Epigenomiske og metabolomiske signaturer af APOA2-gen ved mættet fedtinteraktion

Baggrund: Apolipoprotein A-II (APOA2) er en væsentlig bestanddel af high-density lipoproteiner (HDL) med en udefineret biologisk rolle. En formodet funktionel variant, -265 T>C (rs5082) i APOA2-promotoren, har vist sig konsekvent at interagere med mættet fedt (SFA) indtag for at påvirke risikoen for fedme.

Formål: Denne undersøgelse vil implementere en integrativ tilgang til at karakterisere det molekylære grundlag for denne interaktion.

Design: Efterforskerne vil udføre en epigenom-dækkende scanning på 80 deltagere, der bærer enten den rs5082 mindre almindelige genotype (CC) eller den mest almindelige genotype (TT) og indtager enten en lav (<22 g/d) eller høj (≥22 g) /d) SFA-diæt, matchet for alder, køn, BMI og diabetesstatus i Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS). Efterforskerne vil derefter validere resultaterne i udvalgte deltagere i Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) (n=379) og Framingham Heart Study (FHS) (n=243). Transskriptions- og metabolomiske analyser vil blive udført for at bestemme forholdet mellem epigenetisk status, APOA2 mRNA-ekspression og blodmetabolitter.

Data kilder. Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS), Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) og Framingham Heart Study (FHS) Studievalg: I BPRHS, 40 deltagere med CC genotype ved APOA2 -265T>C (rs5082) ) vil blive udvalgt, hvor 20 rapporterer et lavt SFA-indtag (<22 g/d) og 20 indikerer et højt SFA-indtag (≥22 g/d). Ved at matche alder, køn, SFA-indtag, type 2-diabetesstatus og BMI for de 40 deltagere med CC-genotype, vil det andet sæt på 40 deltagere med TT-genotype af APOA2 -265T>C blive udvalgt fra den samme population. I GOLDN vil 107 deltagere med CC genotype og 272 med TT genotype for APOA2 -265T>C, som ikke tog medicin for hypertension, dyslipidæmi eller diabetes, blive udvalgt til at validere resultaterne fra BPRHS. I FHS vil efterforskerne inkludere 73 ubeslægtede deltagere med CC-genotype og 170 med TT-genotype ved APOA2 -265T>C, som ikke tog medicin mod hypertension, dyslipidæmi eller diabetes. Deltagere af hver genotype vil yderligere blive opdelt i to undergrupper baseret på SFA-indtag: lav, <22 gram/dag, høj, ≥22 gram/dag.

Dataudtræk. Genom-dækkende DNA-methylering af isolerede DNA-prøver i BPRHS og GOLDN blev kvantificeret ved hjælp af Illumina Infinium® human methylation 450K arrays (Illumina, San Diego, CA, USA). Methyleringssignalet ved hvert methyleringssted vil blive estimeret som en β-score, andelen af ​​totalt methyleringsspecifikt signal og detektions-P-værdien som sandsynligheden for, at den samlede intensitet for en given probe falder inden for baggrundssignalintensiteten efter normalisering og mængde kontroltjek. FHS-methylomdata fra dbGaP, accession#:phg000492.v2, hvor methyleringsstatusser for 2.741 deltagere blev målt i prøver taget fra deltagere, der deltog i deres eksamen 8-besøg mellem 2005 og 2008, ved hjælp af Illumina Infinium® human methylation 450K-array. Methyleringssignaler vil blive behandlet og normaliseret som for BPRHS og GOLDN. Efterforskerne vil indhente FHS-transkriptomdata fra dbGaP under tiltrædelses-phe00002.v6. Metabolisk profilering af plasmaprøver fra de 80 deltagere i BPRHS, for hvem methylomanalysen vil blive udført af Metabolon, Inc. (Durham, NC, USA) Resultater: Body mass index vil være det eneste resultat. Datasyntese. (1) Epigenom-dækkende analyse af APOA2-genotype, ved højt og lavt SFA-indtag, vil blive udført i 80 matchede case/kontrol-deltagere af BPRHS, replikeret i udvalgte deltagere af GOLDN og FHS ved hjælp af lineære blandede modeller. (2) En metaanalyse af resultaterne fra de tre populationer vil blive udført ved hjælp af meta R-pakken. Sammenligningen af ​​alleleffekt (beta) af APOA2 -265T>C fra metaanalysen mellem lavt og højt SFA-indtag vil være udført med SAS 9.4 ved hjælp af en t-test. (3) Associationer mellem epigenetiske varianter og APOA2-genotyper med APOA2-mRNA-ekspression vil blive testet i FHS. (4) Metabolomanalyse vil blive udført i de samme 80 matchede tilfælde/kontroldeltagere af BPRHS, og metabolitter vil blive korreleret med epigenetiske varianter ved APOA2-locus. (5) Berigede metaboliske veje vil blive undersøgt i forhold til identificerede epigenetiske varianter i APOA2-regionen.

Videnoversættelsesplan: Resultaterne vil blive formidlet gennem interaktive præsentationer på lokale, nationale og internationale videnskabelige møder og publicering i tidsskrifter med høj effektfaktor. Målgrupper vil omfatte folkesundheden og videnskabelige samfund med interesse for ernæring, diabetes, fedme og hjerte-kar-sygdomme. Feedback vil blive indarbejdet og brugt til at forbedre folkesundhedsbudskabet, og nøgleområder for fremtidig forskning vil blive defineret. Ansøger/Medansøger Beslutningstagere vil netværke blandt opinionsledere for at øge bevidstheden og deltage direkte som udvalgsmedlemmer i udviklingen af ​​fremtidige retningslinjer.

Foreløbige resultater: I BPRHS identificerede efterforskerne, at methyleringsstedet cg04436964 udviser signifikante forskelle mellem CC- og TT-deltagere, der indtager en høj SFA-diæt, men ikke blandt dem, der indtager lav SFA. Lignende resultater blev observeret i GOLDN og FHS. Derudover var cg04436964-methylering i FHS negativt korreleret med APOA2-ekspression hos deltagere, der indtog en høj SFA-diæt. Ydermere, når de indtog en høj SFA diæt, havde CC-bærere lavere APOA2-ekspression sammenlignet med dem med TT-genotypen, men ekspressionsniveauerne var ens, når de indtog en lav SFA-diæt. Endelig identificerede den metabolomiske analyse fire veje som overrepræsenteret af metabolitforskelle mellem CC- og TT-genotyper med højt SFA-indtag.

Betydning: Efterforskerne vil anvende multi-omics tilgange til at undersøge det mekanistiske grundlag for APOA2 -265T>C genotypen ved SFA interaktion forbundet med den forstyrrende tilstand af fedme. efterforskerne kan afsløre plausibel dysregulering af flere metaboliske veje. Denne undersøgelse vil illustrere effektiviteten af ​​flere omics-tilgange til veletablerede gen-diæt-interaktioner og bidrage med nye beviser til igangværende udforskninger af virkningen af ​​mættet fedt på menneskers sundhed.