nivelurilor

  • abstract
  • Introducere:
  • metode:
  • rezultatele:
  • concluzie:
  • introducere
  • Materiale și metode
  • Proiectarea studiului și subiecte
  • fenotipare
  • genotipare
  • analiză
  • Rezultatul
  • discuţie

abstract

Adiponectina, un hormon produs exclusiv de țesutul adipos, este asociat indirect cu rezistența la insulină și condițiile pro-inflamatorii. Scopul acestui studiu a fost de a găsi loci cantitativi (QTL) care afectează nivelurile adiponectinei circulante la copiii hispanici care participă la studiul VIVA LA FAMILIA utilizând scanarea sistematică a genomului.

metode:

Familiile extinse cu cel puțin un copil supraponderal cu vârsta cuprinsă între 4 și 19 ani au fost incluse în acest studiu. Excesul de greutate a fost definit ca indicele de masă corporală 95% (IMC). Sângele de post a fost extras de la 466 de copii din 127 de familii. Adiponectina a fost testată prin radioimunotest (RIA) în ser de post. Scanarea genomului nivelurilor de adiponectină circulante ca fenotip cantitativ a fost efectuată utilizând o abordare prin împrăștiere prin împrăștiere.

rezultatele:

Cel mai mare scor logaritmic (LOD) (4.2) a fost găsit pe cromozomul 11q23.2–11q24.2, iar al doilea semnal semnificativ (scor LOD = 3.0) a fost găsit pe cromozomul 8q12.1–8q21.3. În plus, un semnal care indică o conexiune a fost găsit între 18q21, 3 și 18q22, 3 (scor LOD = 2,5). După ajustarea pentru scorul IMC-Z, scorul LOD pe cromozomul 11 ​​a rămas neschimbat, dar semnalele de pe cromozomii 8 și 18 au scăzut la 1, 6 și 1, 7. Pe cromozomii 3 (scor LOD = 2, 1) și 10 (Scor LOD = 2, 5) au fost găsite încă două semnale care indică o conexiune. Deși regiunea de pe cromozomul 11 ​​a fost asociată cu obezitatea și caracteristicile legate de diabet la populațiile adulte, aceasta este prima observație a legării adiponectinei în această regiune. Legăturile noastre sugestive de pe cromozomii 10 și 3 replică rezultatele adiponectinei observate la alte populații. În acest studiu, efectul loci asupra cromozomilor 18 și 8 asupra adiponectinei circulante pare a fi mediat de IMC.

concluzie:

Scanarea noastră genomică pediatrică a identificat QTL-uri noi și QTL-uri replicate în regiunile cromozomiale care s-au dovedit anterior a fi asociate cu fenotipuri asociate cu obezitatea și diabetul de tip 2 (T2D) la adulți. Contribuția genetică a loci la nivelurile de adiponectină poate varia în funcție de diferite populații și grupe de vârstă. Semnalul puternic de legare pe cromozomul 11 ​​se bazează probabil pe gena (genele) care poate contribui la sensibilitatea ridicată a acestor copii hispanici la obezitate și T2D.

Hormonul adiponectin este produs exclusiv de țesutul adipos și are efecte sensibilizante și antiinflamatoare asupra insulinei. Spre deosebire de alte produse ale țesutului adipos, nivelurile circulante scăzute ale acestei proteine ​​sunt asociate cu obezitatea, diabetul de tip 2 (T2D) și sindromul metabolic. 1, 2 Au fost raportate corelații încă negative între adiponectină, rezistență la insulină și afecțiuni inflamatorii. Aceste ultime două condiții se ameliorează după scăderea în greutate, odată cu creșterea concomitentă a nivelului de adiponectină. 3 Structura adiponectinei este similară cu factorul de necroză tumorală și pare să aibă activitate anti-reglatorie față de această citokină pro-inflamatorie. 4 Așa cum s-a observat la adulți, copiii și adolescenții obezi au niveluri mai mici de adiponectină decât omologii lor din greutatea normală, iar adiponectina serică se corelează pozitiv cu sensibilitatea la insulină și lipoproteina cu densitate ridicată și negativ cu raportul proinsulină la proinsulină/insulină de repaus alimentar. 5 Studiul lui Reinehr și colab. 6 au constatat că pierderea în greutate la copii este asociată cu o creștere semnificativă a adiponectinei circulante și o scădere a rezistenței la insulină.

Acest studiu este prima analiză obligatorie a nivelurilor de adiponectină circulante la copii. Scopul acestui studiu a fost de a găsi loci cantitativi (QTL) care afectează nivelurile adiponectinei circulante la copiii hispanici care participă la studiul VIVA LA FAMILIA utilizând scanarea sistematică a genomului.

Materiale și metode

Proiectarea studiului și subiecte

Factorii genetici și de mediu care afectează adiponectina serică în repaus au fost examinați într-un eșantion de 466 de copii din 1030 înscriși în studiul VIVA LA FAMILIA, care a fost conceput pentru a cartografia genetic obezitatea infantilă în populația hispanică. Fiecare familie a fost identificată într-un proband supraponderal între 4 și 19 ani utilizând un sistem de screening cu două componente (adică, percentila 95 pentru indicele de masă corporală (IMC) și percentila 85 pentru masa grasă). După identificarea cu sonda supraponderală și cu toți frații între 4 și 19 ani și părinții lor, aceștia au fost invitați la Centrul de Cercetare în Nutriția Copilului pentru o revizuire și o explicație completă a studiului. Toți copiii și părinții lor au dat consimțământul scris în scris Protocolul a fost aprobat de Comitetul de revizuire instituțională pentru cercetarea subiectelor umane de la Colegiul de Medicină Baylor și spitalele asociate.

Sondele supraponderale și toți frații au fost apoi caracterizate prin mărimea corpului și endofenotipuri asociate cu dezvoltarea obezității. Aici vă prezentăm concluziile noastre cu privire la analiza legării folosind nivelurile de adiponectină ca fenotip.

fenotipare

Greutatea corporală a fost măsurată cu un cântar digital și înregistrată la cel mai apropiat 0,1 kg. iar înălțimea până la cel mai apropiat 1 mm a fost măsurată cu un stadiometru. Nivelurile adiponectinei serice de post au fost măsurate prin radioimunotest (RIA) (Linco Research Inc., St. Charles, MO, SUA).

genotipare

Erorile genealogice au fost detectate folosind PREST (Pedigree Relationship Statistical Tests) 16, care utilizează distribuirea statisticilor bazate pe probabilitate pentru a partaja alelele de-a lungul genomului după identitate (IBD). Erorile genealogice au fost rezolvate prin modificarea structurii genealogice existente care necesită cele mai puține ipoteze și care sunt în concordanță cu datele genetice. Utilizarea genotipurilor SimWalk2 17, care a dus la incoerențe mendeliene și recombinați dubli falși, a fost eliminată dacă laboratorul nu a rezolvat-o. Am folosit Loki 18 pentru a calcula matricea IBD necesară pentru analizele noastre de obligațiuni. Toate cele trei programe, PREST, SimWalk2 și Loki, necesită informații despre distanțele relative dintre mărci. Am folosit hărți cromozomiale mediată sexual obținute la Marshfield Center for Medical Genetics.

analiză

Folosind modelul componentei de împrăștiere, am testat ipoteza nulă că împrăștierea genetică aditivă datorată QTL (σ q 2) este egală cu zero sau absența legării prin compararea probabilității acestui model constrâns cu probabilitatea modelului în care σ q 2 este estimat. Diferența dintre cele două probabilități log 10 conduce la un scor LOD care este echivalent cu scorul clasic LOD în analiza de legare. De două ori diferența de probabilitate logaritmică a acestor modele oferă o statistică de test care este distribuită asimptotic ca un amestec al variabilei χ 2 cu 1df și masa punctului la zero. 19

Scanarea genomului a fost efectuată în SOLAR folosind nivelurile de adiponectină ca fenotip și sex, vârstă, vârsta de 2 ani și interacțiunile lor ca covariabile. Ajustarea empirică a scorului LOD a fost efectuată așa cum a fost descris de Blangero și colab. Efectul scorului IMC-Z a fost testat prin includerea acestuia ca covariabil și repetarea scanării genomului. Regiunea cromozomială examinată pentru gene candidate poziționale a fost definită ca un interval de suport de 1 scor LOD. Selecția genelor candidate poziționale a fost efectuată folosind baza de date a browserului de hărți NCBI.

Rezultatul

Tabel în dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

Graficul lanțului de adiponectină la post la copiii hispanici care folosesc sexul, vârsta și vârsta ca covariabile 2. Scorurile LOD au fost ajustate empiric folosind simulări.

Imagine la dimensiune completă

După ajustarea pentru scorul IMC-Z (Figura 2), semnalul de pe cromozomul 11 ​​a rămas neschimbat; cu toate acestea, semnalul a scăzut pe cromozomii 8 și 18 la un scor LOD de 1, 6 și 1, 8. Au fost găsite încă două regiuni pe cromozomii 3 și 10, indicând legarea. Pe cromozomul 3, s-a găsit o legare sugestivă între markerii D31285 și D3S1271 (100-130 cM) cu un scor LOD de 2,1, iar pe cromozomul 10 s-a găsit un semnal între D10S547. și D10S197 (29, 15 - 52, 0 cM) cu un scor LOD de 2, 5. Figura 3 prezintă distribuția markerilor și o a doua scanare a genomului pe cromozomul 11. Regiuni suplimentare care prezintă scoruri LOD> 1,0 au fost găsite pe cromozomi 5q (1,4), 19q (1,5) și 20q (1,4).

Complotele de șiruri de adiponectină în post la copiii hispanici în post cu sex, vârstă, vârstă 2 și IMC-Z sunt comparate ca covariabile. Scorurile LOD au fost ajustate empiric folosind simulări.

Imagine la dimensiune completă

Mărci pe cromozomul 11.

Imagine la dimensiune completă

discuţie

Până în prezent, s-au efectuat puține studii comparative privind obezitatea infantilă și fenotipurile conexe. Acest studiu reprezintă prima căutare genomică a nivelurilor de adiponectină la copii. Această populație are un risc ridicat de a dezvolta comorbidități legate de obezitate, cum ar fi T2D. În acest studiu, copiii au demonstrat anomalii metabolice semnificative asociate cu adipozitate excesivă, așa cum s-a descris anterior. 21 Având în vedere moștenirea ridicată a adiponectinei serice de post și asocierea ei adversă cu rezistența la insulină, dislipidemie și tensiune arterială în studiul VIVA LA FAMILIA, 7, 21 și prevalența ridicată a obezității și T2D în populația hispanică din Statele Unite, 22 la circulația adiponectinei la copiii hispanici. Studiile anterioare au descoperit legarea semnificativă de adiponectină la adulți (Tabelul 3). 11, 12, 13, 14 Această analiză a identificat trei noi regiuni ale cromozomilor 11, 8 și 18 asociate cu nivelurile de adiponectină la copiii hispanici și a reprodus cele două regiuni ale cromozomilor 3 și 10 raportate la adulți.

Tabel în dimensiune completă

Cea mai puternică legare la adiponectina serică de post a fost pe cromozomul 11 ​​și puterea sa nu s-a modificat după ajustarea pentru scorul IMC-Z. Deși aceasta este prima identificare a unui semnal de legare pe cromozomul 11 ​​pentru adiponectină, această regiune cromozomială a fost asociată cu obezitatea și caracteristicile legate de diabet (Tabelul 4). Stein și colab. 23 au identificat ușoare dovezi ale unei legături pe cromozomul 11 ​​lângă markerul D11S2008) utilizând cele cinci componente ale sindromului metabolic. Analiza lor a confirmat observațiile altor cercetători care au raportat o legătură semnificativă cu dimensiunea corpului, 24 diabet zaharat 25 și rezistența la insulină 26 la cromozomul 11q. Legarea semnificativă de cromozomul 11q a fost găsită la obezitate la persoanele cu T2D într-un studiu al fraților Van Tilburg și colab. 27 După cartografierea fină a acestei regiuni, au găsit scoruri LOD 2, 4 pe cromozomul 11q14 - q24 folosind IMC ca fenotip.

Tabel în dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

Scanarea genomului nostru a reprodus rezultatele asociației la adulți. QTL pentru cromozomul 3 pentru adioponectină a fost raportat anterior la 13 indieni adulți și japonezi hawaieni. Spre deosebire de studiul nostru, ajustarea IMC nu le-a modificat scorul LOD. Alte fenotipuri, cum ar fi IMC și tensiunea arterială, au fost asociate cu această regiune a cromozomului 3. 36, 37 Regiunea situată pe cromozomul 10 este asociată cu nivelurile de adiponectină la indienii Pima, 13 americani albi de origine nord-europeană 11 și vechiul ordin Amish. 12 În plus, multe studii, inclusiv cercetări anterioare la copii și adolescenți, au fost raportate a fi asociate cu alte fenotipuri asociate cu obezitatea în această regiune cromozomială. 38

Regiunea găsită pe cromozomul 8 între markerii D8S1771 și D8S1784 a arătat legare semnificativă la IMC 39 și fenotipurile de leptină. 40 Studiul realizat de Frayling și colab. 41 au identificat un locus pe cromozomul 8q21 asociat cu debutul precoce al T2D într-un studiu realizat în Regatul Unit.

Regiunea de pe cromozomul 18 a fost asociată cu IMC într-un studiu anterior din Caucazul cu descendență din Europa de Nord. 9 Investigație de Chuang și colab. 14 au identificat semnale semnificative de legare pentru nivelurile de adiponectină în populația japoneză hawaiană pe cromozomii 18p și 15p (Tabelul 6). Semnalele de pe cromozomul 18 au fost situate la 24 și 41 cm și nu se suprapun peste zona găsită în studiul nostru. Acest studiu raportează că scorul LOD pe cromozomul 18 a rămas neschimbat după ajustarea în funcție de vârstă, sex și IMC, în timp ce semnalul de pe cromozomul 15 a scăzut de la 3,19 la 1,31, sugerând că beneficiul acestui QTL poate fi mediat de greutatea corporală. 13 Ohman și colab. 42 prezintă o legătură sugestivă în acest domeniu folosind obezitatea ca fenotip. Această zonă este asociată cu coeficientul respirator la caucazieni 43 și cu glucoza de post. Scorurile 44 LOD din regiunile cromozomiale găsite pe cromozomii 8 și 18 au scăzut la valori nesemnificative după ajustarea pentru scorul IMC-Z, în mod interesant, ambele au fost asociate cu această proprietate în studiile anterioare la adulți.

Tabel în dimensiune completă

Pe scurt, cercetările actuale au identificat noi regiuni cromozomiale asociate cu nivelurile circulante de adiponectină pe cromozomii 11, 8 și 18, sugerând legarea la cromozomii 3 și 10. Ultimele două constatări recurente la alte populații. Toate regiunile cromozomiale identificate în acest studiu au fost asociate cu obezitatea și fenotipurile legate de diabet la adulții din diferite grupuri etnice. Reglarea fină a acestor regiuni va permite identificarea polimorfismelor genetice care afectează nivelurile de adiponectină circulante.