A testmozgással és az étrenddel kapcsolatos mikroRNS-ek: szisztematikus áttekintés
Fiziológiai Ápolási Tanszék, Ápolási Iskola, Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Kalifornia;
Az újranyomtatási kérelmek és egyéb levelezések címe: E. Flowers, Fiziológiai Ápolási Osztály, 2 Koret Way, # 605L, San Francisco, CA 94143-0610 (e-mail: [email protected]).
Fishbon Könyvtár, Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Kalifornia; és
Egészségügyi és Öregedési Intézet/Szociális és Magatartástudományi Tanszék, Kaliforniai Egyetem, San Francisco, Kalifornia
Absztrakt
Az elhízás olyan nemzeti járvány, amely számos betegség jelentős megnövekedett kockázatával jár (27). Az elhízás egy összetett, multifaktoriális állapot, amely mind a veleszületett, mind a környezeti kockázati tényezők hátterében jelentkezik (1). Ennek megfelelően az elhízás etiológiájában egyéni különbségek vannak. A műtét mellett a testsúlycsökkenésnek két elsődleges viselkedési megközelítése létezik: fokozott fizikai aktivitás és kalória-korlátozás (14). Mindkét stratégia változó hatékonyságot mutat az általános populációban (17). Az egyik magyarázat az étrend és a fizikai aktivitásra vonatkozó ajánlások következetlen betartása. A másik ok az, hogy az egyének különböznek környezeti ingereikben és mögöttes biológiájukban, és mindkettő közvetíti a fizikai aktivitásra és az étrendre adott választ. Ezért a súlycsökkenés viselkedési megközelítései, bár hatékonyak, nem teljes mértékben kezelik az elhízás problémáját.
1. ábra.A befogadásra szánt tanulmányok kiválasztása.
Adatkivonási táblázatot dolgoztak ki a mellékelt vizsgálatokkal kapcsolatos legfontosabb információk rögzítésére. Egy szerző (E. Flowers) elolvasta és kivonta az adatokat a mellékelt vizsgálatokból. A következő vizsgálati tulajdonságokat rögzítettük: kutatási kérdés, tanulmányterv, időkeret, minta, szöveti forrás, beavatkozás, beavatkozási dózis mérése, miRNS kvantitációs módszer (ek), adat normalizálási módszer, mért miRNS (ek), miRNS (ek) differenciálisan kifejezve, a differenciális expresszió iránya és a hajtásváltozás, amikor jelentést tettek (1. táblázat, 2. táblázat, 3. táblázat). Az elsődleges eredménymérők az azonosított specifikus miRNS-ek voltak, valamint a kísérleti egyes miRNS-ekhez tartozó differenciális expresszió iránya és nagysága (azaz hajtásváltozása) a kontroll csoporthoz vagy állapothoz képest. A vizsgálatokon belüli torzítás kockázatát a beavatkozás értékelésével, az intervenciós dózis mérésével és a miRNS-ek számszerűsítésének értékelésével határozták meg, beleértve az expresszió normalizálását. Az elfogultság kockázatát a vizsgálatok során a módszerek és az eredmények szakaszainak alapos értékelésével értékelték egy recenzens (E. Flowers).
1. táblázat: A felülvizsgálatban szereplő tanulmányok
miR, mikroRNS; exek, testmozgás; BMI, testtömeg-index; qPCR, kvantitatív polimeráz láncreakció.
2. táblázat: A miR válaszainak összefoglalása a testmozgás hatására
ns, Nem jelentős.
3. táblázat: A BMI-hez és a súlycsökkenéshez kapcsolódó miR eredményeinek összefoglalása
4. táblázat: Plazma és szérum mikroRNS-ek, amelyek az akut vagy elhúzódó testmozgásra adott azonnali reakcióval
Az elfogultság kockázata a tanulmányokon belül.
Az 5. táblázat összefoglalja az elfogultság kockázatait az egyes vizsgálatokban. Az egyik kivételével az összes vizsgálat leírta a kvaziexperimentális vizsgálati tervet. A fennmaradó tanulmány kevésbé szigorú keresztmetszetű volt (40). A kardiorespirációs alkalmasságot értékelő vizsgálatok közül hét objektív értékelést végzett a maximális oxigénfelvételről (V̇ o 2max) (2, 3, 8, 29, 30, 33, 37). Egy tanulmány önálló jelentéssel és anyagcsere-egyenértékekké való átalakítással határozta meg az alkalmasságot (40). A vizsgálat további korlátja, hogy validált kérdőívet nem használtak az aktivitási adatok gyűjtésére. Az ellenállóképességet értékelő vizsgálatok közül egy a One Maximum Repetition módszert használta az egyes résztvevők maximális erejének meghatározására (31). Egy második az észlelt terhelés skálájának Borg-besorolásával határozta meg az edzés során használandó súlyt (37). Valamennyi vizsgálat során mikroarray-t és qPCR-t alkalmaztunk, amelyek elfogadható megközelítések a miRNS kvantálásához.
5. táblázat: Az elfogultság értékelése az egyes vizsgálatokban
A miRNS-leletek szintézise.
Összesen 70 miRNS izoformát találtak differenciálisan expresszálva 12 edzésvizsgálat során (2. táblázat). Tizenöt miRNS-t vagy azok izoformáit mértük egynél több vizsgálatban [azaz: mikroRNS (miR) -1, miR-20a/b, miR-21, miR-29a/b/c, miR-125a, miR-126, miR- 130a/b, miR-133a/b, miR-146a, miR-181a/b, miR-197, miR-208a/b, miR-221, miR-222, miR-499-5p]. Bizonyos esetekben a kifejezés iránya a tanulmányok között változó volt. A MiR-126-ot, amelyet korábban összefüggésbe hoztak a 2-es típusú cukorbetegséggel (38), négy vizsgálatban mérték. Kettő leírta a megnövekedett expressziót a plazmában egy maraton (4, 37), ellenállást gyakorló edzés (4), alacsony intenzitású 4 órás kerékpározás (37) és egy kerékpár-ergométer gyakorlati teszt (37) után. A miRNS expressziójának vizsgálata neutrofil sejtekben egy rövid kerékpáros testmozgás után (30) a miR-126 csökkent expresszióját mutatta, mint az önmaga által bejelentett fizikai aktivitás vizsgálat (40). A MiRNA-126 megcélozza az 1. vaszkuláris sejtadhéziós molekulát, amely az endothel sejtekben expresszálódik és érelmeszesedésben vesz részt (19). A miRNS-126 további potenciálisan releváns előre jelzett célpontjai közé tartozik az apolipoprotein A-V (APOA5), az inzulinszerű növekedési faktor 1 receptor, az inzulinreceptor 1-es szubsztrát (IRS1) és az inzulinreceptor 2-es szubsztrát (IRS2) (19).
Az elfogultság kockázata a vizsgálatok során.
Három tanulmány értékelte a vérsejtekből (29, 30) vagy a teljes vérből (33) származó miRNS expressziót, míg a többi tanulmány a plazma vagy a szérum alapú miRNS expresszióról számolt be, ezek a miRNS különálló forrásai valószínűleg különböző biológiai mechanizmusokat tükröznek. A vizsgálat megtervezése kvázi-kísérleti jellegű volt az egyik kivételével, a testmozgással társított miRNS-ről. Öt tanulmány agnosztikus megközelítést alkalmazott a differenciálisan expresszált miRNS-ek kimutatására, ami csökkenti az elfogultság kockázatát (8, 29–31, 33). Azonban ezek között a vizsgálatok között a specifikus mikroarray platform és a miRNS célpontok száma változó volt. A fennmaradó vizsgálatok esetében a miRNS-ek kimutatására a priori megközelítést számoltak be, néhány korábbi bizonyítékkal a testmozgásra adott válasz szerepére. Bizonyos esetekben az egyes miRNS-eket számszerűsítették, és nem találták statisztikailag szignifikánsnak, és erről beszámoltak (3-5, 25, 40). Nem tudjuk meghatározni, hogy nem jelentettek-e jelentéktelen miRNS-eket az a priori megközelítést alkalmazó vizsgálatok többi részében.
Diétával/fogyással összefüggő MiRNA-k
A tanulmány jellemzői.
Két tanulmány értékelte a súlycsökkenéssel járó miRNS-eket (1. táblázat) (22, 28). Milagro és mtsai. (22) a következő generációs szekvenálást alkalmazta a miRNS-ek kimutatására, amelyet qPCR-alapú validálás követett az alacsony kalóriatartalmú diétás beavatkozásban részt vevő nők perifériás vér mononukleáris sejtjeiben. A normalizáláshoz egyetlen miRNS-t (azaz miR-148a) használtunk (22). Ortega és mtsai. (28) qPCR-alapú tömböket és validálást használt független mintákban a miRNS-ek értékelésére a plazmában bariatriás műtéten vagy alacsony kalóriatartalmú diétás beavatkozáson átesett férfiak és nők plazmájában. A normalizáláshoz stabilan expresszált miRNS-ek sorozatát választottuk ki (28). Mindkét vizsgálati mintát Spanyolországban toborozták.
Beavatkozási jellemzők.
Milagro és mtsai. (22) 8 hét kalória-korlátozó étrenddel (800–1 000 kcal/nap) kapcsolatos miRNS expressziós változásokról számolt be, amelyek ≥5% -os súlycsökkenéshez vezettek. Ortega és mtsai. (28) a Roux en-Y gyomor bypass műtétjéhez kapcsolódó miRNS expressziós változásokról számolt be, 500–1000 hiányos kcal/nap diétával 14 héten keresztül, ami 17% -os súlycsökkenést eredményezett. Egyik tanulmány sem tartalmazott fizikai aktivitás komponenst a beavatkozáshoz. Mindkét vizsgálat elfogadható megközelítéseket alkalmazott a miRNS kvantálásához (azaz a mikroarray-t, majd a qPCR validálást).
Az elfogultság kockázata a tanulmányokon belül.
A vizsgálati tervek kvázi-kísérleti jellegűek voltak. Mindkét vizsgálat az étrendi beavatkozás szigorú protokollját követte; a pontos kalóriakorlátozási ajánlások azonban eltértek. A beavatkozás hosszát tekintve a napi kalóriabevitelt nem vizsgálták objektíven a vizsgálati időszak alatt. A beavatkozás előtti és utáni súlyt képzett vizsgálati személyzet egy protokoll alapján értékelte.
A miRNS-leletek szintézise.
Az elfogultság kockázata a vizsgálatok során.
Az egyik vizsgálat a vérsejtekből származó miRNS-t értékelte (22), míg a másik vizsgálat a miRNS-eket mutatta ki a plazmában (28) (3. táblázat). Csakúgy, mint a testmozgással társított miRNS-expresszió tanulmányai esetében, mind az étrend/fogyás, mind a miRNS-expresszió kvázixperimentális felépítésű volt. Mindkét tanulmány agnosztikus megközelítést alkalmazott a differenciálisan expresszált miRNS-ek kimutatására, ami csökkenti az elfogultság kockázatát. Azonban ezek között a vizsgálatok között a specifikus mikroarray platform és a miRNS célpontok száma változó volt.
A mellékelt vizsgálatok egyike sem alkalmazta a legszigorúbb randomizált klinikai vizsgálat tervét. A vizsgálatok többsége kvázi-kísérleti tervről számolt be, amelyet ugyanazon egészséges egyénnél használtak a miRNS-expresszió előtti és utáni gyakorlatok változásainak értékelésére. A testmozgás tanulmányozásához általában magas szintű szigorú volt a gyakorlati beavatkozás számszerűsítése. Egy tanulmány (40) kivételével mindegyik beszámolt az alkalmasság számszerűsítéséről objektív módszerrel (pl. V̇ o 2max), ami csökkenti a lehetséges torzítást. Hasonlóképpen, az étrend és a fogyás tanulmányai jól megtervezett protokollt követtek az étrendi beavatkozás beadására. A tanulmány felépítését tekintve azonban a kalóriabevitel pontos számszerűsítése nem volt megvalósítható. Mind a testmozgás, mind az étrend esetében a vizsgálatok részrehajlásának lehetséges forrásai között szerepelt a mért miRNS-fajok eltérő kiválasztása. Sok tanulmány az optimálisan agnosztikus megközelítést alkalmazta a differenciálisan expresszált miRNS-ek kimutatására. Mások kevésbé szigorú a priori megközelítést alkalmaztak a miRNS-ek vizsgálatához, nagy valószínűséggel a differenciál expresszió szempontjából.
Az étrenddel és a fogyással összefüggő miRNS expressziót értékelő két vizsgálat eredményei között is különbségek vannak. Ugyanis az egyik tanulmány nem talált különbséget az étrend által kiváltott fogyáshoz kapcsolódó miRNS expresszióban, míg a másik beszámolt arról, hogy öt miRNS megváltozott a fogyás után. A műtétet követően a fogyás diétás megközelítései alapján differenciáltan expresszált specifikus miRNS-ek hiányos átfedést mutattak. Ezeket a különbségeket részben a tanulmánytervek okozhatják. Míg az egyik tanulmány pre-/postdesign segítségével határozta meg az étrend okozta súlycsökkenéssel járó miRNS-ek változását (28), a másik a kiindulási miRNS-expressziót értékelte az ezt követő súlycsökkenéssel (22). Másodszor az egyik tanulmány egy kereskedelemben kapható panelt használt az ismert emberi miRNS-ek szűrésére a plazmából (28), míg a másik egy szekvenálási módszert használt a miRNS-ek kimutatására a perifériás vér mononukleáris sejtjeiben (22). Előfordulhat, hogy nem voltak teljes átfedések az átvilágított specifikus miRNS-ekben. Továbbá az adatok normalizálásának megközelítése különbözött a vizsgálatok között. Mindkét vizsgálat kicsi mintamérettel rendelkezett, amelyek nem általánosíthatók nagyobb, heterogénebb populációkra.
A szerző (k) nem jelentenek be pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenséget.
Szerző közreműködései: E.F. és Y.F. a kutatás megtervezése és megtervezése; E.F. elemzett adatok; E.F. és Y.F. értelmezett kísérletek eredményei; E.F elkészített ábrák; E.F. kézirat készítése; E.F. szerkesztette és átdolgozta a kéziratot; E.F., G.Y.W. és Y.F. a kézirat jóváhagyott végleges változata; G.Y.W. kísérleteket hajtott végre.
A miR-ek és az étrend és/vagy a fogyás közötti összefüggésekről szóló tanulmányok: mikroRNS-ek [mh] VAGY mikroRNS-ek [tiab] VAGY mikroRNS [tiab] VAGY miRNS [tiab] VAGY miRNS-ek [tiab] VAGY epigenetikus * [ti] VAGY epigenom * [ti] ÉS (testtömeg-index [mh] VAGY testtömeg-változások [mh: noexp] VAGY elhízás [mh] VAGY túlsúly [mh] VAGY fogyás [mh: noexp] VAGY súlycsökkentő programok [mh] VAGY súlyváltozás * [tiab] VAGY súlycsökkenés * [tiab] VAGY súlycsökkentés * [tiab] VAGY túlsúly [tiab] VAGY elhízás [tiab] VAGY elhízott [tiab] VAGY obesogén * [tiab] VAGY diétaterápia [mh] VAGY testtömegindex * [tiab] VAGY test tömeges jelzés * [tiab] VAGY diéta [tw] VAGY diéták [tiab] VAGY diétás [tiab] VAGY diéta [tiab]) ÉS angol [la] NEM (állatok [mh] NEM emberek [mh]) NEM (állatok * [ti ] VAGY szarvasmarha [ti] VAGY kecske [[ti] VAGY emlős * [ti] VAGY egér [ti] VAGY egér [ti] VAG patkány [ti] VAGY patkány [ti] VAGY sertés [ti] VAGY sertés [ti] VAGY sertés [ti] VAGY sejtvonal * [ti] VAGY nem emberi * [ti] VAGY zebrafish [ti] NEM emberi * [ti]) NEM (in vitro NEM in vivo) NEM (rák VAGY onkológia VAGY metasztatikus VAGY metasztázis VAGY tumor VAGY neoplazma VAGY HEPG * VAGY 3T3 * VAGY embrió *).
- A diéta és a testmozgás életmódbeli beavatkozásainak szisztematikus áttekintése a másodlagos
- A mediterrán étrend hosszú távú fogyás szisztematikus áttekintése - PubMed
- A mozgásszegény viselkedés és az étrend az egész életen át tartó frissített szisztematikus áttekintés
- Az étrend és az ételbevitel szerepe az életkorral összefüggő makula degenerációban, szisztematikus áttekintés - PubMed
- Szisztematikus áttekintés meta-elemzéssel strukturált étrend és testmozgási programok biztosítják