Marcus B. Jones, Gonzalo R. Abecasis, Michael N. Cantor, Katia Karalis, Aris Economides, Giusy Della Gatta, Manuel A. Ferreira, Aris Baras und Giovanni Coppola

Regeneron Pharmaceuticals, Inc., Tarrytown, NY, 10591, USA

Gaurang C. Patel, Matthew D. Still, Tavé Van Zyl, Wen Fury, Brijeshkumar Patel, Jeremy S. Rabinowitz, Sabrina Walley, Hua Yang, Sarthak Zaveri, Ying Hu, Jonathan Weyne, Aris Economides, George D. Yancopoulos und Carmelo Romano

KG Jebsen Zentrum für genetische Epidemiologie, Abteilung für öffentliche Gesundheit und Krankenpflege, NTNU, Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie, 7030, Trondheim, Norwegen

Ben Brumpton, Bjørn Olav Åsvold und Kristian Hveem

HUNT-Forschungszentrum, Abteilung für öffentliche Gesundheit und Krankenpflege, NTNU, Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie, 7600, Levanger, Norwegen

Ben Brumpton, Bjørn Olav Åsvold und Kristian Hveem

Klinik für Medizin, St. Olavs Hospital Trondheim University Hospital, 7030, Trondheim, Norwegen

Ben Brumpton

Estnisches Genomzentrum, Institut für Genomik, Universität Tartu, Tartu, Estland

Kristi Krebs, Andres Metspalu, Mari Nelis, Reedik Mägi, Tõnu Esko und Lili Milani

Abteilung für Endokrinologie, Klinik für Medizin, St. Olavs Hospital, Trondheim University Hospital, 7030, Trondheim, Norwegen

Bjørn Olav Åsvold

Abteilung für Augenheilkunde, Pearlman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA

Venkata RM Chavali, Harini V. Gudiseva, Rebecca Salowe und Joan M. O'Brien

Alnylam Pharmaceuticals, Inc, Cambridge, MA, 02142, USA

Sarah Hyde, Stephanie Lefebvre, James Mclninch und Scott Waldron

Bayer AG, Pharma, Forschung und Entwicklung, 13342, Berlin, Deutschland

Claudia Schurmann

Abteilung für klinische Biochemie, Rigshospitalet, Universitätsklinikum Kopenhagen, Kopenhagen, Dänemark

Anne-Sofie Seidelin, Anne Tybjærg-Hansen und Stefan Stender

Abteilung für Herz-Kreislauf-Medizin, Abteilung für Innere Medizin, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA

Cristen Willer

Abteilung für Computermedizin und Bioinformatik, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA

Cristen Willer

Abteilung für Humangenetik, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA

Cristen Willer

Universität Lund, Abteilung für klinische Wissenschaften Malmö, Malmö, Schweden

Olle Melander

Universitätskrankenhaus Skåne, Abteilung für Notfallmedizin und Innere Medizin, Malmö, Schweden

Olle Melander

Geisinger, Danville, PA, 17821, USA

Lance J. Adams, Jackie Blank, Dale Bodian, Derek Boris, Adam Buchanan, David J. Carey, Ryan D. Colonie, F. Daniel Davis, Dustin N. Hartzel, Melissa Kelly, H. Lester Kirchner, Joseph B. Leader, David H. Ledbetter, J. Neil Manus, Christa L. Martin, Raghu P. Metpally, Michelle Meyer, Tooraj Mirshahi, Matthew Oetjens, Thomas Nate Person, Christopher Still, Natasha Strande, Amy Sturm, Jen Wagner und Marc Williams

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Alle Autoren trugen zur kritischen Prüfung des Manuskripts auf wichtige intellektuelle Inhalte und zur endgültigen Genehmigung der Einreichung des Manuskripts zur Veröffentlichung bei. Konzeptualisierung: KP, GP, AB, CR und GC Datenkuration: DL, MNC Genetische Analyse: KP, LG, MAF, AHA, SADG, AL, TMT, CS, DS, KK, BB, SS, ES, EJ Finanzierungsakquise : GDY, GRA, AB, JMB, CR, LM, OM, SS, KH Mausexperimente: GP, BP, SW, HY, WF, SZ, JSR, WF siRNA-Design und -Entwicklung: SL, JM, S.Waldron, SH In-vitro-Experimente: GDG, TP, LM, MDS Projektverwaltung: EC, MBJ Datensätze: JMB, VRMC, HVG, RS, BB, KH, BOA, CW, KK, LM,. SS, AS, AT,. OM-Betreuung: MAF, GDG, YH, KH, LM, KK, AE, JW, AB, CR, GC Schreiben – Originalentwurf: KP, GP, GDG, TVZ, CR, GC Alle Autoren haben zur Sicherung der Finanzierung, zum Studiendesign und zum Studium beigetragen Aufsicht. Alle Autoren überprüften die endgültige Version des Manuskripts (RGC Management and Leadership Team). CB, CF, AL und JDO führten die Genotypisierung der Proben durch und sind dafür verantwortlich. CB, CF, EDF, ML, MSP, LW, SEW, AL und JDO wurden durchgeführt und sind für die Exomsequenzierung verantwortlich. TDS, ZG, AL und JDO haben die Laborautomatisierung konzipiert und sind dafür verantwortlich. MSP, KM, RU und JDO sind für die Probenverfolgung und das Informationsverwaltungssystem der Bibliothek verantwortlich. XB, AH, OK, AM, SO, RP, TP, AR, WS und JGR führten die Rechenlogistik, Analyse und Infrastruktur durch und sind dafür verantwortlich, die zur Erstellung von Exom- und Genotypdaten erforderlich sind. GE, MO, MN und JGR stellten die Entwicklung der Recheninfrastruktur und die Betriebsunterstützung bereit. SB, S.Ba, SC, KS, SK und JGR stellten Varianten- und Genanmerkungen sowie deren funktionale Interpretation der Varianten bereit. EM, RL, BB, AB, LH, JGR konzipierten und sind für die Erstellung, Entwicklung und Bereitstellung von Analyseplattformen und Computermethoden zur Analyse genomischer Daten verantwortlich. Alle Autoren haben zur klinischen Informatik des Projekts beigetragen (Klinische Informatik). Alle Autoren haben zur analytischen Analyse des Projekts beigetragen (Translationale und analytische Genetik). Alle Autoren trugen zur Leitung und Koordinierung aller Forschungsaktivitäten, Planung und Durchführung bei. Alle Autoren haben am Begutachtungsprozess für die endgültige Fassung des Manuskripts mitgewirkt (Research Program Management).

Korrespondenz mit Aris Baras, Carmelo Romano oder Giovanni Coppola.

Die Autoren erklären die folgenden konkurrierenden Interessen: Regeneron-Autoren erhalten ein Gehalt vom Unternehmen und besitzen Optionen und/oder Aktien des Unternehmens. CWs Ehefrau ist Angestellte des Regeneron Genetics Center. Die übrigen Autoren erklären keine konkurrierenden Interessen.

Communications Biology dankt Saidas Nair, Lulin Huang und den anderen anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit. Hauptredakteure: Eve Rogers. Gutachterberichte sind verfügbar.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Praveen, K., Patel, GC, Gurski, L. et al. ANGPTL7, ein therapeutisches Ziel für erhöhten Augeninnendruck und Glaukom. Commun Biol 5, 1051 (2022). https://doi.org/10.1038/s42003-022-03932-6

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Eingegangen: 03. September 2021

Angenommen: 01. September 2022

Veröffentlicht: 03. Oktober 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-022-03932-6

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ANGPTL7, ein therapeutisches Ziel für erhöhten Augeninnendruck und Glaukom