Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

fabp2

Катедра за обществено хранене, INTA, Университет на Чили, P.O. Каре 138-11, Сантяго, Чили. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Катедра по ендокринология, болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Катедра за обществено хранене, INTA, Университет на Чили, P.O. Каре 138-11, Сантяго, Чили. E-mail: [email protected] Потърсете още статии от този автор

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Катедра по ендокринология, болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

Отдел за обществено хранене, Отдел за генетична епидемиология, Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Болница Хосе Хоакин Агире, Медицински факултет, Университет на Чили, Сантяго, Чили

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

Обективен: За оценка на връзката между генетичния полиморфизъм Ala54Thr на протеина, свързващ мастните киселини 2 (FABP2) ген с инсулинова резистентност и затлъстяване.

Методи и процедури за изследване: Според схема за вземане на проби, базирана на ИТМ, за това проучване са наети 33 възрастни жени със затлъстяване (ИТМ ≥ 30) и 30 възрастни жени с нормално тегло (ИТМ> 18,5 и 2). Бяха изключени жени с хронични възпалителни заболявания или остра патология. Глюкоза, инсулин, лептин, липиди и фактор на туморна некроза α (TNFα) бяха измерени в плазмени проби на гладно. Инсулиновата резистентност се оценява чрез оценка на модела на хомеостазата за метод на инсулинова резистентност. The Ala54Thr алелен вариант се определя чрез полимеразна верижна реакция, последвано от анализ на полиморфизма с дължина на рестрикционен фрагмент.

Резултати: The Thr54 алелът е по-често при затлъстели, отколкото при неносеб жени (47,0% срещу 31,7; стр = 0,08). Сред затлъстелите жени са установени по-високи концентрации на TNFα при сравняване на Thr54/Thr54 генотип (30,0 ± 7,1 pg/ml) или с Ala54/Thr54 генотип (21,2 ± 8,4 pg/ml) или Ala54/Ala44 генотип (20,1 ± 7,0 pg/ml) (стр

Въведение

Доказано е, че затлъстяването и инсулиновата резистентност, и двата основни рискови фактора за диабет тип 2, се групират в семействата, което предполага генетичен компонент за тяхната етиология ((1)). И двете състояния са сложни черти, повлияни от множество генетични и екологични фактори.

Свързващ мазнините протеин (FABP) 1 1 Нестандартни съкращения: FABP, протеин, свързващ мастните киселини; Thr, треонин; Ala, аланин; TNF, фактор на туморна некроза; HOMA, оценка на модела на хомеостазата; PCR, полимеразна верижна реакция; FFA, свободна мастна киселина; PUFA, полиненаситени мастни киселини; АА, арахидонова киселина.
2 е вътреклетъчен протеин, експресиран само в червата ((2)). Генът за FABP2 се намира в дългото рамо на хромозома 4. Полиморфизмът G-to-A на кодон 54 води до заместване на треонин (Thr) с аланин (Ala) ((3)). Експериментите in vitro показват, че това заместване увеличава афинитета на FABP2 към дълговерижните мастни киселини и е свързано с повишен транспорт на триглицериди в чревните клетки на човека ((4), (5)).

Асоциациите между FABP2 Полиморфизмът на Ala54Thr и повишената концентрация на инсулин на гладно, окисляването на мастните киселини на гладно и намаленото усвояване на глюкоза по време на хиперинсулинемична евгликемична скоба са идентифицирани при индианците от Пима ((3)). Освен това анализът на връзката на FABP2 локус с инсулинова резистентност е открит и в проучване при мексикански американци, които са от смесен американо-индийски и европейски произход ((6)). Анализът на sib-pair обаче не успя да открие никаква връзка на FABP2 локус или полиморфизма Ala54Thr с фенотипове, свързани с диабета в други етнически групи. Освен това не е открита връзка при финландски лица. Въпреки това, някои липидни аномалии бяха открити във финландската популация с Thr54 алел в FABP2 ((7)).

FABP2 играе ключова роля в усвояването и вътреклетъчния транспорт на хранителни дълговерижни мастни киселини. Носители на Thr54 алел в FABP2 имат 2 пъти по-голям афинитет към дълговерижните мастни киселини от тези с Ala54- съдържащ FABP2 ((8)), което подкрепя ролята на FABP2 Полиморфизъм на Ala54Thr в етиологията на метаболитните нарушения.

От друга страна, високите нива на фактор на циркулираща туморна некроза (TNF) α, цитокин, експресиран в адипоцити, където е важен модулатор на генната експресия, са предполагаем рисков фактор за развитието на затлъстяване и свързани със затлъстяването нарушения (( 9)). Има доказателства, които предполагат, че по-високото съотношение на мастна киселина ω ‐ 6 ‑ ‐ ω ‐ 3 в диетата е свързано с повишени нива на циркулиращ TNFα ((10), (11), (12)). TNFα влияе върху липидния метаболизъм и може да доведе до хипертриглицеридемия чрез намаляване на чернодробната липопротеинова липазна активност и чрез увеличаване на синтеза на чернодробна de novo мастна киселина ((13)). Съобщава се също така, че циркулиращите нива на TNFα намаляват активността на инсулиновия рецептор тирозин киназа и предизвикват понижаване на регулацията на GLUT4 транспортера в адипоцитите по начин, който корелира с инсулиновата резистентност и диабет тип 2 ((14)).

Ние предположихме, че полиморфизмът на Ala54Thr на FABP2 генът повишава риска от инсулинова резистентност чрез въздействие върху липидния метаболизъм, медииран от повишени циркулиращи възпалителни цитокини, особено TNFα.

Методи и процедури за изследване

Субекти

Набрахме 63 несвързани чилийски жени в пременопауза (с редовна менструация и без хормонозаместителна терапия) от европейски произход, избрани от публични и частни медицински досиета (възрастови граници: 20 до 50 години), с екстремна процедура за вземане на проби: 33 са с наднормено тегло (ИТМ ≥ 30 kg/m 2) и 30 са с нормално тегло (BMI между 18,5 и 24,9 kg/m 2). Никой от субектите не е приемал никакви лекарства, нито е имал анамнеза за диабет или други метаболитни заболявания. Протоколът за изследването е одобрен от Институционалния съвет за преглед в Института по хранене и хранителни технологии (Университет на Чили) и всички субекти са дали писмено, информирано съгласие.

Антропометрични измервания

Кръвното налягане беше измерено с помощта на сфигмоманометър след поне 5-минутна почивка. Бяха взети две показания от дясната ръка и беше използвана средната стойност. Височината и теглото се измерват, докато субектите носят леки дрехи, без обувки. ИТМ се изчислява като тегло в килограми, разделено на височина в метри на квадрат. Обиколката на талията на нивото на пъпа и обиколката на тазобедрената става при максималната обиколка на тазобедрената става.

Биохимични измервания

Взети са кръвни проби сутрин между 7:00 и 9:00 сутринта след пост през нощта. При всяка жена беше направен стандартен 75-грамов орален тест за глюкозен толеранс; след теста субектите бяха класифицирани като нормални, непоносими към глюкоза и диабетици въз основа на критериите на Световната здравна организация. Серумните нива на глюкоза се измерват с техника на глюкозна оксидаза, а серумните нива на инсулин се определят чрез радиоимуноанализ (RIA Diagnostic Corporation, Лос Анджелис, Калифорния). Нивата на серумен лептин бяха анализирани с помощта на специфичен комплект за радиоимуноанализ (Linco Research, St. Charles, MO) и нивата на циркулиращ TNFα бяха определени с помощта на ензимно свързан имуносорбентен анализ (Roche Diagnostics, Mannheim, Германия). Липидният профил (общ холестерол, липопротеин-холестерол с висока плътност и липопротеин-холестерол с ниска плътност) се определя с ензимни колориметрични методи, използващи търговски комплекти (Boehringer Mannheim, Mannheim, Germany). Инсулиновата резистентност се оценява чрез връзката между глюкозата на гладно и концентрациите на инсулин и се анализира чрез оценката на модела на хомеостазата (HOMA) ((15)).

Определяне на полиморфизма на FABP2 Ген

Геномната ДНК беше извлечена от левкоцити по метода фенол/хлороформ, последван от протеиназа К (Life Technologies/Gibco-BRL, Cleveland, OH). Общо 100 ng геномна ДНК са използвани за усилване на специфична FABP2 генна последователност чрез полимеразна верижна реакция (PCR) в обем от 25 μL, съдържащ 0,5 U Taq ДНК полимераза (Invitrogen, Carlsbad, CA), 10 mM Tris-HCl (pH 8,3), 50 mM KCl, 1,5 mM MgCl2 и 100 μM дезоксирибонуклеотидни трифосфати, използвайки следните праймери: 5′ ‐ AC AGG TGT TAA TAT AGT GAA AAG ‐ 3 ′ и 5′ ‑ TA CCC TGA GTT CAG TTC CGT C ‐ 3 ′. След 35 цикъла от 1 минута при 94 ° С, 1 минута при 58 ° С и 1 минута при 72 ° С, аликвотни части (7 μL) от PCR продукти се анализират върху 2% агарозни гелове (Invitrogen). Амплифицираният PCR продукт (180 bp) се усвоява с 2 U HhaI (Invitrogen) в 10 mM Tris-HCl (pH 7.9), 50 mM NaCl, 10 mM MgCl2 и 1 mM дитиотреитол. След инкубация при 37 ° С в продължение на 3 часа, усвоените проби се разделят чрез електрофореза през 3% агарозен гел и се визуализират чрез оцветяване с етидиев бромид. PCR продуктите с непокътнато HhaI място бяха разцепени на 99- и 81-bp фрагменти, докато Ala54Thr заместването премахна мястото на ограничението.

Статистически методи

Непрекъснатите променливи се изразяват като средни стойности ± SD. Различията между изследваните групи бяха оценени чрез тези на Student т тест и тест на Крускал-Уолис. Изчислени са χ 2 статистически данни и съотношения на шансовете, за да се сравнят честотите на алел и генотип между жени със затлъстяване и жени с нормално тегло. Равновесието на Харди-Вайнберг беше оценено чрез точен метод. Всички статистически анализи бяха извършени с пакета STATA 7.0 (2001; Stata Corp., College Station, TX).

Резултати

Тридесет и три жени със затлъстяване (ИТМ 37,2 ± 5,6 kg/m 2) и 30 жени без затлъстяване (BMI 22,5 ± 0,28 kg/m 2) участваха в проучването. Няма значими разлики в средната възраст между групите (36,4 ± 1,2 при жени с нормално тегло и 38,3 ± 8,3 в групата със затлъстяване).

Обобщена статистика за метаболитните променливи и на двете групи е представена в Таблица 1. Средните нива на глюкоза в плазмата са сходни и в двете групи, но инсулинът е значително по-висок при жени със затлъстяване. Този факт се съгласува със значително по-високи нива на HOMA и триглицериди при жени със затлъстяване, отколкото при жени без обсебване. Както се очакваше, нивата на лептин бяха по-високи в групата със затлъстяване. По същия начин TNFα и общият холестерол показват по-високи нива в групата със затлъстяване в сравнение с контролната група.

Таблица 2 показва FABP2 честоти на генотип при жени със затлъстяване и с нормално тегло. Честотите на генотипа съответстваха на очакванията на Hardy-Weinberg при нормално тегло (стр стойност = 0,40) и затлъстяване (стр стойност = 0,49) жени. Честотата на Thr54 алел е по-висок в групата със затлъстяване в сравнение с групата с нормално тегло (47,0% срещу 31,7%, стр = 0,08). Съотношението на шансовете за връзката между Thr54 състоянието на носители и затлъстяване се оценява на 3,13 (95% доверителен интервал: 0,95; 10,57).

Нормално н (%) Затлъстяване н (%) Съотношение на коефициентите (95% CI)
Ala54/Ala54 15 (50) 8 (24,2) Справка
Ala54/Thr 11 (36,7) 19 (57,6) 3,24 (1,04 до 10,07)
Thr54/Thr54 4 (13,3) 6 (18,2) 2,81 (0,61 до 12,97)
Обща сума 30 (100) 33 (100)

Таблица 3 показва разпределението на избраните метаболитни променливи по отношение на трите генотипа на FABP2. Установени са високи плазмени нива на гладно инсулин, TNFα и лептин Thr/Thr хомозиготни генотипове в сравнение с другите генотипове (Ала/Thr или Ала/Ала генотипове) (стр Таблица 3. Обобщена статистика за метаболитни променливи според FABP2 генотип при затлъстели възрастни жени

FABP2 Ala54/Ala54 (н = 8) Ala54/Thr54 (н = 19) Thr54/Thr54 (н = 6)
Инсулин на гладно (рМ) 161,0 ± 72,9 161,2 ± 125,7 180,0 ± 44,4 *
HOMA 5,7 ± 2,0 5,8 ± 4,8 5,8 ± 1,8
Триглицерид (mM) 1,4 ± 0,5 1,8 ± 1,2 1,5 ± 0,7
TNFα (pg/ml) 20,1 ± 7,0 21,2 ± 8,4 30,0 ± 7,1 *
Лептин (ng/ml) 31,6 ± 9,7 27,5 ± 7,4 39,4 ± 8,0 *
ИТМ (kg/m 2) 37,2 ± 4,3 37,2 ± 6,4 35,4 ± 4,4
Съотношение талия-ханш 0,85 ± 0,06 0,86 ± 0,06 0,88 ± 0,02
Талия (см) 102,3 ± 10,3 105,1 ± 14,3 103,9 ± 7,1

Дискусия

Резултатите от настоящото проучване са в съответствие с връзката между Ala54Thr полиморфизма на червата FABP2 и наличието на инсулинова резистентност и затлъстяване. Открихме значителна връзка между хомозиготите Thr генотип и повишени нива както на серумен TNFα, така и на инсулин на гладно при жени със затлъстяване. Важно е, че тези асоциации са открити при жени със затлъстяване със сходни стойности на ИТМ, което подкрепя ефект на полиморфизма, който е независим от предполагаемия ефект, повишаващ риска от затлъстяване. Доколкото ни е известно, това е първият доклад за връзка между мутацията на Ala54Thr на FABP2 ген и фенотип, характеризиращ се с повишени нива на възпалителен цитокин (TNFα), затлъстяване и инсулинова резистентност. Тези интересни открития ще трябва да бъдат потвърдени в независими проучвания, включващи по-голям брой субекти.

Честотата на Thr54 вариантът на алел се оценява на 0,40 в нашата група от чилийски жени. Малко по-ниски честоти са съобщени за други популации, като недиабетни индианци Pima (0,30), корейци (0,34), японци (0,35), шведски (0,30) и бели индивиди от САЩ (0,32) ((5), ( 6), (16), (17), (18)). The FABP2 генът е предложен като кандидат ген за диабет и инсулинова резистентност, тъй като протеинът, който кодира, участва в усвояването и метаболизма на мастните киселини ((19)). Предишни проучвания са установили значителна връзка между FABP2 генотип и поява на диабет тип 2 или намалена инсулинова чувствителност ((3)). При японските мъже Thr54Thr генотипът е свързан с по-високи нива на инсулин на изходно ниво и 2 часа след предизвикателство за глюкоза ((7)). Подобни резултати са открити в присъствието на Thr54 алел в проби на гладно след корекция за ИТМ при индианци Пима ((3)). Други проучвания отчитат значителни връзки между FABP2 локус и повишено разпространение на инсулинова резистентност в някои популации ((3), (6), (16), (18)).

Предполагаме, че Thr/Thr хомозиготният генотип придава известна степен на податливост към затлъстяване, свързано с влияние на генотипа върху параметри, свързани с липидния метаболизъм, инсулиновата резистентност и компонентите на възпалението. Потенциалната роля на този генетичен вариант може да бъде свързана с увеличен приток на FFA в циркулацията. Както е добре известно, повишената FFA увеличава натрупването на триглицериди в черния дроб (свързано с компенсаторна хиперинсулинемия, този ефект е свързан с високи нива на инсулин на гладно) и в адипоцитите (свързано с дисбаланс на липопротеинова липазна активност и свръхпроизводство на адипокини като лептин и TNF). Повишаването на нивата на инсулин на гладно, TNFα и лептин в Thr54 носители е феномен, който не е наблюдаван при жени с нормално тегло (данните не са показани). Това наблюдение може да показва съществуването на сложни неизмерени взаимодействия ген-ген или ген-среда, които могат да засилят метаболитните аномалии при затлъстели възрастни жени.

В обобщение предлагаме полиморфизма Ala54Thr на FABP2 ген може да бъде свързан със затлъстяване и инсулинова резистентност. Тези данни предполагат, че FABP2 полиморфизмът играе важна роля в патогенезата на поне някои случаи на затлъстяване и инсулинова резистентност. Нашите данни категорично предполагат, че тя може да бъде медиирана, поне отчасти, от повишаването на възпалителните цитокини. Диференциалното усвояване на мастните киселини в присъствието на Thr алелът е потенциален включен механизъм и е актуална област на изследване в нашите лаборатории.

Признание

Тази работа беше подкрепена от Grant Fondecyt 1020703 на д-р Сесилия Албала. Бихме искали да благодарим на д-р Тереза ​​Палма за помощта при процедурите за вземане на кръв.