Epigenomische en metabolomische handtekeningen van het APOA2-gen door interactie met verzadigd vet

Achtergrond: Apolipoproteïne A-II (APOA2) is een belangrijk bestanddeel van high-density lipoproteins (HDL) met een ongedefinieerde biologische rol. Van een vermoedelijke functionele variant, -265 T>C (rs5082) binnen de APOA2-promoter, is aangetoond dat deze consistent interageert met de inname van verzadigd vet (SFA) om het risico op obesitas te beïnvloeden.

Doelstelling: Deze studie zal een integratieve benadering implementeren om de moleculaire basis van deze interactie te karakteriseren.

Opzet: De onderzoekers zullen een epigenoombrede scan uitvoeren op 80 deelnemers die ofwel het rs5082 minder voorkomende genotype (CC) of het meest voorkomende genotype (TT) dragen en ofwel een laag (<22 g/d) of hoog (≥22 g/d) consumeren. /d) SFA-dieet, afgestemd op leeftijd, geslacht, BMI en diabetesstatus in de Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS). De onderzoekers zullen vervolgens de bevindingen valideren bij geselecteerde deelnemers aan het Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) (n=379) en de Framingham Heart Study (FHS) (n=243). Transcriptie- en metabolomics-analyses zullen worden uitgevoerd om de relatie tussen epigenetische status, APOA2-mRNA-expressie en bloedmetabolieten te bepalen.

Data bronnen. De Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS), de Genetics of Lipid Lowering Drugs and Diet Network (GOLDN) en de Framingham Heart Study (FHS) Studieselectie: In BPRHS, 40 deelnemers met CC-genotype bij APOA2 -265T>C (rs5082 ) worden geselecteerd, waarbij 20 een lage SFA-inname rapporteren (<22 g/d) en 20 een hoge SFA-inname aangeven (≥22 g/d). Door leeftijd, geslacht, SFA-inname, type 2-diabetesstatus en BMI voor de 40 deelnemers met CC-genotype te matchen, zal de tweede set van 40 deelnemers met TT-genotype van APOA2 -265T>C uit dezelfde populatie worden geselecteerd. In GOLDN zullen 107 deelnemers met CC-genotype en 272 met TT-genotype voor APOA2 -265T>C, die geen medicatie gebruikten voor hypertensie, dyslipidemie of diabetes, worden geselecteerd om de bevindingen van BPRHS te valideren. In FHS zullen de onderzoekers 73 niet-verwante deelnemers met CC-genotype en 170 met TT-genotype bij APOA2 -265T>C opnemen, die geen medicatie namen voor hypertensie, dyslipidemie of diabetes. Deelnemers van elk genotype worden verder onderverdeeld in twee subgroepen op basis van SFA-inname: laag, <22 gram/dag, hoog, ≥22 gram/dag.

Data-extractie. Genoombrede DNA-methylatie van geïsoleerde DNA-monsters in BPRHS en GOLDN werd gekwantificeerd met behulp van Illumina Infinium® menselijke methylatie 450K-arrays (Illumina, San Diego, CA, VS). Het methyleringssignaal op elke methyleringsplaats wordt geschat als een β-score, het aandeel van het totale methyleringsspecifieke signaal en de detectie-P-waarde als de waarschijnlijkheid dat de totale intensiteit voor een bepaalde sonde binnen de achtergrondsignaalintensiteit valt na normalisatie en kwantiteit controle controleren. FHS-methylome-gegevens van dbGaP, accession#:phg000492.v2, waar de methylatiestatussen van 2.741 deelnemers werden gemeten in monsters genomen van deelnemers die tussen 2005 en 2008 hun bezoek aan examen 8 bijwoonden, met behulp van Illumina Infinium® menselijke methylatie 450K-array. Methyleringssignalen zullen worden verwerkt en genormaliseerd zoals voor BPRHS en GOLDN. De onderzoekers zullen FHS-transcriptoomgegevens verkrijgen van dbGaP onder toetreding phe00002.v6. Metabole profilering van plasmamonsters van die 80 deelnemers aan BPRHS voor wie de methylome-analyse zal worden uitgevoerd door Metabolon, Inc. (Durham, NC, VS). Resultaten: Body mass index is de enige uitkomst. Gegevens synthese. (1) Epigenoom-brede analyse van APOA2-genotype, door hoge en lage SFA-inname, zal worden uitgevoerd in 80 gematchte case/control-deelnemers van BPRHS, gerepliceerd in geselecteerde deelnemers van GOLDN en FHS met behulp van lineaire gemengde modellen. (2) Er zal een meta-analyse van de resultaten van de drie populaties worden uitgevoerd met behulp van het meta-R-pakket. uitgevoerd met SAS 9.4 met behulp van een t-toets. (3) Associaties tussen epigenetische varianten en APOA2-genotypes met APOA2-mRNA-expressie zullen worden getest in FHS. (4) Metabolome-analyse zal worden uitgevoerd in dezelfde 80 gematchte case/control-deelnemers van BPRHS, en metabolieten zullen worden gecorreleerd met epigenetische varianten op de APOA2-locus. (5) Verrijkte metabole routes zullen worden onderzocht in relatie tot geïdentificeerde epigenetische varianten in de APOA2-regio.

Kennisvertalingsplan: De resultaten zullen worden verspreid via interactieve presentaties op lokale, nationale en internationale wetenschappelijke bijeenkomsten en publicatie in tijdschriften met een hoge impactfactor. Doelgroepen zijn onder meer de volksgezondheid en wetenschappelijke gemeenschappen met interesse in voeding, diabetes, obesitas en hart- en vaatziekten. Feedback zal worden opgenomen en gebruikt om de volksgezondheidsboodschap te verbeteren en er zullen sleutelgebieden voor toekomstig onderzoek worden gedefinieerd. Beslissers van aanvragers/mede-aanvragers zullen netwerken onder opinieleiders om het bewustzijn te vergroten en als commissieleden rechtstreeks deel te nemen aan de ontwikkeling van toekomstige richtlijnen.

Voorlopige bevindingen: In BPRHS identificeerden de onderzoekers de methyleringsplaats cg04436964 als significante verschillen tussen CC- en TT-deelnemers die een dieet met een hoog SFA-gehalte gebruikten, maar niet tussen degenen die een laag SFA-gehalte consumeerden. Vergelijkbare resultaten werden waargenomen in GOLDN en FHS. Bovendien was cg04436964-methylering in FHS negatief gecorreleerd met APOA2-expressie bij deelnemers die een dieet met een hoog SFA-gehalte gebruikten. Bovendien hadden CC-dragers bij het consumeren van een dieet met een hoog SFA-gehalte een lagere APOA2-expressie in vergelijking met degenen met het TT-genotype, maar de expressieniveaus waren vergelijkbaar bij het consumeren van een dieet met een laag SFA-gehalte. Ten slotte identificeerde de metabolomische analyse vier routes als oververtegenwoordigd door metabolietverschillen tussen CC- en TT-genotypes met een hoge SFA-inname.

Betekenis: De onderzoekers zullen multi-omics-benaderingen toepassen om de mechanistische grondslagen van het APOA2-265T>C-genotype te onderzoeken door SFA-interactie gekoppeld aan de ontwrichtende toestand van obesitas. de onderzoekers kunnen plausibele ontregeling van verschillende metabolische routes ontdekken. Deze studie zal de effectiviteit illustreren van meerdere omics-benaderingen van gevestigde interacties tussen genen en voeding, en zal nieuw bewijs leveren voor lopende verkenningen van de impact van verzadigd vet op de menselijke gezondheid.