饱和脂肪相互作用对 APOA2 基因的表观基因组学和代谢组学特征

背景：载脂蛋白 A-II (APOA2) 是高密度脂蛋白 (HDL) 的重要组成部分，具有未明确的生物学作用。 APOA2 启动子内的一个假定的功能变体，-265 T>C (rs5082)，已被证明与饱和脂肪 (SFA) 摄入量相互作用，从而影响肥胖风险。

目的：本研究将采用综合方法来表征这种相互作用的分子基础。

设/d) SFA 饮食，与波士顿波多黎各健康研究 (BPRHS) 中的年龄、性别、BMI 和糖尿病状况相匹配。 然后，研究人员将在降脂药物遗传学和饮食网络 (GOLDN) (n=379) 和弗雷明汉心脏研究 (FHS) (n=243) 的选定参与者中验证研究结果。 将进行转录和代谢组学分析以确定表观遗传状态、APOA2 mRNA 表达和血液代谢物之间的关系。

数据源。 波士顿波多黎各健康研究 (BPRHS)、降脂药物遗传学和饮食网络 (GOLDN) 和弗雷明汉心脏研究 (FHS) 研究选择：在 BPRHS 中，40 名参与者的 CC 基因型为 APOA2 -265T>C (rs5082 ) 将被选中，其中 20 个报告低 SFA 摄入量（<22 g/d），20 个表示高 SFA 摄入量（≥22 g/d）。 通过匹配具有 CC 基因型的 40 名参与者的年龄、性别、SFA 摄入量、2 型糖尿病状态和 BMI，将从同一人群中选出第二组 40 名具有 APOA2 -265T>C TT 基因型的参与者。 在 GOLDN 中，将选择 107 名具有 CC 基因型的参与者和 272 名具有 APOA2 -265T>C TT 基因型的参与者，他们没有服用高血压、血脂异常或糖尿病的药物，以验证 BPRHS 的发现。 在 FHS 中，研究人员将包括 73 名具有 CC 基因型的无关参与者和 170 名具有 APOA2 -265T>C TT 基因型的参与者，他们没有服用高血压、血脂异常或糖尿病的药物。 每种基因型的参与者将根据 SFA 摄入量进一步分为两个亚组：低，<22 克/天，高，≥22 克/天。

数据提取。 使用 Illumina Infinium® 人甲基化 450K 阵列（Illumina，圣地亚哥，加利福尼亚州，美国）对 BPRHS 和 GOLDN 中分离的 DNA 样本的全基因组 DNA 甲基化进行量化。 每个甲基化位点的甲基化信号将被估计为 β 分数、总甲基化特异性信号的比例和检测 P 值作为给定探针的总强度在归一化和数量后落在背景信号强度内的概率控制检查。 来自 dbGaP 的 FHS 甲基化组数据，登记号#：phg000492.v2，其中使用 Illumina Infinium® 人类甲基化 450K 阵列测量了 2,741 名参与者的甲基化状态，样本来自于 2005 年至 2008 年间参加考试 8 的参与者。 甲基化信号将像 BPRHS 和 GOLDN 一样进行处理和标准化。 研究人员将从登录号为 phe00002.v6 的 dbGaP 获得 FHS 转录组数据。 Metabolon, Inc.（美国北卡罗来纳州达勒姆）将对来自 BPRHS 的 80 名参与者进行甲基化组分析的血浆样本进行代谢分析 结果：体重指数将是唯一的结果。 数据综合。 (1) APOA2 基因型的全表观基因组分析，通过高和低 SFA 摄入量，将在 80 名匹配的 BPRHS 病例/对照参与者中进行，使用线性混合模型在 GOLDN 和 FHS 的选定参与者中复制。 (2) 将使用 meta R 包对三个人群的结果进行荟萃分析。比较低和高 SFA 摄入量的荟萃分析中 APOA2 -265T>C 的等位基因效应（β）将是使用 t 检验在 SAS 9.4 中进行。 (3) 表观遗传变异和 APOA2 基因型与 APOA2 mRNA 表达之间的关联将在 FHS 中进行测试。 (4) 对相同的80名匹配的BPRHS病例/对照参与者进行代谢组学分析，并将代谢物与APOA2位点的表观遗传变异相关联。 (5) 将检查与 APOA2 区域已识别的表观遗传变异相关的丰富代谢途径。

知识转化计划：结果将通过在地方、国家和国际科学会议上的互动演示以及在高影响因子期刊上发表来传播。 目标受众将包括对营养、糖尿病、肥胖症和心血管疾病感兴趣的公共卫生和科学界。 反馈将被纳入并用于改进公共卫生信息，并将确定未来研究的关键领域。 申请人/共同申请人的决策者将在意见领袖之间建立联系，以提高认识并作为委员会成员直接参与未来指南的制定。

初步发现：在 BPRHS 中，研究人员发现甲基化位点 cg04436964 在食用高 SFA 饮食的 CC 和 TT 参与者之间表现出显着差异，但在食用低 SFA 的参与者之间没有差异。 在 GOLDN 和 FHS 中观察到类似的结果。 此外，在 FHS 中，cg04436964 甲基化与摄入高 SFA 饮食的参与者的 APOA2 表达呈负相关。 此外，当食用高 SFA 饮食时，CC 携带者与具有 TT 基因型的那些相比具有较低的 APOA2 表达，但在食用低 SFA 饮食时表达水平相似。 最后，代谢组学分析确定了四种途径，这些途径被高 SFA 摄入的 CC 和 TT 基因型之间的代谢物差异所过度代表。

意义：研究人员将应用多组学方法通过与肥胖破坏性条件相关的 SFA 相互作用来研究 APOA2 -265T>C 基因型的机制基础。 研究人员可能会发现几种代谢途径的合理失调。 这项研究将说明多组学方法对公认的基因-饮食相互作用的有效性，并为正在进行的饱和脂肪对人类健康影响的探索提供新的证据。