APOA2-geenin epigenominen ja metaboliset allekirjoitukset tyydyttyneiden rasvojen vuorovaikutuksesta

Tausta: Apolipoproteiini A-II (APOA2) on merkittävä ainesosa korkeatiheyksisissa lipoproteiineissa (HDL), jolla on määrittelemätön biologinen rooli. Oletetun toiminnallisen muunnelman, -265 T>C (rs5082) APOA2-promoottorissa, on osoitettu johdonmukaisesti olevan vuorovaikutuksessa tyydyttyneiden rasvojen (SFA) saannin kanssa, mikä vaikuttaa liikalihavuusriskiin.

Tavoite: Tässä tutkimuksessa toteutetaan integroiva lähestymistapa tämän vuorovaikutuksen molekyyliperustan karakterisoimiseksi.

Suunnittelu: Tutkijat tekevät epigenomin laajuisen skannauksen 80 osallistujalle, joilla on joko harvempi rs5082-genotyyppi (CC) tai yleisin genotyyppi (TT) ja jotka kuluttavat joko alhaista (<22 g/d) tai korkeaa (≥22 g) /d) SFA-ruokavalio, sovitettu iän, sukupuolen, BMI:n ja diabeteksen tilan mukaan Bostonin Puerto Rican terveystutkimuksessa (BPRHS). Tämän jälkeen tutkijat vahvistavat löydökset valituilta osallistujilta Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) (n=379) ja Framingham Heart Study (FHS) (n=243). Transkriptio- ja metabolomiikkaanalyysit suoritetaan epigeneettisen tilan, APOA2-mRNA-ilmentymisen ja veren metaboliittien välisen suhteen määrittämiseksi.

Tietolähteet. Bostonin Puerto Rican terveystutkimus (BPRHS), lipidejä alentavien lääkkeiden ja ruokavalion genetiikka (GOLDN) ja Framingham Heart Study (FHS) -tutkimuksen valinta: BPRHS:ssä 40 osallistujaa, joilla oli CC-genotyyppi APOA2 -265T>C (rs5082) ). Vastaamalla 40 osallistujan ikä, sukupuoli, SFA-saanti, tyypin 2 diabeteksen tila ja BMI CC-genotyyppiä omaaville 40 osallistujalle, joiden TT-genotyyppi on APOA2 -265T>C, valitaan samasta populaatiosta. GOLDN-tutkimukseen valitaan 107 osallistujaa, joilla oli CC-genotyyppi ja 272 TT-genotyyppi APOA2 -265T>C:lle ja jotka eivät käyttäneet verenpainelääkitystä, dyslipidemiaa tai diabetesta, vahvistamaan BPRHS:n löydöksiä. FHS:ssä tutkijoiden joukossa on 73 ulkopuolista osallistujaa, joilla on CC-genotyyppi ja 170 TT-genotyyppiä APOA2 -265T>C ja jotka eivät käyttäneet lääkitystä verenpainetautiin, dyslipidemiaan tai diabetekseen. Jokaisen genotyypin osallistujat jaetaan edelleen kahteen alaryhmään SFA-saannin perusteella: alhainen, <22 grammaa/päivä, korkea, ≥22 grammaa/päivä.

Tietojen purkaminen. BPRHS:ssä ja GOLDN:ssa eristettyjen DNA-näytteiden genominlaajuinen DNA-metylaatio kvantifioitiin käyttämällä Illumina Infinium® ihmisen metylaatio 450K -array-järjestelmää (Illumina, San Diego, CA, USA). Metylaatiosignaali kussakin metylaatiokohdassa arvioidaan β-pisteenä, kokonaismetylaatiospesifisen signaalin osuus ja havaitsemis-P-arvo todennäköisyydellä, että tietyn koettimen kokonaisintensiteetti osuu taustasignaalin intensiteettiin normalisoinnin ja määrän jälkeen. ohjaustarkastus. FHS-metylomitiedot dbGaP:stä, accession#:phg000492.v2, jossa 2 741 osallistujan metylaatiotila mitattiin näytteistä, jotka otettiin osallistujilta, jotka osallistuivat koe 8 -käynnille vuosina 2005–2008, käyttäen Illumina Infinium® ihmisen metylaatiota 450K-taulukkoa. Metylointisignaalit käsitellään ja normalisoidaan kuten BPRHS:n ja GOLDN:n kohdalla. Tutkijat saavat FHS-transkriptitiedot dbGaP:stä liittymisen phe00002.v6 alla. Plasmanäytteiden metabolinen profilointi niiltä 80 BPRHS:n osallistujalta, joille Metabolon, Inc. suorittaa metylomianalyysin (Durham, NC, USA) Tulokset: Ainoa tulos on kehon massaindeksi. Tietojen synteesi. (1) APOA2-genotyypin epigenomin laajuinen analyysi korkean ja alhaisen SFA-saannin perusteella suoritetaan 80:llä vastaavalla BPRHS:n tapaus/verrokkiosallistujalla, jotka toistetaan valituissa GOLDN- ja FHS-osallistujissa lineaarisilla sekamalleilla. (2) Kolmen populaation tulosten meta-analyysi suoritetaan käyttämällä meta R-pakettia. APOA2 -265T>C:n alleelisen vaikutuksen (beta) vertailu meta-analyysistä alhaisen ja korkean SFA-saannin välillä on suoritettiin SAS 9.4:llä käyttäen t-testiä. (3) Epigeneettisten varianttien ja APOA2-genotyyppien väliset assosiaatiot APOA2-mRNA-ekspression kanssa testataan FHS:ssä. (4) Aineenvaihdunta-analyysi suoritetaan samoilla 80 BPRHS:n tapaus/verrokkiosapuolella, ja metaboliitit korreloidaan epigeneettisten varianttien kanssa APOA2-lokuksessa. (5) Rikastettuja aineenvaihduntareittejä tutkitaan suhteessa tunnistettuihin epigeneettisiin variantteihin APOA2-alueella.

Tiedon käännössuunnitelma: Tuloksia levitetään vuorovaikutteisten esitelmien kautta paikallisissa, kansallisissa ja kansainvälisissä tieteellisissä kokouksissa ja julkaistaan ​​korkean vaikutuksen tekijän aikakauslehdissä. Kohdeyleisöihin kuuluvat ravitsemuksesta, diabeteksesta, liikalihavuudesta ja sydän- ja verisuonitaudeista kiinnostuneet kansanterveys- ja tiedeyhteisöt. Palaute otetaan mukaan ja sitä käytetään kansanterveysviestin parantamiseen ja määritetään tulevaisuuden tutkimuksen keskeiset osa-alueet. Hakijan/yhteishakijan päätöksentekijät verkostoituvat mielipidejohtajien keskuudessa lisätäkseen tietoisuutta ja osallistuakseen suoraan komitean jäseninä tulevien ohjeiden kehittämiseen.

Alustavat havainnot: BPRHS:ssä tutkijat havaitsivat metylaatiokohdan cg04436964 olevan merkittäviä eroja CC- ja TT-osallistujien välillä, jotka nauttivat runsaasti SFA-ruokavaliota, mutta eivät niitä, jotka nauttivat vähän SFA:ta. Samanlaisia ​​tuloksia havaittiin GOLDN:ssa ja FHS:ssä. Lisäksi FHS:ssä cg04436964:n metylaatio korreloi negatiivisesti APOA2:n ilmentymisen kanssa osallistujilla, jotka nauttivat runsaasti SFA-ruokavaliota. Lisäksi CC-kantajilla oli paljon SFA-ruokavaliota kuluttaessaan alhaisempi APOA2-ekspressio kuin niillä, joilla oli TT-genotyyppi, mutta ilmentymistasot olivat samanlaisia ​​käytettäessä vähä SFA-ruokavaliota. Lopuksi metabolominen analyysi identifioi neljä reittiä yliedustettuina metaboliittien eroilla CC- ja TT-genotyyppien välillä, joissa SFA:n saanti oli suuri.

Merkitys: Tutkijat soveltavat multi-omiikka-lähestymistapoja tutkiakseen APOA2 -265T>C-genotyypin mekaanisia perusteita SFA-vuorovaikutuksella, joka liittyy liikalihavuuden häiritsevään tilaan. tutkijat voivat paljastaa useiden aineenvaihduntareittien uskottavia säätelyhäiriöitä. Tämä tutkimus havainnollistaa useiden omiikkalähestymistapojen tehokkuutta vakiintuneisiin geenien ja ruokavalion vuorovaikutukseen ja antaa uutta näyttöä tyydyttyneiden rasvojen vaikutuksista ihmisten terveyteen.