Мутацията на Chuvash polycythemia VHL R200W е свързана с регулиране надолу на експресията на хепцидин

Виктор Р. Гордюк, Галина Й. Мясникова, Аделина И. Сергеева, Сяомей Ниу, Мехди Нурай, Даниел Й. Охотин, Лидия А. Полякова, Татяна Амосова, Сергей Нехай, Томаш Ганц, Йозеф Т. Прчал; Мутацията на Chuvash polycythemia VHL R200W е свързана с регулиране надолу на експресията на хепцидин. Кръв 2011; 118 (19): 5278–5282. doi: https://doi.org/10.1182/blood-2011-03-345512

Изтеглете файла с цитат:

Резюме

Известно е, че хипоксията намалява експресията на хепцидин, основният регулатор на метаболизма на желязото. Не е ясно обаче дали този отговор е свързан предимно с повишена еритропоеза, предизвикана от хипоксично стимулиран еритропоетин, или с по-директен ефект на хипоксията върху експресията на хепцидин. Мутацията на загуба на функция на зародишната линия VHL R200W е често срещана в Чувашия, Русия и се среща и другаде. VHL R200W хомозиготите имат повишени нива на индуциран от хипоксия фактор 1α (HIF-1α) и HIF-2α, повишена маса на червените кръвни клетки, склонност към тромбоза и ранна смъртност. Деветдесет VHL R200W хомозиготи и 52 контроли с нормални VHL алели от Chuvashia, Русия, бяха изследвани при базални обстоятелства. При еднофакторни анализи, серумната концентрация на хепцидин е корелирана положително със серумната концентрация на феритин и отрицателно с хомозиготността за VHL R200W. След корекция за серумни концентрации на еритропоетин и феритин чрез многократна линейна регресия, средната геометрична (95% доверителен интервал от средната стойност) концентрация на хепцидин е 8,1 (6,3-10,5) ng/ml в VHL R200W хомозиготи спрямо 26,9 (18,6-38,0) ng/mL в контролите (P

Въведение

Сензорът за кислород е основна физиологична функция и индуцируемите от хипоксия фактори (HIF) са основните транскрипционни регулатори на отговора на хипоксия в клетките на бозайници. 1 HIF е хетеродимер, съставен от HIF-β субединица, която е конститутивно експресирана и една от няколко HIF-α субединици, които се регулират посттранслационно, главно от кислородното напрежение. Протеините на фон Hippel Lindau (VHL) и пролил хидроксилазните домени (PHD) са от решаващо значение за свързаната с кислорода регулация на клетъчните HIF-α нива, които след това определят нивата на HIF димери. VHL протеинът е разпознаващ компонент на Е3 убиквитин-протеинов лигазен комплекс, който медиира протеазомно разграждане на HIF-1α и HIF-2α при нормоксични условия. 2 PHD са ензими, които изискват кислород като субстрат и които служат за хидроксилиране на HIF-1α и HIF-2α върху специфични остатъци от пролин; това пролиново хидроксилиране е необходимо за взаимодействието на HIF-1α и HIF-2α с VHL. 1,3 Следователно нивата на HIF-1 и HIF-2 се повишават в отговор на хипоксия и това води до повишена експресия на еритропоетин 4 и или повишена, или намалена експресия на други гени, реагиращи на хипоксия. 1,5-7

Хепцидинът е главният регулатор на системния метаболизъм на желязото, което води до намалена абсорбция на желязо и увеличено съхранение на желязо в макрофагите чрез взаимодействието му с феропортин. 23,24 Експресията на хепцидин в черния дроб се регулира нагоре от костния морфогенетичен протеинов рецепторен комплекс в отговор на вътреклетъчните запаси от желязо 25,26 и също се стимулира от повишени циркулиращи нива на трансферин, свързан с желязото. 25-28 Експресията в черния дроб също се регулира от IL-6 в отговор на възпаление. 29 За разлика от това, хепцидинът реагира на хипоксия с намалена експресия, 30,31, но не е ясно дали това е пряк отговор на повишаване на регулацията на HIFs 31 или на непряк отговор, свързан със сигнализирането за еритропоетин 32 или на самата повишена еритропоеза. 33 Настоящото проучване е проведено, за да се определи дали генотипът VHL R200W води директно до понижени серумни нива на хепцидин или такъв ефект се медиира от повишаване на експресията на еритропоетин и повишена еритропоеза.

Методи

Протокол за изследване

Лабораторни процедури

Пълната кръвна картина се извършва от автоматизиран анализатор (Sysmex XT 2000i; Sysmex Corporation). Концентрацията на серумен феритин се определя чрез ензимен имуноанализ (Ramco Laboratories). Серумната концентрация на еритропоетин се определя чрез ELISA (R&D системи). Серумният хепцидин се измерва чрез конкурентна ELISA, както е описано по-горе. 34 Концентрациите на серумен албумин, общ протеин и желязо и общата способност за свързване на желязо са определени чрез Quest Diagnostics, използвайки спектрофотометрична методология. Изчислява се глобулиновата фракция, съотношението албумин/глобулин и наситеността на трансферина.

Статистика

Първичното сравнение на проучването е между VHL R200W хомозиготи и генотипично нормални пациенти по отношение на серумната концентрация на хепцидин, използвайки множествена линейна регресия. За концентрации на хепцидин под границата на откриване, определихме стойност от 2,6 ng/ml, което е по средата между границата на откриване от 5,2 ng/ml и 0. Наклонените непрекъснати променливи бяха преобразувани в логаритъма, за да приближат нормалното разпределение. За валидиране на линейната регресия бяха приложени и обобщени линейни модели. Клиничните характеристики на VHL R200W хомозиготи и контроли бяха оценени с тест на Student t или тест на Pearson χ 2. Бяха извършени двумерни връзки на различни измервания с хепцидин с корелация на Спирман. Анализите бяха извършени със софтуер Stata 10.0 (StataCorp).

Резултати

Клинични характеристики според генотипа на VHL

Клиничните характеристики на участниците в проучването са обобщени в Таблица 1. Средната възраст е била 43 години при 90 VHL R200W хомозиготи в сравнение с 49 години при 52 контроли (P = .008). Жените съставляват малко повече от половината от двете кохорти. Историите на консумация на алкохол, значително кървене през последната година, тромбоза и системна хипертония не се различават при VHL R200W хомозиготи в сравнение с контролите. Индексът на телесна маса е по-нисък при VHL R200W хомозиготи от контролите (P = .004), а историята на тютюнопушенето е по-висока (P = .024).

Клинични характеристики на участниците в изследването според състоянието на VHL R200W

Резултатите са средства (SD), освен ако не е посочено друго.

Значително след корекцията на Bonferroni за множество сравнения.

Пълна кръвна картина, измерване на желязото, концентрациите на еритропоетин и хепцидин според генотипа VHL

След корекция за пола чрез множествена линейна регресия, средната геометрична (95% доверителен интервал на средната стойност [95% CI]) концентрация на хемоглобин е 17,3 (16,8-17,8) g/L в VHL R200W хомозиготи и 12,8 (12,3-13,3) g/L в контролите без мутирали VHL алели (P R200W хомозиготи, отколкото контролите (P R200W хомозиготи (P ≤, 002). Концентрацията на серумен феритин, серумна концентрация на желязо и наситеност на трансферин са по-ниски при VHL R200W хомозиготи в сравнение с контролите и общият капацитет на свързване на желязото е значително по-висок (P R200W хомозиготи (67%) в сравнение с 12 от 52 контроли (23%), също в съответствие с честата история на флеботомия при VHL R200W хомозиготи. Серумни концентрации на еритропоетин са по-високи и на хепцидин са по-ниски в VHL R200W хомозиготи (P Таблица 2

Лабораторни тестове според състоянието на VHL R200W

Коригирано за секс.

Значително след корекцията на Bonferroni за множество сравнения.

Едномерни корелати на хепцидин по генотип VHL

Таблица 3 и фигура 1 показват, че концентрацията на серумен хепцидин е корелирана силно със серумната концентрация на феритин както при VHL R200W хомозиготи, така и при контролите. Корелациите на серумния хепцидин със серумния феритин са по-силни от корелациите на хепцидин със серумното желязо, общия капацитет на свързване с желязо и наситеността на трансферина. Фигура 1 също така показва, че концентрациите на хепцидин са по-ниски в VHL R200W хомозиготи в сравнение с контролите с подобни концентрации на феритин. Наклонът на регресионната линия за хепцидин като функция на феритин е значително по-нисък при VHL R200W хомозиготи в сравнение с контролите (P = .002).

Корелация на Spearman на серумната концентрация на хепцидин с клинични и лабораторни променливи

Значително след корекцията на Bonferroni за множество сравнения.

• Естроген и свързаните с него заболявания - AMBOSS
• Диетичните напитки могат да бъдат свързани с инсулти сред жените в постменопауза - ScienceDaily
• Консумацията на ябълки е свързана с по-добро качество на диетата и намален риск от затлъстяване през
• Контрастни ефекти на различните майчини диети върху сексуално диморфната генна експресия в мишата
• Излишното телесно тегло преди 50 години е свързано с по-висок риск от смърт от рак на панкреаса -