Ідентифікація генетичних локусів, пов’язаних з різними реакціями на ожиріння, спричинене дієтою

Кафедра медицини, ендокринології та діабету Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

Інститут біохімії Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

IFB AdiposityDiseases, Молодша дослідницька група 2 «Тваринні моделі ожиріння», Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина; і

Кафедра медицини, ендокринології та діабету Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

Захворювання ожирінням IFB, Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина

Кафедра медицини, ендокринології та діабету Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

Захворювання ожирінням IFB, Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина

Кафедра медицини, ендокринології та діабету Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

Захворювання ожирінням IFB, Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина

Кафедра медицини, ендокринології та діабету Лейпцизького університету, Лейпциг, Німеччина;

IFB AdiposityDiseases, молодша дослідницька група 2 «Тваринні моделі ожиріння», Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина; і

Адреса для запитів на передрук та іншої кореспонденції: Н. Клітінг, кафедра медицини, ендокринології та діабету, Лейпцизький університет, Лейпциг, Німеччина (електронна пошта: [електронна пошта захищена]).

Анотація

В широко вивченій генетичній різниці між мишами C57BL/6J та C57BL/6N було виявлено в нікотинамід нуклеотид трансгідрогеназі (Nnt) гена на хромосомі 13. У штаму C57BL/6J мутація missense (метіонін до треонін) у поєднанні з мутацією делеції 5 екзонів (усуваючи чотири передбачувані трансмембранні спіралі) призводить до усіченого варіанту Nnt і помітно нижчого Експресія білка Nnt у печінці та острівцях (14, 46). Активність Nnt пов'язана з порушенням метаболізму глюкози та секрецією інсуліну (13, 46).

Недавнє генотипування однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) виявило подальші генетичні відмінності між субстратами C57BL/6J та C57BL/6N у 11 локусах (24, 31, 51). Був виявлений один SNP між субстратами C57BL/6J, в той час як генетичних відмінностей не виявлено серед субстратів C57BL/6N (31, 51). П'ять з 11 локусів складаються з відомих генів. Генотип фактора росту фібробластів 14 (Fgf14), LIM та антиген-подібні домени старіючих клітин 1 (Лімзи1), амілоїдний попередник-подібний білок 2 (Aplp2), а також розчинний білок 29, приєднаний до чутливого до н-етилмалеїміду фактора (Snap29) відрізняється між штамами C57BL/6N та C57BL/6J та SNP, асоційованим з N-ацетильованою альфа-пов'язаною кислою дипептидазоподібною 2 (Naaladl2) між певними підкладками C57BL/6J.

Дослідження ожиріння, спричиненого дієтою з високим вмістом жиру (HFD), виявили відмінності між основними субстратами C57BL/6NTac та C57BL/6JRj щодо їх реакції на HFD та розвитку DIO (36). Нещодавно ми повідомляли про фенотипові відмінності в умовах HFD між субстратами C57BL/6NTac та C57BL/6JRj і виявили, що штам C57BL/6JRj захищений від DIO незалежно від фізичної активності та споживання їжі (24).

Щоб визначити причинно-наслідкові генетичні відмінності, які можуть лежати в основі та пояснити різну чутливість до HFD та прояв DIO у мишей C57BL/6J та C57BL/6N, ми генетично та фенотипово охарактеризували перші гібриди зворотного кросингу (BC1) мишей C57BL/6NTac та C57BL/6JRj [( C57BL/6NTac × C57BL/6JRj) F1 × C57BL/6NTac]. Крім того, щоб оцінити, чи можуть поліморфізми SNP впливати на рівні мРНК, ми провели аналіз експресії генів на основі реального часу у зразках печінки мишей та підшкірній жировій тканині людини.

Тварини та фенотипування.

Всі експерименти відповідали Посібник з догляду та використання лабораторних тварин опубліковані Національним інститутом охорони здоров’я США (публікація № 85-23, переглянута 1996 р.) та затверджені місцевими органами влади (Regierungspräsidium Leipzig) штату Саксонія, Німеччина, за рекомендацією місцевої комісії з оцінки етики тварин.

Генотипування SNP.

ДНК витягували з кінчиків хвоста за допомогою набору DNeasy (Qiagen, Hilden, Німеччина). Генотипування SNP проводили з використанням аналізу генотипування TapMan SNP згідно з протоколом виробника (Applied Biosystems, Фостер Сіті, Каліфорнія). Для оцінки відтворюваності генотипу ми регенетизували випадковий 5% вибір вибірки для всіх SNP; всі генотипи відповідали початковим позначеним генотипам. Крім того, геномна ДНК з гібридів F1 та батьківських штамів служила контролем. Тарифи на дзвінки всіх SNP коливались від 98 до 100%.

Експресійний аналіз.

Загальну РНК виділили із швидкозамороженої печінки ( = 7 на генотип) та підшкірна жирова тканина ( = 6 на генотип) зразки з використанням набору RNeasyMini (Qiagen). RT-PCR проводили за допомогою системи TaqMan 7500 (ABI, Дармштадт, Німеччина). 36B4 було використано як внутрішнє посилання. Були використані наступні праймери: Snap29 5′-AGGCTACAGGATGCAGAACTAGACT-3 ′ (вперед) і 5′-TGTCATCCTGTTCCTCAATTTCT-3 ′ (реверс), Aplp2 5′-CCGAATGGACAGGGTAAAGA-3 ′ (вперед) і 5′-CACAAGCTGCTGCTTCTCAC-3 ′ (реверс), Лімзи1 5′-GGAGCTGAAAGGGGAGCTAT-3 ′ (вперед) і 5′-TGCCCAAGAAATGGTTTTTC-3 ′ (реверс), Snca 5′-CAGAGGCAGCTGGAAAGACA-3 ′ (вперед) і 5′-CACCACTGCTCCTCCAACAT-3 ′ (реверс). Відносну експресію гена розраховували методом стандартної кривої.

Людські предмети.

Підшкірну жирову клітковину отримали 234 чоловіки кавказького походження ( = 84) та жінки ( = 150), які перенесли операцію на відкритій черевній порожнині для холецистектомії, апендектомії, операції зменшення ваги, травм черевної порожнини або дослідної лапаротомії (табл. 1). Вік коливався від 18 до 89 років, а індекс маси тіла (ІМТ) від 14,1 до 71,0 кг/м 2. Шістдесят дев'ять суб'єктів мали діабет 2 типу. Усі пацієнти мали стабільну вагу без коливань> 3% маси тіла протягом щонайменше 3 місяців до операції. Пацієнти з важкими станами, включаючи генералізоване запалення або кінцеву стадію злоякісних захворювань, були виключені з дослідження. Зразки вісцеральної та підшкірної жирової тканини негайно заморожували у рідкому азоті після експлантації. Дослідження було схвалено Комітетом з етики університету в Лейпцигу (Німеччина). Усі суб'єкти дали письмову інформовану згоду перед тим, як брати участь у дослідженні.