Мина Мозафаризаде

1 Катедра по клетъчна и молекулярна биология, Институт за висше образование Нур Данеш, Исфахан, Иран

rs17782313

Мохсен Мохамади

2 Изследователски център за хепатит и Катедра по фармацевтична биотехнология, Фармацевтичен факултет, Университет по медицински науки Lorestan, Khorramabad, Иран

Соха Садеги

1 Катедра по клетъчна и молекулярна биология, Институт за висше образование Нур Данеш, Исфахан, Иран

Мортеза Хадизаде

3 Изследователски център по физиология, Институт по фундаментални и клинични физиологични науки, Университет по медицински науки Керман, Керман, Иран

Тайебе Талебзаде

4 Катедра по микробиология, клон Варамин-Пишва, Ислямски университет Азад, Варамин, Иран

Massoud Houshmand

5 Катедра по медицинска генетика, Национален институт по генно инженерство и биотехнологии, Техеран, Иран

Резюме

Цели

Затлъстяването е важен рисков фактор за редица хронични заболявания, включително диабет, сърдечно-съдови заболявания и рак. Затлъстяването обикновено е резултат от комбинация от причини и допринасящи фактори, включително генетика и избор на начин на живот. Много проучвания показват връзка на единични нуклеотидни полиморфизми (SNP) в мастната маса и свързаните със затлъстяването (FTO) и рецепторите за меланокортин-4 (MC4R) с индекс на телесна маса (BMI). Следователно разпознаването на основните гени и съответните им генетични варианти ще помогне за прогнозиране на риска от затлъстяване. Целта на нашето проучване беше да се изследва честотата на полиморфизмите rs9939609 и rs17782313 в гените FTO и MC4R в иранска популация.

Методи

Ние записахме 130 пациенти със затлъстяване и 83 контроли за здравословно тегло и изчислихме техния ИТМ. Геномната ДНК беше извлечена от периферна кръв и честотата на полиморфизмите rs9939609 и rs17782313 в гените на FTO и MC4R беше определена с помощта на тетра-праймер амплификационна система за огнеупорна мутация-полимеразна верижна реакция (ARMS-PCR).

Резултати

Установени са значителни връзки между FTO rs9939609 и ИТМ. Когато хомозиготните носители на алелни рискове (A-A) имат значително по-високо съотношение на шансовете (OR) за затлъстяване, отколкото индивидите с нормален ИТМ (OR = 6.927, p Генетичен полиморфизъм, затлъстяване, FTO протеин, човек, рецептор за меланокортин-4

Въведение

Целта на нашето проучване беше да се изследва връзката между FTO (rs9939609) и MC4R (rs17782313) полиморфизми като възможни генетични фактори в индивидуалната чувствителност към затлъстяване.

Методи

В проучването са включени общо 213 ирански доброволци, включително 130 затлъстели и 83 здрави индивида. Изследваните групи бяха избрани независимо от пола, нивата на физическа активност и фамилната анамнеза за затлъстяване. Всички случаи са на възраст над 20 години. Изследваните групи бяха класифицирани в три групи според техния ИТМ: нормално/здравословно тегло (18,5 - 30).

Всички пациенти дадоха своето информирано съгласие и всички процедури бяха одобрени от Комитета по етика в Института за висше образование Nour Danesh, Исфахан, Иран. Накратко, 3 ml периферна кръв бяха събрани и прехвърлени в лабораторията в стерилна соколска сонда.

Използваните праймери за полимеразна верижна реакция (PCR) са проектирани със софтуер Oligo 7 след подравняването на наличните GenBank последователности. Използваните грундове са дадени в Таблица 1. Общата геномна ДНК беше извлечена от периферна кръв, използвайки комплект за екстракция на GeNet Bio (GeNet Bio, Makrozhen, Корея), съгласно инструкциите на производителя. Определени са концентрацията и чистотата на ДНК, извлечена от всяка проба, последвана от спектрофотометрия OD 260/280 (NanoDrop, DeNovix Inc, Wilmington, DE, USA), както и качествена оценка на ДНК върху 1,5% агарозен гел.

маса 1

GenesForward Primer (5’ – 3 ’) Reverse Primer (5’ – 3’)
FT0 rs9939609 вътрешенCCTTGCGACTGCTGTGAATATACAGAGACTATCCAAGTGCATCTCA
FT0 rs9939609 външенGCTGCTATGGTTCTACAGTTCCATGTTCAAGTCACACTCAGCCTC
MC4R rs17782313 вътрешенGAAGTTTAAAGCAGGAGAGATTGTATACCGCTTTTCTTGTCATTTCCAGCA
MC4R rs17782313 външенTCCACATGCTATTGGTTTAAGACAATGCTGAGACAGGTTCATAAAAAGAG

FTO: мастна маса и свързано със затлъстяването; MC4R: меланокортин-4 рецептор.

Система за амплификация на огнеупорни мутации на тетра-праймер (ARMS) -PCR се извършва с помощта на Biometra GmbH System (Biometra GmbH, Kat # 846-X070-141, Makrozhen, Корея). Амплификацията се извършва в 25 µL реакционна смес, съдържаща 1 µL ДНК, 0,7 µL от всеки външен FTO праймер, 1 µL от всеки вътрешен FTO праймер, 3 µL от всеки вътрешен MC4R праймер, 1 µL от всеки вътрешен MC4R, 0,5 µL от dNTPs, 2.5 µL буфер (10Х), 1 µL MgCl2 (1Mm) и 0.2 µL Taq полимераза. И двата PCR анализа са проведени при оптимизирани условия [Таблица 2].

Таблица 2

GenesInitial denaturationCycle (32 цикъла) Окончателно удължаванеЕдин цикъл Денатурация Отгряване Разширение Един цикъл
FTO95 o C - 5 минути95 o C - 30 сек58 o C - 30 сек72 o C - 30 сек72 o C - 5 минути
MC4R95 o C - 5 минути95 o C - 30 сек59 o C - 30 сек72 o C - 30 сек72 o C - 5 минути

FTO: мастна маса и свързано със затлъстяването; MC4R: меланокортин-4 рецептор.

PCR продуктите се оценяват чрез електрофореза върху 1,5% агарозен гел, оцветен със SYBR® Safe DNA гел оцветяване (Invitrogen). Също така PCR последователността на продуктите беше извършена на машина за генетичен анализатор ABI PRISM® 3100 (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific и Waltham, MA, USA). Анализът на вариантите беше оценен с помощта на Finch TV Software (PerkinElmer Inc., Waltham, MA, USA).

Статистическите анализи бяха извършени с помощта на SPSS (SPSS Inc., издаден 2007. SPSS за Windows, версия 16.0. Чикаго, SPSS Inc). Описателните анализи са изразени като средно ± стандартно отклонение. Тестовете хи-квадрат и съотношенията на коефициентите (OR) бяха използвани за сравняване на пропорциите на групите. Сравненията се считат за статистически значими, ако p Таблица 3] или със затлъстяване (OR = 6,927, p Таблица 4), отколкото здрави индивиди с тегло/контролна група. Освен това не се наблюдава значителна връзка между MC4R rs17782313 и затлъстяване в сравнение с лица със здрав ИТМ. В сравнение със здрави пациенти с тегло, пациентите с MC4R алел на риска (CC) имат по-високи шансове за затлъстяване в сравнение с индивидите с T алели (TT и TC) (OR = 1,889, p = 0,077, 95% CI: 0,92–3,84) [Таблица 3 ]. Анализът на продуктите на Tetra ARMS-PCR върху агарозен гел показа 296 bp и 211 bp ленти лента съответно за rs9939609 и rs17782313 [Фигура 1]. Резултатите, получени от секвенирането, потвърдиха горните резултати. За откриване на мутации на FTO и MC4R гени, интрони, секвенирани и анализирани. Резултатите от секвенирането на интрон 1 на гена FTO разкриха два SNP в позициите 207 (G до A) и 231 (T до A). Също така SNP беше намерен на позиция 135 (T до C ) на гена MC4R [Фигура 2].

Таблица 3

Дискусия

По-рано беше изследвано влиянието на полиморфизмите FTO rs9939609 и MC4R rs17782313 върху затлъстяването. Авторите на изследването установяват значителна връзка между FTO рисковите генотипове (AA + AT) и BMI (p = 0,03), а MC4R рисковите генотипове (CC + CT) са свързани с по-голям BMI (p = 0,03). 33

В съгласие с нашето проучване, авторите на различно проучване показаха, че генотипът A-A на FTO rs9939609 е значително по-висок в популацията със затлъстяване в сравнение с лица с нормално тегло. 34 Освен това авторите не наблюдават значителна връзка между полиморфизмите MC4R и ИТМ.

За разлика от тези данни, също така се съобщава, че субектите с MC4R rs17782313 SNP показват положителна връзка с ИТМ (p = 0,018). 2 Многобройни проучвания съобщават, че вариантите на MC4R са свързани с честотата на затлъстяване. 35-37

FTO ген, експресиран на високи нива в мозъка и хипоталамуса, регион, за който е известно, че е отговорен за регулирането на апетита. 38 Биохимичните проучвания показват, че мутацията в гена FTO като ген за чувствителност към затлъстяване може да доведе до повишен риск от затлъстяване. 14,15,27,28,30,39 Неотдавнашен доклад предполага, че свързаните със затлъстяването елементи в FTO региона взаимодействат с промотор на хомеодомен протеин 3 (IRX3) от клас на ирокези и може да контролират експресията на IRX3, следователно е възможно е генът IRX3 също да е свързан със затлъстяването. 40 В допълнение, мутациите на свързаните със затлъстяването интрони на FTO на гена на FTO са свързани с повишен риск от много хронични заболявания, включително диабет тип II и сърдечно-съдови заболявания. 26,39,41 Промоторът IRX3, ген на няколкостотин хиляди базови двойки, взаимодейства със свързани със затлъстяването интрони на FTO, както и с голям брой други елементи, следователно тези интрони действат като регулаторни елементи на експресията на IRX3, въпреки че доказателствата показват, че самият ген на FTO не играе роля при това взаимодействие. 40 Мутациите в регулаторните елементи, обхващащи хромозомни аномалии, включват транслокации, делеции, дублирания, инверсии и анеуплоидии на SNP причиняват различни човешки заболявания. 42

MC4R е важен ген кандидат за затлъстяване. Този рецептор, състоящ се от 322-аминокиселини, е кодиран от единичен екзон, разположен в хромозома 18q22 и се експресира на най-високите нива в мозъка. 43 Мутациите в гена MC4R допринасят за нарушаване на енергийната хомеостаза, наддаване на тегло и развитие на затлъстяване. 44 Освен това MC4R в централната нервна система играе ключова роля в регулирането на хомеостазата на глюкозата. По този начин мутациите в човешкия MC4R ген могат да повлияят нивото на секреция на инсулин и да доведат до хиперинсулинемия. 45 Обширни проучвания на генния полиморфизъм на MC4R показват, че сред многобройните варианти генотипът rs17782313 е значително по-чест и свързан със затлъстяването. 20,31,45-47 Механизмът на свързване на полиморфизма rs17782313 с ИТМ все още не е изяснен и изисква допълнително проучване. Въпреки това, различни проучвания предполагат, че корелацията между варианта MC4R rs17782313 и високия енергиен прием е значителна. 24,44,46

Заключения

Затлъстяването има многофакторен произход и неговото разпространение се е увеличило драстично, като по този начин определянето на генетичния полиморфизъм на гените може да бъде важен подход като маркер за генетично предразположение към затлъстяване за всички групи от населението. Нашите данни потвърждават предишни наблюдения, че носителите на A-A генотип имат по-висок риск от затлъстяване в сравнение с A-T и T-T носители на генотип. Това знание може да има важни последици в персонализираните стратегии за управление на начина на живот, за да се предотврати затлъстяването при генетично податливи индивиди. И накрая, тези резултати предполагат, че оценката на генетичните полиморфизми на FTO и MC4R може да се счита за прогностично средство за идентифициране на хора с по-висок риск от развитие на затлъстяване.

Разкриване

Всички автори не декларират конфликт на интереси. Не е получено финансиране за това проучване.

Благодарности

Авторите биха искали да благодарят на Иранската национална научна фондация и Националния институт по генетично инженерство и биотехнологии, Техеран, Иран. Авторите изразяват своята благодарност към всички участници за даряването на техните кръвни проби.