Firme epigenomiche e metabolomiche del gene APOA2 mediante interazione con grassi saturi

Sfondo: L'apolipoproteina A-II (APOA2) è un costituente significativo delle lipoproteine ​​ad alta densità (HDL) con un ruolo biologico indefinito. È stato dimostrato che una variante funzionale putativa, -265 T>C (rs5082) all'interno del promotore APOA2, interagisce costantemente con l'assunzione di grassi saturi (SFA) per influenzare il rischio di obesità.

Obiettivo: Questo studio implementerà un approccio integrativo per caratterizzare le basi molecolari di questa interazione.

Design: Gli investigatori condurranno una scansione dell'intero epigenoma su 80 partecipanti portatori del genotipo meno comune (CC) rs5082 o del genotipo più comune (TT) e che consumano un basso (<22 g/d) o alto (≥22 g /d) Dieta SFA, abbinata per età, sesso, indice di massa corporea e stato del diabete nel Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS). I ricercatori convalideranno quindi i risultati in partecipanti selezionati al Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) (n=379) e al Framingham Heart Study (FHS) (n=243). Saranno condotte analisi di trascrizione e metabolomica per determinare la relazione tra stato epigenetico, espressione dell'mRNA di APOA2 e metaboliti del sangue.

Origine dei dati. Il Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS), il Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) e il Framingham Heart Study (FHS) Selezione dello studio: nella BPRHS, 40 partecipanti con genotipo CC a APOA2 -265T>C (rs5082 ), con 20 che riportano un'assunzione bassa di SFA (<22 g/giorno) e 20 che indicano un'assunzione elevata di SFA (≥22 g/giorno). Abbinando età, sesso, assunzione di SFA, stato del diabete di tipo 2 e BMI per i 40 partecipanti con genotipo CC, il secondo gruppo di 40 partecipanti con genotipo TT di APOA2 -265T>C sarà selezionato dalla stessa popolazione. In GOLDN, 107 partecipanti con genotipo CC e 272 con genotipo TT per APOA2 -265T>C, che non stavano assumendo farmaci per ipertensione, dislipidemia o diabete, saranno selezionati per convalidare i risultati della BPRHS. In FHS, i ricercatori includeranno 73 partecipanti non imparentati con genotipo CC e 170 con genotipo TT a APOA2 -265T> C, che non hanno assunto farmaci per ipertensione, dislipidemia o diabete. I partecipanti di ciascun genotipo saranno ulteriormente suddivisi in due sottogruppi in base all'assunzione di SFA: basso, <22 grammi/giorno, alto, ≥22 grammi/giorno.

Estrazione dati. La metilazione del DNA a livello del genoma di campioni di DNA isolati in BPRHS e GOLDN è stata quantificata utilizzando gli array di metilazione umana Illumina Infinium® 450K (Illumina, San Diego, CA, USA). Il segnale di metilazione in ciascun sito di metilazione sarà stimato come un punteggio β, la proporzione del segnale totale specifico per la metilazione e il valore P di rilevamento come la probabilità che l'intensità totale per una data sonda rientri nell'intensità del segnale di fondo dopo la normalizzazione e la quantità controllo di controllo. Dati sul metiloma FHS da dbGaP, numero di accesso: phg000492.v2, in cui gli stati di metilazione di 2.741 partecipanti sono stati misurati in campioni prelevati dai partecipanti che hanno partecipato alla visita dell'esame 8 tra il 2005 e il 2008, utilizzando l'array di metilazione umana Illumina Infinium® 450K. I segnali di metilazione saranno processati e normalizzati come per BPRHS e GOLDN. Gli investigatori otterranno i dati del trascrittoma FHS da dbGaP sotto l'adesione phe00002.v6. Profilo metabolico dei campioni di plasma di quegli 80 partecipanti di BPRHS per i quali l'analisi del metiloma sarà eseguita da Metabolon, Inc. (Durham, NC, USA) Risultati: L'indice di massa corporea sarà l'unico risultato. Sintesi dei dati. (1) L'analisi dell'intero epigenoma del genotipo APOA2, mediante assunzione di SFA alta e bassa, sarà condotta in 80 partecipanti caso / controllo abbinati di BPRHS, replicata in partecipanti selezionati di GOLDN e FHS utilizzando modelli misti lineari. (2) Sarà condotta una meta-analisi dei risultati delle tre popolazioni utilizzando il pacchetto meta R. Il confronto dell'effetto allelico (beta) dell'APOA2 -265T>C dalla meta-analisi tra l'assunzione bassa e alta di SFA sarà condotto con SAS 9.4 utilizzando un t-test. (3) Le associazioni tra varianti epigenetiche e genotipi di APOA2 con espressione di mRNA di APOA2 saranno testate in FHS. (4) L'analisi del metaboloma sarà condotta negli stessi 80 partecipanti caso/controllo abbinati di BPRHS, ei metaboliti saranno correlati con varianti epigenetiche al locus APOA2. (5) Le vie metaboliche arricchite saranno esaminate in relazione alle varianti epigenetiche identificate nella regione APOA2.

Piano di traduzione della conoscenza: i risultati saranno divulgati attraverso presentazioni interattive a convegni scientifici locali, nazionali e internazionali e pubblicazione su riviste ad alto fattore di impatto. I destinatari includeranno la sanità pubblica e le comunità scientifiche interessate alla nutrizione, al diabete, all'obesità e alle malattie cardiovascolari. Il feedback sarà incorporato e utilizzato per migliorare il messaggio sulla salute pubblica e verranno definite le aree chiave per la ricerca futura. I decisori del candidato/co-candidato collaboreranno tra opinion leader per aumentare la consapevolezza e partecipare direttamente come membri del comitato allo sviluppo delle future linee guida.

Risultati preliminari: nella BPRHS, i ricercatori hanno identificato il sito di metilazione cg04436964 come espositore di differenze significative tra i partecipanti CC e TT che consumavano una dieta ricca di SFA, ma non tra quelli che consumavano bassi SFA. Risultati simili sono stati osservati in GOLDN e FHS. Inoltre, in FHS, la metilazione cg04436964 era correlata negativamente con l'espressione di APOA2 nei partecipanti che consumavano una dieta ad alto contenuto di SFA. Inoltre, consumando una dieta ricca di SFA, i portatori di CC avevano un'espressione di APOA2 inferiore rispetto a quelli con il genotipo TT, ma i livelli di espressione erano simili quando consumavano una dieta a basso contenuto di SFA. Infine, l'analisi metabolomica ha identificato quattro percorsi come sovrarappresentati dalle differenze di metaboliti tra i genotipi CC e TT con un'elevata assunzione di SFA.

Significato: i ricercatori applicheranno approcci multi-omici per studiare le basi meccanicistiche del genotipo APOA2 -265T> C mediante l'interazione SFA legata alla condizione dirompente dell'obesità. i ricercatori potrebbero scoprire una plausibile disregolazione di diverse vie metaboliche. Questo studio illustrerà l'efficacia di molteplici approcci omici alle interazioni gene-dieta consolidate e contribuirà con nuove prove alle esplorazioni in corso sull'impatto dei grassi saturi sulla salute umana.