asociate

  • abstract
  • obiect:
  • subiecte:
  • metode:
  • rezultatele:
  • concluzie:
  • introducere
  • Materiale și metode
  • Colectare de subiecte și date
  • Selectarea markerilor genetici
  • genotipare
  • Analize statistice
  • Rezultatul
  • discuţie

abstract

obiect:

Pentru a investiga relația dintre polimorfismele genetice din gena CYP19A1 și fenotipurile legate de obezitate, indicele de masă corporală (IMC) și raportul talie-șold (WHR).

subiecte:

Un total de 1241 de femei chineze au fost selectate ca controale comunitare pentru un studiu bazat pe populație a cazurilor de cancer mamar.

metode:

Nouăsprezece polimorfisme mononucleotidice haplotip (htSNP) au fost genotipate în patru blocuri de haplotip.

rezultatele:

Au fost observate asociații semnificative pentru WHR pe trei SNP-uri situate în blocul 1 al haplotipului, inclusiv rs2445765, rs1004984 și rs1902584 (P = 0, 05, 0, 04 și 0, 01). Femeile, în special femeile aflate în premenopauză, care au purtat alela mică pe oricare dintre aceste SNP, au avut un WHR mai mare decât femeile fără aceasta. Dintre acești trei SNP, cea mai puternică asociere a fost observată la rs1902584, care este cel mai apropiat de promotorul I.4, principalul promotor al țesutului adipos. Analizele Haplotype au arătat o asociere între haplotipul TCCAT în blocul 1 și WHR cu o valoare P de 0,02.

concluzie:

Aceste rezultate sugerează că polimorfismele genetice CYP19A1 pot fi asociate cu riscul de obezitate la femeile din China, în special la femeile aflate în pre-menopauză.

Proteina CYP19A1 (aromataza) joacă un rol crucial în biosinteza estrogenului și astfel afectează distribuția și reglarea grăsimii corporale.

Obezitatea a devenit o problemă globală de sănătate publică. 1 Aproximativ 250 de milioane de adulți, aproximativ 7% din populația adultă a lumii, sunt considerați obezi și pot fi supraponderali sau de două sau trei ori supraponderali. 2 Indicele de masă corporală (IMC) și raportul talie-șold (WHR) sunt indici frecvent utilizați pentru obezitatea totală și obezitatea abdominală moderată. Obezitatea este asociată cu multe afecțiuni cronice, în special bolile cardiovasculare, diabetul de tip II și anumite tipuri de cancer. 1 Obezitatea abdominală s-a dovedit a fi strâns asociată cu aceste boli cronice prin asocierea sa cu rezistența la insulină, hiperinsulinemia, hipertensiunea și hipertrigliceridemia. 3 S-au făcut progrese semnificative în descifrarea patogeniei obezității și se așteaptă o contribuție genetică semnificativă. 4, 5 Au fost lansate o serie de studii moleculare pentru a căuta determinanți genetici care stau la baza variațiilor fenotipurilor legate de obezitate și care implică mai mult de 600 de gene, markeri și regiuni cromozomiale. 6

Gena CYP19A1 codifică aromataza, o enzimă care catalizează conversia androgenilor C19, androstenedionă și testosteron în estrogeni C18, estronă și estradiol. 7, 8, 9 Testosteronul inhibă proliferarea și diferențierea preadipocitelor, 10, 11, în timp ce este probabil ca estradiolul să le stimuleze. Gena CYP19A1 este exprimată în situsurile gonadale, cum ar fi ovarele și testiculele, și în siturile extragonadale, inclusiv țesutul adipos. Șoarecii knock-out aromatazici acumulează treptat mai mult țesut adipos intra-abdominal decât colectorii lor de tip sălbatic, 12 sugerând un rol pentru gena CYP19A1 în patogeneza obezității. Mai multe studii de scanare a legăturilor genomice întregi au arătat un locus cantitativ al trăsăturilor (QTL) pentru obezitate pe cromozomul 15 q, regiunea în care se află gena CYP19A1. 13, 14, 15 Gena CYP19A1 este foarte polimorfă și este de conceput că variantele funcționale ale acestei gene pot fi asociate cu obezitatea, în special cu obezitatea centrală. Am evaluat această ipoteză în rândul femeilor chineze admise la un studiu de cancer mamar în Shanghai.

Materiale și metode

Colectare de subiecte și date

Eșantionul de studiu a fost acceptat ca un control comunitar în Studiul privind cancerul de sân din Shanghai (SBCS), un studiu de 16 populații bazat pe populație chineză. Pe scurt, în cazul SBCS, cazurile au constat în rezidenți din Shanghai cu vârste cuprinse între 25 și 64 de ani care au fost diagnosticați cu cancer de sân între august 1996 și martie 1998. Din 1602 de cazuri eligibile, 1459 au participat la studiul SBCS (91). %). Controalele au fost selectate aleatoriu din populația generală și frecvența în comparație cu pacienții în funcție de vârstă (la intervale de cinci ani) folosind fișiere din Registrul orașului Shanghai, care conține informații demografice pentru toți adulții din Shanghai. Criteriile de includere pentru controale au fost aceleași ca și pentru cazuri, cu excepția diagnosticului de cancer mamar. Dintre cele 1724 de femei eligibile, 1556 (90%) au fost supuse interviurilor personale și 1310 martori (84%) au furnizat probe de sânge. Probele de sânge au fost prelucrate în ziua recoltării la Shanghai Cancer Institute, de obicei în decurs de 6 ore de la recoltarea sângelui și depozitate la -70 ° C. Consimțământul a fost obținut de la toți participanții și studiul a fost aprobat de către comisiile de revizuire ale tuturor instituțiilor participante. .

Chestionarul structurat a fost utilizat pentru a furniza informații detaliate despre factorii demografici, istoricul menstrual și reproductiv, consumul de hormoni, obiceiurile alimentare, istoricul anterior, activitatea fizică și consumul de tutun și alcool. Toți participanții au fost măsurați în funcție de greutatea, înălțimea și circumferințele taliei și șoldului actuale. Măsurătorile au fost efectuate de două ori conform unui protocol standard de către intervievatorii instruiți, dintre care majoritatea erau asistenți medicali sau medici pensionari. A treia măsurare a fost efectuată dacă orice diferență între primele două măsurători a fost mai mare decât limita de toleranță (1 kg în greutate și 1 cm înălțime și circumferință). Mediile celor mai apropiate două măsurători au fost utilizate pentru a analiza datele.

Selectarea markerilor genetici

Markerii genetici incluși în studiu au fost selectați folosind un raport recent dintr-un studiu de cohortă multietnic. 17 Pe baza analizei haplotipului a 74 polimorfisme mononucleotidice (SNP), Haiman și colab. 17 au identificat patru blocuri de haplotip (blocurile 1-4) și 19 SNP-uri marcate cu haplotip (htSNPs) pentru gena CYP19A1 în japoneză. Toate aceste 19 htSNP au fost incluse în acest studiu. Dintre aceștia, cinci erau în blocul haplotip 1, cinci în blocul 2, trei în blocul 3 și șase în blocul 4.

genotipare

ADN-ul genomic a fost extras din straturi de tampon folosind un kit de purificare ADN Puregene (Gentra Systems, Minneapolis, MN, SUA) conform protocolului producătorului. SNP rs1004984 a fost genotipat utilizând o analiză Masscode de mare viteză la BioServe Biotechnologies, Ltd. (Laurel, MD, SUA). SNP rs700519 a fost genotipat folosind polimorfisme și fragmente de restricție ale fragmentului de restricție de reacție în lanț de polimerază și a fost confirmat prin secvențierea directă folosind BigDye Terminator Chemistry pe un ABI 3700 (ABI). Genotiparea a 17 SNP-uri suplimentare a fost efectuată prin efectuarea unui test de discriminare alelică 5'-nuclează Taqman folosind un ABI 7900 (ABI, Applied Biosystems, Foster City, CA, SUA). Detalii despre teste, grunduri, sonde și proceduri sunt disponibile la cerere.

Personalul laboratorului era orb de identitatea subiecților. Probele de control al calității au fost incluse în testele de genotipare. Fiecare placă cu 96 de godeuri de ADN genomic conținea mai multe controale de calitate, inclusiv o apă, două probe CEPH 1347-02, două duplicate de studiu cunoscute și două duplicate de studiu orbite. Acordul genotipurilor destinate golurilor pentru controlul calității a fost de 98,7%.

Analize statistice

A fost efectuat un test performed 2 pentru a examina echilibrul Hardy-Weinberg (HWE) pentru fiecare dintre cele 19 SNP-uri. SNP-urile rs12907866 și rs700519 s-au deviat semnificativ de la HWE și au fost excluse din analizele de asociere și recuperarea haplotipului. Un puternic dezechilibru de asociere (LD) a fost observat între SNP-uri în fiecare bloc haplotip (Nobuhiko și colab., Nepublicat). Haplotipurile au fost reconstruite pe baza SNP din fiecare bloc folosind programul PHASE. 18 SNP folosit pentru a reconstitui haplotipuri au fost comandate prin amplasarea lor cromozomiale pentru rs2446405 - rs2445765 - rs2470144 - rs1004984 - rs1902584 pentru blocul 1, hCV1664178 - rs12900137 - rs730154 - rs936306 - rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9256 rs9259 rs9259 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6199 r6198 bloc 3 și rs727479 - rs2414096 - rs10046 - rs4646 pentru blocul 4.

Relațiile dintre polimorfismele IMC și WHR au fost testate prin analiza covarianței (ANCOVA), cu vârsta și activitatea fizică ajustate ca covariabile. Toate testele statistice s-au bazat pe probabilități cu două cozi utilizând SAS, versiunea 9.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, SUA).

Rezultatul

Dintre cele 1310 femei eligibile care au donat sânge, polimorfismele genetice CYP19A1 au fost disponibile între 1241 (95%) care au fost incluse în acest studiu. Caracteristicile descriptive ale acestor participanți sunt date în Tabelul 1. Vârsta medie a subiecților a fost de 49,2 ± 8,7 ani (medie ± sd). Doar 2,6% și 3,4% dintre femei au fumat vreodată sau au consumat alcool în mod regulat. Femeile aflate în postmenopauză au avut valori semnificativ mai mari ale WHR și IMC, 0, 815 și 24, 2, decât femeile premenopauzale, 0, 791 și 22, 7. Mai multe femei postmenopauzale au participat la o activitate fizică mai regulată decât femeile pre-menopauzale, 42, 4 comparativ cu 16, 6%. Nu a existat nicio diferență semnificativă între grupurile incluse în acest studiu și toți subiecții de control incluși în Studiul Cancerului de sân din Shanghai în ceea ce privește distribuția factorilor demografici majori (datele nu sunt prezentate).

Tabel în dimensiune completă

Distribuția genotipurilor și alelelor și informații detaliate despre markerii genetici sunt rezumate în Tabelul 2. Tabelul 3 prezintă rezultatele analizelor de asociere. Asocieri semnificative între WHR și genotipuri au fost observate pe cele trei SNP găsite în blocul 1 al haplotipului, adică rs2445765, rs1004984 și rs1902584 (P = 0,05, 0,044 și 0,01). Femeile cu o alelă mai mică la oricare dintre aceste SNP-uri au avut tendința de a avea un WHR mai mare decât femeile fără ea. Analizele Haplotype au arătat o asociere între haplotipul TCCAT în blocul 1 și WHR cu o valoare P de 0,02 (Figura 1). Femeile cu două copii ale haplotipului TCCAT au avut cel mai mare WHR de 0,814, iar femeile fără acest haplotip au avut cel mai mic WHR (0,797). Asocieri semnificative statistic pentru WHR au fost, de asemenea, observate la SNPs rs6493494 (în blocul 3) și rs10046 (în blocul 4) cu valori P de 0, 04 și 0,007. Nu a fost observată nicio asociere între WHR și alți markeri genetici. Nu am găsit nicio asociere semnificativă pentru IMC pe niciun marker genetic (Tabelul 3 și Figura 1).

Tabel în dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

Asociații pentru haplotipul CYP19A1 TCCAT din blocul 1 cu WHR și IMC.

Imagine la dimensiune completă

Tabel în dimensiune completă

discuţie

În acest studiu amplu al populației, am constatat că polimorfismele genetice din gena CYP19A1 au fost asociate cu fenotipuri legate de obezitate la femeile din China, în special cu polimorfisme găsite în haplotipul bloc 1 la femeile premenopauzale. Aceste rezultate nu sunt neașteptate, având în vedere rolul important al genei CYP19A1 în metabolismul estrogenului și în proliferarea și diferențierea preadipocitelor.

Proteina CYP19A1, aromataza, poate afecta indirect distribuția și reglarea grăsimii corporale prin reglarea raportului dintre androgeni și estrogeni în țesutul adipos. Estrogenul stimulează proliferarea și diferențierea preadipocitelor prin receptorii α- și β-estrogen aflați în celulele adipoase subcutanate și intra-abdominale. În schimb, testosteronul poate inhiba proliferarea și diferențierea preadipocitelor și poate stimula lipoliza mediată de catecolamină prin reglarea în sus a β-adrenoreceptorilor. Cantitatea totală de estrogen sintetizată de țesutul adipos poate fi mică, dar concentrațiile atinse în țesutul local sunt probabil mari și, prin urmare, au un efect biologic local semnificativ. O astfel de sursă de estrogen poate juca un rol important, dar încă necunoscut, fiziologic și fiziopatologic. 20 de șoareci knockout CYP19A1 au prezentat nu numai androgeni crescute, ci și obezitate abdominală și rezistență la insulină 12, indicând în mod clar implicarea aromatazei în dezvoltarea obezității abdominale. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că asocieri ale polimorfismelor CYP19A1 cu obezitatea au fost observate în acest studiu.

Gena CYP19A1 are o dimensiune de aproximativ 123 kb, cu o regiune de codare de 9 exoni (aproximativ 30 kb, exoni II-X) și o regiune de reglare de 93 kb (exon I). Regiunea de reglare conține cel puțin 10 promotori diferiți care reglează într-un mod specific țesutului sau căii de semnalizare. Dintre cei 10 promotori, promotorii I.3, I.4 și II sunt exprimați în țesutul adipos, promotorul I.4 fiind cel mai important. Promotorul I.4 este reglementat de citokine de clasa I, cum ar fi interleukina (IL) -6 și IL-11, precum și factorul de necroză tumorală alfa (TNF-α). 20 În spatele site-ului de început al transcrierii pentru promotorul I.4 se află un site de legare pentru specificitatea proteinei 1 (Sp1). 22 Vis-a-vis de locul de început al transcrierii promotorului I.4 se află elementul de secvență de activare a interferonului gamma (GAS), urmat de elementul de răspuns glucocorticoid (GRE). 22 Toate aceste trei elemente sunt necesare pentru exprimarea de la promotorul I.4.

SNP-urile găsite în blocul 1 al haplotipului sunt apropiate de promotorul I.4 și, prin urmare, pot avea efecte asupra reglării transcripției și asupra afectării activității aromatazei în țesutul adipos. Dintre cele cinci SNP studiate în blocul haplotip 1, rs1902584 are cea mai mică distanță de cele trei elemente de răspuns, 493 pb în amonte de GAS, 646 pb în amonte de GRE și 915 pb în amonte de Sp1. 22 Interesant, cea mai puternică asociere din studiul nostru a fost observată cu acest SNP, rs1902584. La femeile aflate în premenopauză, majoritatea estrogenilor circulanți sunt sintetizați de celulele ovariene granuloase. Cu toate acestea, la femeile aflate în postmenopauză, estrogenul este produs în principal prin transformarea androgenilor în aromataze catalizate de aromatază în țesutul adipos. În studiul nostru, am constatat că asocierea genei CYP19A1 cu obezitatea s-a limitat la femeile aflate în premenopauză. Nu avem o explicație specifică pentru această asociație. Pare puțin probabil ca estrogenii circulanți să poată contribui la dezvoltarea obezității centrale, deoarece femeile aflate în premenopauză au, în medie, niveluri mult mai ridicate de estrogen circulant decât femeile aflate în postmenopauză.

Semnalul de asociere a fost observat și pentru SNP-urile găsite în blocurile 3 și 4 ale haplotipului. Blocuri de 4 SNP-uri au fost localizate în regiunea de codificare și 3 'UTR, care pot avea o semnificație funcțională prin afectarea stabilității ARNm sau reglarea terminării traducerii. 23 Aceste SNP pot fi, de asemenea, într-un LD puternic cu alte variante funcționale oriunde în bloc. Blocurile 3 din SNP au fost între promotorii If și I.2, care au fost exprimați în creier și placentă. Nu avem nicio explicație specifică pentru asocierea blocului 3 al SNP cu obezitatea.

Dintre femeile noastre din China în premenopauză, unele SNP au fost asociate cu WHR, dar nu cu IMC, în timp ce unele SNP au fost asociate cu IMC, dar nu cu WHR. O explicație plauzibilă este următoarea. WHR indică obezitatea abdominală, în timp ce IMC indică obezitatea întregului corp. Studiile au arătat că activitatea aromatazei poate varia în diferite părți ale corpului. Activitatea aromatazică este de 6-30 de ori mai mare în conținutul de grăsime prelevat din coapsele superioare, fese și flanc comparativ cu abdomenul. 24, 25 Este, de asemenea, posibil ca reglarea aromatazei să varieze în funcție de locurile de depozitare a grăsimilor. 26 Astfel, efectul polimorfismelor CYP19A1 asupra fenotipurilor legate de obezitate poate varia în organism.

Pe scurt, am constatat că polimorfismele genetice din gena CYP19A1 au fost asociate cu fenotipuri legate de obezitate la femeile din China, în special la femeile aflate în premenopauză. Dacă aceste rezultate nu sunt aleatorii și pot fi confirmate în studii ulterioare, ele pot sugera că gena CYP19A1 poate modifica riscul obezității prin biosinteza estrogenului.