Партньорски център за педиатрични изследвания в Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Първа катедра по педиатрия, Медицински факултет към Университета Коменски, Братислава, Словакия, Лаборатория DIABGENE, Институт по експериментална ендокринология, Център за биомедицински изследвания, Словашка академия на науките, Братислава, Словакия

биоактивни

Институт по лабораторна медицина, клинична химия и молекулярна диагностика, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Афилиационен център за педиатрични изследвания Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Интегриран център за изследвания и лечение на заболявания на затлъстяването, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Афилиационен център за педиатрични изследвания Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Интегриран център за изследвания и лечение на заболявания на затлъстяването, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Афилиационен център за педиатрични изследвания Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Интегриран център за изследвания и лечение на заболявания на затлъстяването, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Affiliation CrescNet, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Партньорство DIABGENE Laboratory, Институт по експериментална ендокринология, Център за биомедицински изследвания, Словашка академия на науките, Братислава, Словакия

Афилиационен център за педиатрични изследвания Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Интегриран център за изследвания и лечение на заболявания на затлъстяването, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

Афилиационен център за педиатрични изследвания Лайпциг, Университетска болница за деца и юноши, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия, Интегриран център за изследвания и лечение на заболявания на затлъстяването, Университет в Лайпциг, Лайпциг, Германия

  • Юрай Станик,
  • Юрген Крацш,
  • Катрин Ландграф,
  • Катрин Шайерман,
  • Улрике Спилау,
  • Рут Гауше,
  • Даниела Гасперикова,
  • Wieland Kiess,
  • Antje Körner

Фигури

Резюме

Контекст

Лептинът, секретиран от мастната тъкан, сигнализира за мозъка за периферно енергийно състояние. Дефицитът на моногенен лептин води до тежко затлъстяване в началото с хиперфагия. Напоследък се съобщава за подобен фенотип на инактивиращи лептинови мутации, но със запазена имунореактивност и следователно нормален циркулиращ имунореактивен лептин.

Обективен

Целяхме да оценим дела на нивата на биоактивен лептин в серума (в сравнение с имунореактивния лептин) като биомаркер за скрининг на мутации на лептинов ген, причиняващи моногенно затлъстяване. Освен това имахме за цел да сравним имунореактивните и биоактивни нива на лептин с параметрите на инсулинова резистентност и секреция на инсулин при затлъстели деца и юноши.

Пациенти и методи

Измерихме нивата на биоактивен и имунореактивен лептин чрез ензимно-свързани имуносорбентни проби в серумни проби на гладно от 70 деца с тежко (BMI SDS> 3) несиндромно затлъстяване с начало 3.0 по време на детството и юношеството). Клиничните характеристики на 70-те избрани пробанда (47 жени, 23 мъже; 46 предпубертетно, 11 пубертетно и 13 постпубертално) са показани в таблица 1.

Индексът на телесна маса (ИТМ) и други антропометрични стойности са стандартизирани, като се отнасят до националните референтни данни за пол и възраст [9]. Статусът на пубертета се оценява с помощта на критериите на Танер и се разделя на три категории: предпубертетна (P1), пубертетна (P2 до P4) и постпубертална (юношеска) (P5).

Писмено съгласие е получено от родителите и от деца> 12 години. Изследването е одобрено от комисията по етика на университета в Лайпциг (NCT 02208141).

Биохимични анализи

И двете, имунореактивните и биологично активните концентрации на лептин са измерени от серумните проби на гладно чрез ензимно-свързани имуносорбентни анализи, като се използват биоактивните лептинови комплекти от Mediagnost (Reutlingen) с граница на откриване от 0,01 ng/ml и вариационни коефициенти на взаимодействие (CV) под 6,2% при 7,2 ng/ml или 4,6% при 15,0 ng/ml и имунореактивните лептинови комплекти (чувствителен ELISA, Mediagnost, Reutlingen), с граница на откриване 0,014 ng/ml, и CV за взаимодействие под 7,5% за проби при 14,9 ng/mL, 6.93 и 2.04 ng/mL. Пропорцията на биоактивен към имунореактивен лептин се оценява като съотношение между двете концентрации [10]. Концентрациите на разтворим лептинов рецептор се измерват от замразен серум чрез ензимно-свързани имуносорбентни анализи, използвайки комплекти от Mediagnost (Reutlingen). Границата на откриване беше th процентил). Геномната ДНК се екстрахира от периферни левкоцити, използвайки стандартни процедури, и кодиращите екзони и границите на интрон/екзон на LEP гена се усилват чрез полимеразна верижна реакция (PCR), използвайки предварително описани праймери [4]. PCR продуктите бяха секвенирани, използвайки стандартни методи на ABI/Hitachi 3500 (Applied Biosystems, Warrington, UK) и бяха сравнени с референтната последователност NM_000230.2, използвайки софтуера SeqScape (версия 2.1.1; Applied Biosystems, Warrington, UK).

Оценка на метаболитните параметри

Изключихме лица, лекувани с метформин (n = 2). За оценка на инсулиновата секреция и/или резистентност избрахме пет индекса на гладно и пет извлечени от oGTT, често използвани за характеризиране на инсулиновата секреция и инсулиновата резистентност (Приложение 1): инсулин на гладно (INS0) [11], Оценка на хомеостатичния модел - инсулинова резистентност (HOMA- IR) [12], количествен индекс за проверка на инсулиновата чувствителност (QUICKI) [13], индекс на инсулинова чувствителност със свободни мастни киселини (ISI-FFA) [14], съотношение C-пептид/глюкоза на гладно (CP/GLU) [15], 120-минутен инсулин по време на oGTT (INS120) [11], пиково ниво на инсулин по време на oGTT (INSMAX) [16], индекс на орално разпределение (oDI) [17], съотношение на областите под кривата за нивата на инсулин и глюкоза по време на oGTT (AUCINS/AUCGLU) [18] и индекса на чувствителност към инсулин на цялото тяло (WBISI Matsuda) [19]. Където е подходящо, концентрациите на глюкоза и инсулин се трансформират от mmol/L и nmol/L в mg/dL и ng/mL, като се използват коефициенти съответно 0,05551 за глюкоза и 6,945 за инсулин.

статистически анализи

Стойностите за кохортното описание са дадени като средна стойност ± SD. Ненормално разпределените параметри бяха логаритмично трансформирани преди по-нататъшни статистически анализи. Сравнението между групите беше тествано с помощта на t-тест. Параметрите на инсулиновата резистентност и нивата на биоактивен лептин и имунореактивен лептин бяха включени в частичните корелации и множествените регресионни анализи на Pearson с модела на стъпка напред Като ко-променливи и в двата анализа включихме пол, възраст, BMI-SDS, пубертетно състояние и HbA1c (всички те преди това бяха тествани в корелациите на Pearson и еднофакторния регресионен анализ с поне един инсулинов индекс на резистентност с нивото на значимост p Фигура 1. Разпределение на биоактивни и имунореактивни нива на лептин.

A – диапазонът на биоактивен и имунореактивен лептин за отделни пациенти е показан, както е посочено (долна част). Съотношението между двете форми варира около 100% с малко пациенти под 90% (горна част). B – Нелинейна регресия между серумни нива на биоактивен и имунореактивен лептин с разтворим лептинов рецептор (sobR).

Биоактивен лептин при моногенно затлъстяване

Тъй като беше демонстрирано, че няколко мутации на лептинов ген могат да причинят увреждане на биоактивността на лептин [5, 6], извършихме LEP генния анализ чрез секвениране на Сангер в три пробанда с най-нисък дял на биолептин (т.е. 83,6%, 89,3% и 89,7 %, съответно). Не открихме мутации в кодиращата област на лептиновия ген.

Лептин и инсулинова резистентност

Всички избрани индекси на секреция на инсулин/резистентност (Приложение 1) корелират значително както с биоактивни, така и с имунореактивни нива на лептин в корелациите на Пиърсън (Фигура 2). При частични корелации, коригирани за пол, възраст, ИТМ SDS, пубертетен статус и гликозилиран хемоглобин HbA1c, биоактивният лептин корелира значително със всички избрани индекси; нивата на имунореактивен лептин корелират значително само с 8 от 10 индекса (80%). Освен това корелациите с биоактивния лептин са по-силни в 8 от 10 индекса (Rbioleptin> Rleptin; pbioleptin

A — серумен инсулин на гладно (logINS0); B – HOMA-IR; C – QUICKI; D-свободни мастни киселини индекс на чувствителност към инсулин (ISI-FFA); Е-С-пептид и съотношение на глюкозата на гладно (CP0/GLU0); F– 120-минутни стойности на инсулин по време на орален тест за толерантност към глюкоза от 75 g (INS120); G – пикови нива на инсулин по време на орален тест за толерантност към глюкоза от 75 g (INSMAX); H – индекс на орално разположение (oDI); I – съотношение на областите под кривата за нивата на инсулин и глюкоза по време на орален тест за толерантност към глюкоза от 75 g (AUCINS/AUCGLU); J – индекс на чувствителност към инсулин на цялото тяло (WBISI Matsuda). Празни черни икони символизират съответно биоактивен лептин, а празни сиви икони - нива на имунореактивен лептин. Във фигурата са използвани дневник стойности на всички променливи.

Дискусия

Лептинът като потенциален биомаркер за генни мутации на лептин, причиняващ моногенно затлъстяване

Тествахме хипотезата за използване на съотношението на биоактивен лептин към имунореактивен лептин като биомаркер за нарушена биоактивност на лептин поради мутации на ген на лептин. В нашата подгрупа, избрана за най-висока очаквана вероятност за мутации на лептинов ген, ние обаче не идентифицирахме пациенти с прикрита биоактивност на лептина.

Тематични области

За повече информация относно предметните области на PLOS кликнете тук.

Искаме вашите отзиви. Имат ли смисъл тези предметни области за тази статия? Щракнете върху целта до неправилната тема и ни уведомете. Благодаря за вашата помощ!

Е тематичната област "Лептин" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Инсулин" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Тест за орално потискане на глюкозата" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Мутация" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Затлъстяване" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Детско затлъстяване" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Инсулинова резистентност" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Инсулинова секреция" приложим за тази статия? да не