Нові варіації гена адипонектину (ADIPOQ) можуть впливати на розподіл олігомерних комплексів

Анотація

Вступ

Ожиріння є головною проблемою в Сполучених Штатах, оскільки понад дві третини дорослих та третина підлітків класифікуються як люди з надмірною вагою або ожирінням Огден та ін. (2012). Хоча надмірна вага є фактором ризику діабету 2 типу, у більшості людей із ожирінням не розвивається діабет 2 типу (T2D) (Boyle et al. 2010; Eckel et al. 2011; Writing Group for the Search for Diabetes in Youth Study Group et al . 2007). Адипонектин може допомогти пояснити підвищений ризик розвитку СД2 у деяких людей із ожирінням. Адипонектин має протизапальні та сенсибілізуючі до інсуліну властивості, а низький рівень адипонектину передує розвитку інсулінорезистентності та T2D (Hotta et al. 2001; Lindsay et al. 2002). Механічно адипонектин сприяє дії інсуліну в периферичних тканинах, активуючи AMP-кіназу та p38 MAPK (Combs et al. 2001; Yamauchi et al. 2002). Однак вплив адипонектину на чутливість до інсуліну є більш клінічно значущим у людей із ожирінням. У худорлявих особин Мартін та співавт. (2005) та мишей Maeda et al. (2002), концентрації адипонектину не пов'язані з чутливістю до інсуліну; проте в контексті ожиріння концентрації адипонектину демонструють сильний зв'язок з рівнем інсуліну (Maeda et al. 2002; Martin et al. 2005).

Адипонектин кодується ADIPOQ (NCBI GeneID 9370), розташований на 3q27. ADIPOQ одиничні варіації нуклеотидів (SNV) були пов'язані з T2D (p -2), резистентністю до інсуліну (p -2) та адипонектином у сироватці крові (p -8) (Vasseur et al. 2002; Filippi et al. 2004; Hivert et al. 2008; Mackevics et al. 2006; Mousavinasab et al. 2006). Мультимеризується адипонектин, що призводить до чотирьох циркулюючих олігомерних форм: тримерів (LMW), гексамерів (MMW), високомолекулярних комплексів (HMW) та дуже високих молекулярних мас (VHMW) комплексів Tsao et al. (2002). Комплекси HMW та VHMW найбільш активні в біологічному відношенні Pajvani et al. (2004). На сьогодні описано п'ять причинних SNV (R55H, G84R, G90S, R112C та R131H). Ці SNV пов’язані з гіпоадіпонектинемією, порушенням мультимеризації адипонектину та T2D (Waki et al. 2003; Takahashi et al. 2000; Jungtrakoon et al. 2011). Однак ці SNV рідкісні і не можуть повністю пояснити варіабельність адипонектину, припускаючи, що існують невстановлені причинно-наслідкові SNV.

Таким чином, наша мета - виявити нове та відоме ADIPOQ кодування змін і відношення їх до олігомерних форм адипонектину. Шляхом секвенування ADIPOQ у підлітків з екстремальним рівнем адипонектину в сироватці крові (високим або низьким) ми збагатили нашу дослідницьку групу несинонімами ADIPOQ SNV. У цій статті ми представляємо ADIPOQ варіації кодуючої області та їх вплив на олігомеризацію адипонектину. Незважаючи на те, що вплив цих SNV може маскуватися на худорлявих осіб, після перевірки в механістичних дослідженнях, ці мутації можуть бути включені в метрику, яка використовується клініцистами для консультування дітей із групи ризику щодо їх підвищеного ризику резистентності до інсуліну до того, як вони стануть надмірно важими нечутливий.

Результати

Було виявлено чотири несинонімічні SNV: пропуск ініціювання метіоніну (c.130 G> A скорочено MIS), P32L, R55C та Y111H (рис. 1). Кожен SNV був присутній як гетерозигота і виявлявся у однієї особини. Три з 4 SNV (MIS, P32L та R55C) були ідентифіковані серед 10 (30% успіху) осіб з найнижчим 1 відсотком адипонектину в нашій когорті з дуже низьким вмістом адипонектину в сироватці крові. У проекті NHLBI Exome лише 21 несинонім ADIPOQ зміни виявлено у 5138 осіб: рівень успіху 0,4 відсотка. Відбір осіб з найнижчим рівнем адипонектину для послідовності призвів до статистично значущого збагачення для несинонімічних змін порівняно з проектом послідовності NHLBI (точне значення p-тесту Фішера р -5).

адипонектину

ADIPOQ структура генів та місцезнаходження виявлених змін кодування. MIS, P32L, R55C та Y111H. K - положення гідроксильованого та глікозильованого лізину. C - положення цистеїну, що утворює дисульфідні зв’язки.

Особи з кодуючими SNV виявляли фенотипову неоднорідність щодо ІМТ та інсуліну (табл. 1), але показники глюкози були клінічно нормальними і, отже, не були представлені. Цікаво, що особи з SNV адипонектину та низькими значеннями адипонектину мали порушення олігомеризації, про що свідчать вестерн-блот (рис. 2) та олігомерні ІФА (табл. 2), навіть коли враховували мінливість ІМТ та інсуліну.

Олігомеризація адипонектину в сироватці крові за допомогою Вестерн-блот на нередукуючих гелях. C, негативний контроль лише буфера завантаження. V, особина з варіацією. М, відповідний контроль. MM, невідповідне управління. Через низькі концентрації адипонектину в деяких зразках гелі запускали з використанням двох різних концентрацій (панель A: 2 мкл, панель B: 4 мкл).

Ідентифікація нового адипонектину SNV: MIS

Наш учасник з ІСВ мав найнижчий адипонектин у когорті; однак ця особа виявляла нормальне ожиріння (процентиль ІМТ CDC, таблиця 3 In silico оцінка рідкісна ADIPOQ варіації (SNV)

Ідентифікація адипонектину SNV R55C

Наш учасник з R55C мав низький вміст адипонектину, був резистентним до інсуліну та страждав ожирінням (ІМТ ≥ CDC 95-й процентиль). Цей SNV нещодавно повідомлявся в рамках проекту NHLBI Exome, але жодної фенотипової інформації не було надано. Вестерн-блот показує відсутність VHMW і мало адипонектину HMW, зі значним діапазоном LMW при 2 мкл (рис. 2). При 4 мкл спостерігається подвійна смуга НМВ, можливо, вказуючи на димер, якого не було видно в інших зразках. З ІФА адипонектин HMW не виявляється. Вражаюче, що показники SIFT/Polyphen-2 для цієї мутації передбачають пошкоджуючий/ймовірно пошкоджуючий ефект, рівний за величиною причинній мутації R112C (Таблиця 3).

Ідентифікація адипонектину SNV Y111H

Особа з цим раніше повідомленим СНВ мала діабет 1 типу та рівень загального адипонектину вище нашого середнього показника в когорті. Ця особа була худорлявою і не продемонструвала ніяких відмінностей у циркулюючих олігомерних структурах щодо її відповідності або контролю невідповідності. Оцінки SIFT та PolyPhen-2 для цієї зміни передбачають, що Y111H переноситься та є доброякісним (Таблиця 3).

Обговорення

Оскільки адипонектин пов’язаний із ризиком розвитку ожиріння СД2, пов’язаного з ожирінням, і суттєво визначається генетичними факторами, наша мета полягала у визначенні нових та відомих ADIPOQ кодування змінюється і пов'язує їх зв'язок з олігомерними формами адипонектину. Застосовуючи надзвичайно суперечливий підхід до фенотипування, чотири несинонімічні гетерозиготи ADIPOQ були виявлені зміни, дві з яких були новими. Шляхом секвенування осіб з надзвичайно низьким рівнем адипонектину в сироватці крові ми збагатили зразок на несинонімічні SNV у порівнянні із зразком, секвенированним без урахування рівня адипонектину. Три із чотирьох SNV виявляли порушення олігомеризації, що відповідає біоінформативному передбачуваному функціональному ефекту. Після біологічної перевірки ці варіації можуть бути використані для виявлення осіб, яким загрожує ожиріння, пов'язана з ожирінням, резистентність до інсуліну та T2D.