кандидат-генни

  • абстрактно
  • Заден план:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Въведение
  • Материали и методи
  • елементи
  • измерване
  • Избор на кандидат-гени
  • Определяне на генотипове
  • Уча дизайн
  • Статистически анализ
  • резултатът
  • дискусия

абстрактно

Заден план:

Няколко кандидат-гени са свързани със затлъстяването, но много малко изследвания са тествали повече от един ген наведнъж.

методи:

В това проучване са тествани 15 полиморфизма в 10 кандидат-гена за затлъстяване за асоцииране с промени в затлъстяването, измерени за период от 6-10 години, с максимум 332 възрастни с широк диапазон на затлъстяване (17, 5) 2) от Проучване на семейството в Квебек. Моделите на последователна регресия бяха използвани за идентифициране на комбинация от гени, обясняващи промените в затлъстяването след коригиране на възрастта (изходно ниво), пола, изходното ниво на променливата затлъстяване и продължителността на проследяването. Извършени са анализи в цялата проба и повторени със стратификация за възрастта (1, 2). От друга страна, въпреки че се признава, че генетичният фонд не се е развил много през последния век, изглежда има гени и варианти на последователности, които определят предразположението за разработване на 113 гена-кандидати са свързани с фенотипи, свързани със затлъстяването, в поне едно проучване през последните 20 години. 3 Необходимо е по-добро разбиране за това как тези гени взаимодействат с детерминантите на околната среда на затлъстяването, за да се предотврати увеличаване на теглото и/или подобряване на загубата на тегло.

Много малко изследвания са изследвали приноса на генетичните фактори за определяне на промените в затлъстяването. Резултатите от две проучвания показват, че промените в индекса на телесна маса (ИТМ) с течение на времето се влияят от генетични фактори. 4, 5 Резултати от надлъжно проучване на фамилията в Квебек също показват значително семейно сходство с промени в ИТМ и подкожни мазнини, съответно с 37% и 16% наследство. 6 Наскоро беше установена значителна фамилна агрегация със 7-годишни промени в ИТМ и затлъстяване, измерено при повече от 1300 субекти от 521 семейства с оценки на наследствеността, вариращи от 12% за промени в подкожната мастна тъкан до 45% за промени в обиколката на талията. 7 Въпреки доказателствата, че генетичните фактори играят роля при определянето на промените в затлъстяването, много малко проучвания са изследвали ролята на кандидат-гените за затлъстяване в тези промени. Резултати от няколко проучвания показват, че адренергичните β2 и лептин (LEPR), 8 глюкокортикоидни рецептори (GCCR), 9 адипсин и адренергични β2, 10 и невромедин β (NMB) 11 гени са свързани с промени в затлъстяването във времето. Нито едно от тези проучвания обаче не разглежда ролята на множество гени, анализирани едновременно в мултигенен модел при определяне на промените в затлъстяването във времето.

В това проучване, в проспективно проучване с 6 до 10 години проследяване, тествахме хипотезата, че някои кандидат-гени за затлъстяване, когато са част от същия модел на регресия, значително прогнозират промени в затлъстяването през годините при възрастни. Наличието на асоциация между кандидат-ген и промени в затлъстяването може да се тълкува като доказателство за генно взаимодействие по възраст, което е специален случай на генно взаимодействие с околната среда. Гените и полиморфизмите, запазени за това проучване, се изразяват периферно, вече са свързани с фенотипове, свързани със затлъстяването, в повече от пет проучвания или са свързани значително с промени в затлъстяването с течение на времето в предишни доклади на семейството от Квебек (QFS). 3, 9, 11

Материали и методи

елементи

QFS е проспективно семейно проучване, което има за цел да изследва генетиката на затлъстяването и съпътстващите го заболявания. 12 Субектите в това проучване са здрави възрастни мъже и жени (

17, 5 години), за които са налице поне две нива на затлъстяване в различни фази на QFS (фаза 1: 1978–1982; фаза 2: 1990–1997; фаза 3).: 1995 - 2001). По време на първото измерване субектите са били на възраст 39,3 ± 11,0 години (вариращи от 17,5 до 72,9 години) и са с леко наднормено тегло средно (25,5 ± 5,7 kg/m2; вариращи от 17, 6 до 55, 6 kg/m2 ). Средният период на проследяване варира от 6,0 ± 0,9 до 10,4 ± 3,4 години за обиколката на талията (WG) и ИТМ. Разпределението на възрастта в тази извадка на QFS е представително за двете възрастови групи, съответстващи на двете поколения (родители и потомство), които са наблюдавани в семейното проучване, като QFS. Въз основа на възрастта при първото измерване, двете възрастови групи приблизително съответстват на субекти на възраст под 40 години (поколение потомство) и лица на възраст над 40 години (поколение родители). Най-малко две измервания на затлъстяването, сумата от шест кожни бръчки (SUM6), обиколката на талията, мастната маса (FM) и процентът на телесните мазнини (PFAT), са били налични в ИТМ при 332, 330, 291, 273 и 273 индивида. Комитетът по етика на Университета в Лавал одобри процедурите за трите фази на QFS.

измерване

Степента на затлъстяване се получава, както е описано другаде. 12 Накратко, ИТМ се изчислява чрез разделяне на теглото (kg) на втората височина (m 2), WG се измерва по средата между супраликалния хребет и долното ребро (cm), 13 подкожни дебелини на кожата (SUM6) се измерват с помощта на кожната гънка на Harpenden . (бицепс, трицепс, прасец, субкапуларна област, корем и супраилиачен хребет), 14 телесни плътности са получени чрез претегляне под вода и PFAT се изчислява от телесната плътност, използвайки уравнението на Siri. 15 FM се извлича от PFAT и телесно тегло.

Избор на кандидат-гени

Маса в пълен размер

Избрани са и два гена, участващи в диференциацията и метаболизма на адипоцитите: γ2 рецепторни гени (PPARγ2), активирани от пролифератори на пероксизома и гени на фактор на туморна некроза α (TNFα). PPARγ2 е ядрен рецептор, експресиран най-вече в мастната тъкан и играе важна роля в регулирането на диференциацията на адипоцитите и липидния метаболизъм. Генният продукт TNFα се секретира от адипоцитите и намалява липогенезата и увеличава липолизата. 16 Избрани са два полиморфизма в PPARγ2 и един в TNFα .

И накрая, гуаниновият нуклеотиден свързващ протеин p3 (GNB3) p3 е субединица на G протеина и се изразява във всички видове клетъчни линии, тествани досега. G протеинът е локализиран в плазмената мембрана и медиира отговора на рецепторните агонисти. 22 Физиологичната му роля за развитието на хипертония и затлъстяване не е напълно изяснена, но променената трансдукция на сигнала може да модулира чувствителността към болестта. Осем от 10-те гена, запазени в това проучване, демонстрират положителна връзка с фенотипите, свързани със затлъстяването, в повече от пет проучвания (LEP, LEPR, GCCR, ADRB2, ADRB3, PPARγ2, TNFα и GNB3). Тествани са общо 15 полиморфизма.

Определяне на генотипове

Геномната ДНК се екстрахира от постоянни лимфобластоидни клетки, използвайки протеиназа К и QIAGEN ДНК комплект и ДНК на Maxi култура. Подробности за маркерите за генотипиране са описани другаде. 9, 23, 24, 25, 26, 27, 28 Накратко, всички полиморфизми с изключение на NMB p.P73T са полиморфизми с дължина на рестрикционни фрагменти (използваните ендонуклеази са изброени в таблица 1). NMB p.P73T беше генотипизиран, използвайки техника за минисеквениране. 11 Използваните в това проучване техники за генотипиране имат успеваемост от поне 90% в нашата лаборатория.

Уча дизайн

Редки хомозиготни генотипове (по-малко от 25 хомозиготи в цялата проба) се комбинират с хетерозиготи и ефектите от вариалните алели се считат за доминиращи (LEPRK656N, ADRA2 Dra I, ADRB2 Ban I, ADRB3W64R, PPARGP12A и TNFA-308). Всички други полиморфизми са анализирани въз основа на кодоминантни, доминиращи и рецесивни модели. Тъй като и при трите модела са получени едни и същи резултати, са представени само резултатите от кодоминантния модел.

Статистически анализ

резултатът

Основните характеристики на индивидите и промените в затлъстяването във времето са показани в Таблица 2. Средно субектите са били в началото с наднормено тегло. Мъжете имат по-малко подкожни мазнини (измерено чрез SUM6), FM и PFAT, но имат повече PS от жените. Средното проследяване варира от 6.0 ± 0.9 години за PS до 10.4 ± 3-4 години за BMI и SUM6. Само промените в подкожната мастна тъкан, измерени чрез SUM6, са различни при мъжете и жените. В този случай жените натрупват почти два пъти повече подкожни мазнини от мъжете. Като цяло повечето субекти са натрупали телесни мазнини с течение на времето: 76% от субектите са имали увеличение на ИТМ, 80% увеличение на SUM6, 78% увеличение на WG, 83% увеличение на FM и 80% увеличение на PFAT. всеки фенотип (А), увеличаването на затлъстяването е значително.

Маса в пълен размер

Промените във фенотипите, свързани със затлъстяването, бяха изчислени и коригирани, както е описано в Материали и методи и подложени на последователен регресионен анализ, използвайки 15 полиморфизма като независими променливи. Резултатите са показани в Таблица 3. Коваратите са значително отговорни за промените в ИТМ 3, 9% (P = 0,012), 15% (P 3) и е известно, че модулират нивата на транскрипция и/или протеин или променят афинитета на лиганда (Таблица 3 1) Резултатите показват, че разновидността на алелите (с изключение на GCCR) в тези гени-кандидати за затлъстяване допринася за промени в затлъстяването с течение на времето, което предполага, че тези гени играят важна роля за определяне на увеличаването на затлъстяването.

Наличните надлъжни данни за генетично изследване на растежа на FM при хора (развитие на затлъстяване) са ограничени. Въпреки че QFS имат добре стандартизирани фенотипове на затлъстяването (в случая FM и PFAT) и относително дълго проследяване (между 6 и 10 години) за този тип проучвания, броят на субектите остава скромен. Фактът, че едни и същи гени постоянно се поддържат в различни модели за сравними фенотипове, особено гените LEP, ADRβ3 и NMB, ни дава увереност в предложените модели, въпреки факта, че стойностите на Р са пределни за повечето полиморфизми. мултигенни състояния, като затлъстяване, един генен полиморфизъм се очаква да има малък ефект върху фенотипа. Въпреки това, както е показано в това проучване, при разглеждането на няколко гена едновременно може да се отбележи значителна част от дисперсията, въпреки факта, че всеки ген, взет поотделно, не е задължително да допринесе за фенотипна дисперсия в значителна степен.

Маса в пълен размер

Интересното е, че гените, които предсказват фенотипове, свързани с промени в затлъстяването, обясняват подобна фракция на разсейване в повечето модели, с изключение на GBWGBMI, в сравнение с обикновените ковариати. Най-добрият пример са промените в FM, за които обикновените ковариати обясняват 7,5% от дисперсията в сравнение с генетичната информация, която обяснява 8,5% от остатъчната дисперсия. Това предполага, че ефектите на генетичните фактори върху промените в затлъстяването във времето са толкова важни, колкото и приетите рискови фактори за затлъстяването (възраст, пол и изходно FM). Въпреки че това проучване е непълно по отношение на ковариати, тествани гени, брой индивиди и продължителност на проследяването, това предполага, че генетичната информация значително подобрява способността ни да предсказваме промени в затлъстяването, особено ако се разглеждат няколко гена едновременно . Идентифицирането на гени, свързани с увеличаване на затлъстяването с възрастта, може да бъде от важно клинично значение. Всъщност това би направило възможно идентифицирането на индивиди с повишен генетичен риск за развитие на затлъстяване с възрастта и би позволило развитието на ранни целенасочени превантивни интервенции.

В обобщение, генетичните полиморфизми в гените-кандидати за затлъстяване представляват значителна част от вариацията в промените в затлъстяването във времето, вариращи от 3,1 до 8,5% за ABMI и AFM. Генът LEP е най-силният предиктор за растежа на FM, което обяснява до 3,3% вариация в увеличението на процента телесни мазнини. Нашите резултати също така показват, че гените, допринасящи за промени в затлъстяването, са различни и техните ефекти са по-силни при по-младите (