елементи

абстрактно

Затлъстяването е хетерогенно разстройство, включващо сложно взаимодействие на много фактори, включително екологични, поведенчески и генетични фактори, нито един от които не е напълно разбран. Факторите на околната среда включват наличността и количеството храна, местоживеенето и социално-икономическия статус, а поведението, свързано със затлъстяването, е до голяма степен свързано с диетата и физическата активност, които от своя страна са резултат от сложната интеграция на различни хранителни, метаболитни, невронални и хормонални сигнали в мозъка. 6

Асоциацията на често срещаните варианти на FTO, особено rs9939609, със затлъстяването е потвърдена при кавказците; обаче резултатите при азиатските популации са непостоянни. 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 Изследванията в областта на генетиката на затлъстяването в Пакистан са ограничени. Неотдавнашно проучване сред пакистанската популация показа връзка на този SNP със затлъстяването при жените и предположи, че SNP може да играе роля за повлияване на плазмените нива на глюкоза и лептин. Нито едно проучване обаче не е изследвало връзката между вариант и липиден профил при затлъстели индивиди. Неотдавнашно проучване на геномни асоциации при субекти от южноазиатски произход идентифицира шест нови локуса, свързани с диабет тип II, и тези асоциации бяха възпроизведени само в китайското и японското население. 27, 28, 29 Тъй като затлъстяването е рисков фактор за диабет, възможно е тези SNP да медиират ефекта си, като засягат ИТМ. Поради тази биологична значимост и обосновка, целта на това проучване е да се анализира ролята на тези SNP и варианта на FTO rs9939609 при затлъстяване при субекти в Пакистан и да се съпоставят с антропометричните характеристики и липидния профил на плазмата, за да се изясни ефектът, ако този ефект се появи . някой от тези SNP за липидни параметри.

резултатът

Характеристиките на изследваната популация са обобщени в таблица 1. Делът на лицата с фамилна анамнеза за затлъстяване, хипертония, сърдечно-съдови проблеми и диабет в групата със затлъстяване е съответно 63,6%, 25,5%, 12% и 32%, докато в в случая на пациенти със затлъстяване в групата на затлъстелите пациенти тази популация е 50%. контролите са стойности от 8,4%, 0,4%, 0% и 1,3%. Пациентите с диабет са били лекувани, но точната информация за това, кое лекарство е използвано, не може да бъде проследена при повечето пациенти, тъй като голяма част от пробите са от общата популация с недостатъчна грамотност, за да запомнят името на лекарството. Броят на мъжете и жените в групата със затлъстяване (n = 250) е 139 (55,6%) и 111 (44,4%), докато в контролната група (n = 225) има 118 (52%) мъже и 107 души. (48%) жени.

Маса в пълен размер

Асоциация на избрани SNPs със затлъстяването

Разпределението на генотипа за всички SNPs е в HWE (P> 0,05) за всички варианти, а честотите на малките алели на всички варианти са сравними с първоначалните проучвания (Таблица 2). Ефектът на генния резултат (общ брой рискови алели, присъстващи при индивида) върху затлъстяването е показан на Фигура 1. В сравнение с индивидите с ≤ 3 рискови алела, пациентите с ≥9 са имали коефициент на затлъстяване 5,7 (P - стойност = 0,03). За да изследваме кои от SNPs допринесоха за този ефект, ние изследвахме генотипните честоти на шестте SNP в случаите и контролите (Таблица 2). Разпределението на генотипа се различава значително между случаите и контролите за rs1802295 (VPS26A; P = 0,02), rs7178572 (HMG20A; P = 0,007), rs2028299 (AP3S2; P = 0,04) и rs4812829 (HNF4A; P = 0, 02), докато честотите на алелите на риска варираха значително между случаите и контролите за rs1802295 (VPS26A; P = 0,03) и rs9939609 (FTO; P = 0,01; Таблица 2).

Маса в пълен размер

шест

Фигурата показва връзката между нарастващия брой рискови алели, честотата на субектите, носещи съответния брой рискови алели и съотношението на шансовете.

Изображение в пълен размер

Асоциация на SNP с антропометрични характеристики

Както е показано в таблица 3, rs3923113, rs2028299, rs4812829 и rs9939609 не показват значителна връзка с нито една от антропометричните характеристики, rs16861329 показва връзка с обиколката на тазобедрената става, rs1802295 (VPS26A) е свързана с ИТМ, HMA7A72 и rs показва значителна връзка с тегло и обиколка на ханша. Дори при липсата на значителна връзка за някои черти, беше ясно, че наличието на алели на риска за някои варианти леко променя стойностите на ИТМ и WHR, показващи количествения ефект на вариантите.

Маса в пълен размер

Асоциация на SNPs с липиден профил

Асоциацията на избрани SNP с липидни маркери (TC, TG, LDL-C и HDL-C) и техният количествен принос към алела на риска са показани в таблица 4. Когато се начертава спрямо нетеглен генен резултат, увеличаването или намаляването на липидните маркери е показано на Фигура 2. и Допълнителна Фигура 1 е медиационен анализ, показващ, че rs1802295 е единственият SNP, свързан със затлъстяването и някакво липидно свойство.

Маса в пълен размер

Влияние на нарастващия брой рискови алели върху средния общ холестерол.

Изображение в пълен размер

Генен резултат

Общите резултати за SNP бяха изчислени за контролите и случаите, чрез сумиране на индивидуалните оценки на риска и сравнение с независим t-тест на извадка. Хистограмите на нетегления генен резултат показват, че 8% от контролните субекти са имали

Непретеглен генен резултат при затлъстяване. Среден нетеглен генен резултат в случаите спрямо контролите, среден (SD) = 5,76 (1, 45) в случаите 5, 93 (1, 54) в контролите, P = 0,29.

Изображение в пълен размер

дискусия

Пакистан, като държава с ниски доходи, първоначално се сблъсква с проблема с недохранването и недохранването, но подобряването на жизнения стандарт и наличието на разнообразни вкусни храни на относително ниска цена доведе до увеличаване на общото телесно тегло, което стана по-очевидно поради до намалена физическа активност. Поради неграмотността и психологическата стигма затлъстяването доскоро не се счита за болест, което пречи на изследванията да разберат какви биохимични и генетични фактори участват в развитието на затлъстяването в Пакистан. В този контекст е необходимо да се създаде генетичен панел, представящ често срещани варианти, предразполагащи към често срещани форми на затлъстяване в тази част на света.

Резултатите от нашето проучване, показани в таблица 2, показват умерена връзка на избрани варианти със затлъстяването, като коефициентите на шансове варират от 1,06 за rs7178572 (HMG20A) до 1,54 за rs9939609 (FTO), като 2/7 SNP също показват връзки с теглото и 1/7 с ИТМ. Ясно е обаче, че механизмът на действие на тези SNP върху затлъстяването се влияе само частично от плазмените нива на липидите, като само 2/7 се свързват с нивата на LDL-Cl и 1/7 се свързват с HDL-C, най-вече главно с FTO ген, който не показва връзка с никакви признаци на плазмени липиди. Тези резултати се подкрепят от функцията и диференциалната експресия на гени, в които тези SNP се намират в специфични тъкани.

Използвахме непретеглени и претеглени генни резултати, за да проучим комбинирания ефект на алелите на риска върху затлъстяването. Това е надежден подход, особено когато размерът на пробата е малък, тъй като предоставя информация относно адитивните ефекти на множество варианти в различни гени при един и същи индивид. Тъй като претегленият генен резултат взема предвид публикуваните размери на ефектите от големи проучвания, размерът на ефекта, присвоен на всеки вариант, не зависи от ефекта, оценен от текущото малко проучване, така че проблемът с ефективността е леко преодолян. Избрахме 7 варианта в 7 различни гена, което означава, че индивидът може да има максимум 14 алела на риска. Използвайки подхода за генен резултат, установихме, че има праг, който има поне> 4 алела, за да се постигне значителен ефект върху телесното тегло. Това може да се дължи на факта, че ако са налице само ≤ 4 алела на риска, комбинираният ефект е толкова малък, че хомеостатичните механизми на организма могат да поддържат идеално телесно тегло, но ако има ≥5 алела, комбинираният ефект се изразява и резултатите при повишен риск от наддаване на тегло и затлъстяване. Ефектът може да се дължи на малкия размер на извадката и тези резултати изискват репликация в по-голям размер на извадката.

SNP rs3923113 е близък до гена на рецепторния растежен фактор 14 (GRB14), който е силен кандидат за наблюдаваната връзка със затлъстяването и диабета тип II. Генният продукт е адаптер протеин, който се свързва с инсулин и инсулиноподобни рецептори на растежен фактор, които инхибират сигнализирането на тирозин киназа. 39, 40 GRB14 -/- мишки са слаби и имат подобрена инсулинова чувствителност. Рисковият алел rs3923113 е свързан с намалена чувствителност към инсулин и T2D при южните азиатци, което предполага повишаване на функцията. Този SNP е в LD с друг SNP, rs10195252, за който е доказано, че е свързан с централно затлъстяване и експресия на GRB14 в мастната тъкан. 41

Rs16861329 е интронен SNP в гена на галактозидаза 1 (ST6GAL1) сиалилтрансфераза 6, чийто продукт е ензим, разположен в апарата на Голджи. Въпреки че преди това този ген не е бил свързан с T2D, се съобщава, че гликозилирането, причинено от добавянето на сиалова киселина, влияе върху метаболизма на глюкозата, като засяга сигнализирането и предаването на инсулина. Алтернативно, затлъстяването може да бъде свързано с факта, че този SNP се намира близо до гена на адипонектин (ADIPOQ), който кодира адипонектин, хормон, за който е известно, че повишава чувствителността към инсулин. 43

SNP rs1802295 е в 26A протеиновия ген (VPS26A), свързан с вакуумния сортиращ протеин, който кодира субединица на голям мултимерен протеинов комплекс, който участва в транспорта до транс-голджи комплекса. 44, 45 Този ген се експресира в мастна, панкреатична и някои други тъкани и въпреки че връзката му с метаболизма на глюкозата не е ясно разбрана, той се счита за кандидат ген за чувствителност към затлъстяване и T2D, тъй като има изобилие в мастната тъкан. 46

Четвъртият SNP rs2028299 е в непосредствена близост до свързания с адаптера протеинов комплекс (AP3S2). Този ген се експресира в панкреатичната и мастната тъкан и продуктът участва в транспортирането и сортирането на везикули в тези тъкани. SNP може директно да повлияе на телесното тегло чрез нарушаване на везикулозния транспорт в гладкия ендоплазмен ретикулум в мастната тъкан или може да действа индиректно, като въздейства върху други гени, т.е. PLIN-1 участва в покриването на мастните капчици в мастната тъкан и регулирането на липолизата, тъй като този ген се намира близо до AP3S2. Установено е, че много вариации в PLIN1 са свързани със затлъстяването при модели на мишки. 49, 50

Наблюдавахме значителна връзка на SNP rs7178572 с маса, HC и WHR, но само със серумен HDL-C. Това е интронен SNP в високомобилния протеинов ген 20А (HMG20A), който кодира регулаторен протеин, който контролира генната експресия чрез модифициране на хистона и е важен за нервното развитие. SNPs могат да играят роля за въздействие върху експресията на гени, участващи в липидния метаболизъм, което води до дислипидемия и затлъстяване. 51, 52

SNP rs4812829 е силно свързан само с LDL-C. Това е интрон в гена на хепатоцитния ядрен фактор 4 (HNF4A), който е силен кандидат за асоцииране със затлъстяването и T2D. Генният продукт е транскрипционен фактор, силно изразен в черния дроб. Съобщава се за 53 мутации в HNF4A, които причиняват захарен диабет тип I (MODY), който включва нарушена функция на β-клетките и инсулинова чувствителност. Установено е, че рисковият алел rs4812829 е свързан с намалена функция на β-клетките при субекти от южноазиатски произход. 28

Най-широко проучваният вариант на гена за мазнини и затлъстяване (FTO) е интронният SNP, rs9939609. Известно е, че този SNP предразполага към затлъстяване, диабет тип II и сърдечно-съдови заболявания и също е свързан с психологически разстройства. 55, 56, 57, 58 Дългосрочно проучване в Бразилия установи повишаване на теглото от 0,07 kg/m2/година за всеки допълнителен алел на риска. По-рано беше установено, че общият риск от затлъстяване е повишен

1,3 пъти за алел на риска. Известно е, че този вариант влияе върху телесното тегло, като нарушава метаболизма на глюкозата. 26 Интересното е, че не открихме никаква връзка между този вариант и някое от липидните свойства, което предполага, че вариантът има пряка роля в регулирането на енергията за увеличаване на телесното тегло.

Проучването имаше ограничение на малкия размер на извадката и следователно ограничена сила. Този проблем е преодолян чрез използване на подхода за генен бал. Въпреки че наблюдавахме линеен ефект на оценката на гена за затлъстяване върху липидните маркери, ефектът върху затлъстяването не беше линеен, което може да се дължи на енергийни проблеми и следователно наблюдаваната връзка трябва да се повтори в по-големи проучвания в бъдеще. Оловото на GWAS SNP на мястото може да не е функционално, но може да действа като маркер на функционален вариант в един от близките гени. Правилното идентифициране на функционален SNP и ген ще бъде ценно, защото ще подобри степента на ефекта за прогнозиране на риска и правилно ще идентифицира нови цели за бъдещи терапевтични интервенции.

заключение

SNP в настоящото проучване са имали високи честоти на по-малки алели и величини с умерен ефект. В бъдеще трябва да се извършват проучвания с по-големи размери на пробите, за да се изясни не само ефектът от вече известни SNP, но се появиха и други нови варианти, които да повлияят на тази група свързани здравословни проблеми, включително затлъстяване, диабет, хипертония и сърдечно-съдови нарушения. някои често срещани варианти с умерени/големи ефекти при пакистанското население за определяне на рисковия рейтинг за затлъстяване. Хора с алели на риска, по-големи от прага, могат да бъдат посъветвани да променят начина си на живот, диета и упражнения, така че генетичното предразположение да не може да се „включи“.