Поширені варіанти IL6, LEPR та PBEF1 пов’язані з ожирінням у дітей Індії

Анотація

Прояв хронічних метаболічних розладів, включаючи діабет 2 типу, серцево-судинні захворювання та метаболічний синдром, починається в ранньому віці, що відзначається швидким збільшенням ІМТ у дитинстві (1). Зростання поширеності ожиріння серед індійських дітей (2) свідчить про насувається кризу порушень обміну речовин, яка вже досягла масштабів епідемії в Індії. У цьому сценарії існує гостра необхідність визначити основні фактори, що впливають на схильність до дитячого ожиріння та пов’язують дитяче ожиріння та хронічні розлади у дорослих.

Дитяче ожиріння - це стан запалення, що видно з нерегульованих секретів адипокінів та запальних молекул при ожирінні (3). Окрім запальних властивостей, ці адипокіни та запальні молекули також відіграють важливу роль в енергетичному гомеостазі, обмінних процесах та регуляції жирових відкладень (3). Хоча збурення секреції адипокінів та запальних молекул при дитячому ожирінні добре задокументовані, досліджень, що вивчають внесок варіантів генів, що кодують їх, у сприйнятливість до дитячого ожиріння небагато. Тут ми розглянули 125 загальних варіантів з 21 гена, що кодують адипокіни та маркери запалення для асоціації із зайвою вагою/ожирінням, маркерами ожиріння та запаленням у міських дітей Індії.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

У дослідженні брали участь 3168 дітей (у віці 11–17 років), у тому числі 2261 нормальної ваги (група ПН) та 907 дітей із надмірною вагою/ожирінням (група ОВ/ОВ), набрані в ході шкільних обстежень здоров’я з чотирьох різних зон Делі, як описано раніше (4). Суб'єкти класифікувались як нормальна вага та надмірна вага/ожиріння відповідно до вікових та статевих обмежень, наданих Cole et al. (5), в якому наводяться межі ІМТ для надмірної ваги та ожиріння за статтю для дітей у віці від 2 до 18 років, що відповідає точкам відсікання 25 і 30 кг/м 2 для дорослих. Попередній дозвіл шкільних органів, поінформована згода батьків/опікунів та усна згода самих учасників були отримані. Протокол дослідження був схвалений комітетами з етики інститутів-учасників, і дослідження проводилось відповідно до принципів Гельсінської декларації.

Антропометричні вимірювання, включаючи зріст, вагу, окружність талії (WC) та окружність стегон (HC), проводились із застосуванням стандартних методів. Розраховували ІМТ та співвідношення талії та стегна (WHR). Зразки крові відбирали у випробовуваних після нічного голодування. Рівні глюкози в плазмі та високочутливий С-реактивний білок вимірювали за допомогою Cobas Integra 400 Plus (Roche Diagnostic, Мангейм, Німеччина). Рівні інсуліну та С-пептиду оцінювали за допомогою Elecsys 2010 (Roche Diagnostics). Рівні лептину, резистину та адипонектину у плазмі крові вимірювали за допомогою комерційних наборів для імуноферментних аналізів (R&D Systems, Міннеаполіс, Міннесота). Антропометричні та клінічні характеристики суб'єктів наведені в таблиці 1.

Антропометричні та клінічні характеристики досліджуваних

Генотипування.

На стадії 1 ми генотипували 1325 дітей (862 північно-західних та 463 OW/OB дітей) для 125 однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) з 21 гена, що кодують адипоцитокіни та запальні маркери (Додаткова таблиця 1), використовуючи аналіз Illumina GoldenGate (Illumina, San Diego, Каліфорнія). SNP були відібрані на основі їх розташування у функціонально важливих регіонах генів, попередніх звітів про асоціацію з метаболічними порушеннями, незначної частоти алелів> 0,05 та тегів SNP. Дані генотипування піддавали розгорнутому контролю якості, який включав оцінку достовірності генотипу> 0,25, коефіцієнт виклику SNP> 0,9, оцінку GenTrans> 0,6, оцінку розділення кластерів> 0,4, рівновага Харді-Вайнберга (P> 0,01 у північно-західному, OW/OB та всіх інших суб'єкти], а частота незначних алелів> 0,05. Контроль якості пройшов SNP (n = 83), частота дзвінків> 98% і коефіцієнт відповідності 99,97% на основі 5% повторень зразків. Наведено частоти генотипів для всіх SNP у додатковій таблиці 1.

На стадії 2 генотипування для реплікації чотирьох локусів (rs2069845 [IL6], rs1137100 [LEPR], rs3801266 [PBEF1] і rs7514452 [IL6R]) було проведено у 1843 дітей (1399 NW та 444 OW/OB дітей) за допомогою iPLEX (Sequenom, Сан-Дейго, Каліфорнія). Середній коефіцієнт успішності генотипування становив 93,5%, із послідовністю> 99,7% у генотипуванні на основі 5% дублікатів.

Статистичний аналіз.

Сукупний ефект асоційованих SNP визначали шляхом аналізу дозування алелів шляхом обчислення ефективних оцінок ризику (ERS), як передбачалося раніше (6). Суб'єкти класифікувались за різними групами за ERS (5–6), і коефіцієнти шансів (OR) розраховувались з урахуванням ERS −4). Варіанти IL6 (rs2069845 [P = 8,7 × 10 −4] та rs2069849 [P = 1,6 × 10 −3]) та несинонімічні варіанти LEPR (rs1137100 [K109R] [P = 1,4 × 10 −3], rs1137101 [Q223R] [P = 2,5 × 10 −3] та rs8179183 [K656N] [P = 2,6 × 10 −3]) були пов’язані з ризиком надмірної ваги/ожиріння. Серед варіантів IL6R було виявлено, що асоційовані rs7514452 та rs10752641 (P = 2,3 × 10 −3 та 0,03, відповідно). Аналіз асоціації шляхом розгляду ІМТ як безперервної ознаки дав подібні результати (додаткова таблиця 1).

Ми провели аналіз реплікації для rs3801266 (PBEF1), rs2069845 (IL6), rs1137100 (LEPR) і rs7514452 (IL6R) на стадії 2. Асоціації rs2069845, rs1137100 та rs3801266 були відтворені (P = 7,9 × 10 −4, × 10 −3 та 0,036 відповідно) і підтверджено подальшим мета-аналізом (P = 2,3 × 10 −6, 3,9 × 10 −5 та 4,3 × 10 −4 відповідно), який залишався значним після багаторазової корекції тесту ( Таблиця 2). Варіанти rs2069845, rs1137100 та rs3801266 також були суттєво асоційовані з ІМТ на стадії 2 та мета-аналізі та залишались значущими після багаторазової корекції тесту (Таблиця 2). Всі три варіанти (rs2069845, rs1137100 та rs3801266) продемонстрували зв'язок з вагою, WC та HC (β діапазон 0,05-0,14 z одиниць оцінки та P діапазон 2,0 × 10 −3 до 8,3 × 10 −7) (рис. 1). Зв'язок rs1137100, rs2069845 та rs3801266 з вагою, а rs3801266 з HC залишався значним після виправлення для багаторазового порівняння (P −5).

ОНП демонструють зв'язок із ожирінням та ІМТ у міських дітей Індії

Вплив SNP із надмірною вагою/ожирінням на антропометричні показники (зріст, вага, ІМТ, WC та HC). В: Вплив генотипів асоційованих ОНП на показники ожиріння. Середні z-оцінки, скориговані для віку та статі, наносяться на вісь y для відповідних генотипів на вісь x. B: z Зміна оцінки за алелем ризику асоційованих ОНП (95% ДІ). Зміна показників z визначали за допомогою регресійного аналізу з урахуванням віку та статі.

Аналіз дозування алелів rs2069845, rs1137100 та rs3801266 виявив значущу тенденцію до збільшення ризику надмірної ваги/ожиріння в 1,32 рази, із збільшенням кожного ERS (PTrend = 8,1 × 10 −11) (рис. 1). Розподіл NW та OW/OB дітей у різних групах ERS наведено на додатковій фіг. 1. Діти з ERS 5–6 мали АБО

4 за надмірну вагу/ожиріння порівняно з особами з ERS -7). Спостерігалось значне збільшення показників ожиріння зі збільшенням ERS, з найбільшим впливом на вагу та ІМТ, які обидва збільшувались на 0,13 z одиниць оцінки за збільшення ERS (P = 1,2 × 10 −12 та 5,0 × 10 - 12) (рис. 2).

Аналіз дозування алелів, що показує зв'язок поєднаних алелів ризику з ожирінням у дітей та антропометричними показниками. В: Ожиріння. Б: Висота. C: Вага. D: ІМТ. E: Окружність талії. F: Окружність стегон. АБО або середні показники z з 95% ДІ для комбінованого ефекту наносяться на вісь y для відповідної оцінки ефективного ризику на осі x.

Варіанти rs2069845, rs1137100 та rs3801266 не продемонстрували значної взаємозв'язку з рівнями адипокінів у плазмі та маркерами гомеостазу глюкози. Крім того, ми провели дослідницький аналіз, щоб дослідити зв'язок варіантів цих адипокінів та генів маркерного запалення з кількісними клінічними ознаками, використовуючи дані стадії 1 (Додаткова таблиця 2). Варіанти RETN (rs3745367 та rs1862513) та ADIPOQ (rs822395 та rs1063538) показали зв'язок із рівнями резистину (P = 2,7 × 10 −5 та 2,0 × 10 −3) та адипонектину (P = 2,0 × 10 −3 для обидва), відповідно. Виявлено лише номінальну асоціацію SNP з маркерами гомеостазу глюкози.

ОБГОВОРЕННЯ

Наше дослідження демонструє зв'язок rs2069845 (IL6), rs1137100 (LEPR) та rs3801266 (PBEF1) з ризиком надмірної ваги/ожиріння, ІМТ, маси тіла, туалету та HC у міських дітей Індії. Аналіз дози алеля виявив сукупний ефект цих варіантів на ризик надмірної ваги/ожиріння та розмір ефекту на показники ожиріння, який значно збільшувався із збільшенням кожного алеля ризику.

Дослідження, що досліджували зв'язок варіантів IL6 із ожирінням у дорослих та дітей, дали суперечливі результати (7–9). Дослідження серед грецьких дітей шкільного віку показало зв'язок варіанту IL6 rs1800795 з параметрами, пов'язаними з ожирінням (10). Ми не виявили зв'язку цього варіанту із зайвою вагою/ожирінням; швидше, ми виявили асоціацію rs2069845 в інтроні 4 IL6, який знаходиться в помірній нерівновазі зв’язку з rs1800795 (D '= 1,0; r 2 = 0,63), із зайвою вагою/ожирінням та показниками ожиріння у індійських дітей.

Мутації в LEPR пов'язані з важкою формою ожиріння (11); однак існували суперечливі повідомлення щодо асоціації його загальних варіантів із складною формою ожиріння. Варіанти кодування LEPR (rs1137101 [Q223R] та rs8179183 [K656N]) в попередніх дослідженнях, як результат етнічних відмінностей у частотах алелів, були суперечливо пов’язані з ожирінням (12). Тут ми отримали значну асоціацію rs1137101, rs8179183 та rs1137100 (K109R) із ожирінням у дітей. Наскільки нам відомо, це перший звіт, який демонструє зв'язок K109R з показниками ожиріння та ожиріння у дітей. Хоча функціональне значення K109R невідоме, він викликає консервативні зміни в мембранно-дистальній частині позаклітинного домену рецептора лептину (13) і, отже, може мати можливу роль у модулюванні спорідненості рецептора.

Вісфатин, кодований PBEF1, є нещодавно визначеним адипокіном, який має роль у запаленні та резистентності до інсуліну (3). Повідомляється, що лише рідкісний варіант PBEF1 асоціюється з важким ожирінням у французьких суб'єктів (14). Однак на сьогодні не виявлено загальних варіантів, що впливають на ризик ожиріння або його заходів. У нашому дослідженні варіант PBEF1 rs3801266 забезпечив вагомі докази зв'язку з надмірною вагою/ожирінням та антропометричними параметрами у дітей.

Лептин, адипонектин і резистин є основними гормонами, що секретуються адипоцитами, з плейотропним впливом на метаболізм, запалення та резистентність до інсуліну (3), центральними факторами, що лежать в основі метаболічних порушень. Відомо, що генетичні варіанти генів, що кодують ці адипокіни, сприяють варіаціям рівня їх плазми. Відповідно до попереднього звіту про асоціацію rs3745367 RETN з рівнем резистину в плазмі (15), ми знайшли вагомі докази асоціації цього поліморфізму з рівнем резистину в плазмі. Наше дослідження також підтверджує попередні спостереження асоціації варіантів ADIPOQ з рівнем адипонектину в плазмі крові (16–18). Показано, що широко вивчений поліморфізм Р12А PPARG пов'язаний з різними порушеннями обміну речовин, включаючи ожиріння та діабет 2 типу у дорослих. Спроби оцінити роль P12A у сприйнятливості до ожиріння у дітей давали суперечливі повідомлення (19,20). Наше дослідження не виявило жодної асоціації варіантів PPARG із ожирінням у дітей. Аналогічно, варіанти LEP та RETN, які, як припускають, асоціюються із ожирінням у дорослих та дітей (21–24), не виявили асоційованими в нашому дослідженні.