Bél FABP2 A54T polimorfizmus: asszociáció az inzulinrezisztenciával és a nők elhízásával

Köztáplálkozás Tanszék, Genetikai epidemiológiai osztály, Táplálkozási és Élelmiszer-technológiai Intézet (INTA), José Joaquín Aguirre Kórház, Orvosi Kar, Chilei Egyetem, Santiago, Chile

Állami Táplálkozási Tanszék, INTA, Chilei Egyetem, P.O. Box 138-11, Santiago, Chile. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Endokrinológiai Osztály, José Joaquín Aguirre Kórház, Orvosi Kar, Chilei Egyetem, Santiago, Chile

Állami Táplálkozási Tanszék, INTA, Chilei Egyetem, P.O. Box 138-11, Santiago, Chile. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Endokrinológiai Osztály, José Joaquín Aguirre Kórház, Orvosi Kar, Chilei Egyetem, Santiago, Chile

A cikk megjelenésének költségeit részben az oldalköltségek fedezése fedezte. Ezért ezt a cikket a „U.S.C. Az 1734. § kizárólag ennek a ténynek a feltüntetésére.

Absztrakt

Célkitűzés: A zsírsavat kötő fehérje Ala54Thr genetikai polimorfizmusa közötti összefüggés felmérése (FABP2) inzulinrezisztenciával és elhízással rendelkező gén.

Kutatási módszerek és eljárások: A BMI-n alapuló mintavételi séma szerint 33 felnőtt elhízott nőt (BMI ≥ 30) és 30 felnőtt normál testsúlyú nőt (BMI> 18,5 és 2) vettek fel erre a vizsgálatra. A krónikus gyulladásos betegségekben vagy akut patológiában szenvedő nőket kizárták. Az éhomi plazma mintákban mértük a glükózt, az inzulint, a leptint, a lipideket és a tumor nekrózis faktort (TNFα). Az inzulinrezisztenciát az inzulinrezisztencia módszer homeosztázis-modelljének értékelésével becsültük meg. A Ala54Thr az allélváltozatot polimeráz láncreakcióval határoztuk meg, majd restrikciós fragmens hosszúságú polimorfizmus elemzéssel.

Eredmények: A Thr54 az allél gyakoribb volt elhízottaknál, mint nem elhízott nőknél (47,0% vs. 31,7; o = 0,08). Az elhízott nők körében magasabb TNFα-koncentrációt találtak a Thr54/Thr54 genotípus (30,0 ± 7,1 pg/ml), vagy a Ala54/Thr54 genotípus (21,2 ± 8,4 pg/ml) vagy a Ala54/Ala44 genotípus (20,1 ± 7,0 pg/ml) (o

Bevezetés

Kimutatták, hogy az elhízás és az inzulinrezisztencia, amelyek a 2-es típusú cukorbetegség mindkét fő kockázati tényezője, a családokon belül csoportosulnak, ami az etiológiájuk genetikai összetevőjére utal ((1)). Mindkét állapot összetett tulajdonság, amelyet több genetikai és környezeti tényező befolyásol.

Zsírsavkötő fehérje (FABP) 1 Nem szabványos rövidítések: FABP, zsírsavat kötő fehérje; Thr, treonin; Ala, alanin; TNF, tumor nekrózis faktor; HOMA, homeosztázis modell értékelése; PCR, polimeráz láncreakció; FFA, szabad zsírsav; PUFA, többszörösen telítetlen zsírsav; AA, arachidonsav.
A 2. intracelluláris fehérje csak a bélben expresszálódik ((2)). Az FABP2 génje a 4. kromoszóma hosszú ágában található. Az 54. kodon G-A-A polimorfizmusa a treonin (Thr) alaninnal (Ala) való helyettesítését eredményezi ((3)). In vitro kísérletek azt mutatták, hogy ez a szubsztitúció növeli a FABP2 affinitását a hosszú láncú zsírsavakkal szemben, és fokozott triglicerid transzporttal társul az emberi bélsejtekben ((4), (5)).

Az asszociációk a FABP2 A pima indiánokban azonosították az Ala54Thr polimorfizmust és az éhomi inzulin koncentrációjának növekedését, az éhomi zsírsav oxidációját és a csökkent glükózfelvételt egy hiperinsulinémiás euglikémiás bilincs alatt (3). Ezenkívül a FABP2 Inzulinrezisztenciájú lokuszt is találtak egy mexikói amerikaiak által végzett vizsgálatban, akik vegyes amerikai-indiai és európai származásúak voltak ((6)). A testvérpár elemzésével azonban nem sikerült kimutatni a FABP2 lokusz vagy az Ala54Thr polimorfizmus cukorbetegséggel kapcsolatos fenotípusokkal más etnikai csoportokban. Ezenkívül a finn egyéneknél nem találtak összefüggést. A finn populációban azonban néhány lipid rendellenességet észleltek a Thr54 allél be FABP2 ((7)).

A FABP2 kulcsszerepet játszik az étrendi hosszú láncú zsírsavak felszívódásában és intracelluláris transzportjában. A Thr54 allél be FABP2 kétszer nagyobb affinitással rendelkezik a hosszú láncú zsírsavak iránt, mint a Ala54-Tartalmú FABP2 ((8)), amely támogatja a FABP2 Ala54Thr polimorfizmus az anyagcserezavarok etiológiájában.

Másrészt a keringő tumor nekrózis faktor (TNF) a magas szintje, az adipocitákban expresszált citokin, ahol ez a génexpresszió fontos modulátora, feltételezhető kockázati tényező az elhízás és az elhízással kapcsolatos rendellenességek kialakulásában (( (9)). Vannak bizonyítékok, amelyek arra utalnak, hogy az étrendben a magasabb ω-6-ω-3 zsírsavarány összefügg a TNFα keringő szintjének emelkedésével ((10), (11), (12). A TNFα befolyásolja a lipid anyagcserét és hipertrigliceridémiához vezethet a máj lipoprotein lipáz aktivitásának csökkentésével és a máj de novo zsírsavszintézisének fokozásával ((13)). A keringő TNFα szintekről beszámoltak arról is, hogy csökkentik az inzulinreceptor tirozin-kináz aktivitását, és az adipocitákban a GLUT4 transzporter down-szabályozását indukálják oly módon, amely korrelál az inzulinrezisztenciával és a 2-es típusú cukorbetegséggel (.

Feltételeztük, hogy az Ala54Thr polimorfizmusa FABP2 A gén növeli az inzulinrezisztencia kockázatát azáltal, hogy befolyásolja a lipid anyagcserét, amelyet a megemelkedett keringő gyulladásos citokinek, különösen a TNFα közvetít.

Kutatási módszerek és eljárások

Tárgyak

63 független chilei premenopauzás nőt vettünk fel (rendszeres menstruációval és hormonpótló terápia nélkül), akik európai származásúak voltak, állami és magán egészségügyi nyilvántartásokból (életkor: 20-50 év) kiválasztva, extrém mintavételi eljárással: 33 elhízott (BMI ≥ 30 kg/m 2) és 30 normál súlyú (BMI 18,5 és 24,9 kg/m 2 között). Egyik alany sem szedett gyógyszereket, vagy kórtörténetében nem volt cukorbetegség vagy más anyagcsere-betegségek. A vizsgálati protokollt a Táplálkozási és Élelmiszer-technológiai Intézet (Chilei Egyetem) Intézményi Felülvizsgálati Testülete hagyta jóvá, és minden alany írásbeli, tájékozott beleegyezést adott.

Antropometriai mérések

A vérnyomást vérnyomásmérővel mértük legalább 5 perces pihenés után. Két leolvasást vettünk a jobb karról, és az átlagot használtuk. A magasságot és a súlyt mértük, miközben az alanyok könnyű ruhát viseltek, cipő nélkül. A BMI-t a kilogrammban kifejezett tömeg és a négyzetméterben kifejezett magasság hányadosa szerint számítottuk. A köldök szintjén a derék és a csípő maximális átmérőjénél a csípő kerülete volt feltüntetve.

Biokémiai mérések

Vérmintákat vettek reggel 7:00 és 9:00 óra között egy éjszakai böjt után. Minden nőnél standard, 75 grammos orális glükóz-tolerancia tesztet végeztek; a teszt után az alanyokat az Egészségügyi Világszervezet kritériumai alapján normálnak, glükóz-intoleránsnak és cukorbetegnek minősítették. A szérum glükózszinteket glükóz-oxidáz technikával mértük, és az inzulin szérum szintjét radioimmun vizsgálattal (RIA Diagnostic Corporation, Los Angeles, Kalifornia) határoztuk meg. A szérum leptinszinteket egy specifikus radioimmunassay kit (Linco Research, St. Charles, MO) alkalmazásával elemeztük, és a keringő TNFα szintjét enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal (Roche Diagnostics, Mannheim, Németország) határoztuk meg. A lipidprofilt (összkoleszterin, nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin és alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin) enzimatikus kolorimetriás módszerekkel határoztuk meg kereskedelmi készletekkel (Boehringer Mannheim, Mannheim, Németország). Az inzulinrezisztenciát az éhomi éhgyomri glükóz és az inzulinkoncentráció közötti összefüggéssel értékeltük, és a homeosztázis modell értékelésével (HOMA) elemeztük ((15)).

A. Polimorfizmusának meghatározása FABP2 Gén

A genomi DNS-t a leukocitákból fenol/kloroform módszerrel extraháltuk, majd proteináz K-t (Life Technologies/Gibco-BRL, Cleveland, OH). Összesen 100 ng genomiális DNS-t alkalmaztunk egy adott faj amplifikálására FABP2 génszekvencia polimeráz láncreakcióval (PCR) 25 μl térfogatban, amely 0,5 U Taq DNS polimerázt (Invitrogen, Carlsbad, CA), 10 mM Tris-HCl (pH 8,3), 50 mM KCl, 1,5 mM MgCl2 és 100 térfogatot tartalmaz. μM dezoxiribonukleotid-trifoszfátok a következő primerek alkalmazásával: 5′-AC AGG TGT TAA TAT AGT GAA AAG ‐ 3 ′ és 5′-TA CCC TGA GTT CAG TTC CGT C ‐ 3 ′. 35 perces ciklusok után 1 percig 94 ° C-on, 1 percig 58 ° C-on és 1 percig 72 ° C-on, a PCR-termékek alikvot részeit (7 μl) elemeztük 2% -os agarózgéleken (Invitrogen). Az amplifikált (180 bp) PCR-terméket 2 U HhaI-val (Invitrogen) emésztettük 10 mM Tris-HCl-ban (pH 7,9), 50 mM NaCl-ban, 10 mM MgCl2-ban és 1 mM ditiotreitolban. 3 órán át 37 ° C-on végzett inkubálás után az emésztett mintákat elektroforézissel elválasztottuk 3% -os agarózgélen, és etidium-bromiddal történő festéssel tettük láthatóvá. Az ép HhaI hellyel rendelkező PCR termékeket 99 és 81 bp töredékekre hasítottuk, míg a Ala54Thr a helyettesítés megszüntette a restrikciós helyet.

Statisztikai módszerek

A folyamatos változókat átlag ± SD-ként fejezzük ki. A vizsgálati csoportok közötti különbségeket a Student-en keresztül értékelték t teszt és Kruskal ‐ Wallis teszt. χ 2 statisztikát és esélyhányadost számítottak ki az elhízott és normál testsúlyú nők allél- és genotípus-gyakoriságainak összehasonlítására. A Hardy-Weinberg egyensúlyt pontos módszerrel értékelték. Az összes statisztikai elemzést a STATA 7.0 csomaggal (2001; Stata Corp., College Station, TX) végeztük.

Eredmények

Harminchárom elhízott nő (BMI 37,2 ± 5,6 kg/m 2) és 30 nem elhízott nő (BMI 22,5 ± 0,28 kg/m 2) vett részt a vizsgálatban. Nem volt szignifikáns különbség az átlagos életkorban a csoportok között (normál testsúlyú nőknél 36,4 ± 1,2 és elhízott csoportban 38,3 ± 8,3).

Mindkét csoport metabolikus változóinak összefoglaló statisztikáit az 1. táblázat tartalmazza. Az átlagos plazma glükózszint mindkét csoportban hasonló volt, de az elhízott nőknél az inzulin szignifikánsan magasabb volt. Ez a tény lényegesen magasabb HOMA és triglicerid szinttel rendelkezik az elhízott nőknél, mint a nem elhízott nőknél. Ahogy az várható volt, az elhízott csoportban magasabb volt a leptin szint. Hasonlóképpen, a TNFα és az összkoleszterin magasabb szintet mutatott az elhízott csoportban a kontroll csoporthoz képest.

A 2. táblázat mutatja FABP2 genotípus gyakorisága elhízott és normál testsúlyú nőknél. A genotípus gyakorisága összhangban volt Hardy-Weinberg normál testsúlyú elvárásaival (o = 0,40) és elhízott (o érték = 0,49) nők. A frekvencia Thr54 az allél magasabb volt az elhízott csoportban, mint a normál testsúlyú csoportban (47,0% vs. 31,7%), o = 0,08). Közötti szorzat esélyhányadosa Thr54 a hordozók és az elhízás állapotát 3,13-ra becsülték (95% konfidencia intervallum: 0,95; 10,57).

Normál N (%) Elhízott N (%) Az esély aránya (95% CI)

Ala54/Ala54	15 (50)	8. (24.2)	Referencia
Ala54/Thr	11. (36.7)	19. (57.6)	3,24 (1,04–10,07)
Thr54/Thr54	4. (13.3)	6. (18.2)	2,81 (0,61–12,97)
Teljes	30 (100)	33 (100)

A 3. táblázat mutatja a kiválasztott metabolikus változók megoszlását a három genotípushoz viszonyítva FABP2. Az éhomi inzulin, a TNFα és a leptin magas plazmaszintjét mutatták ki Thr/Thr homozigóta genotípusok a többi genotípussal összehasonlítva (Ala/Thr vagy Ala/Ala genotípusok) (o 3. táblázat: Metabolikus változók összefoglaló statisztikája FABP2 genotípus elhízott felnőtt nőknél

FABP2 Ala54/Ala54 (n = 8) Ala54/Thr54 (n = 19) Thr54/Thr54 (n = 6)

Éhomi inzulin (pM)	161,0 ± 72,9	161,2 ± 125,7	180,0 ± 44,4 *
HOMA	5,7 ± 2,0	5,8 ± 4,8	5,8 ± 1,8
Triglicerid (mM)	1,4 ± 0,5	1,8 ± 1,2	1,5 ± 0,7
TNFα (pg/ml)	20,1 ± 7,0	21,2 ± 8,4	30,0 ± 7,1 *
Leptin (ng/ml)	31,6 ± 9,7	27,5 ± 7,4	39,4 ± 8,0 *
BMI (kg/m 2)	37,2 ± 4,3	37,2 ± 6,4	35,4 ± 4,4
Derék-csípő arány	0,85 ± 0,06	0,86 ± 0,06	0,88 ± 0,02
derék (cm)	102,3 ± 10,3	105,1 ± 14,3	103,9 ± 7,1

Vita

Jelen vizsgálat eredményei összhangban vannak a bél Ala54Thr polimorfizmusa közötti összefüggéssel FABP2 valamint az inzulinrezisztencia és az elhízás jelenléte. Jelentős összefüggést találtunk a homozigóta között Thr elhízott nőknél mind a szérum TNFα, mind az éhomi inzulin genotípusa és megemelkedett szintje. Fontos, hogy ezeket az összefüggéseket elhízott, hasonló BMI-értékű nőknél találták meg, ami alátámasztja a polimorfizmus feltételezett hatásától független hatását, amely növeli az elhízás kockázatát. Legjobb tudomásunk szerint ez az első jelentés az Ala54Thr mutáció közötti összefüggésről FABP2 gén és egy fenotípus, amelyet a gyulladásos citokin (TNFα) emelkedett szintje, elhízás és inzulinrezisztencia jellemez. Ezeket az érdekes eredményeket nagyobb számú alany bevonásával végzett független tanulmányokban kellene megerősíteni.

A frekvencia Thr54 chilei nők csoportjában az allélváltozatot 0,40-re becsülték. Valamivel alacsonyabb gyakorisági adatokat jelentettek más populációkról, például a cukorbeteg Pima indiánokról (0,30), koreaiakról (0,34), japánokról (0,35), svédekről (0,30) és az Egyesült Államokból származó fehér személyekről (0,32) ((5), ( (6), (16), (17), (18)). A FABP2 gént javasolták a cukorbetegség és az inzulinrezisztencia jelölt génjeként, mert az általa kódolt fehérje részt vesz a zsírsav felszívódásában és az anyagcserében ((19)). Korábbi tanulmányok jelentős összefüggést találtak között FABP2 genotípusa és a 2-es típusú cukorbetegség előfordulása vagy csökkent inzulinérzékenység ((3)). Japán férfiaknál a Thr54Thr A genotípussal magasabb inzulinszint társult a kiinduláskor és 2 órával a glükózfertőzés után ((7)). Hasonló eredményeket találtak a Thr54 allél éhomi mintákban, miután korrigálták a BMI-t a pima indiánokban ((3)). Más tanulmányok jelentős összefüggésekről számoltak be a FABP2 lokusz és az inzulinrezisztencia fokozott előfordulása egyes populációkban ((3), (6), (16), (18)).

Feltételezzük, hogy a Thr/Thr A homozigóta genotípus bizonyos fokú hajlamot mutat az elhízásra, ami a genotípusnak a lipid-anyagcserével, az inzulinrezisztenciával és a gyulladáskomponensekkel kapcsolatos paramétereire gyakorolt hatásával jár. Ennek a genetikai variánsnak a potenciális szerepe összefüggésben lehet az FFA fokozott áramlásával. Mint ismeretes, az emelkedett FFA növeli a trigliceridek felhalmozódását a májban (kompenzáló hiperinsulinémiával összefüggésben, ez a hatás az éhomi inzulin magas szintjével jár együtt) és az adipocitában (a lipoprotein lipáz aktivitás egyensúlyhiányával és az adipokinek, mint pl. leptin és TNF). Az éhomi inzulin, a TNFα és a leptin szintjének emelkedése Thr54 hordozók olyan jelenség, amelyet normál testsúlyú nőknél nem figyeltek meg (az adatokat nem mutatjuk be). Ez a megfigyelés jelezheti a bonyolult, nem mérhető gén-gén vagy gén-környezet kölcsönhatások létezését, amelyek fokozhatják az anyagcsere-rendellenességeket elhízott felnőtt nőknél.

Összefoglalva, javasoljuk az Ala54Thr polimorfizmusát FABP2 gén társulhat elhízással és inzulinrezisztenciával. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a FABP2 a polimorfizmus fontos szerepet játszik az elhízás és az inzulinrezisztencia legalább néhány esetének patogenezisében. Adataink határozottan arra utalnak, hogy - legalábbis részben - a gyulladásos citokinek emelkedése közvetítheti. A zsírsavak differenciális felszívódása a Thr Az allél egy potenciális mechanizmus, amely a laboratóriumaink jelenlegi kutatási területe.

Elismerés

Ezt a munkát Grant Fondecyt 1020703 támogatta Dr. Cecilia Albala számára. Ezúton szeretnénk köszönetet mondani Dr. Teresa Palmának a vérmintavételi eljárásokban nyújtott segítségéért.