От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

От Centre de Recherche, Centre Hospitalier de l’Université de Montreal (CHUM) (Z.P., B.D., J.T., P.L., P.H.), Монреал, Канада; Болничен комплекс Sagamie (D.G.), Chicoutimi, Канада; и Медицински колеж в Уисконсин (T.A.K., A.W.C.), Милуоки, Уисконсин.

Резюме

Затлъстяването е водещ рисков фактор за развитието на есенциална хипертония. Изследването на Framingham Heart Study е изчислило, че за всеки 4,5 kg наддаване на тегло има съпътстващо повишаване на систоличното кръвно налягане с 4 mm Hg както при мъжете, така и при жените. 1 Няколко механизма са замесени в патогенезата на свързаната със затлъстяването хипертония, включително инсулинова резистентност, чувствителност към сол и активиране на симпатиковата нервна система. 2

Патогенезата както на затлъстяването, така и на хипертонията е сложна, характеризираща се с участието на няколко гена и фактори на околната среда. 3 4 Генетичните анализи предполагат, че някои от гените, които определят затлъстяването, също могат да допринесат за развитието на свързана със затлъстяването хипертония. 5 6 Един такъв ген може да бъде този, кодиращ тумор некротизиращ фактор (TNF) -α.

TNF-α е проинфламаторен цитокин, който освен ролята си в имунния отговор и рака, участва в развитието и фенотипната експресия на затлъстяването. Предполага се, че TNF-α функционира като адипостатичен фактор, който се индуцира от увеличаване на затлъстяването, за да ограничи по-нататъшната му прогресия. 7 Тази хипотеза се основава на голямо количество изследвания, които показват, че експресията на TNF-α е засилена при затлъстяване 8 9 и че TNF-α има антиадипогенни ефекти. По този начин излагането на мастна тъкан и клетки на TNF-α in vitro драстично потиска генната експресия на ключови ензими, участващи в усвояването на мастните киселини и липогенезата. 10 11 12 В допълнение, TNF-α инхибира диференциацията 11 и стимулира апоптозата на адипоцитите. 13

При затлъстяване някои от тези антиадипогенни ефекти могат да бъдат медиирани от индуцирана от TNF-α инсулинова резистентност. Пълното отсъствие на TNF-a или на двата му рецептора води до значително подобрение на инсулиновата чувствителност при мишки с диетично, хипоталамусно или генетично затлъстяване. 14 15 При затлъстели хора повишената експресия на TNF-a в мастната и мускулната тъкан е в положителна корелация с нивото на хиперинсулинемия на гладно. 9 16

Ролята на TNF-α не е проучена при хипертония толкова широко, колкото при затлъстяване и инсулинова резистентност. Доказано е, че TNF-α увеличава производството на ендотелин-1 17 18 и ангиотензиноген. В допълнение, както е описано, TNF-α е свързан с развитието на свързана със затлъстяването инсулинова резистентност, която е един от предложените механизми на свързаната със затлъстяването хипертония. 2 Целта на настоящото проучване беше да се изследва дали локусът на гена TNF-α участва в определянето на затлъстяването и свързаната със затлъстяването хипертония при хипертонични родословия от френско-канадски произход.

Методи

При тези индивиди са събрани 3 глобални и 11 регионални мерки за затлъстяване чрез стандартизирани процедури. Глобалните мерки включват ИТМ, обща телесна мазнина (TBF), получена от измервания на кожни гънки, 22 и TBF, определени с биоимпеданс (RJL Systems, Inc). Регионалните мерки включват 6 обиколки на багажника и крайниците и 5 измервания на кожни гънки. Описателната статистика за фенотиповете, свързани със затлъстяването, е представена в таблица 1 .

Локусът на гена TNF-α е изследван с помощта на три полиморфизма: (1) an NcoI полиморфизъм, разположен в промоторната област на гена TNF-α в позиция -308 (индекс на хетерозиготност 0,18), 23 (2) an NcoI полиморфизъм, разположен ≈3 kb нагоре по течението на гена (индекс на хетерозиготност 0,40), 23 и (3) повторен полиморфизъм на CA-динуклеотид, разположен ≈6,6 kb преди гена (индекс на хетерозиготност 0,88). 24

Анализът на асоциирането беше извършен с помощта на програмата TRANSMIT (Версия 2.3; D. Clayton, MRC Biostatistics Unit). Тази програма тества за връзки между генетичен маркер и болест, като изследва предаването на многоточкови хаплотипове от родителите на засегнатото потомство. Статистиката χ2 се използва за сравняване на многоточковите честоти на хаплотип, наблюдавани в засегнатото потомство, с тези, които се очакват при менделевско предаване. Програмата TRANSMIT може да се използва и когато родителските генотипове са неизвестни; в този случай се използват данни от незасегнати братя и сестри.

Резултати

Количественият анализ на двойки сиб-двойки (SIBPAL) демонстрира значителни ефекти на локуса на гена TNF-α върху всички глобални и най-регионални мерки за затлъстяване (Фигура 2). По отношение на глобалните мерки за затлъстяване, най-значимият резултат е наблюдаван за ИТМ (т= -2,74, P= 0,004) и са получени по-малко значими данни за TBF, получени от измервания на кожни гънки (т= -1,79, P= 0,04) и TBF, определени чрез биоимпеданс (т= -1,63, P= 0,05) (Фигура 2). По отношение на регионалните мерки за затлъстяване, локусът на гена TNF-α демонстрира най-значително въздействие върху обиколките на бедрата (т= -3,10 до -3,47, P =0,001 до 0,0004). Обиколката на горната част на ръката, талията и ханша също е свързана с локуса, но по-малко значително. Сред измерванията на кожните гънки единствено бе достигнато статистическо значение на кожата на бедрата (т= -2,55, P= 0,007) (Фигура 2).

За да се ограничи този ефект на локуса, свързан със затлъстяването, по-близо до гена TNF-α, беше проведен анализ, базиран на асоциация (TRANSMIT). Този анализ демонстрира, че честотите на хаплотипни маркери, наблюдавани при засегнатото потомство (ИТМ ≥27 kg/m 2), се различават значително от очакваните при менделова трансмисия (χ 2 = 10,45, 3 df, P= 0,02). Взети заедно, резултатите от анализите на свързване и асоцииране предполагат, че локусът на гена TNF-α участва в определянето на затлъстяването при хипертонични родословия от френско-канадски произход.

Сред индивидите с ИТМ ≥27 kg/m 2 (n = 110), 88% са имали хипертония с ранно начало, докато сред индивидите с BMI ≤22 kg/m 2 (n = 30), 38% са били засегнати (χ 2 = 18,03, 1 df, P= 0,00002). Разликата в разпространението на хипертонията между 2-те групи показва тясна връзка между затлъстяването и ранната хипертония в нашия набор от данни.

Дискусия

Резултатите от настоящия анализ на връзката и асоциацията предполагат, че при хипертоничните родословни с френско-канадски произход локусът на гена TNF-α участва в патогенезата на затлъстяването и свързаната със затлъстяването хипертония. Въпреки че тези резултати не предоставят преки доказателства за участието на гена TNF-α, като се вземат предвид известните действия на TNF-α, този ген представлява най-добрия кандидат в хромозомната област.

Ефектът на локуса на гена TNF-α върху затлъстяването само при хора е докладван по-рано. Значителна връзка между генния локус и различни глобални показатели за затлъстяване се наблюдава при популации, толкова разнообразни, колкото индианците от Пима и европейските бели. 28 29 30 Тези проучвания са проведени в семейства или групи несвързани лица със затлъстяване, неинсулинозависим захарен диабет или исхемична болест на сърцето. Резултатите от настоящото разследване разширяват предишните наблюдения с това, че демонстрират ефекта на локуса при родословни с хипертония.

В настоящото проучване е установено, че ефектът на локуса на гена TNF-α върху затлъстяването и свързаната със затлъстяването хипертония е най-значим при неморбидно затлъстели индивиди. Това откритие е в съответствие с предложените действия на TNF-α при затлъстяване. Повишената активност на цитокина поради развитието на затлъстяване, от една страна, се очаква да допринесе за развитието на хипертония, но от друга страна, се очаква да ограничи прогресията на затлъстяването. 7

Анализите на свързаните по пол връзки показват, че локусът на гена TNF-α влияе на регионалното натрупване на мазнини, най-значително в коремната област при мъжете и в областта на бедрото при жените. Такъв пол-специфичен ефект на гена TNF-α може да бъде резултат от полова разлика в регионалната експресия или на самия ген, или на всеки друг елемент, участващ в каскадата от събития, които водят от активиране на гена до неговото действие в целевата тъкан. Понастоящем единственият елемент в TNF-α каскадата, за който е известно, че има специфични за пола регионални ефекти, е липопротеиновата липаза (LPL). 39 Този ензим обикновено насърчава натрупването на липиди в мастните клетки. Значителна част от антиадипогенните ефекти на TNF-a се медиират чрез инхибиране на LPL. 10 Arner et al 39 показват, че както нивото на иРНК, така и ензимната активност на LPL са по-високи в коремните, отколкото в мастните клетки на бедрото при мъжете и обратно при жените. По-специално, тези специфични за пола регионални различия на LPL са тясно успоредни с тези на TNF-α генния ефект върху натрупването на телесни мазнини, наблюдавани в настоящото проучване, което предполага възможност LPL да участва в определянето на специфичните за пола регионални ефекти на TNF -α ген.

В заключение, резултатите от анализите на връзки и асоциации предполагат, че при хипертоничните родословия от френско-канадски произход локусът на гена TNF-α допринася за патогенезата на затлъстяването и свързаната със затлъстяването хипертония. Освен това резултатите показват също, че локусът влияе по различен начин на разпределението на мазнините в тялото при мъжете и жените.

генния

Фигура 1. Родословия, класирани по средния им ИТМ. Хоризонталните линии показват критерии за подбор за количествен анализ на двойки sib (BMI ≤22 kg/m 2 и ≥27 kg/m 2).

Фигура 2. Количествен анализ на двойки от двойки, базиран на пола: ефект на локуса на гена TNF-α върху глобалните и регионални мерки за затлъстяване. Показани са резултати, получени с повторен полиморфизъм на CA-динуклеотид: отрицателен т стойностите (предоставящи доказателства за връзката) са показани като черни ленти, а дължините на лентите са пропорционални на стойностите. В случаите на статистически значими резултати, вероятностните стойности също се показват като числа над лентите.

Фигура 3. Количествен анализ на свързаността между половете: ефект на локуса на гена TNF-α върху глобалните и регионални мерки за затлъстяване. Показани са резултати, получени с CA-динуклеотиден повторен полиморфизъм. Те са представени по следния начин: отрицателните Т-стойности (предоставящи доказателства за връзката) са показани като черни ленти, а дължините на лентите са пропорционални на стойностите. В случаите на статистически значими резултати, вероятностните стойности също се показват като числа над лентите. Положителен т стойности или т стойности, равни на нула (предоставящи доказателства срещу връзката), са обозначени със знак ×.

маса 1. Фенотипове, свързани със затлъстяването при индивиди, избрани за анализ на Sib-Pair

1 Есенциална хипертония с начало на възраст ≤55 години.

Стойностите са средни ± SD.

Таблица 2. Анализ на асоциирането (TRANSMIT): Ефект на TNF-α генния локус върху затлъстяването и свързаната със затлъстяването хипертония

1 Маркеровите алели в хаплотиповете са подредени, както следва: 1, NcoΙ полиморфизъм, разположен в промоторната област на гена TNF-α; 2, NcoΙ полиморфизъм, разположен ≈3 kb нагоре по течението на гена; и 3, СА-динуклеотиден полиморфизъм, разположен ≈6.6 kb нагоре по течението на гена.

Затлъстяването се определя като индекс на телесна маса ≥27 kg/m

3, а свързаната със затлъстяването хипертония се определя като хипертония с начало на възраст ≤55 години и индекс на телесна маса ≥27 kg/m

Тази работа беше подкрепена от Канада за медицински изследвания (грант MT-14654) и Националните здравни институти (грант на US Public Health Service 5-P50-HL-54998-02). Благодарим на д-р Alan Deng и Jean-Louis Chiasson за полезните им коментари по ръкописа, Ginette Dignard за нейната секретарска помощ и Ovid Da Silva за редакционната му помощ. Благодарим на Manon Bernard, Danielle DeGuise, Nicole Baribault и Jacinthe Tremblay за тяхната работа по събирането на фенотипове.