飽和脂肪相互作用による APOA2 遺伝子のエピゲノムおよびメタボロームの特徴

背景: アポリポタンパク質 A-II (APOA2) は、未定義の生物学的役割を持つ高密度リポタンパク質 (HDL) の重要な構成要素です。 APOA2 プロモーター内の推定機能バリアントである -265 T>C (rs5082) は、飽和脂肪 (SFA) 摂取と相互作用して肥満のリスクに影響を与えることが一貫して示されています。

目的: この研究は、この相互作用の分子基盤を特徴付ける統合的アプローチを実装します。

設計: 研究者は、rs5082 のあまり一般的でない遺伝子型 (CC) または最も一般的な遺伝子型 (TT) のいずれかを持ち、低 (<22 g/d) または高 (≥22 g) のいずれかを消費する 80 人の参加者に対してエピゲノム全体のスキャンを実施します。 /d) ボストン プエルトリコ健康調査 (BPRHS) の年齢、性別、BMI、および糖尿病状態に一致する SFA ダイエット。 その後、研究者は、遺伝学の脂質低下薬およびダイエット ネットワーク (GOLDN) (n=379) および Framingham Heart Study (FHS) (n=243) の選択された参加者の調査結果を検証します。 転写およびメタボロミクス分析を実施して、エピジェネティックな状態、APOA2 mRNA 発現、および血中代謝産物の間の関係を決定します。

データ ソース。 Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS)、Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN)、および Framingham Heart Study (FHS) 研究の選択: BPRHS では、APOA2 -265T>C (rs5082) で CC 遺伝子型を持つ 40 人の参加者) が選択され、20 が低 SFA 摂取量 (<22 g/d) を報告し、20 が高 SFA 摂取量 (≥22 g/d) を示します。 年齢、性別、SFA 摂取量、2 型糖尿病の状態、および CC 遺伝子型の 40 人の参加者の BMI を一致させることにより、APOA2 -265T>C の TT 遺伝子型を持つ 40 人の参加者の 2 番目のセットが同じ集団から選択されます。 GOLDN では、APOA2 -265T>C の CC 遺伝子型を持つ 107 人の参加者と TT 遺伝子型を持つ 272 人の参加者が選ばれ、高血圧、脂質異常症、または糖尿病の薬を服用していませんでした。 FHSでは、高血圧、脂質異常症、または糖尿病の薬を服用していないAPOA2 -265T>CのCC遺伝子型およびTT遺伝子型の170人の無関係な参加者が研究者に含まれます。 各遺伝子型の参加者は、SFA 摂取量に基づいてさらに 2 つのサブグループに分けられます。低、<22 グラム/日、高、≥22 グラム/日です。

データ抽出。 BPRHS および GOLDN で単離された DNA サンプルのゲノム全体の DNA メチル化は、Illumina Infinium® ヒト メチル化 450K アレイ (Illumina、San Diego、CA、USA) を使用して定量化されました。 各メチル化部位のメチル化シグナルは、β スコア、総メチル化特異的シグナルの割合、および所定のプローブの総強度が正規化および量の後にバックグラウンド シグナル強度内に収まる確率としての検出 P 値として推定されます。コントロールチェック。 dbGaP からの FHS メチローム データ、登録番号:phg000492.v2。2,741 人の参加者のメチル化状態が、Illumina Infinium® ヒト メチル化 450K アレイを使用して、2005 年から 2008 年の間に試験 8 に参加した参加者から採取されたサンプルで測定されました。 メチル化シグナルは、BPRHS および GOLDN の場合と同様に処理および正規化されます。 研究者は、登録番号 phe00002.v6 で dbGaP から FHS トランスクリプトーム データを取得します。 Metabolon, Inc. (米国ノースカロライナ州ダーラム) によってメチローム分析が実施される BPRHS の 80 人の参加者からの血漿サンプルの代謝プロファイリング 結果: 体格指数が唯一の結果となります。 データ合成。 (1) APOA2 遺伝子型のエピゲノム全体にわたる分析は、SFA 摂取量の高低による、BPRHS の 80 の一致したケース/コントロール参加者で実施され、GOLDN の選択された参加者で複製され、線形混合モデルを使用して FHS が行われます。 (2) 3 つの集団からの結果のメタ分析は、meta R パッケージを使用して実施されます。 低 SFA 摂取量と高 SFA 摂取量の間のメタ分析からの APOA2 -265T>C の対立遺伝子効果 (ベータ) の比較は、 t検定を使用してSAS 9.4で実施。 (3) エピジェネティックバリアントと APOA2 mRNA 発現を伴う APOA2 遺伝子型との関連性は、FHS でテストされます。 (4) メタボローム解析は、BPRHS の同じ 80 の一致したケース/コントロール参加者で実施され、代謝産物は APOA2 遺伝子座のエピジェネティックなバリアントと相関します。 (5) 濃縮された代謝経路は、APOA2 領域で同定されたエピジェネティックバリアントに関連して調べられます。

ナレッジ トランスレーション プラン: 結果は、地方、国内、および国際的な科学会議でのインタラクティブなプレゼンテーションや、インパクトファクターの高いジャーナルでの出版を通じて広められます。 対象読者には、栄養、糖尿病、肥満、心血管疾患に関心のある公衆衛生および科学コミュニティが含まれます。 フィードバックが組み込まれ、公衆衛生メッセージを改善するために使用され、将来の研究の重要な分野が定義されます。 申請者/共同申請者の意思決定者は、オピニオン リーダー間でネットワークを構築して意識を高め、将来のガイドラインの作成に委員会メンバーとして直接参加します。

予備調査結果: BPRHS では、研究者はメチル化部位 cg04436964 を、高 SFA 食を摂取する CC 参加者と TT 参加者の間で有意差を示すものとして特定しましたが、低 SFA 食を摂取する参加者の間ではそうではありませんでした。 同様の結果が GOLDN と FHS で観察されました。 さらに、FHS では、cg04436964 メチル化は、高 SFA 食を摂取している参加者の APOA2 発現と負の相関がありました。 さらに、高 SFA 食を摂取した場合、CC キャリアは TT 遺伝子型と比較して APOA2 発現が低くなりましたが、低 SFA 食を摂取した場合の発現レベルは同様でした。 最後に、メタボロミクス分析により、SFA 摂取量が多い CC 遺伝子型と TT 遺伝子型の間の代謝産物の違いによって過剰に代表される 4 つの経路が特定されました。

重要性: 研究者は、肥満の破壊的状態に関連する SFA 相互作用による APOA2 -265T>C 遺伝子型の機構的基盤を調査するために、マルチオミクス アプローチを適用します。 研究者は、いくつかの代謝経路のもっともらしい調節不全を明らかにするかもしれません。 この研究は、十分に確立された遺伝子と食事の相互作用に対する複数のオミクスアプローチの有効性を示し、飽和脂肪が人間の健康に与える影響の進行中の調査に新しい証拠を提供します。