възстановяване

  • елементи
  • абстрактно
  • Заден план:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Въведение
  • Материали и методи
  • Група за учене
  • Антропометрични мерки
  • генотипиране
  • Избор на гени и SNP
  • Статистически анализ
  • резултатът
  • Описателна статистика
  • Генетични взаимоотношения с изходното тегло
  • Генетични асоциации със загуба на тегло през 1 година
  • Отново тегло
  • дискусия
  • Допълнителна информация
  • Word документи
  • Допълнителна информация
  • Приложения
  • гарнитура

елементи

  • Генетика на болестите
  • Затлъстяване
  • Диабет тип 2

абстрактно

Заден план:

Проучванията за асоцииране на генома предоставят нови прозрения за генетичните фактори, които допринасят за развитието на затлъстяване. Ние предположихме, че тези генетични маркери също ще предскажат степента на загуба на тегло и възстановяване на теглото след първоначална загуба на тегло.

методи:

Установените алели с риск от затлъстяване, налични в чипа Illumina CARe iSelect (IBC), се характеризират при 3899 участници с наднормено тегло или затлъстяване с диабет тип 2 от Look AHEAD (Action for Health in Diabetes), рандомизирано проучване за определяне на ефектите от интензивното интервенция за начина на живот (ILI) и подкрепа и образование за диабет (DSE) при сърдечно-съдова заболеваемост и смъртност. Първичните анализи изследват взаимодействието между 13 полиморфизма на риска от затлъстяване в осем гена и рандомизирано рамо на лечение при прогнозиране на промяна в теглото на 1-ва година и отново на тегло на 4-та година при субекти, които са загубили 3% или повече от изходното си тегло до 1-ва година.

резултатите:

Нито един нуклеотиден полиморфизъм (SNPs) не е бил значително свързан с величината на загуба на тегло или е взаимодействал с рамото за лечение през година 1. Въпреки това, теглото на мазнините и затлъстяването, свързани с rs3751812 (FTO) rs3751812 ген, предвижда увеличение на теглото при DSE (1,56 kg на риск алел, P = 0,005), но не и ILI (P = 0,761), което води до взаимодействието на рамото SNPx с рамото за лечение (P = 0,009). При частична репликация на предишни изследвания, алелът за риск от затлъстяване (G) при BDNF rs6265 е свързан с по-голямо тегло в лекуваните рамена (0,773 kg за рисков алел), въпреки че резултатите са с пределна статистическа значимост (P = 0,0551).

заключение:

Промените в локусите на FTO и BDNF могат да допринесат за риска от наддаване на тегло след загуба на тегло.

Затлъстяването е основен проблем за общественото здраве, свързан с повишен риск от много заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, диабет тип 2 и някои видове рак. Поведенческата загуба на тегло е лечение за леко до умерено затлъстяване 1, тъй като многократно е документирано 10% отслабване за подобряване на рисковите фактори за диабет 2 и сърдечно-съдови заболявания. 3, 4 Дългосрочното поддържане на тези загуби също е ключов проблем при лечението на затлъстяването.

Местата на податливост на затлъстяване, идентифицирани чрез проучвания за асоцииране на цели геноми (GWAS) и репликирани в множество независими кохорти, предоставиха нова представа за генетичните фактори, които допринасят за развитието на затлъстяването. Генът, свързан с мазнините и свързания със затлъстяването (FTO), е един от първите гени, идентифицирани с този подход и се очертава като важен ген, свързан със затлъстяването и телесното тегло в много кохорти. 5, 6, 7 С увеличаване на размера на извадката в проучванията на GWAS, броят на потвърдените локуси продължава да нараства. 5, 6, 7

Последиците от лечението на тези локуси на чувствителност за затлъстяване остават неясни. По-специално, не е известно дали генетичните маркери на риска от затлъстяване предсказват успех със загуба на тегло или с поддържане на загуба на тегло. Преди това, в програма за профилактика на диабета, FTO rs9939609 прогнозира по-голямо увеличение на подкожната мастна тъкан в групата на плацебо в сравнение с интервенциите в начина на живот през 1-ва година, но не се наблюдава значително взаимодействие с генотип x при лечение с обща загуба на тегло. 8 Алелът на риска от затлъстяване при rs6265 в BDNF също е свързан с по-голямо тегло при 2-годишно проследяване при тези, които са загубили 3% или повече от първоначалното си тегло след 6 месеца. 9

Целта на това проучване беше да се определят ефектите от генетични маркери за затлъстяване, налични върху iSelect (IBC) Illumina CARe (IBC) 10 чип (в рамките или в рамките на FTO, SH2B1, MC4R, BDNF, TNNI3K, MTIF3, QPCTL/GIPR и TFAP2B) 1 година в отговор на стандартна златна намеса за отслабване и възстановяване на теглото от 1 до 4 сред тези, които са загубили 3% или повече от първоначалното си тегло през 1 година. Погледнете проучването AHEAD, рандомизирано контролирано проучване, предназначено да определи ефектите от интензивна интервенция в начина на живот (ILI), включително диета и физическа активност, върху сърдечно-съдовата заболеваемост и смъртност сред лица с наднормено тегло с диабет тип 2, предоставя уникална възможност за извършване на такива анализи.

Материали и методи

Група за учене

Проучването Look AHEAD включва 5145 етнически разнообразни хора с наднормено тегло и затлъстяване с диабет тип 2 и на възраст от 45 до 76 години. От тях 1038 не са дали генетично съгласие за включване в генетичното допълнително проучване, включително всички участници от три индийски обекта в югозападна Индия, 10 съгласия за генотипиране са оттеглени, а за 60 е установено, че не съдържат или имат ниски ДНК концентрации. Останаха 4037 индивида, от които 3899 предоставиха генетични данни за поне един от 13-те наблюдавани маркера, които бяха подложени на процедури за контрол на качеството на генотипирането. Тези обекти формират основата за текущи анализи. Като цяло, в сравнение с тези, които са дали генетично съгласие, тези, които не са били по-често афроамериканци, са испанци, жени, по-образовани и недислипидемични. Процентът на съгласие не се различава според индекса на телесна маса (ИТМ). 11.

Маса в пълен размер

генотипиране

Екстракцията на геномна ДНК се основава на комплекта FlexiGene DNA (Qiagen Inc., Валенсия, Калифорния, САЩ), както е описано от производителя, и количественото определяне на ДНК се извършва с помощта на реагент за количествено определяне PicoGreen dicoDNA (Invitrogen Inc., Carlsbad, CA, USA). ). Генотипизирането е извършено в Детска болница във Филаделфия с помощта на чип Illumina CARe iSelect (IBC), генетично насочен 50 000 еднонуклеотиден полиморфизъм (SNP), предназначен да оцени съответните локуси при различни сърдечно-съдови, метаболитни и възпалителни синдроми. 10 генотипа на Taqman Applied Biosystems (ABI, Grand Island, NY, USA) са използвани за генотипиране на полиморфизма MC4R rs17782313 (ABI каталожен номер C_32667060_10)), използвайки Applied Biosystems 7900HT.

Избор на гени и SNP

Маса в пълен размер

Четирите FTO SNP, избрани за включване, са в силен неиспански дисбаланс на бялото (r 2 = 0,78-0,97), но се различават по степента на дисбаланс сред афро-американците (rs3751812, rs1421085: r2 = 0,98; rs3751812, rs9922708). Rz = 0,70; rs1421085, rs9922708: r2 = 0,67; rs9939609 с други SNP: rs 2 теста в рамките на двете най-големи расови/етнически групи (неспецифични бели и афро-американски). Всички изследвани SNP съответстват на равновесието на Харди-Вайнберг (P> 0,001).

Статистически анализ

За да се контролира смесената популация от проучвания, всички IBC SNP бяха изследвани чрез анализ на основните компоненти (PCA), използвайки алгоритъма EIGENSTRAT 21, внедрен в Golden Helix версия 7.1 (Bozeman, MT, USA). Резултатите от анализа на основните компоненти показват, че по-голямата част от отклонението в кохортата Look AHEAD е причинена от първите два основни компонента, които са се съгласили да разделят етническата принадлежност (допълнителна фигура 1). Съответно, първите два основни компонента бяха включени като ковариати в нашите анализи, за да се адаптират към стратификацията на населението в кохортата на AHEAD с многоетнически изяви.

Тъй като основният резултат от затлъстяването в клиничното изпитване Look AHEAD е теглото (а не ИТМ), ние се фокусираме върху изходното тегло (в kg) и изменението на теглото (в kg) като първични резултати. Използвани са надлъжни линейни смесени модели за моделиране на ефекта на SNP върху промяната на теглото с третираното рамо с течение на времето. Тъй като изходното тегло, както и отговорът на лечението могат да бъдат свързани с SNP, изходното ниво е моделирано като първата времева точка в надлъжните анализи, както се препоръчва от McArdle и Whitcomb. 22 В този модел различни ефекти на SNP върху промяната на теглото се откриват 1 година или чрез рамо на лечение чрез SNP взаимодействие (0, 1 или 2 копия на по-малък алел) × време (изходно ниво, година 1) × взаимодействие на рамото на лечение (ILI, DSE) За всички маркери е използван адитивен генетичен модел, като генотипът е кодиран от множество по-малки алели. Следователно, всички наши ефекти върху SNP могат да бъдат интерпретирани като влияещи върху резултата от интереса на едно допълнително копие на съответния по-малък алел. Моделите бяха оценени в Spluse 8.2 23, като се използва ограничена максимална вероятност. Надлъжните резултати бяха допълнително коригирани според възрастта, пола, мястото на изследване и първите два основни елемента на маркера за информация за произхода.

По-нататък изследвахме степента, до която генетичните маркери прогнозираха повторение на наддаването на тегло на 4-та година. Тъй като увеличаването на теглото означава първоначална загуба на тегло, ограничихме анализите до тези, които са загубили 3% или повече от първоначалното си тегло през 1 година, в съответствие с предишните анализи за загуба на тегло в програмата за профилактика на диабета. 9 Интересът е съсредоточен върху това дали ефектите на SNP, ако има такива, могат да бъдат осреднени за всички лечебни групи или трябва да бъдат представени по специфичен за лечение начин (SNP взаимодействия × рамо за лечение). Използвани са същите ковариатори, както по-горе, с добавяне на 1 година.

За да поберем многобройни сравнения, изчислихме ефективния брой независими генетични локуси, използвайки анализ на основните компоненти, съгласно препоръките на Li и Ji. 24 Анализ на основния компонент на генотипичната корелационна матрица от 13 маркера, които представляват интерес, идентифицира 10 независими локуса в пълни и неиспански бели проби. Следователно е възможно да се поддържа честотата на семейните грешки на 0,05, като се използва корекцията на множествеността на Sidak, като се декларират значими само тези маркери с номинално ниво на значимост 0,05 .105 = 0,055. Въпреки това, тъй като маркерите са избрани априори, ние също обсъждаме резултати със стойности на P. 3-те участници, назначени за ILI, са загубили значително повече тегло през 1-ва и 4-та година от участниците в DSE. SNP характеристиките, включително алелът за риск от затлъстяване, идентифициран в предишната литература, са изброени в таблица 2.

Генетични взаимоотношения с изходното тегло

Генетичните асоциации на SNP маркери с изходно тегло са изброени в Таблица 3. Алелите на риска от затлъстяване в регионите FTO, SH2B1 и QPCTL/GIPR прогнозират изходното тегло в посоки, съответстващи на предишни изследвания. Алелите на риска за маркери в тези три гена са свързани с повишено базово тегло от 1,01 - 1,29 kg на копие. Установени са подобни връзки за изходния ИТМ (Таблица 3), като ефектите на ИТМ върху алела на риска варират от 0,38-0,46.

Маса в пълен размер

Генетични асоциации със загуба на тегло през 1 година

Генетичните асоциации на пълния набор от SNP маркери с промяна на теглото през 1 година при ILI и DSE са изброени в Приложение Таблица 1. Няма SNP, които са били значително свързани с величината на промяна на теглото в ILI или DSE или са взаимодействали с рамото за лечение при прогнозиране степента на промяна на теглото.

Отново тегло

Характеристиките на участниците за тези, които са загубили 3% или повече през първата година от теглото си в началото, са дадени в таблица 1а. Генетичните асоциации на целия набор от SNP маркери с тегло 4 година в тази подгрупа са показани в Таблица 4. Алелен риск (A) на алела при FTO rs3751812 е бил значително свързан с възстановяване на теглото при DSE (1,559 kg на рисков алел, P = 0, 005), но не и ILI (-0,092 kg на алел за риск, P = 0,761), което води до взаимодействие на рамото SNP x рамото на лечение (P = 0,009). Подобни ефекти са наблюдавани за FTOs rs1421085 и rs9922708.

Маса в пълен размер

Регионална графика на асоциацията на FTO с диференциална промяна на теглото отново чрез ILI и DSE е показана на допълнителна фигура 2. Интересното е, че rs3751812 и SNP при дисбаланс на кръстовището не показват най-силната връзка с диференциална промяна на теглото чрез ILI и DSE. Един SNP, rs8061397, в отделен блок за дисбаланс на връзката е свързан с диференциална промяна в масата в ILI и DSE (P = 6, 4 x 10-5), което предполага възможен допълнителен сигнал в региона.

Във възможна репликация на предишни изследвания, алелът за затлъстяване (G) при BDNF rs6265 е свързан с по-голямо тегло в лекуваните рамена (0,773 kg за рисков алел), въпреки че резултатите са с маргинална статистическа значимост (P = 0,0551). Когато се комбинират, FTO и BDNF SNPs представляват R2 = 1,43% от теглото на годината 4 в лечебните рамена.

дискусия

Тази статия представя резултатите от най-голямото проучване досега, за да се определи дали SNPs, свързани преди това със затлъстяването, предсказват загуба на тегло в отговор на поведенческа терапия или възстановяване на теглото след успешно лечение за отслабване. Когато прогнозираме промяна на теглото на 1-ва година, не открихме значителни асоциации на SNPs с големината на загуба на тегло или взаимодействието на SNPs, третирани с рамото, което предполага, че поведенчески фактори като спазването на препоръките за отслабване могат да преобладават при прогнозиране на първоначалното отслабване. Въпреки това, зоната на риска от затлъстяване в рамките на FTO е свързана значително с възстановяването на теглото в контролната група, но не и в групата за намеса в начина на живот, което води до взаимодействие на ръката с лечението с SNP ×. Освен това, варирането в BDNF е свързано с възстановяване на теглото в лечебните групи при повторение на предишни резултати в програмата за профилактика на диабета. Като цяло тези резултати предполагат, че алелите, изложени на риск от затлъстяване, не изглежда да са силен предиктор за величината на загуба на тегло в отговор на поведенчески интервенции, но могат да бъдат свързани с възстановяване на теглото след загуба на тегло.

Като цяло нашите открития подобряват съществуващите знания за последиците от лечението на локусите на чувствителност към затлъстяване, получени от GWAS. Когато се предвижда промяна в теглото на 1-ва година, не се наблюдават значителни асоциации на SNP с големината на загуба на тегло през 1-ва година или с SNP × взаимодействия на ръцете при лечение. Въпреки това, ние идентифицираме FTO и BDNF като възможни предиктори за възстановяване на теглото след загуба на тегло.