Факултет по обществено здраве, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

полиморфизмът

Катедра по обществено здраве, Медицински факултет, Медицински университет Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хранене, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хирургия, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Училище по медицина, Университет на Западна Австралия, Пърт, Австралия

Отделения по акушерство и гинекология, Медицинска университетска болница Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хирургия, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Факултет по обществено здраве, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по обществено здраве, Медицински факултет, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Отдел по екологично здраве и трудова медицина, Национални здравни изследователски институти, Гаосюн, Тайван

Отдел по екологично здраве и трудова медицина, Национални здравни изследователски институти, № 100, Shih-Chuan 1 Rd., Kaohsiung, Тайван. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Факултет по обществено здраве, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по обществено здраве, Медицински факултет, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хранене, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хирургия, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Училище по медицина, Университет на Западна Австралия, Пърт, Австралия

Катедри по акушерство и гинекология, Медицинска университетска болница Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по хирургия, Медицинска университетска болница в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Факултет по обществено здраве, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Катедра по обществено здраве, Медицински факултет, Медицински университет в Гаосюн, Гаосюн, Тайван

Отдел по екологично здраве и трудова медицина, Национални здравни изследователски институти, Гаосюн, Тайван

Отдел по екологично здраве и трудова медицина, Национални здравни изследователски институти, № 100, Shih-Chuan 1 Rd., Kaohsiung, Тайван. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Разходите за публикуване на тази статия бяха покрити отчасти чрез плащането на такси за страница. Следователно тази статия трябва да бъде маркирана с „реклама“ в съответствие с 18 U.S.C. Раздел 1734 единствено, за да посочи този факт.

Резюме

Изследвахме генетичните асоциации на полиморфизма G-2548A в промотора на лептин (LEP) гена и полиморфизма Gln223Arg (Q223R) на лептинов рецептор (LEPR) ген със затлъстяване. Двеста двадесет и шест субекта със затлъстяване (BMI ≥ 27 kg/m 2) и 182 аборигени с нормално тегло (BMI 2) участваха в това проучване. Полиморфизмите на LEP G ‐ 2548A и LEPR Q223R бяха генотипизирани чрез полиморфна полимеразна верижна реакция/рестрикционен полиморфизъм на дължина на фрагмента и бяха измерени техните антропометрични характеристики. Нивата на лептин, триглицериди и холестерол са измерени след гладуване през нощта. Установихме, че честотите на LEP G/G хомозигота (22,6%) с менделевска рецесивна (χ 2 = 7,89, стр = 0,005) и кодоминант (χ 2 = 7,93, стр = 0,02) моделите да бъдат по-високи при субекти с изключително затлъстяване (ИТМ ≥ 35 kg/m 2), отколкото при пациенти с нормално тегло (6,9%), но не и при пациенти със средно затлъстяване (35> BMI ≥ 27 kg/m 2). Няма разлика в генотипната честота на полиморфизма LEPR Q223R между екстремно затлъстелите и контролните групи. Предполагаме, че LEP −2548 G/G хомозигота играе генетично рецесивна роля в развитието на екстремно затлъстяване при тайванските аборигени.

Затлъстяването е основен влиятелен фактор за развитието на сложни заболявания като диабет тип 2, хипертония, подагра и сърдечно-съдови заболявания. Фамилни проучвания при хора показват, че затлъстяването е свързано с гени и фактори на околната среда ((1)) и показва високорисково присъствие при роднини ((2)). Начинът на наследяване при затлъстяване обаче остава неясен.

При мишките лептиновият протеин е съвкупност от 167 аминокиселини, произведени от лептиновия ген от мастна тъкан; чрез свързване със специфичен рецептор в хипоталамуса ((3)), той има биологична роля в пътя на приема на храна, регулирането на телесното тегло и енергийната хомеостаза ((4)). Лептиновият рецептор, идентифициран също като генен продукт на диабет, е единичен трансмембранен протеин, който се установява в много тъкани и има няколко алтернативно снадени изоформи.

Резултатите от проучвания за връзки, направени върху затлъстели хора, използващи маркери близо до лептин (LEP) 1 Нестандартни съкращения: LEP, лептин; LEPR, лептинов рецептор.
и лептинов рецептор (LEPR) генните региони все още са спорни. LEP е свързано с екстремно затлъстяване във френско проучване ((5)) и популация в Пенсилвания ((6)), но не и в двойки индийски братя и сестри от Пима ((7)). При хората LEP и LEPR са картографирани съответно на 7q31.3 ((8)) и 1p31 ((9)). Mammes et al. ((10), (11)) бяха първите, които показаха, че вариантът G-2548A в промотора на LEP е свързан с намаляване на ИТМ при жени с наднормено тегло. Малко проучвания за асоциации предполагат, че лица с полиморфизми на LEPR генът е предразположен към развитие на затлъстяване ((12), (13)), но има констатации, които противоречат на това ((14)).

Точните роли на генетиката и околната среда при затлъстяването са сложни, тъй като фактори като расово разнообразие, хетерогенност на фенотипа и ограничения на размера на пробата са значителни смущения. Лингвистични, археологически и генетични доказателства предполагат съществуването на островни (разработени изолирано) популации в региона на Тихия океан, включително полинезийци, микронезийци, меланезийци и тайвански аборигени ((15), (16)). Това ни даде генетично хомогенна аборигенна общност за целите на нашето изследване на възможни връзки между затлъстяването и полиморфизма G-2548A в промотора на LEP ((11)) и полиморфизма Q223R в дългата изоформа на LEPR ((17)).

Общо 226 субекта (75 мъже и 151 жени) отговарят на критериите за затлъстяване с ИТМ ≥27 kg/m 2 (възраст: 59,1 ± 12,9 години; ИТМ: 31,5 ± 3,9 kg/m 2), включително 33 изключително затлъстели лица (BMI ≥ 35 kg/m 2) и 182 субекта са с нормално тегло с ИТМ 2 (60 мъже и 122 жени; средна възраст: 59,7 ± 13,5 години; ИТМ: 22,7 ± 1,8 kg/m 2).

Таблица 1 изобразява генотипната и алелната честота на LEP G ‐ 2548A и LEPR Q223R полиморфизми при лица със затлъстяване и с нормално тегло, които са били> 18 години. Харди-Вайнберг равновесие се наблюдава при изключително затлъстели, умерено затлъстели и съвпадащи контролни групи за LEP G ‐ 2548A и за LEPR Q223R генотипове в екстремно затлъстели и умерено затлъстели групи, но не и в групи с нормално тегло (стр = 0,015). Честотите и на двата полиморфизма не се различават значително при умерено затлъстяване (ИТМ ≥ 27 kg/m 2) и контролите им, но генотипите на LEP -2548 G/G хомозигота (22,6%) са значително по-високи при екстремно затлъстели пациенти (ИТМ ≥ 35 kg/m 2) с рецесивен (χ 2 = 7,89, стр = 0,005) и кодоминантни модели (χ 2 = 7,93, стр = 0,02). Не открихме никаква разлика в LEPR Q223R полиморфизъм между изключително затлъстелите и контролните групи. Статистическата сила на това генетично проучване е била 80,6%, за да се отхвърли правилно нулевата хипотеза.

Рецесивен генотип Доминиращ генотип Кодоминиращ генотип AA/GA (%) GG (%) χ 2 /стр AA (%) GA/GG (%) χ 2 /стр AA (%) GA (%) GG (%) χ 2 /стр Харди-Вайнберг равновесие /стр*
LEP G ‐ 2548A
Екстремно затлъстяване 24 (77,4) 7 (22,6) 7,89/0,005 13 (41,9) 18 (58,1) 0,58/0,45 13 (41,9) 11 (35,5) 7 (22,6) 7,93/0,02 0,34
Съответстващ контрол 31 (100) 0 (0) 16 (51,6) 15 (48,4) 16 (51,6) 15 (48,4) 0 (0) 0,21
Умерено затлъстяване 167 (91,8) 15 (8,2) 0,13/0,72 90 (49,5) 92 (50,5) 0,26/0,61 90 (49,5) 77 (42,0) 15 (8,2) 0,30/0,86 0,97
Съответстващ контрол 117 (92,9) 9 (7.1) 66 (52,4) 60 (47,6) 66 (52,4) 51 (40,5) 9 (7.1) 0,98
LEPR Q223R
Екстремно затлъстяване 30 (100) 0 (0) 25 (83,3) 5 (16,7) 0,27/0,61 25 (83,3) 5 (16,7) 0 (0) 0,27/0,61 0,88
Съответстващ контрол 33 (100) 0 (0) 29 (87,9) 4 (12,1) 29 (87,9) 4 (12,1) 0 (0) 0,93
Умерено затлъстяване 183 (99,5) 1 (0,5) 0,71/0,40 160 (87,0) 24 (13,0) 1,45/0,23 160 (87,0) 23 (19,1) 1 (0,5) 2,93/0,23 0,98
Съответстващ контрол 135 (98,5) 2 (1,5) 125 (91,2) 12 (8,8) 125 (91,2) 10 (7,3) 2 (1,5) 0,01
  • * Направихме тестове за равновесие на Харди-Вайнберг, съответно в случай и контролни групи.

Концентрациите на лептин и други свързани със затлъстяването фенотипи бяха тествани съгласно полиморфизма G-2548A съответно при затлъстели и контролни субекти (данните не са показани). Анализът на ковариацията на нивата на лептин, след коригиране на ИТМ, се извършва отделно: стр = 0,21 за затлъстели лица и стр = 0,26 за контролните субекти. Средната обиколка на талията сред G/G генотип (100,3 ± 13,9 cm) е значително по-висока от тази на G/A (93,9 ± 6,8 cm) и A/A (94,5 ± 9,9 cm) генотипове в групата със затлъстяване (стр = 0,02) с използване на еднопосочен ANOVA; това не беше така в контролната група (стр = 0,64).

Това проучване е първото проучване за азиатско население сред три предишни асоциативни проучвания ((10), (11), (18)), което показва, че LEPR Вариантът G-2548A е значително свързан със затлъстяването. Това е така, защото при тайванските аборигени се съобщава за високо разпространение на свързаните със затлъстяването метаболитни нарушения, включително подагра ((16)) и хиперлипидемия ((19)). Въпреки това, за разлика от белите ((18)) и населението на Франция ((11)), LEP G алел се проявява като незначителен алел в тайванските аборигени. Генетичната връзка в тайванските аборигени с екстремно затлъстяване предполага възможен основополагащ ефект на податливостта към затлъстяване. Нашите данни показват, че LEP–2548 G/G хомозигота е значително свързана с екстремно затлъстяване (ИТМ ≥ 35 kg/m 2), но не открихме LEP–2548 G/G генотип, който да бъде свързан с умерено затлъстяване (ИТМ: 27 до 35 kg/m 2). Вариантът G-2548A в промотора на LEP показва различен отговор на нискокалорична диета ((10)). Трябва да съществуват определени специфични за генотипа ефекти между циркулиращия лептин и телесната мастна тъкан ((18)). Функционално проучване също предполага това LEP -2548 G/A повлиява експресията на лептин mRNA, вероятно на ниво транскрипция ((20)).

Наблюдавахме, че ИТМ на G/G генотипа е значително по-висок от този на G/A и A/A генотипите при екстремно затлъстяване, но не е установена разлика в нивата на лептин след коригиране на ИТМ. Le Stunff и сътр. ((18)) потвърдиха, че рецесивният ефект на LEP Вариантът G-2548A може потенциално да промени експресията на лептин, а жените с A/A хомозигота имат 25% по-ниски средни нива на лептин в сравнение с момичетата с други генотипове. В това проучване не открихме връзка между LEPR Вариант Q223R и екстремно затлъстяване. Някои проучвания на асоциации предполагат, че хората с LEPR Q223R полиморфизъм, който е бил с по-висок риск от развитие на затлъстяване, е открит при гръцка популация ((12)) и бели мъже ((13)). Не са направени обаче такива открития за японското население ((14)). Затлъстяването е полигенно разстройство, което има няколко гена-кандидати, които играят роля при определяне на крайната тежест. Следователно би било полезно да има епистатичен ефект от комбинирането на тези два кандидат-полиморфизма. Въпреки че се опитахме да разрешим противоречивите резултати от предишни проучвания в това проучване, ще са необходими повече размери на пробите, за да се потвърди това.

Една от слабостите в това проучване беше ограничението на размера на пробата при пациенти с изключително затлъстяване, което предизвика трудности при анализирането на епистатичния ефект поради неговата рядка честота. Друго е, че хранителният прием и антропометричните данни се измерват едновременно. Въпреки че изключихме субектите, които са били на диета през 3-те месеца преди това проучване, все още не сме наблюдавали връзка между храненето и затлъстяването от дизайна на напречното сечение.

Изследванията на асоциации могат да бъдат ценни инструменти за изследване на скромния генетичен принос към сложни заболявания. Нашата аборигенска общност осигури генетично хомогенна обстановка, където по-малко вероятно е да се появят объркващи фактори, за оценка на възможните връзки между затлъстяването и полиморфизмите на LEP и LEPR гени, които могат да имат функционално значение. От тази асоциация проучване на затлъстяването и LEP и LEPR гени, открихме, че LEP Полиморфизмът G-2548A е свързан с екстремно затлъстяване при тайванските аборигени.

Методи и процедури за изследване

Участници

Ние включихме субекти, като използвахме популационно епидемиологично проучване в аборигенска общност в южната част на Тайван, започвайки през август 2003 г. Общо 615 субекти участваха в нашето проучване и им беше предоставена безплатна услуга при здравни прегледи. Екстремните признаци, измерени в тази популация, дават най-добрата възможност за откриване на генетични ефекти върху количествените признаци; само тези с ИТМ ≥27 kg/m 2 (като група със затлъстяване) и BMI 2 (като контролна група) са избрани за това генетично проучване. За да се намалят генетичните вариации, и двамата родители на нашите субекти бяха взети от едно и също племе (и двамата Paiwan или и двамата Rukai). Субектите с нормално тегло, които бяха съпоставени 1: 1 или 1: 2 по отношение на възрастта (± 5 години), пола и племенната принадлежност към затлъстелите субекти бяха избрани от една и съща зона на пребиваване. Следователно 226 затлъстели аборигенни индивиди (ИТМ ≥ 27 kg/m 2) и 182 аборигенни индивиди с нормално тегло (BMI 2) са участвали в това проучване. Тъй като за първи път в общината се провежда генетично изследване на затлъстяването, никой от жителите не знае генетичния си статус или нивото на лептин преди набирането. Протоколът е одобрен от Институционалния съвет за преглед на Медицинския университет в Гаосюн и всички субекти са дали своето информирано съгласие.

Анализ на фенотипа и генотипизиране

Бяха извършени всички измервания на фенотипа, включително телесно тегло, височина, ИТМ (килограми на квадрат на квадрат), обиколки на талията, ханша и ръцете, съотношение талия към бедрото, измерване на процента телесни мазнини и плазмени нива на лептин, холестерол и триглицериди на гладно през нощта. Плазмената концентрация на лептин се измерва, като се използва търговски наличен комплект за радиоимуноанализ (Linco Research, St. Charles, MO). Най-ниското ниво на лептин, което може да бъде открито чрез този анализ, е 0,5 ng/mL. ДНК се екстрахира с помощта на търговския комплект за изолиране на ДНК Purgene (Gentra Systems, Inc., Minneapolis, MN). The LEP G ‐ 2548A ((11)) и LEPR Полиморфизмите на Q223R ((17)) са генотипизирани. Генотипизирането се извършва с помощта на полимеразна верижна реакция и продуктите се усвояват с CfoАз за LEP G ‐ 2548A и MspАз за варианта LEPR Q223R.

Статистически анализ

Разликите в честотите на генотипа на LEP и LEPR за затлъстели и групи с нормално тегло се оценяват с помощта на χ2 тест или точен тест на Фишер, ако очакваните стойности на 20% от клетките са по-малки от 5. Използван е тест за добро състояние на χ2 тест за тестване на равновесие на Харди-Вайнберг чрез сравняване на наблюдаваното брой субекти за всеки генотип с очаквания брой субекти, приемащи равновесие на Харди-Вайнбург. Еднопосочен анализ на ковариацията и ANOVA са използвани за сравняване на нивата на лептин, обиколката на талията и тазобедрената става, съотношението на талията към тазобедрената става и процента телесна мазнина между генотипите, базирани на затлъстелите и контролните групи. Статистическите анализи са извършени със SPSS, версия 8.0 (SPSS, Inc., Чикаго, IL).

Признание

Тази работа беше подкрепена от Национален здравен институт за научни изследвания Grant NHRI-EX90‐8803PL, Медицински университет в Гаосюн Grant KMU92-Q-01 и Национален научен съвет Grant NSC 92-22320-B-037-037, Тайван.