генетичні

  • реферат
  • об'єкт:
  • предмети:
  • методи:
  • результати:
  • висновок:
  • вступ
  • Матеріали і методи
  • Збір предметів та даних
  • Підбір генетичних маркерів
  • генотипування
  • Статистичний аналіз
  • результат
  • обговорення

реферат

об'єкт:

Дослідити взаємозв'язок між генетичними поліморфізмами гена CYP19A1 та фенотипами, пов'язаними з ожирінням, індексом маси тіла (ІМТ) та співвідношенням талії та стегна (WHR).

предмети:

Загалом 1241 китайська жінка була відібрана для контролю в громаді для популяційного дослідження випадків раку молочної залози.

методи:

Дев'ятнадцять гаплотипних мононуклеотидних поліморфізмів (htSNP) були генотиповані у чотирьох гаплотипових блоках.

результати:

Значні асоціації спостерігались для WHR на трьох ОНП, розташованих у блоці 1 гаплотипу, включаючи rs2445765, rs1004984 та rs1902584 (P = 0, 05, 0, 04 та 0, 01). Жінки, особливо жінки в пременопаузі, які мали невеликий алель на будь-якому з цих СНП, мали вищий коефіцієнт WHR, ніж жінки без нього. З цих трьох SNP найсильніша асоціація спостерігалась у rs1902584, який є найближчим до промотора I.4, головного промотора жирової тканини. Аналізи гаплотипів показали зв'язок між гаплотипом TCCAT у блоці 1 та WHR зі значенням Р 0,02.

висновок:

Ці результати дозволяють припустити, що генетичні поліморфізми CYP19A1 можуть бути пов'язані з ризиком ожиріння у китайських жінок, особливо у жінок до менопаузи.

Білок CYP19A1 (ароматаза) відіграє вирішальну роль у біосинтезі естрогену і, отже, впливає на розподіл та регуляцію жиру в організмі.

Ожиріння стало глобальною проблемою охорони здоров'я. 1 Близько 250 мільйонів дорослих, близько 7% дорослого населення світу, вважаються ожирінням і можуть мати надмірну вагу або в два-три рази надмірну вагу. 2 Індекс маси тіла (ІМТ) та співвідношення талії та стегон (WHR) - загальновживані показники загального ожиріння та середнього ожиріння. Ожиріння пов'язане з багатьма хронічними захворюваннями, особливо серцево-судинними захворюваннями, діабетом II типу та деякими типами раку. 1 Показано, що ожиріння живота є тісно пов’язаним із цими хронічними захворюваннями через його асоціацію з інсулінорезистентністю, гіперінсулінемією, гіпертензією та гіпертригліцеридемією. 3 Досягнуто значного прогресу в розшифровці патогенезу ожиріння, і очікується значний генетичний внесок. 4, 5 Розпочато низку молекулярних досліджень з метою пошуку генетичних детермінант, що лежать в основі варіацій фенотипів, пов’язаних із ожирінням, і які включають понад 600 генів, маркерів та хромосомних областей. 6

Ген CYP19A1 кодує ароматазу, фермент, який каталізує перетворення андрогенів C19, андростендіону та тестостерону в естрогени C18, естрон та естрадіол. 7, 8, 9 Тестостерон пригнічує проліферацію та диференціювання преадипоцитів, 10, 11, тоді як естрадіол, ймовірно, стимулює їх. Ген CYP19A1 експресується в ділянках статевих залоз, таких як яєчники та яєчка, та позагонадальних ділянках, включаючи жирову тканину. Миші-нокаути з ароматазою поступово накопичують більше внутрішньочеревної жирової тканини, ніж їх поглиначі дикого типу12, що свідчить про роль гена CYP19A1 у патогенезі ожиріння. Кілька досліджень сканування цілих геномних зв'язків показали кількісний локус ознак (QTL) для ожиріння на хромосомі 15 q, регіоні, де розташований ген CYP19A1. 13, 14, 15 Ген CYP19A1 є високополіморфним, і можливо, функціональні варіанти цього гена можуть бути пов'язані з ожирінням, особливо центральним ожирінням. Ми оцінили цю гіпотезу серед китайських жінок, які потрапили в дослідження раку молочної залози в Шанхаї.

Матеріали і методи

Збір предметів та даних

Зразок дослідження був прийнятий як контроль громади в Шанхайському дослідженні раку молочної залози (SBCS), 16 популяційному китайському популяційному дослідженні. Коротше кажучи, у випадку з SBCS випадки складалися з жителів Шанхаю у віці від 25 до 64 років, яким діагностовано рак молочної залози в період із серпня 1996 року по березень 1998 року. З 1602 відповідних випадків 1459 брали участь у дослідженні SBCS (91 %). Елементи контролю були вибрані випадковим чином із загальної сукупності та частоти порівняно з пацієнтами за віком (з інтервалом у п’ять років) за допомогою файлів з реєстру міст Шанхаю, що містять демографічну інформацію для всіх дорослих Шанхая. Критерії включення для контролю були такими ж, як для випадків, за винятком діагностики раку молочної залози. З 1724 жінок, які мають право на участь, 1556 (90%) пройшли особисті співбесіди, а 1310 контрольних (84%) взяли зразки крові. Зразки крові обробляли в день забору в Шанхайському інституті раку, як правило, протягом 6 годин після забору крові, і зберігали при -70 ° C. Згода була отримана від усіх учасників, а дослідження схвалено комісіями з огляду всіх установ-учасниць .

Структурована анкета була використана для надання детальної інформації про демографічні фактори, менструальний та репродуктивний анамнез, вживання гормонів, харчові звички, попередню історію, фізичну активність та вживання тютюну та алкоголю. Всім учасникам вимірювали виходячи з їхньої поточної ваги, зросту, окружності талії та стегон. Вимірювання проводили двічі за стандартним протоколом підготовленими інтерв'юерами, більшість з яких були медсестрами або пенсіонерами. Третє вимірювання проводили, якщо будь-яка різниця між першими двома вимірами перевищувала межу допуску (1 кг за вагою та 1 см за висотою та окружністю). Для аналізу даних використовували середні значення двох найближчих вимірювань.

Підбір генетичних маркерів

Генетичні маркери, включені в дослідження, були відібрані з використанням недавнього звіту багатоетнічного когортного дослідження. 17 На основі аналізу гаплотипу 74 мононуклеотидних поліморфізмів (SNP), Haiman et al. 17 ідентифікували чотири блоки гаплотипу (блоки 1-4) та 19 мічені гаплотипом SNP (htSNP) для гена CYP19A1 японською мовою. Усі ці 19 htSNP були включені в це дослідження. Серед них п’ять були у блоці гаплотипу 1, п’ять у блоці 2, три у блоці 3 та шість у блоці 4.

генотипування

Геномну ДНК витягували з буйних шарів за допомогою набору для очищення ДНК Puregene (Gentra Systems, Міннеаполіс, Міннесота, США) згідно з протоколом виробника. SNP rs1004984 генотипували за допомогою високопродуктивного аналізу Masscode в BioServe Biotechnologies, Ltd. (Лорел, штат Медіка, США). SNP rs700519 генотипували з використанням поліморфізмів довжини фрагментів рестрикції полімеразної ланцюгової реакції та фрагментів рестрикції та підтверджували прямим секвенуванням з використанням BigDye Terminator Chemistry на ABI 3700 (ABI). Генотипування додаткових 17 SNP проводили, проводячи аналіз аллельної дискримінації 5'-нуклеази Taqman, використовуючи ABI 7900 (ABI, Applied Biosystems, Фостер-Сіті, Каліфорнія, США). Детальна інформація про тести, праймери, зонди та процедури доступні за запитом.

Співробітники лабораторії були сліпими щодо особи суб'єктів. Зразки контролю якості були включені в аналізи генотипування. Кожна 96-лункова платівка геномної ДНК містила безліч контролів якості, включаючи одну воду, два зразки CEPH 1347-02, два відомі дублікати дослідження та два сліпих дублікати дослідження. Згода генотипів, призначених для заготовок для контролю якості, становила 98,7%.

Статистичний аналіз

Для перевірки рівноваги Харді-Вайнберга (HWE) для кожного з 19 SNP було проведено χ 2-тест. SNPs rs12907866 та rs700519 суттєво відхилялися від HWE і були виключені з аналізу асоціацій та відновлення гаплотипів. Сильний дисбаланс асоціації (LD) спостерігався між SNP у кожному блоці гаплотипів (Nobuhiko et al., Неопубліковано). Гаплотипи були реконструйовані на основі SNP у кожному блоці за допомогою програми PHASE. 18 СНП використовується для відновлення гаплотипи були впорядковані по їх хромосомної місці для того, rs2446405 - rs2445765 - rs2470144 - rs1004984 - rs1902584 для блоку 1, hCV1664178 - rs12900137 - rs730154 - rs936306 - rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9259 rs9259 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6198 блок 3 та rs727479 - rs2414096 - rs10046 - rs4646 для блоку 4.

Взаємозв'язок між ІМТ та поліморфізмами ВПЗ перевіряли методом коваріаційного аналізу (ANCOVA), вік та фізичну активність регулювали як коваріати. Усі статистичні тести базувались на двосторонніх ймовірностях із використанням SAS, версія 9.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA).

результат

Серед 1310 прийнятних жінок, які здали кров, генетичні поліморфізми CYP19A1 були доступні серед 1241 (95%), які були включені в це дослідження. Описові характеристики цих учасників наведені в таблиці 1. Середній вік випробовуваних становив 49,2 ± 8,7 року (середній ± sd). Лише 2,6% та 3,4% жінок коли-небудь регулярно палили або вживали алкоголь. Жінки в постменопаузі мали значно вищі показники WHR та ІМТ, 0, 815 та 24, 2, ніж жінки в менопаузі, 0, 791 та 22, 7. Більше жінок у постменопаузі брали участь у більш регулярних фізичних навантаженнях, ніж жінки в період перед менопаузою, 42, 4 проти 16, 6%. Не було суттєвої різниці між групами, включеними в це дослідження, та усіма контрольними суб'єктами, включеними в Шанхайське дослідження раку молочної залози, щодо розподілу основних демографічних факторів (дані не наведені).

Стіл в натуральну величину

Розподіл генотипів та алелів та детальна інформація про генетичні маркери зведені в таблицю 2. У таблиці 3 наведені результати аналізів асоціацій. Значні асоціації між WHR та генотипами спостерігались на трьох SNP, виявлених у блоці 1 гаплотипу, тобто rs2445765, rs1004984 та rs1902584 (P = 0,05, 0,044 та 0,01). Жінки з меншим алелем у будь-якому з цих ОНП мали тенденцію до вищого коефіцієнта коефіцієнта попиту, ніж жінки без нього. Аналізи гаплотипів показали зв'язок між гаплотипом TCCAT у блоці 1 та WHR зі значенням Р 0,02 (рис. 1). Жінки з двома копіями гаплотипу TCCAT мали найвищий коефіцієнт WHR 0,814, а жінки без цього гаплотипу мали найменший WHR (0,797). Статистично значущі асоціації щодо WHR також спостерігались у SNPs rs6493494 (у блоці 3) та rs10046 (у блоці 4) зі значеннями P 0, 04 та 0,007. Не спостерігалося зв'язку між WHR та іншими генетичними маркерами. Ми не виявили жодної значущої асоціації ІМТ за будь-яким генетичним маркером (Таблиця 3 та Рисунок 1).

Стіл в натуральну величину

Стіл в натуральну величину

Асоціації для гаплотипу CYP19A1 TCCAT у блоці 1 з WHR та ІМТ.

Повнорозмірне зображення

Стіл в натуральну величину

обговорення

У цьому великому популяційному дослідженні ми виявили, що генетичні поліморфізми в гені CYP19A1 були пов'язані з фенотипами, пов'язаними з ожирінням у китайських жінок, особливо з поліморфізмами, виявленими в блоці 1 гаплотипу у жінок в період менопаузи. Ці результати не є несподіваними, враховуючи важливу роль гена CYP19A1 у метаболізмі естрогену та у проліферації та диференціації преадипоцитів.

Білок CYP19A1, ароматаза, може побічно впливати на розподіл та регуляцію жиру в організмі, регулюючи співвідношення андрогенів та естрогенів у жировій тканині. Естроген стимулює проліферацію та диференціацію преадипоцитів через α- та β-естрогенові рецептори, що знаходяться в підшкірних та внутрішньочеревних жирових клітинах. На відміну від них, тестостерон може інгібувати проліферацію і диференціювання преадипоцитів і стимулювати опосередкований катехоламінами ліполіз за допомогою регуляції β-адренорецепторів. Загальна кількість естрогену, синтезованого жировою тканиною, може бути невеликою, але концентрації, досягнуті в місцевій тканині, ймовірно, будуть високими, а отже, мають місцево значущий біологічний ефект. Таке джерело естрогену може відігравати важливу, але поки невідому фізіологічну та патофізіологічну роль. 20 нокаутованих мишей CYP19A1 показали не тільки підвищений рівень андрогенів, але також абдомінальне ожиріння та резистентність до інсуліну 12, що чітко вказує на участь ароматази у розвитку абдомінального ожиріння. Тому не дивно, що в цьому дослідженні спостерігались асоціації поліморфізмів CYP19A1 із ожирінням.

Ген CYP19A1 має розмір близько 123 kb з кодуючою областю 9 екзонів (близько 30 kb, екзони II-X) і регуляторною областю 93 kb (екзон I). Регуляторна область містить щонайменше 10 різних промоторів, які регулюють тканини або сигнальний шлях, специфічно. З 10 промоторів промотори I.3, I.4 та II експресуються в жировій тканині, причому основним є промотор I.4. Промотор I.4 регулюється цитокінами класу I, такими як інтерлейкін (IL) -6 та IL-11, а також фактором некрозу пухлини альфа (TNF-α). 20 За початковим сайтом транскрипції промотору I.4 знаходиться сайт зв'язування для специфічності білка-1 (Sp1). 22 Навпроти місця початку транскрипції промотору I.4 розташований елемент послідовності активації гамма-інтерферону (GAS), за яким слідує елемент глюкокортикоїдної відповіді (GRE). 22 Усі ці три елементи необхідні для вираження з боку промоутера I.4.

SNP, виявлені в блоці 1 гаплотипу, близькі до промотору I.4, а отже, можуть впливати на регуляцію транскрипції та впливати на активність ароматази в жировій тканині. З п'яти SNP, що вивчаються в гаплотиповому блоці 1, rs1902584 має найкоротшу відстань до трьох елементів відповіді, 493 bp перед GAS, 646 bp перед GRE та 915 bp перед Sp1. 22 Цікаво, що найсильніша асоціація в нашому дослідженні спостерігалася з цим SNP, rs1902584. У жінок в пременопаузі більшість циркулюючих естрогенів синтезуються гранульозними клітинами яєчників. Однак у жінок в постменопаузі естроген виробляється переважно шляхом перетворення андрогенів в катастрофізовані ароматазою естрогени в жировій тканині. У нашому дослідженні ми виявили, що асоціація гена CYP19A1 із ожирінням обмежена жінками в менопаузі. Ми не маємо конкретного пояснення для цієї конкретної асоціації. Здається малоймовірним, що циркулюючі естрогени можуть сприяти розвитку центрального ожиріння, оскільки жінки в пременопаузі в середньому мають набагато вищий рівень циркулюючого естрогену, ніж жінки в постменопаузі.

Сигнал асоціації також спостерігався для SNP, виявлених у блоках 3 і 4 гаплотипу. Блоки з 4 SNP були розташовані в області кодування та 3 'UTR, що може мати функціональне значення, впливаючи на стабільність мРНК або регулюючи припинення трансляції. 23 Ці SNP також можуть мати сильну LD з іншими функціональними варіантами в будь-якому місці блоку. Блоки 3 SNP знаходились між промоторами If та I.2, які експресувались у мозку та плаценті. Ми не маємо конкретного пояснення зв’язку блоку 3 SNP із ожирінням.

Серед наших китайських жінок у пременопаузі деякі ОНП були пов'язані з ВРВ, але не ІМТ, тоді як деякі ОНП були пов'язані з ІМТ, але не ВІЛ. Прийнятним поясненням є таке. WHR вказує на ожиріння живота, тоді як ІМТ вказує на ожиріння всього тіла. Дослідження показали, що активність ароматази може змінюватися в різних частинах тіла. Активність ароматази в 6-30 разів більша за вміст жиру, взятого з верхньої частини стегон, сідниць і боків, порівняно з животом. 24, 25 Також можливо, що регуляція ароматази змінюється залежно від місць зберігання жиру. 26 Таким чином, вплив поліморфізмів CYP19A1 на фенотипи, пов’язані з ожирінням, може змінюватися в організмі.

Підводячи підсумок, ми виявили, що генетичні поліморфізми в гені CYP19A1 були пов’язані з фенотипами, пов’язаними з ожирінням, у китайських жінок, особливо у жінок в менопаузі. Якщо ці результати не є випадковими і можуть бути підтверджені в подальших дослідженнях, вони можуть припустити, що ген CYP19A1 може змінити ризик ожиріння шляхом біосинтезу естрогену.