елементи

абстрактно

КОНТЕКСТ:

Разделителният протеин 2 (UCP2) участва в регулирането на синтеза на АТФ, производството на реактивни кислородни форми и стимулираната от глюкозата секреция на инсулин в β-клетките. Полиморфизмът в UCP2 може да бъде свързан със затлъстяване и захарен диабет тип 2.

Да се ​​определи ефектът от функционалния полиморфизъм на UCP2 промотора (-866G> A, rs659366) върху затлъстяването, диабет тип 2 и преходните метаболитни свойства. За по-нататъшно включване на тези и публикувани преди това данни в мета-анализ на този вариант по отношение на въздействието му върху затлъстяването и диабет тип 2.

ДИЗАЙН:

Генотипизирахме UCP2 rs659366 за общо 17 636 датски индивида и генерирахме проучвания за контрол на случаите на затлъстели и не-затлъстели индивиди и глюкозо-толерантни диабетици тип 2 и тип 2. Метаанализите бяха извършени в самия набор от данни и в публично достъпни набори от данни. Количествените признаци, свързани с наднорменото тегло и диабет тип 2, бяха анализирани в отделни популации от проучването.

резултатите:

Не открихме последователни връзки между алела UCP2 -866G и затлъстяването или диабет тип 2. Независимо от това, мета-анализ на данни от 12 984 индивида показва връзка със затлъстяването (GA към GG вероятностно съотношение (OR) (95% доверителен интервал (CI)): 0,894 (0,826-0,968) P = 0,00562 и AA спрямо GG OR ( 95% CI): 0.892 (0.800-0.996), P = 0, 0415. В допълнение, мета-анализ за диабет тип 2 при 15 107 индивида не показва връзка.Увеличени серумни нива на гладно (P = 0.002) и инсулинова резистентност HOMA индекс (P = 0,007) Инсулиновата чувствителност, измерена по време на интравенозния тест за глюкозен толеранс при млади кавказки субекти (n = 377) е намалена при носители на GG генотип (P = 0,05).

заключение:

Алелът UCP2-866G е свързан с намалена инсулинова чувствителност при датски субекти и е свързан със затлъстяването при комбиниран мета-анализ.

Често срещан полиморфизъм -866G> е идентифициран в UCP2 (rs659366). 14 Установено е, че се намира в ядрения промотор 15 в региона с предполагаеми места за свързване на двата β-клетъчни транскрипционни фактора. Съобщава се, че алелът -866A е свързан както с намалени, така и с повишени нива на Ucp2 иРНК в мастната тъкан; 14, 16, но репортерните конструкции с алел -866A показват повишена активност в адипоцитите 14 и в β-клетките. Следователно, най-вероятно е алелът -866A да предизвиква повишена промоторна активност и да повишава нивата на Ucp2 иРНК.

Доказано е, че GG генотипът е свързан с повишен риск от затлъстяване при 596 и 791 бели европейци. 14 Що се отнася до връзката между spoj866G> A и затлъстяването, не беше постигнато споразумение; за разлика от първоначалното наблюдение14, редица по-малки или също толкова големи проучвания не показват никаква връзка с нивата на индекса на телесна маса (ИТМ) или съотношението между талията и ханша. 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, Често срещан генен вариант и телесно тегло на гладно и плазмени инсулинови маркери. Diabetes Obes Metab 2007; 9: 130–131. "Href =/articles/ijo201222 # ref26 aria-label =" Reference 26 "data-track = click data-track-label = link> 26, 27 Въпреки това, сред 2695 здрави британски мъже, генотипът AA е по-често срещан при затлъстели участници, 28 и хаплотип, съдържащ алела -866G, е свързан с детското затлъстяване.29 Съобщава се също и за леко повишен „мазен ИТМ“ при датски затлъстели мъже с алел А. 22, 31 Все още не е ясно дали този вариант е свързано със затлъстяването на Това доведе до необходимостта от по-обширни проучвания и колективни мета-анализи.

Няколко проучвания са изследвали връзката на -866G> A с компонентите на метаболитния синдром като хипергликемия, затлъстяване, хипертония и дислипидемия (прегледани в Chan и Harper 32 и Fisler and Warden 33). Ако приемем, че -866G> Полиморфизмът се влияе от по-фин междинен фенотип, свързан със затлъстяването, са направени няколко интересни наблюдения; При 681 френски пациенти с диабет тип 2, алелът UCP2 G е свързан с повишени нива на триглицериди и общ холестерол и повишен риск от дислипидемия 34 и намалени нива на HDL (липопротеин с висока плътност) при 658 корейски жени, носещи алел А. Недостатъчно отчетена е и връзка с нивата на липидите. 18, 19, 20, 23

Следователно този вариант е характеризиран до голяма степен в много малки проучвания с променливи резултати и поради това е много важно да се извършват проучвания в по-големи, но все още добре характеризирани изследователски групи, за да се определи ролята на UCP2 -866G. > Полиморфизъм. Много от тези ранни проучвания са недостатъчни в сравнение с величината на наблюдаваните ефекти и някои от тях вероятно са фалшиво положителни съобщения. Следователно, използвайки данни от общо 17 636 датчани, това проучване има за цел да изясни връзката на полиморфизма на UCP2 -866G> A с различни метаболитни маркери, диабет тип 2 и затлъстяване. Освен това извършихме метаанализи на затлъстяването и диабет тип 2, като комбинирахме данните си с предварително публикувани и публично достъпни данни. Нашите заключения от това проучване са, че G-алелът на полиморфизма -866 е свързан със затлъстяването в една от нашите проучвани групи и в комбинирания мета-анализ, докато този вариант не е свързан с диабет тип 2 в нашите изследователски групи или в комбинираният мета-анализ. В допълнение, G-алелът на този вариант е свързан с повишена инсулинова резистентност.

Материали и методи

участници

Полиморфизмът UCP2 rs659366 е генотипиран при 17 636 датчани, което включва (1) проба Inter99 от популация на Дан на средна възраст, взета в Центъра за превенция и здраве (n = 6162, регистрационен номер NCT00289237), 41 (2) тип 2 пациенти с диабет, взети проби в амбулатория в Диабетния център в Стено (n = 1720), (3) популационна група от пациенти на средна възраст, толерантни към глюкоза, избрани от Диабетния център в Стено (n = 733), (4) групата за ДОБАВЯНЕ, за да се вземат проби чрез Катедрата по обща практика в Университета в Орхус (n = 8644, Регистър на клиничните изпитвания № NCT00237548), което е популационно високорисково скринингово и интервенционно проучване на диабет тип 2 в обща практика 42 и 5 популационна извадка от млади, здрави датски кавказци, приети от Центъра за превенция и здраве (n = 377). Описани са клинични характеристики. 43, 44 Част от изследваната извадка 3 (32%) също беше изследвана по отношение на rs659366 в предишната публикация. 15

Изследователските групи 1 и 3 бяха подложени на стандартен тест за орален глюкозен толеранс от 75 g, а проучвателна група 5 беше изследвана често с IVGTT, модифициран с толбутамид. 45 Преди участието е получено информирано писмено съгласие от всички субекти. Изследването беше одобрено от Комитета по етика на окръг Копенхаген и беше в съответствие с принципите на Декларацията от Хелзинки. Диабетът тип 2 и преходните процеси са определени съгласно критериите на СЗО. 46

За проучвания за контрол на случаите на затлъстяване случаите са определени като случаи с ИТМ  30 kg m −2 и контролни субекти с ИТМ -2. Дислипидемията е дефинирана като серумни триглицериди на гладно -1,7 mmol 1 -1 или HDL-холестерол -1 за мъже или -1 за жени и/или едновременно или предишно лечение с лекарства за понижаване на липидите. Хипертонията се определя като средно систолично кръвно налягане -140 mm Hg и/или средно диастолично кръвно налягане -90 mm Hg и/или текущо или предишно антихипертензивно лечение.

Биохимични и антропометрични измервания

Височината и телесното тегло бяха измерени в леко вътрешно облекло и без обувки и ИТМ се изчислява като тегло (kg)/(ръст (m)) 2. Обиколката на колана се измерва в изправено положение по средата между лумбалния хребет и долния ръб на гърба и обиколката на бедрото до максимума. Взети са кръвни проби след 12-часов пост. Плазмената глюкоза се анализира по метода на глюкозната оксидаза (Granutest, Merck, Darmstadt, Германия). HbA 1C беше измерен чрез високоефективна течна хроматография върху йонообменник (нормален референтен диапазон: 4, 1-6, 4%) и серумен инсулин (с изключение на des 31, 32 и непокътнат проинсулин) беше измерен с помощта на инсулинов комплект AutoDELFIA (Perkin- Elmer Wallac, Турку, Финландия). Серумните триглицериди и общият и HDL-холестерол се анализират чрез ензимни колориметрични методи (GPO-PAP и CHOD-PAP, Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Германия). HOMA-IR се изчислява като ниво на глюкоза на гладно (mmol 1-1), умножено по серумен инсулин на гладно (pmol 1-1) и разделено на 22.5. BIGTT-S I се изчислява, както е описано. 47

генотипиране

Полиморфизмът UCP2 rs659366 е генотипизиран с помощта на KASPar (KBioscience, Hoddesdon, UK). Несъответствието между 965 случайни дублирани проби, включени в генотипирането, е 0%, а степента на успех на генотипирането е 97%. Всички групи генотипове следват равновесието на Харди-Вайнберг.

Статистически анализи

резултатът

Проучвания за контрол на случаите на затлъстяване

UCP2 -866G> Полиморфизмът е генотипиран при 17 636 датчани и ние проведохме проучвания за контрол на случаите на затлъстяване (BMI -2 срещу BMI  30 kg m -2) и СЗО дефинира тип 2. Проучване за контрол на случаите на затлъстяване беше проведено отделно за проби на проучването Steno/Inter99 и ADDITION поради разлики в протоколите за откриване и в пробата Steno/Inter99 (n = 4700) наблюдавахме номинална връзка с -866G> A (таблица) 1). Разпределението на генотипите показва, че GG и GA генотипите са по-чести при затлъстели индивиди от групите Steno/Inter99, което предполага, че G алелът предразполага към затлъстяване. Резултатите от проучването ADDITION (n = 4022) не показват данни за връзка със затлъстяването (Таблица 1).

Маса в пълен размер

Проучване за контрол на случая на диабет тип 2

При диабет тип 2 няма разлика в честотите на по-ниски алели или разпределението на генотипа между случаите (n = 3338) и контролите (n = 4904) (допълнителна таблица А). В допълнение, при проспективен анализ на кохортата ADDITION, разпределението на генотипите и по-ниските честоти на алелите са сходни при хора без диабет, които са преминали в диабет тип 2 след 5 години проследяване (GG 67, GA 82, AA 18) и при тези, които са го направили без преобразуване (GG 1330, GA 1660, AA 586). Няма разлика във възрастта на поява на диабет в различните генотипни групи и всички проучвателни проучвания за асоцииране на дислипидемия и хипертония са отрицателни (данните не са показани).

Мета-анализ на ефекта на UCP2 -866G> A върху затлъстяването и диабет тип 2

Извършихме мета-анализ на UCP2 -866G> Полиморфизъм по отношение на затлъстяването и диабет тип 2, използвайки данни, получени от това проучване, заедно с наличните данни от преди публикувани доклади (Фигура 1). За диабет тип 2 включените проучвания са силно хетерогенни (P = 1, 4 × 10-5) - вероятно поради големи етнически разлики от 20, 21, 23, 35, 38 - и не се наблюдава обща връзка (P = 0, 3). Хомогенността (P = 0,02) е почти изключена между проучванията за затлъстяване, като се изключат проучвания при азиатски субекти, 50, 51, представляващи 4% от субектите. Налице е цялостна връзка на A-866G> A полиморфизма със затлъстяването (P = 0.003) (Фигура 1). Вероятността в метаанализа е 0,99 за GA или AA генотипове спрямо GG рисков генотип за общо 12 984 индивида от европейски произход (GA към GG вероятностно съотношение (OR) (95% доверителен интервал (CI)): 0,894 (0,826 - 0.968), P = 0.00562 и AA срещу GG OR (95% CI): 0.892 (0.8800-0996), P = 0.0415). Популационният риск, свързан със затлъстяването, свързан с тези коефициенти на вероятност, е 0,8% за генотипа GG в комбинирания мета-анализ и 1,8% в групата на Steno/Inter99. По този начин, в съответствие с нашите данни от изследваната група Steno/Inter99, този мета-анализ потвърждава, че общ G-алел е свързан със затлъстяването.

предпазва

Мета-анализ на затлъстяването ( а ) и диабет тип 2 ( б ). Мета-анализът на затлъстяването използва данните от референции 14, 15, 18, 29, 31 в допълнение към данните, получени в това проучване. Мета-анализът на диабет тип 2 използва данните от референции 17, 20, 21, 23, 35, 38, 50, 58, полиморфизъм А, използването на бета-блокер при пациенти с остри коронарни синдроми. Pharmacogenet Genomics 2010; 20: 231-238. "Href =/articles/ijo201222 # ref59 aria-label =" Справка 59 "data-track = click-track-label = link> 59 с изключение на данните от това проучване.

Изображение в пълен размер

Влияние на -866G> A върху количествените свойства

Ние анализирахме редица количествени метаболитни признаци във връзка с -866G> A в популацията от проучването Inter99 (таблица 2). Плазмената глюкоза на гладно и серумният инсулин са значително по-високи между GG генотипа (P = 0,02 и P = 0,002). Носителите на G-алела са по-устойчиви на инсулин, отколкото се оценява при оценката на модела на хомостазата (HOMA-IR) (P = 0,007), което се потвърждава от намаляване на оценката на индекса на инсулинова чувствителност (BIGTT-SI, P = 0,03). В проба от 377 млади здрави кавказци, претърпели модифицирани от толбутамид IVGTT носители на G-алела, те са имали намалена инсулинова чувствителност (P = 0,05), но най-забележимо с помощта на рецесивен модел (Таблица 3).

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Въпреки че GG генотипът е бил значително свързан със затлъстяването в проучвателната група Inter99/Steno и в мета-анализа, генотипът BMI не е бил засегнат в проучвателните групи Inter99 или ADDITION (Таблица 2 и Допълнителна таблица В). В проба от 377 млади здрави кавказци процентът на мазнини е по-нисък при носители на GG (средно ± sd: GG 22 ± 8%, GA 24 ± 7%, AA 23 ± 9%, P = 0,02), но ИТМ не се променя (Таблица 3). По отношение на съотношението талия-ханш, обиколката на талията, серумните липиди на гладно и кръвното налягане, не открихме връзка с полиморфизма -866G> A (Таблици 2 и 3 и Допълнителна таблица Б). Правени са анализи по отношение на възрастта и пола и със или без корекции на ИТМ, но това не е променило съществено резултатите.

дискусия

Основната ни положителна констатация беше връзката на UCP2 -866G> Полиморфизъм с инсулинова резистентност между 5781 датчани на средна възраст и 377 млади, здрави датчани, при които субектите с G-алел имаха постоянно по-ниска инсулинова чувствителност. Втората положителна констатация е намаляване на OR при затлъстяване на алела UCP2-866A в мета-анализ, включващ 12 984 индивида. Популационният риск от затлъстяване за комбинирания мета-анализ е 0,8%, което е ниско, но в рамките на предварително идентифицирания за генни варианти, свързани със затлъстяването или диабета. 52 Въпреки това, при изследване на количествени признаци, вариантът на ИТМ не се е увеличил. По този начин, въпреки че вариантът е свързан със затлъстяването, ефектът му може да се дължи предимно на по-ниската чувствителност на периферния инсулин, тъй като тази количествена характеристика е била постоянно по-ниска при носителите на GG генотип.

Съобщава се, че инсулиновата резистентност е причинно свързана с оксидативен стрес 53, а отсъствието на UCP2 увеличава производството на супероксид 8 и причинява оксидативен стрес. 9 Свръхекспресията на UCP2 в клетките намалява индуцираното от хранителни вещества производство на реактивни кислородни видове. 54 Подобреният модел на експресия на UCP2 позволява двойна функция при затлъстяване (енергиен метаболизъм) и диабет тип 2 (метаболизъм на глюкозата) 55, в съответствие с нашите констатации, че този вариант е свързан с намалена инсулинова чувствителност и затлъстяване при G-алелни носители. алел на A-866G> Полиморфизмът, основан на неговата по-ниска цис-активираща способност, се смята, че е свързан с повишени нива на реактивни кислородни видове и инсулинова резистентност. Затлъстяването увеличава експресията на UCP2 в различни тъкани 1, а възможен механизъм на наблюдаваната връзка между алела -866G и инсулиновата резистентност и затлъстяване е, че индуцираното от затлъстяването увеличение на UCP2 mRNA може да бъде по-ниско за алела -866G в сравнение с A- алел, което води до повишено производство на реактивни кислородни видове и инсулинова резистентност в G-алелни носители.

При австрийските индивиди е установено, че G-алелът на полиморфизма -866G> A е свързан и със затлъстяването, докато инсулинът на гладно е по-нисък при австрийците, носещи генотипа GG. При тези индивиди нивата на висцерална мастна UCP2 тРНК са намалени при GG субекти с генотип. Намалена инсулинова чувствителност се наблюдава при италианци с генотип АА, но ние наблюдаваме обратното. Въпреки че настоящият SNP има различни цис-активиращи способности на своите алели (A-алел, осигуряващ по-висока промоторна активност), тези наблюдения са в съответствие с Hsu et al. 56 посочват възможността все още неидентифицирани варианти да са отговорни за ефекта върху инсулиновата резистентност.

Съобщава се, че инсулиновата резистентност (HOMA-IR) корелира положително с експресията на UCP2 иРНК във висцералната мастна тъкан при 100 затлъстели италианци, подложени на лапароскопска превръзка на стомаха, докато 20 плазмените нива на гладно са в отрицателна корелация с експресията на иРНК на UCP2 в подкожната мастна тъкан. 60 Въпреки това не може да се изключи разлика между нивата на експресия и регулирането на експресията между различните мастни запаси.

В заключение, проучване на общо 17 636 датчани показа, че UCP2 -866G> Полиморфизмът е свързан с намалена инсулинова чувствителност и затлъстяване. Освен това потвърдихме връзката със затлъстяването, като извършихме метаанализи на затлъстяване и диабет тип 2 в нашите данни в комбинация с публично достъпни данни.