인간 골격근에서 운동 및 인슐린 유발 포도당 대사에서 TBC1D4의 역할

최근 TBC1D4 유전자에서 일반적인 Greenlandic 넌센스 p.Arg684erTer 변이체(아르기닌이 종결 코돈으로 대체됨)가 발견되었습니다. 변이체는 17%의 대립유전자 빈도를 갖는다. 이 TBC1D4 변이의 동형접합 보인자는 내당능 장애가 있고 T2D 위험이 10배 증가합니다. 연구자들은 TBC1D4 변종의 0개 또는 2개의 대립유전자를 보유하는 성인 이누이트의 포괄적인 대사 표현형을 수행할 것을 제안합니다. 연구자들은 골격근에서 TBC1D4의 조절이 운동 중, 생리학적 인슐린 자극 동안 포도당 흡수를 조절하는 데 중추적 역할을 하고, 인간의 포도당 대사를 조절하기 위해 인슐린 감수성을 개선하기 위한 급격한 운동 시합의 능력에 대해 가설을 세웁니다.

현재 프로젝트의 전반적인 목표는 다음과 같습니다.

1. TBC1D4 p.Arg684Ter 변이체가 운동 중 및 생리학적 인슐린 자극 중에 골격근의 포도당 섭취 조절에 영향을 미치는지 확인합니다.
2. TBC1D4 p.Arg684Ter 변이체가 포도당 대사를 조절하기 위해 골격근을 인슐린 민감화하는 급성 운동 능력에 미치는 영향을 결정합니다.
3. 이누이트 운반체의 당뇨병 표현형을 담당하는 인과 요인을 식별하기 위해 p.Arg684Ter 변이체에 의해 영향을 받는 대사 경로를 정의합니다.

생성된 지식은 캐리어에서 T2D 빈도 증가에 대한 추가 설명 단서에 기여할 것입니다.

연구 인구:

IHIT(Inuit Health in Transition) 연구는 서부 및 동부 그린란드의 성인을 대상으로 한 연구입니다. 참가자는 계층화 된 무작위 표본을 통해 선택되었으며 임상 절차, 생물학적 물질 샘플링 및 설문지를 사용하여 1999-2010 년에 데이터가 수집되었습니다. 목표를 달성하기 위해 조사관은 이 코호트에서 모집된 TBC1D4 p.Arg684Ter 변이체의 0개(n=10) 또는 2개(n=10) 대립유전자를 보유하는 이누이트의 종합적인 대사 표현형 분석을 수행할 것입니다. 이전 연구(6)에서 TBCD14 변이체의 동형접합 보인자와 비보인자 사이의 경구 포도당 내성 검사(OGTT) 동안 혈장 포도당 수준에 대해 발견된 1.2 SD의 효과를 기반으로 조사자는 p=에서 89% 검정력을 달성했습니다. 10명의 동형접합 보인자와 10명의 비보인자를 모집할 때 0.05.

행동 양식:

IHIT 코호트의 유전자형 분석은 이미 수행되었습니다. 따라서 조사관은 알려진 유전자형을 기반으로 본 연구를 위해 연구 참여자를 다시 호출할 수 있습니다. 연구자들은 TBC1D4 점 돌연변이가 있는 피험자와 연령, 성별 및 BMI가 일치하는 대조군 피험자를 대상으로 매우 침습적인 생리학적 연구를 수행할 계획입니다. 참가자는 IHIT 코호트 등록(n=4,200)을 통해 모집된 비당뇨병(25-50세) 남성입니다. 모집, 스크리닝 및 초기 임상 조사(경구 포도당 내성 테스트 및 외다리 사이클링 에르고미터에 대한 사용자 지정을 포함한 신체 운동 테스트)는 그린란드에서 진행됩니다. 아래에 설명된 연구의 가장 침습적인 부분은 덴마크 코펜하겐에서 진행될 것입니다.

코펜하겐에 머무는 동안 참가자는 개입 연구 3일 전에 섭취할 에너지에 맞는 표준화된 식단을 받게 됩니다. 연구 당일 참가자는 밤새 단식한 후 실험실에 도착합니다. 카테터는 양쪽 대퇴 정맥(V)과 하나의 대퇴 동맥(A)에 배치됩니다. 한쪽 다리(휴식 다리)의 외측광근에서 근육 생검을 실시합니다. 그런 다음 참가자는 한 시간 동안 한쪽 다리 무릎 신근 운동을 수행하고 다른 쪽 다리는 휴식을 취한 제어 다리로 남겨 둡니다. 운동 직후 운동하는 다리에서 생검을 하고 참가자는 세 번째 세트의 근육 생검(두 다리에서)과 복부 피하 지방 생검을 수행하기 전에 3시간 동안 금식 상태로 휴식을 취합니다. 이어서, 2시간 동안의 생리학적 고인슐린혈증 정상혈당 클램프 동안 인슐린 감수성을 평가할 것이다. 클램프가 끝나면 마지막 생검 세트(두 다리)와 복부 피하 지방 생검 1개가 얻어집니다. 연구일 내내 동맥 및 정맥 혈액/혈장 샘플의 샘플링을 통해 두 다리에 의한 기질 추출을 추정할 수 있습니다. 또한, 초음파 도플러 기술에 의한 동맥 혈류의 측정은 운동 전, 운동 중 및 운동 후 회복 시 두 다리에 걸친 기질 흡수/방출의 최종 계산을 허용합니다. 중요한 것은 이러한 과정을 자극하는 인슐린의 능력은 휴식을 취한 다리와 이전에 운동한 다리 모두에서 평가할 수 있다는 것입니다.

연구자들은 확인된 대사 유전 변이의 유전자 조절에 대한 영향을 이해하기 위해 근육 조직 샘플의 심층 전사 프로파일링을 수행하고 연령, 성별, BMI, 유전 변이 및 전사 프로파일 간의 상관관계를 정의할 계획입니다. 돌연변이 TBC1D4에 의해 영향을 받는 주요 생화학적 경로를 정의하기 위해 연구자들은 근육 생검 샘플의 대사체 분석을 수행할 것입니다. 돌연변이에 의해 영향을 받는 추정 표적 경로를 확인하기 위해 조사관은 질량 분석 기반 상호작용 분석과 단백질체/인단백질체 분석을 수행할 것입니다. 이러한 데이터와 대사 분석에서 얻은 데이터를 기반으로 연구자들은 이누이트 보인자의 당뇨병 표현형으로의 진행과 관련된 영향을 받는 대사 과정을 더 잘 식별할 수 있을 것입니다. 이러한 경로는 후속 분석에서 추가(인산화에 대한) 번역 후 변형(예: 글리코실화) 뿐만 아니라 포도당 및 지방 대사에서 주요 효소의 발현/활성.