Az FTO elhízás-kockázat változata fordítottan kapcsolódik a So-Eum alkotmányos típushoz: a genom egészére kiterjedő asszociációs és replikációs elemzések

Absztrakt

Háttér

A hagyományos koreai orvostudományi rendszerben, a Sasang alkotmányos orvoslásban leírt testalkat-típusok örökletesek, amint azt iker- és családvizsgálatok is feltárták. Így az azonos alkattípusú egyének általában hasonló patofiziológiai és pszichológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az utóbbi időben az alkotmányhoz kapcsolódó változatok azonosítására elvégzett számos genom-szerű asszociációs (GWA) elemzés során az asszociációs jeleket nem replikálták a kis mintaméret és az alkotmánytípusok osztályozásának eltérő, nem objektív módszerei miatt.

Mód

GWA-analízist végeztünk, és két nagy populációban követtük el a replikációs elemzést (5 490 alany: 3810 alany a felfedezési szakaszban és 1680 alany a replikációs szakaszban), hogy azonosítsuk a replikálható konstitúcióval társított variánsokat, ahol a konstitúció valószínűségének a legnagyobb tertilitású alanyok viszonyítva a referenciához a közelmúltban kifejlesztett alkotmányelemző eszközzel kapott értékek legalacsonyabb tertilitásával hasonlítottuk össze.

Eredmények

Megállapítottuk, hogy az elhízás-kockázat variáns a zsírtömeg 1. intronjában és az elhízáshoz társított (FTO) gént reprodukálva fordítottan társítottuk a So-Eum (SE) típushoz, csökkent étvágy, karcsú test és óvatos személyiség jellemezte (rs7193144 kombinált mintákban: esélyhányados = 0,729, o = 1,47 × 10 −7), és lényeges asszociációs jel maradt a testtömeg-index (BMI) ellenőrzése után. Ezzel szemben a variáns asszociációja a Tae-Eum típussal, amelyet nagy testtömeg jellemez, eltűnt a BMI ellenőrzése után.

Következtetések

Összefoglalva: az elhízás-kockázat variáns FTO Az 1. intron fordítottan társult az SE-típussal, függetlenül a BMI-től, ami jól megfelelt az SE-típus jellemzőinek, például az alkotmánytípusok közül a legkisebb testtömegnek és a legkisebb érzékenységnek az anyagcserezavarokra. Ezért az elhízás-kockázat változata FTO a testtömeg-növekedéssel társulhat a testalkat típusának meghatározásában.

Háttér

A Sasang alkotmányos (SC) orvoslás - a hagyományos orvoslás koreai rendszere - az embereket négy típusba sorolja (Tae-Eum (TE), So-Eum (SE), So-Yang (SY) és Tae-Yang (TY)) az alkotmány által meghatározott jogorvoslatokra adott válaszok alapján [1]. Mindegyik SC típus bemutatja a patofiziológiai, pszichológiai és fizikai tulajdonságok közös jellemzőit [2]. Például, mivel a TE típus hajlamos a súlygyarapodásra, különösen a derék körül [3,4], az ilyen felépítésű embereknél fokozott a kardiometabolikus betegségek, például a metabolikus szindróma, az inzulinrezisztencia, a magas vérnyomás és a diabetes mellitus kockázata [5- 8]. Ezzel szemben az SE típusú emberek karcsú testalkatúak és csökkent étvágyúak, és így a legkevésbé hajlamosak a kardiometabolikus betegségekre az SC típusok között [4-11]. Az SE típushoz képest a SY típusú egyének aktívabbak, könnyebben kezelhetőek, újdonságokat keresnek és kockázatvállalnak [12,13]. A SY típusú kardiometabolikus kockázat mérsékelt, a TE és SE típusok kockázata között fekszik [7, C Polymorphism with Serum Lipids in Korea Subjects: Impact of Sasang Constitution. Evid Based Complement Alternat Med. 2012; 2012: 598394. "Href ="/article/10.1186/s12906-015-0609-4 # ref-CR14 "> 14]. A TY típusú embereket kreatívnak, karizmatikusnak, karcsú derékúnak és fogékonynak izom-csontrendszeri betegség, de a TY-típusra vonatkozóan nagyon korlátozott kutatások történtek, mivel az ilyen alkotmánytípusú koreaiak nagyon alacsony arányban voltak (0,03–0,1%) [1].

Az SC-típusok öröklődését családi és ikervizsgálatok elemezték [18,19], ahol a 101, a törzskönyvből és a 731 ikerpárból származó TE, SE és SY típusok öröklődésének értékei 48–55%, 47%, illetve 41–43%. Számos genom-szintű asszociációs (GWA) elemzést végeztek az SC-típusok genetikai variációinak tisztázására [20-23]. Két genetikai lókuszt, a 8q11.22-23 és a 11q22.1-3 jelölteket javasoltak SC típusokhoz kapcsolt jelölt lókuszokként egy genom egészére kiterjedő összekapcsolási elemzésben egy nagy családdal [22]. Ezenkívül két GWA-vizsgálat (GWAS) független populációkban, amelyek 60, illetve 1222 egyént tartalmaznak, felsorolták az alkotmányhoz kapcsolódó variánsokat [20,23], és ez utóbbi tanulmány az alkotmányhoz kapcsolódó változatok funkcionális kontextusát próbálta megtalálni szövegbányászat útján - alapú és útvonal-alapú hálózati elemzések [20,21].

A korábbi genomszintű vizsgálatokat azonban korlátozta az alkotmányos típusok osztályozásának objektivitásának hiánya és az alkotmányhoz kapcsolódó változatok alacsony megbízhatósága, mivel a társulási jelek nem reprodukálhatók a populációk között. Az SC típus önértékelési kérdőívek és/vagy szakemberek általi osztályozását általában a szubjektivitás befolyásolja; ezért ki kell dolgozni egy mérésen alapuló objektív eszközt az alkotmány tipizálásához. A közelmúltban kifejlesztettek egy diagnosztikai módszert az SC-tipizáláshoz, azáltal, hogy integrálták az SC-orvosok holisztikus diagnosztikai folyamatait, valamint az arcra, a test alakjára, a hangra és a kérdőívre vonatkozó mennyiségi adatokat, beleértve a személyiségjegyeket is [24]. Az SC elemző eszköz (SCAT) javasolt, hogy diagnosztikai modell legyen, amely a különböző nézőpontokkal rendelkező gyakorlók körében általános szabályokat képvisel [24]. A mostani tanulmány az alkotmányos típusokkal reprodukálhatóan összefüggő genetikai variánsok feltárását tűzte ki célul két nagy populációban, amelyben az alanyokat SC típusokba sorolták a SCAT használatával.

Mód

Tárgyak

A GWAS alanyait 2009-től 2012-ig Dél-Korea két régiójából (Ansan és Ansung) közösségi alapú kohorsz-vizsgálatok résztvevőiként toborozták a koreai genom- és epidemiológiai tanulmány (KoGES) számára [25]. A vizsgálati alanyok bevonásának kritériumai a SCAT rendelkezésre állása és a genom egészére kiterjedő genotípus adatok voltak. A kizárás kritériumai a következők voltak: rák története; osztályozás TY-típusnak, ami Koreában rendkívül ritka (0,03–0,1%) [1]; alacsony minőségű, a genom egészére kiterjedő genotípus-adatok, amint azt korábban leírták [25], beleértve a nemek következetlenségeit, a rejtélyes rokonságot, valamint a genotípus hívási arányával és a minta szennyezettségével kapcsolatos problémákat. Összesen 5716 személy (2681 férfi és 3035 nő) felelt meg a követelményeknek, és kiválasztották őket a vizsgálatba.

A résztvevőknek minden egyes SC típushoz valószínűségi értékeket rendeltek. Az ebben a vizsgálatban szereplő SC típusokat a megfelelő alkotmánytípusra vonatkozó SCAT valószínűségi értékeinek legmagasabb tercilisével határozták meg, amelyet az SC orvoslás szakemberei osztályoztak [C Polymorphism with Serum Lipids in Korean Subjects: Impact of Sasang Constitution. Evid Based Complement Alternat Med. 2012; 2012: 598394. "Href ="/article/10.1186/s12906-015-0609-4 # ref-CR14 "> 14,24]. Vagyis az alanyok, akiknek a besoroláshoz a SCAT valószínűségi értéke a legnagyobb mivel a szakemberek TE-típust jelentettek TE-típusnak (n = 1,905), és ugyanezt a folyamatot alkalmazták az SE (n = 1,905) és SY típusok (n = 1,905) kijelölésére. a szakemberek által meghatározott TE, SE és SY típusok SCAT valószínűségi értékeit nem TE-ként (NTE; n = 1,905), nem SE-ként (NSE; n = 1,905) és nem SY-ként (NSY) osztályozták. A n = 1,905), illetve a SCAT által meghatározott SC típus megbízhatóságának növelése érdekében a középső tercilis értékű alanyokat nem használtuk a GWA elemzésben.

A replikációs elemzéshez szükséges 2519 egyént (904 férfit és 1615 nőt) 2006-tól 2012-ig 22 keleti orvosi klinikából toborozták a Koreai Alkotmány Multicentrikus Tanulmányába (KCMS), a fent említett felvételi és kizárási kritériumok alkalmazása után, kivéve az alacsony minőségi genotípus adatok. A KCMS egyedeket a SCAT valószínűségi értékek tertilei alapján is besorolták az SC típusra (TE, NTE, SE, NSE, SY és NSY típusok; összesen, 840), és a középső tertilitású egyedeket nem használták a replikációs elemzés. A KoGES és a KCMS vizsgálat résztvevői koreai nemzetiségűek voltak.

Etikai nyilatkozat

Valamennyi alany írásos beleegyezését adta a vizsgálatban való részvételhez, és a vizsgálatot a Koreai Keleti Orvostudományi Intézet intézményi felülvizsgálati tanácsa jóváhagyta.

Genotipizálás

Statisztikai analízis

Nem minden alany rendelhető kizárólag egy adott SC típushoz a SCAT adatok alapján, különösen az SE és SY típusok esetében (1. kiegészítő fájl: S1 ábra). Ezért az SC típus és a genetikai variánsok közötti kapcsolatot minden egyes bináris SC változó (TE vs. NTE, SE vs. NSE és SY vs. NSY) felhasználásával értékeltük, ahelyett, hogy egyetlen multinomiális változót (TE, SE és SY). Itt az NTE, az NSE és az NSY a TE, SE és az SY megfelelő számlálótípusai voltak. A vizsgálati alanyok jellemzőinek összehasonlítása az SC típusok és a megfelelő számláló típusok között, Mann – Whitney U tesztet és chi-négyzet tesztet alkalmaztunk a folytonos, illetve a kategorikus változókhoz.

GWA elemzéseket végeztek a TE típushoz (az NTE típushoz), az SE típushoz (az NSE típushoz képest) és az SY típushoz (az NSY típushoz képest) és az SY típushoz (az NSY típushoz képest) társított változatok felfedezéséhez a PLINK 1.07 verzióval (http://pngu.mgh.harvard.edu/purcell/plink/) [28] logisztikai regresszióanalízissel egy additív modellben, az életkor és a nem szerinti kiigazítással. Levágás o-értéke 5,0 × 10 −6 volt. Az egyes SC típusokhoz kvantilis – kvantilis ábrákat készítettünk a megfigyelt eloszlás alapján o-értékek a várható elméleti eloszlással szemben o-értékek. Az egyes SC típusú GWAS-ok genomi kontroll inflációs tényezőit (λ) ellenőriztük a potenciál szempontjából o-érték infláció. Az SNP csúcsra összpontosított, 800 kb nagyságú genomi régió regionális társulási ábráját a LocusZoom [29] felhasználásával készítettük.

A replikációs elemzés során többszörös logisztikus regressziós elemzést végeztek az rs7193144 (a GWAS SNP csúcsa és az SE típus típusa) és az SC típus közötti összefüggés meghatározása érdekében, az életkor és a nem szerinti kiigazítással az R 3.0.2 verzióval (http: // www.r-project.org/). Levágás o-értéke 0,05 volt. Khi-négyzet tesztet használtunk annak meghatározására, hogy a GWAS SNP eltért-e a HWE-től a KCMS populációban. LD (Lewontin's D ’= D/| D max | és r 2 ) a Haploview 4.2 verziójával (Daly Lab, a Broad Institute, Cambridge, MA) használtuk [30].

A GWA asszociációs eredményeit és a replikációs elemzéseket az átfogó metaanalízis program 2.0-s verziójával (Biostat, Englewood, NJ) kombináltuk egy véletlenszerű hatásmodellben, a DerSimonian és Laird módszerrel [31]. A kombinált elemzés során az SNP-t akkor tekintették szignifikánsnak, amikor o-a GWA és a replikációs elemzések értékei mind a határértékek alatt voltak (GWAS-ban: o −6; replikációban: o 0,05 és HWE o

Eredmények

Két koreai populációban elemeztük az SC-típusok közös variánsait az alábbiak szerint: GWA-elemzés 5716 egyedet tartalmazó KoGES-populációban (felfedezési szakasz: 1. szakasz) és replikációs elemzést 2519 egyedet tartalmazó KCMS-populációban (replikációs szakasz: 2. szakasz). Az összes alany, valamint az SC-típus szerint rétegzett alanyok jellemzőit az 1. táblázat mutatja be. A KoGES-populáció idősebb egyéneket és a férfiak nagyobb arányát foglalta magában, mint a KCMS-populációt. Ahogy az várható volt, a TE típusú alanyok testtömeg-indexe (BMI), derékbősége, vérnyomása, valamint glükóz- és lipidszintje magasabb volt a többi SC-típushoz képest. Az 1. táblázatban bemutatott SC típusok (TE, SE és SY) fizikai és biokémiai jellemzői különböztek a megfelelő számláló típusokétól (NTE, NSE, illetve NSY); a különbségekben látható tendenciák a következők voltak: TE típus> NTE típus, SE típus 1. táblázat Sasang alkotmánytípus szerint rétegzett két koreai populáció alanyainak jellemzői

Genom-szintű asszociációs elemzés SC-típusokhoz (1. szakasz)

Regionális egyesületi telek FTO változatok. A FTO a So-Eum típushoz társított variánsok (1. stádium) 800 kb-os genomi régióban, az rs7193144 csúcsváltozat középpontjában.

Replikáció (2. szakasz) és kombinált elemzés (1. és 2. szakasz)

A FTO Az rs7193144 variáns SE típusával replikációs elemzést (2. szakasz) végeztünk a KCMS populációban, az NSE típusára hivatkozva. Megerősítették az SE típusú asszociációt az rs7193144-gyel (OR = 0,764, 95% CI = [0,616–0,945]), és azt is megállapították, hogy a variáns társult a TE típushoz (OR = 1,422, 95% CI = [1,144 –1,772]) (2. táblázat). A hatások kombinálásakor mind az 1., mind a 2. szakaszban az rs7193144 mind az SE (szignifikánsan), mind a TE típushoz (közepesen) társult, teljesen ellentétes hatásokkal (SE típus: kombinált OR = 0,729, 95% CI = [0,648–0,820]; TE típus: kombinált OR = 1,287, 95% CI = [1,120–1,478]) (2. táblázat).

A FTO Az SC típusú rs7193144 változatot a BMI-hez való igazítás után újra elemeztük, mivel az egyes alkotmányos típusok (TE, SE és SY) jellemzői különböztek a megfelelő számlálótípusokétól (NTE, NSE és NSY). Érdekes módon az rs7193144 és a TE típus közötti kapcsolat megszűnt, miután a BMI-t kontrollálták az 1., 2. és 1. + 2. stádiumú populációkban (3. táblázat). Ezért a TE típus asszociációja a FTO variánsát a BMI közvetítheti, mivel általában magasabb a TE-ben, mint a többi típusban (1. táblázat). Az egyesület azonban FTO az SE típusú variáns a BMI kontrollálása után is megmaradt az 1., 2. és 1. + 2. stádiumú populációkban (kombinált elemzés: OR = 0,693, 95% CI = [0,572–0,839]), bár a hatás kissé csökkent (3. táblázat) . Így a FTO kiderült, hogy a variáns a SE-típussal függ össze, függetlenül a BMI-től.

SNP-imputáció a 16. kromoszómán

Újra elemeztük a GWAS adatokat az SNP imputálása után a 16. kromoszómán, amely tartalmazza a FTO gén. Amint azt a 6. kiegészítő fájl: S3 táblázat és a 7. kiegészítő fájl: S4 ábra mutatja, az rs7185735 asszociációs jelei az SE típushoz (OR = 0,729, 95% CI = [0,647–0,821]) hasonló asszociációs trendeket mutattak, mint az rs7193144 (OR = 0,729, 95% CI = [0,648–0,820]) kombinált populációban. A BMI-hez való igazítást követően azonban az rs7185735 nem volt társítva az SE-típussal a KCMS populációban (o > 0,05) (6. kiegészítő fájl: S3. Táblázat). A TE és SY típusok esetében az rs7185735 asszociációs trendjei pontosan megegyeztek az rs7193144 modellel (6. kiegészítő fájl: S3 táblázat).

Vita

Az SC gyógyszer már az egyedi páciensre van szabva, az alkat által meghatározott növényi gyógymódokat alkalmazva az SC típus alapján [1], míg az occidentális orvoslás csak a páciensre szabott gyógyszeres terápiát nyújthat, miután kiértékelte az egyes gyógyszerek farmakogenomikai variabilitását [33]. Megállapítottuk, hogy a FTO az rs7193144 variáns fordítottan társult az SE típushoz az NSE típushoz képest. Ezért az SC típusokat meghatározó genetikai variációk, mint például egy FTO ebben a tanulmányban az SE típusú variáns a személyre szabott, a modern személyre szabott orvosláshoz hasonló gyógynövényes gyógyszereket kínálhat.

Az SNP rs7193144 két populációban megbízhatóan társult az SE típushoz, a BMI-től függetlenül. A BMI-t a FTO variáns és SC típusok, mivel az rs7193144 szorosan kapcsolódik az rs9939609 és rs8050136 variánsokhoz az ázsiai HapMap populációban, amelyekről ismert változatok hozzájárulnak az elhízáshoz és a cukorbetegséghez a BMI befolyásolásán keresztül [34-36]. Az SNP-k beillesztése után a 16. kromoszómára erős összefüggést találtunk az SE tipussal az rs7185735 SNP esetében, amely erős LD-ben van az rs7193144 (Dʹ = 1,0 és r 2 = 1,0 az ázsiai HapMap populációban). Az rs7185735 asszociációs szignáljainak tendenciái hasonlóak voltak az rs7193144 tréningekhez a három SC típus esetében. A BMI-hez való igazítás után azonban az rs7185735 és az SE típusú asszociáció gyenge volt. Az rs7185735 eltérõ jele annak lehet a következménye, hogy a genotípust a közvetlen genotipizálás helyett az imputáció következtében állapítják meg. Ezért feltételezzük, hogy az rs7193144 replikálható és független variáns lehet az SE típushoz társítva.

Ennek a vizsgálatnak az a korlátja, hogy a konstitúcióval összefüggő variánsokat nagyon alacsony arányban azonosították annak ellenére, hogy az SC-típus> 40% -nál örökölhetőbb volt [2,18,19], azaz az SE-típushoz csak egy, míg a TE és SY típusok alatt o −6. Ezért lehetetlen az egyén SC típusát csak genetikai variációkkal osztályozni. Az asszociációk hiányának fő oka a kis minta nagysága lehet, ami azt jelenti, hogy az SC-típusok túlságosan poligének ahhoz, hogy azonosítsák a konstitúcióval összefüggő SNP-ket a vizsgált populációkban. Ezért még nagyobb populációra lesz szükség, vagy az SC-típusokat tartalmazó specifikusabb tulajdonságokra kell összpontosítani az alkotmányhoz kapcsolódó változatok azonosítása érdekében. Ezenkívül további vizsgálatokra lehet szükség az SC-típus hiányos öröklődésének számbavételéhez számos enyhe hatású variánssal egy genom egészére kiterjedő SNP mikrorajzon, például a genom egészére kiterjedő komplex tulajdonságelemzés eszközével [45,46] . Érdekes megjegyezni azt is, hogy felfedezték az m 6 A demetilezését FTO-val, hangsúlyozva ennek a génnek az RNS-biológiában betöltött jelentőségét [47]. További vizsgálatokra lesz szükség az epigenetikus szabályozás hatásainak vizsgálatához az alkotmányos típusok összefüggésében, különösen az SE-típus esetében.

Következtetések

Összegzésként megállapítottuk, hogy az elhízás-kockázat változata FTO, Az rs7193144, a BMI-től függetlenül, fordítva társult az SE típusú konstitúcióhoz a GWAS kétlépcsős elemzéséből származó SCAT valószínűségi értékek és a koreai replikációs elemzés alapján. A súlygyarapodás és az anyagcserezavarok alacsonyabb hajlamai jól megfeleltek a FTO az allél nem hordozók kockázata a hordozókhoz képest. Ezért az elhízás-kockázat változata FTO részt vehet nemcsak a zsírtömeg-felhalmozásban, hanem az alkotmány tipizálásában is.