obiecte

abstract

Obezitatea este o tulburare eterogenă care implică o interacțiune complexă a mai multor factori, inclusiv factori de mediu, comportamentali și genetici, dintre care niciunul nu este pe deplin înțeles. Factorii de mediu includ disponibilitatea și cantitatea de alimente, locul de reședință și statutul socio-economic, iar comportamentul legat de obezitate este în mare măsură legat de dietă și de activitatea fizică, care la rândul lor sunt rezultatele integrării complexe a diverselor nutriții, metabolici, neuronali. și semnale hormonale în creier. 6

Asocierea variantelor comune FTO, în special rs9939609, cu obezitate a fost confirmată la caucazieni; cu toate acestea, rezultatele la populațiile asiatice sunt inconsistente. 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 Există cercetări limitate în genetică a obezității în Pakistan. Un studiu recent efectuat în populația pakistaneză a arătat o asociere a acestui SNP cu obezitatea la femei și a sugerat că SNP poate juca un rol în influențarea nivelului de glucoză și leptină din plasmă. Cu toate acestea, niciun studiu nu a examinat relația dintre variantă și profilul lipidic la indivizii obezi. Un studiu recent asupra asociațiilor genomului la subiecții cu descendență din Asia de Sud a identificat șase loci noi asociați cu diabetul de tip II, iar aceste asociații au fost reproduse doar la populațiile chineze și japoneze. 27, 28, 29 Deoarece obezitatea este un factor de risc pentru diabet, este posibil ca acești SNP să își medieze efectul prin afectarea IMC. Datorită acestei relevanțe și rațiuni biologice, scopul acestui studiu a fost de a analiza rolul acestor SNP și varianta FTO rs9939609 în obezitate la subiecții pakistanezi și de a le corela cu caracteristicile antropometrice și profilul lipidic plasmatic pentru a elucida efectul dacă apare acest efect . oricare dintre acești SNP pentru parametrii lipidici.

Rezultatul

Caracteristicile populației studiate sunt rezumate în Tabelul 1. Proporția persoanelor cu antecedente familiale de obezitate, hipertensiune arterială, probleme cardiovasculare și diabet în grupul obez este de 63,6%, 25,5%, 12% și respectiv 32%, în timp ce în în cazul pacienților cu obezitate din grupul pacienților obezi, această populație este de 50%. controalele sunt valori de 8,4%, 0,4%, 0% și 1,3%. Pacienții cu diabet zaharat au fost tratați, dar informațiile exacte cu privire la care s-a utilizat medicamentul nu au putut fi urmărite la majoritatea pacienților, întrucât o mare parte din probe provin din populația generală cu o alfabetizare insuficientă pentru a-și aminti numele medicamentului. Numărul bărbaților și femeilor din grupul obez (n = 250) a fost de 139 (55,6%) și 111 (44,4%), în timp ce în grupul de control (n = 225) au fost 118 (52%) bărbați și 107 persoane. (48%) femei.

Tabel în dimensiune completă

Asocierea SNP-urilor selectate cu obezitate

Distribuția genotipului pentru toate SNP-urile a fost în HWE (P> 0,05) pentru toate variantele, iar frecvența alelelor minore a tuturor variantelor a fost comparabilă cu studiile originale (Tabelul 2). Efectul scorului genetic (numărul total de alele de risc prezente la un individ) asupra obezității este prezentat în Figura 1. Comparativ cu indivizii cu alele de risc ≤ 3, pacienții cu ≥9 au avut un raport de probabilitate de obezitate de 5,7 (valoarea P - = 0,03). Pentru a examina care dintre SNP-uri au contribuit la acest efect, am examinat frecvențele genotipice ale celor șase SNP-uri în cazuri și controale (Tabelul 2). Distribuția genotipului a diferit semnificativ între cazuri și controale pentru rs1802295 (VPS26A; P = 0,02), rs7178572 (HMG20A; P = 0,007), rs2028299 (AP3S2; P = 0,04) și rs4812829 (HNF4A; P = 0, 02), în timp ce frecvențele alelelor de risc au diferit semnificativ între cazuri și controale pentru rs1802295 (VPS26A; P = 0,03) și rs9939609 (FTO; P = 0,01; Tabelul 2).

Tabel în dimensiune completă

variante

Figura arată relația dintre numărul crescând de alele de risc, frecvența subiecților care poartă numărul respectiv de alele de risc și raportul de șanse.

Imagine la dimensiune completă

Asocierea SNP-urilor cu caracteristici antropometrice

După cum se arată în tabelul 3, rs3923113, rs2028299, rs4812829 și rs9939609 nu au prezentat o asociere semnificativă cu niciuna dintre caracteristicile antropometrice, rs16861329 a arătat o asociere cu circumferința șoldului, rs1802295 (VPS26A) a fost asociat cu IMC, HMA7A72 și rs au prezentat o relație semnificativă cu greutate și circumferința șoldului. Chiar și în absența unei asocieri semnificative pentru unele trăsături, a fost clar că prezența alelelor de risc pentru unele variante a modificat ușor valorile IMC și WHR, arătând efectul cantitativ al variantelor.

Tabel în dimensiune completă

Asocierea SNP-urilor cu profil lipidic

Asocierea SNP-urilor selectate cu markeri lipidici (TC, TG, LDL-C și HDL-C) și contribuția cantitativă a acestora la alela de risc sunt prezentate în Tabelul 4. Atunci când sunt reprezentate în raport cu un scor genetic neponderat, creșterea sau scăderea markerilor lipidici este prezentat în Figura 2. iar Figura 1 suplimentară este o analiză de mediere care arată că rs1802295 a fost singurul SNP asociat cu obezitatea și orice proprietate lipidică.

Tabel în dimensiune completă

Influența creșterii numărului de alele de risc asupra colesterolului total mediu.

Imagine la dimensiune completă

Scorul genetic

Scorurile SNP totale au fost calculate pentru controale și cazuri, prin însumarea scorurilor de risc individuale și comparate cu un e-test eșantion independent. Histogramele scorului genei neponderate arată că 8% dintre subiecții martor au avut

Scorul genei obezității neponderate. Scorul mediu de gene neponderat în cazuri comparativ cu martorii, media (SD) = 5,76 (1, 45) în cazurile 5, 93 (1, 54) în martori, P = 0,29.

Imagine la dimensiune completă

discuţie

Pakistanul, ca țară cu venituri mici, s-a confruntat inițial cu problema malnutriției și malnutriției, dar îmbunătățirea nivelului de trai și disponibilitatea diferitelor alimente gustoase la un preț relativ scăzut a dus la o creștere a greutății corporale totale, care a devenit mai evidentă din cauza reducerii activitate fizica. Datorită analfabetismului și stigmatului psihologic, obezitatea nu a fost considerată o boală până de curând, ceea ce împiedică cercetarea să înțeleagă ce factori biochimici și genetici sunt implicați în dezvoltarea obezității în Pakistan. În acest context, este necesar să se creeze un panou genetic care să reprezinte variante comune predispozante la forme comune de obezitate în această parte a lumii.

Rezultatele studiului nostru, prezentate în Tabelul 2, arată o asociere modestă a variantelor selectate cu obezitate, cu raporturi de cote variind de la 1,06 pentru rs7178572 (HMG20A) la 1,54 pentru rs9939609 (FTO), cu 2/7 SNP care prezintă și asociații cu greutatea și 1/7 cu IMC. Cu toate acestea, este clar că mecanismul de acțiune al acestor SNP asupra obezității este influențat doar parțial de nivelurile lipidelor plasmatice, doar 2/7 se asociază cu nivelurile LDL-Cl și 1/7 se asociază cu HDL-C, în principal cu FTO genă, care nu prezintă nicio asociere cu niciun semn al lipidelor plasmatice. Aceste rezultate sunt susținute de funcția și expresia diferențială a genelor în care acești SNP se găsesc în țesuturi specifice.

Am folosit scoruri genetice neponderate și ponderate pentru a studia efectul combinat alelelor de risc asupra obezității. Aceasta este o abordare robustă, mai ales atunci când dimensiunea eșantionului este mică, deoarece oferă informații cu privire la efectele aditive ale mai multor variante în gene diferite la același individ. Deoarece scorul ponderat al genei ia în considerare dimensiunile efectelor publicate din studii mari, dimensiunea efectului atribuită fiecărei variante este independentă de efectul estimat din studiul mic actual, astfel încât problema performanței este ușor depășită. Am selectat 7 variante în 7 gene diferite, ceea ce înseamnă că o persoană poate avea maximum 14 alele de risc. Folosind abordarea scorului genetic, am constatat că există un prag care are cel puțin> 4 alele pentru a obține un efect semnificativ asupra greutății corporale. Acest lucru se poate datora faptului că, dacă sunt prezente doar alele cu risc ≤ 4, efectul combinat este atât de mic încât mecanismele homeostatice ale corpului pot menține greutatea corporală ideală, dar dacă sunt prezente alele ≥5, efectul combinat este pronunțat și rezultă într-un risc crescut de creștere în greutate și obezitate. Efectul se poate datora dimensiunii reduse a eșantionului și aceste rezultate necesită replicarea într-o dimensiune mai mare a eșantionului.

SNP rs3923113 este aproape de gena proteinei receptorului factorului de creștere 14 (GRB14), care este un candidat puternic pentru asocierea observată cu obezitatea și diabetul de tip II. Produsul genetic este o proteină adaptor care se leagă de insulină și de receptorii factorului de creștere asemănător insulinei care inhibă semnalizarea tirozin kinazei. 39, 40 GRB14 -/- șoareci sunt slabi și au o sensibilitate îmbunătățită la insulină. Alela de risc rs3923113 este asociată cu o sensibilitate scăzută la insulină și T2D la sud-asiatici, sugerând o creștere a funcției. Acest SNP este în LD cu un alt SNP, rs10195252, care sa dovedit a fi asociat cu adipozitatea centrală și expresia GRB14 în țesutul adipos. 41

Rs16861329 este un SNP intronic din gena galactozidazei 1 (ST6GAL1) sialiltransferazei 6, al cărei produs este o enzimă localizată în aparatul Golgi. Deși această genă nu a fost asociată anterior cu T2D, glicozilarea datorată adăugării de acid sialic se raportează că afectează metabolismul glucozei prin afectarea semnalizării și transmiterii insulinei. Alternativ, obezitatea poate fi asociată cu faptul că acest SNP este situat lângă gena adiponectinei (ADIPOQ), care codifică adiponectina, un hormon cunoscut pentru creșterea sensibilității la insulină. 43

SNP rs1802295 se află în gena proteinei 26A (VPS26A) asociată cu proteina de sortare în vid, care codifică o subunitate a unui complex proteic multimeric mare care participă la transportul către complexul trans-Golgi. 44, 45 Această genă este exprimată în țesuturile adipoase, pancreatice și în alte țesuturi și, deși relația sa cu metabolismul glucozei nu a fost înțeleasă în mod clar, este considerată o genă candidată pentru sensibilitatea obezității și T2D, deoarece este abundentă în țesutul adipos. 46

Al patrulea SNP rs2028299 se află în imediata apropiere a complexului de proteine ​​legate de adaptor (AP3S2). Această genă este exprimată în țesutul pancreatic și adipos, iar produsul este implicat în transportul și sortarea veziculelor în aceste țesuturi. SNP poate afecta în mod direct greutatea corporală prin întreruperea transportului vezicular în reticulul endoplasmatic neted în țesutul adipos sau poate acționa indirect acționând asupra altor gene, adică este utilizat ca un marker de variație în perilipina 1 (PLIN-1) genă. PLIN-1 este implicat în acoperirea picăturilor de grăsime din țesutul adipos și în reglarea lipolizei, deoarece această genă se află aproape de AP3S2. Multe variații ale PLIN1 s-au dovedit a fi asociate cu obezitatea la modelele de șoarece. 49, 50

Am observat o asociere semnificativă a SNP rs7178572 cu masa, HC și WHR, dar numai cu HDL-C seric. Acesta este un SNP intronic în gena 20A a proteinei cu mobilitate ridicată (HMG20A), care codifică o proteină reglatoare care controlează expresia genelor prin modificarea histonelor și este importantă în dezvoltarea neuronală. SNP-urile pot juca un rol în afectarea expresiei genelor implicate în metabolismul lipidic, ducând la dislipidemie și obezitate. 51, 52

SNP rs4812829 este puternic asociat doar cu LDL-C. Este un intron în gena factorului nuclear 4 al hepatocitelor (HNF4A), care este un candidat puternic pentru asocierea cu obezitatea și T2D. Produsul genetic este un factor de transcripție puternic exprimat în ficat. S-a raportat că 53 de mutații HNF4A cauzează maturarea debutului juvenil (MODY) diabet de tip I, care include afectarea funcției celulelor β și sensibilitatea la insulină. S-a constatat că alela de risc rs4812829 este asociată cu funcția celulei β scăzute la subiecții de origine din Asia de Sud. 28

Cea mai studiată variantă a genei grăsimii și obezității (FTO) este SNP intronic, rs9939609. Este cunoscut că acest SNP predispune la obezitate, diabet de tip II și boli cardiovasculare și este, de asemenea, asociat cu tulburări psihologice. 55, 56, 57, 58 Un studiu pe termen lung în Brazilia a constatat o creștere în greutate de 0,07 kg/m2/an pentru fiecare alelă de risc suplimentar. S-a constatat anterior că riscul general de obezitate este crescut

De 1, 3 ori pe alelă de risc. Se știe că această variantă afectează greutatea corporală prin perturbarea metabolismului glucozei. 26 Interesant, nu am găsit nicio asociere între această variantă și niciuna dintre proprietățile lipidice, sugerând că varianta are un rol direct în reglarea energiei pentru creșterea greutății corporale.

Studiul a avut o limitare a dimensiunii mici a eșantionului și, prin urmare, o rezistență limitată. Această problemă a fost depășită folosind abordarea scorului genetic. Deși am observat un efect liniar al scorului genei obezității asupra markerilor lipidici, efectul asupra obezității nu a fost liniar, ceea ce se poate datora unor probleme energetice și, prin urmare, asocierea observată ar trebui repetată în studii mai ample în viitor. Conducerea SNP GWAS la site poate să nu fie funcțională, dar poate acționa ca un marker al unei variante funcționale într-una din genele din apropiere. Identificarea corectă a unui SNP funcțional și a unei gene va fi valoroasă, deoarece va îmbunătăți amploarea efectului pentru predicția riscului și va identifica corect noi ținte pentru viitoarele intervenții terapeutice.

concluzie

SNP-urile din studiul actual au avut frecvențe ridicate de alele mai mici și magnitudini de efect moderat. În viitor, ar trebui efectuate studii cu dimensiuni mai mari ale eșantionului, nu numai pentru a elucida efectul SNP-urilor deja cunoscute, ci și pentru alte variante noi care contribuie la acest grup de probleme de sănătate conexe, inclusiv obezitatea, diabetul, hipertensiunea și tulburările cardiovasculare și găsiți cel puțin câteva variante comune cu efecte moderate/mari la populația pakistaneză pentru a determina scorul de risc pentru obezitate. Persoanele cu alele de risc mai mari decât pragul pot fi sfătuiți să-și schimbe stilul de viață, dieta și obiceiurile de exercițiu, astfel încât predispoziția genetică să nu poată „activa”.