циркулиращите

  • абстрактно
  • Въведение:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Въведение
  • Материали и методи
  • Проучване дизайн и предмети
  • фенотипиране
  • генотипиране
  • анализ
  • резултатът
  • дискусия

абстрактно

Адипонектин, хормон, произведен изключително от мастна тъкан, е косвено свързан с инсулинова резистентност и провъзпалителни състояния. Целта на това проучване е да се намерят количествени локуси (QTL), които влияят върху циркулиращите нива на адипонектин при испански деца, участващи в проучването VIVA LA FAMILIA, използвайки систематично сканиране на генома.

методи:

В това проучване са включени разширени семейства с поне едно дете с наднормено тегло на възраст от 4 до 19 години. Наднорменото тегло се определя като 95-ия персентил индекс на телесна маса (ИТМ). Кръв на гладно е взета от 466 деца от 127 семейства. Адипонектинът е тестван чрез радиоимуноанализ (RIA) в серум на гладно. Сканирането на геном на циркулиращите нива на адипонектин като количествен фенотип беше извършено с помощта на разсейващ подход на разсейване.

резултатите:

Най-високият логаритъм на вероятността (LOD) (4.2) е открит на хромозома 11q23.2–11q24.2, а вторият значим сигнал (LOD резултат = 3.0) е открит на хромозома 8q12.1–8q21.3. Освен това е намерен сигнал, показващ връзка между 18q21, 3 и 18q22, 3 (LOD резултат = 2.5). След коригиране на BMI-Z, резултатът LOD на хромозома 11 остава непроменен, но сигналите на хромозоми 8 и 18 намаляват до 1, 6 и 1, 7. На хромозоми 3 (LOD резултат = 2, 1) и 10 (LOD резултат = 2,5) бяха открити още два сигнала, показващи връзка. Въпреки че регионът на хромозома 11 е свързан със затлъстяването и свързаните с диабета особености при възрастни популации, това е първото наблюдение на свързването на адипонектин в този регион. Нашите предполагаеми връзки на хромозоми 10 и 3 възпроизвеждат резултатите от адипонектина, наблюдавани при други популации. В това проучване ефектът на локусите върху хромозоми 18 и 8 върху циркулиращия адипонектин изглежда се медиира от ИТМ.

заключение:

Нашето сканиране на педиатричен геном идентифицира нови QTL и репликира QTL в хромозомни региони, за които преди беше доказано, че са свързани с фенотипове, свързани със затлъстяването и диабет тип 2 (T2D) при възрастни. Генетичният принос на локусите към нивата на адипонектин може да варира в зависимост от различните популации и възрастови групи. Силният свързващ сигнал на хромозома 11 вероятно се основава на гена (гените), които могат да допринесат за високата чувствителност на тези испанци към затлъстяването и T2D.

Хормонът адипонектин се произвежда изключително от мастна тъкан и има сенсибилизиращо и противовъзпалително действие върху инсулина. За разлика от други продукти от мастна тъкан, ниските нива на циркулиране на този протеин са свързани със затлъстяване, диабет тип 2 (T2D) и метаболитен синдром. 1, 2 Все още са докладвани отрицателни корелации между адипонектин, инсулинова резистентност и възпалителни състояния. 1 Последните две състояния се подобряват след загуба на тегло със съпътстващо повишаване на нивата на адипонектин. 3 Структурата на адипонектин е подобна на фактора на туморна некроза и изглежда има антирегулаторна активност по отношение на този провъзпалителен цитокин. Както се наблюдава при възрастни, затлъстелите деца и юноши имат по-ниски нива на адипонектин от техните аналози с нормално тегло, а серумният адипонектин корелира положително с инсулиновата чувствителност и липопротеините с висока плътност и отрицателно с съотношението проинсулин към проинсулин/инсулин на гладно. 5 Изследването на Reinehr et al. 6 установи, че загубата на тегло при деца е свързана с значително увеличаване на циркулиращия адипонектин и намаляване на инсулиновата резистентност.

Това проучване е първият свързващ анализ на циркулиращите нива на адипонектин при деца. Целта на това проучване е да се намерят количествени локуси (QTL), които влияят върху циркулиращите нива на адипонектин при испански деца, участващи в проучването VIVA LA FAMILIA, използвайки систематично сканиране на генома.

Материали и методи

Проучване дизайн и предмети

Генетични и екологични фактори, които оказват влияние върху серумния адипонектин на гладно, бяха изследвани в подпроба от 466 деца от 1030, включени в проучването VIVA LA FAMILIA, което е предназначено за генетично картографиране на детското затлъстяване в испанската популация. Всяко семейство е идентифицирано в пробанд с наднормено тегло на възраст между 4 и 19 години, като се използва двукомпонентна система за скрининг (т.е. 95-и персентил за индекс на телесна маса (ИТМ) и 85-и персентил за мастна маса). След идентификация със сондата с наднормено тегло и всички 4- до 19-годишни братя и сестри и техните родители, те бяха поканени в Изследователския център за детско хранене за преглед и пълно обяснение на изследването. Всички деца и техните родители са дали писмено информирано съгласие Протоколът е одобрен от Институционалната комисия за преглед на изследванията на човешките субекти в Медицинския колеж Baylor и свързаните с него болници.

Тогава сондите с наднормено тегло и всички братя и сестри се характеризират с размера на тялото и ендофенотипите, свързани с развитието на затлъстяване. Тук представяме нашите констатации относно анализа на свързването, използвайки нивата на адипонектин като фенотип.

фенотипиране

Телесното тегло се измерва с цифрова скала и се регистрира с точност до 0,1 кг. и височината с точност до 1 mm беше измерена със стадиометър. Серумните нива на адипонектин на гладно са измерени чрез радиоимуноанализ (RIA) (Linco Research Inc., St. Charles, MO, USA).

генотипиране

Грешките на родословието бяха открити с помощта на PERST (Pedigree Relationship Statistics Tests) 16, които използват базирана на вероятности статистика за споделяне на алели в генома по идентичност (IBD). Родословните грешки бяха разрешени чрез извършване на промени в съществуващата родословна структура, които изискват най-малко предположения и които съответстват на генетичните данни. Използването на SimWalk2 17 генотипове, което доведе до несъответствия на Мендел и фалшиви двойни рекомбинанти, беше премахнато, ако лабораторията не го разреши. Използвахме Loki 18, за да изчислим IBD матрицата, необходима за нашите анализи на облигации. И трите програми, PERST, SimWalk2 и Loki, изискват информация за относителните разстояния между марките. Използвахме средностатистически хромозомни карти, получени в Центъра за медицинска генетика в Маршфийлд.

анализ

Използвайки модела на компонент на разсейване, тествахме нулевата хипотеза, че адитивното генетично разсейване поради QTL (σ q 2) е равно на нула или липсата на свързване чрез сравняване на вероятността на този ограничен модел с вероятността на модела, в който σ q 2 се изчислява. Разликата между двете вероятности log 10 води до LOD резултат, който е еквивалентен на класическия LOD резултат в анализа на свързване. Два пъти разликата в логаритмичната вероятност на тези модели осигурява тестова статистика, която е асимптотично разпределена като ½ смес от променливата χ 2 с 1df и точковата маса при нула. 19.

Сканирането на генома се извършва в SOLAR, като се използват нива на адипонектин като фенотип и пол, възраст, възраст 2 и техните взаимодействия като ковариати. Емпиричната корекция на оценката на LOD се извършва, както е описано от Blangero et al. Ефектът на BMI-Z резултата беше тестван чрез включването му като ковариатор и повтарянето на сканирането на генома. Хромозомната област, изследвана за позиционни кандидат-гени, се определя като поддържащ интервал от 1 LOD резултат. Изборът на позиционни кандидат-гени беше извършен с помощта на базата данни на браузъра NCBI map.

резултатът

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Графика на веригата на адипонектин на гладно при деца от Испания, използващи пол, възраст и възраст като ковариати 2. Резултатите от LOD бяха емпирично коригирани с помощта на симулации.

Изображение в пълен размер

След коригиране на BMI-Z резултата (Фигура 2), сигналът на хромозома 11 остава непроменен; сигналът обаче намалява на хромозоми 8 и 18 до LOD резултат 1, 6 и 1, 8. На хромозоми 3 и 10 са открити още две области, което показва свързване. На хромозома 3 беше намерено предполагаемо свързване между маркери D31285 и D3S1271 (100–130 cM) с LOD резултат 2.1, а на хромозома 10 беше намерен сигнал между D10S547. и D10S197 (29, 15 - 52, 0 cM) с LOD резултат 2, 5. Фигура 3 показва разпределението на маркерите и второ сканиране на генома върху хромозома 11. На хромозомите са открити допълнителни региони, показващи LOD резултати> 1.0 5q (1.4), 19q (1.5) и 20q (1.4).

Струнните парцели на гладно адипонектин при гладуващи испанци, използващи пол, възраст, възраст 2 и BMI-Z, се сравняват като ковариати. Резултатите от LOD бяха емпирично коригирани с помощта на симулации.

Изображение в пълен размер

Отбелязва хромозома 11.

Изображение в пълен размер

дискусия

Към днешна дата са проведени малко сравнителни изследвания на детското затлъстяване и свързаните с него фенотипи. Това проучване представлява първото геномно търсене на нива на адипонектин при деца. Тази популация е изложена на висок риск от развитие на съпътстващи заболявания, свързани със затлъстяването, като T2D. В това проучване децата демонстрират значителни метаболитни отклонения, свързани с прекомерно затлъстяване, както е описано по-рано. 21 Като се има предвид високото наследяване на серумния адипонектин на гладно и неговата неблагоприятна връзка с инсулиновата резистентност, дислипидемия и кръвното налягане в проучването VIVA LA FAMILIA, 7, 21, и голямото разпространение на затлъстяването и T2D сред испанското население в Съединените щати, 22, за да циркулира адипонектин при испански деца. Предишни проучвания са установили значително свързване с адипонектин при възрастни (Таблица 3). 11, 12, 13, 14 Този анализ идентифицира три нови области на хромозоми 11, 8 и 18, свързани с нивата на адипонектин при испански деца и репликира двете области на хромозоми 3 и 10, съобщени при възрастни.

Маса в пълен размер

Нашето най-силно свързване със серумния адипонектин на гладно беше с хромозома 11 и неговата сила не се промени след корекция на BMI-Z. Въпреки че това е първата идентификация на свързващ сигнал на хромозома 11 за адипонектин, тази хромозомна област е свързана със затлъстяването и свързаните с диабета характеристики (Таблица 4). Stein et al. 23 идентифицират леки доказателства за връзка на хромозома 11 близо до маркера D11S2008), използвайки петте компонента на метаболитния синдром. Техният анализ потвърди наблюденията на други изследователи, които съобщават за значителна връзка с размера на тялото, 24 захарен диабет 25 и инсулинова резистентност 26 към хромозома 11q. Значително свързване с хромозома 11q е установено при затлъстяване при лица с T2D в проучване на братя и сестри Van Tilburg et al. 27 След фино картографиране на този регион, те откриват LOD 2, 4 резултата на хромозома 11q14 - q24, използвайки BMI като фенотип.

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Нашето сканиране на генома повтори констатациите за асоциацията при възрастни. QTL на хромозома 3 за адиопонектин е съобщено по-рано при 13 възрастни индийци и хавайски японци. За разлика от нашето проучване, коригирането на техния ИТМ не е променило техния LOD резултат. Други фенотипове, като ИТМ и кръвно налягане, са свързани с тази област на хромозома 3. 36, 37 Районът, разположен на хромозома 10, е свързан с нивата на адипонектин в индианците Пима, 13 бели американци от северноевропейски произход 11 и стария амишки ред. 12 Освен това се съобщава, че много изследвания, включително предишни изследвания при деца и юноши, са свързани с други фенотипове, свързани със затлъстяването в този хромозомен регион. 38

Регионът, открит на хромозома 8 между маркери D8S1771 и D8S1784, показва значително свързване с BMI 39 и фенотипите на лептина. 40 Изследването на Frayling et al. 41 идентифицира локус върху хромозома 8q21, свързан с ранното начало на T2D в проучване, проведено в Обединеното кралство.

Районът на хромозома 18 е свързан с ИТМ в предишно проучване в Кавказ от северноевропейски произход. 9 Разследване от Chuang et al. 14 идентифицираха значителни сигнали за свързване за нивата на адипонектин в популацията на японците от Хавай на хромозоми 18р и 15р (Таблица 6). Сигналите на хромозома 18 са разположени при 24 и 41 cM и не се припокриват с площта, открита в нашето проучване. Това проучване съобщава, че оценката на LOD на хромозома 18 остава непроменена след корекция на възрастта, пола и ИТМ, докато сигналът на хромозома 15 намалява от 3,19 на 1,31, което предполага, че ползата от този QTL може да се медиира от телесното тегло. 13 Оман и сътр. 42 показва сугестивна връзка в тази област, използваща затлъстяването като фенотип. Тази област е свързана с дихателния коефициент при кавказците 43 и глюкозата на гладно. Резултатите от 44 LOD в хромозомните области, открити на хромозоми 8 и 18, спаднаха до незначителни стойности след коригиране на BMI-Z оценката, интересно е, че и двете са свързани с това свойство в предишни проучвания при възрастни.

Маса в пълен размер

Накратко, настоящите изследвания са идентифицирали нови хромозомни области, свързани с циркулиращите нива на адипонектин в хромозоми 11, 8 и 18, което предполага свързване с хромозоми 3 и 10. Последните две повтарящи се находки в други популации. Всички хромозомни области, идентифицирани в това проучване, са свързани със затлъстяването и свързаните с диабета фенотипове при възрастни от различни етнически групи. По-нататъшното фино регулиране на тези региони ще позволи идентифицирането на генетични полиморфизми, които влияят на нивата на циркулиращия адипонектин.