могат

  • абстрактно
  • обект:
  • предмети:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Въведение
  • Материали и методи
  • Събиране на теми и данни
  • Избор на генетични маркери
  • генотипиране
  • Статистически анализи
  • резултатът
  • дискусия

абстрактно

обект:

Да се ​​изследва връзката между генетичните полиморфизми в гена CYP19A1 и фенотипите, свързани със затлъстяването, индекса на телесна маса (ИТМ) и съотношението между талията и ханша (WHR).

предмети:

Общо 1241 китайски жени са избрани за контрол в общността за популационно проучване на случаи на рак на гърдата.

методи:

Деветнадесет хаплотипни мононуклеотидни полиморфизми (htSNP) бяха генотипизирани в четири хаплотипни блока.

резултатите:

Наблюдават се значими асоциации за WHR на три SNP, които се намират в блок 1 на хаплотипа, включително rs2445765, rs1004984 и rs1902584 (P = 0, 05, 0, 04 и 0, 01). Жените, особено жените в пременопауза, които са носили малък алел на някой от тези SNP, са имали по-висок WHR от жените без него. От тези три SNP, най-силната асоциация се наблюдава при rs1902584, който е най-близо до промотора I.4, основния промотор на мастната тъкан. Хаплотипните анализи показват връзка между хаплотипа TCCAT в блок 1 и WHR със стойност на Р 0,02.

заключение:

Тези резултати предполагат, че генетичните полиморфизми на CYP19A1 могат да бъдат свързани с риска от затлъстяване при китайски жени, особено жени преди менопаузата.

Протеинът CYP19A1 (ароматаза) играе решаваща роля в биосинтеза на естроген и по този начин влияе върху разпределението и регулирането на телесните мазнини.

Затлъстяването се превърна в глобален проблем на общественото здраве. 1 Около 250 милиона възрастни, около 7% от възрастното население на света, се считат за затлъстели и може да са два или три пъти с наднормено тегло. 2 Индексът на телесна маса (ИТМ) и съотношението между талията и ханша (WHR) са често използвани индекси за общо затлъстяване и умерено коремно затлъстяване. Затлъстяването е свързано с много хронични състояния, особено сърдечно-съдови заболявания, диабет тип II и някои видове рак. 1 Доказано е, че коремното затлъстяване е тясно свързано с тези хронични заболявания чрез връзката му с инсулинова резистентност, хиперинсулинемия, хипертония и хипертриглицеридемия. 3 Постигнат е значителен напредък в дешифрирането на патогенезата на затлъстяването и се очаква значителен генетичен принос. 4, 5 Стартираха редица молекулярни проучвания за търсене на генетични детерминанти, които са в основата на вариациите във фенотипите, свързани със затлъстяването и които включват повече от 600 гени, маркери и хромозомни области. 6

Генът CYP19A1 кодира ароматаза, ензим, който катализира превръщането на андрогените С19, андростендиона и тестостерона в естрогените С18, естрон и естрадиол. 7, 8, 9 Тестостеронът инхибира пролиферацията и диференциацията на преадипоцити, 10, 11, докато естрадиолът вероятно ги стимулира. Генът CYP19A1 се експресира в местата на половите жлези, като яйчниците и тестисите, и екстрагонадалните места, включително мастната тъкан. Ароматазните нокаутиращи мишки постепенно натрупват повече интраабдоминална мастна тъкан, отколкото техните чистачи от див тип 12, което предполага роля на гена CYP19A1 в патогенезата на затлъстяването. Няколко изследвания на сканиране на цели геномни връзки показват количествен локус на признака (QTL) за затлъстяване на хромозома 15 q, регионът, където се намира генът CYP19A1. 13, 14, 15 Генът CYP19A1 е силно полиморфен и е възможно функционалните варианти на този ген да бъдат свързани със затлъстяването, особено централното затлъстяване. Оценихме тази хипотеза сред китайски жени, допуснати до проучване за рак на гърдата в Шанхай.

Материали и методи

Събиране на теми и данни

Пробата от изследването е взета като общностен контрол в Шанхайското проучване на рака на гърдата (SBCS), 16-населено базирано китайско проучване на населението. Накратко, в случая на SBCS, случаите се състоят от жители на Шанхай на възраст между 25 и 64 години, които са били диагностицирани с рак на гърдата между август 1996 г. и март 1998 г. От 1602 допустими случая 1459 са участвали в проучването SBCS (91 %). Контролите бяха избрани на случаен принцип от общата популация и честота в сравнение с пациентите по възраст (на интервали от пет години), използвайки файлове от регистъра на град Шанхай, който съдържа демографска информация за всички възрастни в Шанхай. Критериите за включване за контролите са същите като за случаите, с изключение на диагнозата рак на гърдата. От 1724 отговарящи на условията жени 1556 (90%) са били подложени на лични интервюта, а 1310 контролни (84%) са дали кръвни проби. Кръвните проби бяха обработени в деня на събиране в Шанхайския институт по рака, обикновено в рамките на 6 часа след вземането на кръв, и се съхраняват при -70 ° C. Съгласието беше получено от всички участници и изследването беше одобрено от прегледните съвети на всички участващи институции .

Структурираният въпросник беше използван за предоставяне на подробна информация за демографските фактори, менструалната и репродуктивната история, употребата на хормони, хранителните навици, предишната история, физическата активност и употребата на тютюн и алкохол. Всички участници бяха измерени въз основа на текущото им тегло, височина и обиколки на талията и бедрата. Измерванията се извършват два пъти съгласно стандартен протокол от обучени интервюиращи, повечето от които са медицински сестри или пенсионирани лекари. Третото измерване се извършва, ако някаква разлика между първите две измервания е по-голяма от границата на допустимото отклонение (1 кг тегло и 1 см височина и обиколка). Средните стойности на двете най-близки измервания бяха използвани за анализ на данните.

Избор на генетични маркери

Генетичните маркери, включени в проучването, са избрани с помощта на скорошен доклад от многоетническо кохортно проучване. 17 Въз основа на хаплотипен анализ на 74 мононуклеотидни полиморфизми (SNP), Haiman et al. 17 идентифицираха четири хаплотипни блока (блокове 1-4) и 19 маркирани с хаплотип SNP (htSNP) за гена CYP19A1 на японски. Всички тези 19 htSNP са включени в това проучване. Сред тях петима бяха в хаплотипен блок 1, пет в блок 2, трима в блок 3 и шест в блок 4.

генотипиране

Геномната ДНК беше извлечена от буфи покрития с помощта на комплект за пречистване на ДНК Puregene (Gentra Systems, Минеаполис, MN, САЩ) съгласно протокола на производителя. SNP rs1004984 е генотипизиран, използвайки високопроизводителен Masscode анализ в BioServe Biotechnologies, Ltd. (Laurel, MD, USA). SNP rs700519 е генотипизиран, като се използват полиморфизми с дължина на рестрикционните фрагменти на полимеразна верижна реакция и рестрикционни фрагменти и се потвърждава чрез директно секвениране, използвайки BigDye Terminator Chemistry върху ABI 3700 (ABI). Генотипизирането на допълнителни 17 SNPs беше извършено чрез провеждане на 5'-нуклеазен Taqman тест за алелна дискриминация, използвайки ABI 7900 (ABI, Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Подробности за тестове, грундове, сонди и процедури са достъпни при поискване.

Лабораторният персонал е бил сляп за самоличността на субектите. Пробите за контрол на качеството бяха включени в анализи за генотипиране. Всяка 96-ямкова плака с геномна ДНК съдържа множество контроли за качество, включително една вода, две проби CEPH 1347-02, два известни дубликата на изследването и два слепи дубликата на изследването. Съгласието на генотипове, предназначени за заготовки за контрол на качеството е 98,7%.

Статистически анализи

Извършен е χ 2-тест за изследване на равновесието на Харди-Вайнберг (HWE) за всеки от 19-те SNP. SNPs rs12907866 и rs700519 се отклоняват значително от HWE и са изключени от анализи на асоцииране и възстановяване на хаплотип. Наблюдава се силен асоциационен дисбаланс (LD) между SNPs във всеки блок хаплотипове (Nobuhiko et al., Непубликувано). Хаплотипите бяха реконструирани въз основа на SNP във всеки блок, използвайки програмата PHASE. 18 SNP използва за реконструиране хаплотипове са подредени по тяхното хромозомно място за rs2446405 - rs2445765 - rs2470144 - rs1004984 - rs1902584 за блок 1, hCV1664178 - rs12900137 - rs730154 - rs936306 - rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9259 rs9259 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6198 блок 3 и rs727479 - rs2414096 - rs10046 - rs4646 за блок 4.

Връзките между ИТМ и WHR полиморфизмите са тествани чрез ковариационен анализ (ANCOVA), като възрастта и физическата активност са коригирани като ковариати. Всички статистически тестове се основават на двустранни вероятности, използвайки SAS, версия 9.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA).

резултатът

Сред 1310 отговарящи на условията жени, дарили кръв, има генетични полиморфизми CYP19A1 сред 1241 (95%), които са включени в това проучване. Описателните характеристики на тези участници са дадени в Таблица 1. Средната възраст на участниците е 49,2 ± 8,7 години (средна стойност ± sd). Само 2,6% и 3,4% от жените някога са пушили или консумирали алкохол редовно. Жените в постменопауза са имали значително по-високи стойности на WHR и ИТМ, 0, 815 и 24, 2, отколкото жените в пременопауза, 0, 791 и 22, 7. Повече жени в менопауза са участвали в по-редовна физическа активност, отколкото жени в менопауза, 42, 4 срещу 16, 6%. Няма значителна разлика между групите, включени в това проучване, и всички контролни субекти, включени в проучването за рак на гърдата в Шанхай, по отношение на разпределението на основните демографски фактори (данните не са показани).

Маса в пълен размер

Разпределението на генотиповете и алелите и подробната информация за генетичните маркери са обобщени в Таблица 2. Таблица 3 показва резултатите от анализите на асоциацията. Значителни връзки между WHR и генотипове са наблюдавани при трите SNP, открити в блок 1 на хаплотипа, т.е. rs2445765, rs1004984 и rs1902584 (P = 0,05, 0,044 и 0,01). Жените с по-малък алел във всеки от тези SNPs са склонни да имат по-висока WHR от жените без него. Хаплотипните анализи показват връзка между хаплотипа TCCAT в блок 1 и WHR със стойност на Р 0,02 (Фигура 1). Жените с две копия на хаплотипа TCCAT имат най-високата WHR от 0,814, а жените без този хаплотип имат най-ниската WHR (0,797). Статистически значими асоциации за WHR се наблюдават и при SNPs rs6493494 (в блок 3) и rs10046 (в блок 4) със стойности на Р 0, 04 и 0,007. Не се наблюдава връзка между WHR и други генетични маркери. Не открихме никаква значима връзка за ИТМ върху нито един генетичен маркер (Таблица 3 и Фигура 1).

Маса в пълен размер

Маса в пълен размер

Асоциации за хаплотипа CYP19A1 TCCAT в блок 1 с WHR и ИТМ.

Изображение в пълен размер

Маса в пълен размер

дискусия

В това голямо проучване на популацията открихме, че генетичните полиморфизми в гена CYP19A1 са свързани с фенотипи, свързани със затлъстяването при китайски жени, особено с полиморфизми, открити в хаплотипния блок 1 при жени в менопауза. Тези резултати не са неочаквани, като се има предвид важната роля на гена CYP19A1 в метаболизма на естрогена и в проадипоцитната пролиферация и диференциация.

Протеинът CYP19A1, ароматазата, може индиректно да повлияе на разпределението и регулирането на телесните мазнини, като регулира съотношението на андрогените към естрогените в мастната тъкан. Естрогенът стимулира пролиферацията и диференциацията на преадипоцитите чрез α- и β-естрогенни рецептори, открити в подкожните и интраабдоминалните мастни клетки. За разлика от това, тестостеронът може да инхибира проадипоцитната пролиферация и диференциация и да стимулира медиирана от катехоламин липолиза чрез повишено регулиране на β-адренорецепторите. Общото количество естроген, синтезирано от мастна тъкан, може да е малко, но концентрациите, достигнати в локалната тъкан, вероятно са високи и следователно имат локално значим биологичен ефект. Такъв източник на естроген може да играе важна, но все още неизвестна физиологична и патофизиологична роля. 20 нокаутиращи мишки CYP19A1 показват не само повишени андрогени, но също така и коремно затлъстяване и инсулинова резистентност 12, което ясно показва участието на ароматазата в развитието на коремно затлъстяване. Ето защо не е изненадващо, че в това проучване са наблюдавани асоциации на полиморфизмите на CYP19A1 със затлъстяването.

Генът CYP19A1 е с размер около 123 kb с кодираща област от 9 екзона (около 30 kb, екзони II-X) и регулаторна област от 93 kb (екзон I). Регулаторният регион съдържа поне 10 различни промотора, които регулират по специфичен за тъканите или сигналния път начин. От 10-те промотора промоторите I.3, I.4 и II се експресират в мастна тъкан, като основният е промоторът I.4. Промоторът I.4 се регулира от цитокини от клас I като интерлевкин (IL) -6 и IL-11, както и фактор на туморна некроза алфа (TNF-α). 20 Зад началния сайт на транскрипцията за промотора I.4 се намира свързващ сайт за специфичност на протеин-1 (Sp1). 22 Срещу началния сайт на транскрипцията на промотора I.4 се намира елементът за активиране на гама интерферон (GAS), последван от елемента на глюкокортикоидния отговор (GRE). 22 И трите елемента са необходими за изразяване от промотора I.4.

SNPs, разположени в блок 1 на хаплотипа, са близки до промотора I.4 и следователно могат да имат ефекти върху регулирането на транскрипцията и да повлияят на ароматазната активност в мастната тъкан. От петте SNP, изследвани в хаплотипен блок 1, rs1902584 има най-краткото разстояние до трите елемента на отговор, 493 bp нагоре от GAS, 646 bp нагоре от GRE и 915 bp нагоре от Sp1. 22 Интересното е, че най-силната връзка в нашето проучване се наблюдава с този SNP, rs1902584. При жените в пременопауза повечето циркулиращи естрогени се синтезират от гранулозни яйчникови клетки. При жените в постменопауза обаче естрогенът се произвежда предимно чрез превръщане на андрогените в ароматази, катализирани от ароматазата в мастната тъкан. В нашето проучване установихме, че връзката на гена CYP19A1 със затлъстяването е ограничена до жени в пременопауза. Нямаме конкретно обяснение за тази конкретна асоциация. Изглежда малко вероятно циркулиращите естрогени да допринесат за развитието на централно затлъстяване, тъй като жените в пременопауза имат средно много по-високи нива на циркулиращ естроген в сравнение с жените в постменопауза.

Сигналът за асоцииране се наблюдава и за SNPs, намерени в блок 3 и 4 на хаплотипа. Блокове от 4 SNPs бяха разположени в кодиращия регион и 3 'UTR, което може да има функционално значение, като повлиява стабилността на иРНК или регулира прекратяването на транслацията. 23 Тези SNP също могат да бъдат в силна LD с други функционални варианти навсякъде в блока. Блокове 3 на SNP са между промоторите If и I.2, които се експресират в мозъка и плацентата. Нямаме конкретно обяснение за връзката на SNP блок 3 със затлъстяването.

Сред нашите китайски жени в пременопауза някои SNPs са свързани с WHR, но не BMI, докато някои SNPs са свързани с BMI, но не и WHR. Вероятно обяснение е следното. WHR показва коремно затлъстяване, докато BMI показва затлъстяване на цялото тяло. Проучванията показват, че активността на ароматазата може да варира в различните части на тялото. Ароматазната активност е 6-30 пъти по-висока в съдържанието на мазнини, взето от горната част на бедрата, седалището и хълбока в сравнение с корема. 24, 25 Възможно е също така регулирането на ароматазата да варира в зависимост от местата за съхранение на мазнини. По този начин ефектът на полиморфизмите на CYP19A1 върху свързаните със затлъстяването фенотипове може да варира в тялото.

В обобщение установихме, че генетичните полиморфизми в гена CYP19A1 са свързани с фенотипове, свързани със затлъстяването при китайски жени, особено жени в пременопауза. Ако тези резултати не са случайни и могат да бъдат потвърдени в по-нататъшни проучвания, те могат да предполагат, че генът CYP19A1 може да промени риска от затлъстяване чрез биосинтеза на естроген.