Прогнозування рівня циркулюючого адипокіну на основі відсіків жиру в організмі та гена жирової тканини
Стефан Конігорський, к.т.н.
Дослідницька група з молекулярної епідеміології
Центр імені Макса Дельбрюка (MDC) з молекулярної медицини в Асоціації Гельмгольца
Robert-Rössle-Strasse 10, DE – 13125 Берлін (Німеччина)
Статті, пов’язані з "
- Електронна пошта
Анотація
Передумови: Адипокіни - це гормони, що виділяються з жирової тканини (АТ), і низка з них була встановлена як фактори ризику хронічних захворювань. Однак незрозуміло, чи і в якій мірі ожиріння, експресія генів та інші фактори визначають рівень їх циркуляції. Завдання: Щоб оцінити, наскільки ожиріння, виміряне кількістю підшкірної AT (SAT) та вісцеральної AT (VAT) за допомогою магнітно-резонансної томографії та рівні експресії генів у SAT визначають плазмові концентрації адипокінів, адипонектин, лептин, розчинний рецептор лептину, резистин, інтерлейкін 6 та білок, що зв’язує жирні кислоти 4 (FABP4). Методи: Ми провели поперечний аналіз 156 учасників когортного дослідження EPIC в Потсдамі та проаналізували множинні моделі регресії та часткові коефіцієнти кореляції. Результати: Для концентрацій лептину та FABP4 дисперсію 81 та 45% пояснювали масою САТ, масою ПДВ та експресією генів у САТ у моделях багатофакторної регресії. Для решти адипокінів пояснено масу АТ та експресію генів
Вступ
Магнітно-резонансна томографія (МРТ) дозволяє безпосередньо визначити загальну кількість AT (TAT), SAT та ПДВ [18], але є суперечливі емпіричні дані щодо того, наскільки оцінка ПДВ, SAT або TAT на основі візуалізації визначає рівні адипокіну [19 -21]. Крім того, експресія генів у цих тканинах часто не враховується як подальший провісник рівня цих адипокінів у плазмі крові. Лише декілька досліджень повідомляли про зв'язок маси AT на основі візуалізації з експресією генів та концентрацією плазми або сироватки крові [22-37], і вони в основному досліджували невеликі зразки досліджень та зосереджувались на конкретних групах пацієнтів або ефекті втручань та аналізі одного або двох кандидатів на адипокіни.
Таким чином, метою нашого дослідження було дослідити, наскільки рівні плазми вищезазначених шести адипокінів визначаються величиною SAT та ПДВ, оціненими за допомогою МРТ, та експресією генів, виміряною у SAT. Наша гіпотеза полягала в тому, що пряма кількісна оцінка SAT та ПДВ, а також експресія генів у AT можуть пояснити значну величину дисперсії рівнів адипокіну. При вторинному аналізі ми дослідили додаткові предиктори та порівняли роль відділів жиру в організмі та експресії генів більш детально.
Матеріали і методи
Дослідження населення
Оцінка маси АТ
Виміри жиру в організмі були отримані при скануванні МРТ всього тіла із застосуванням повністю автоматизованого підходу до сегментації, який давав дуже схожі оцінки порівняно з ручною експертною сегментацією та мав високу повторюваність та відтворюваність вимірювань (коефіцієнт варіації = 0,4% для SAT та TAT та 3,5% для ПДВ [41, 42]; Інтернет-додаток, текст S2). Доступні заходи включають кількість АТ у вісцеральному відділі (у черевній порожнині, тобто навколо органів органів черевної порожнини та між ними), підшкірному відділі (жирова тканина під шкірою) та коронарному відділі (жирова тканина навколо серця та серцеві судини в грудній клітці; коронарний АТ [CAT]) (див. додатковий текст S2 для додаткової інформації). TAT розраховувався як сума ПДВ, SAT та CAT. Додатково оцінювали кількість скелетної м’язової тканини (ЗПТ) та загальний об’єм тіла. Співвідношення AT/висота [43], AT/висота 2 (= індекс маси жиру [44]) та AT/висота 3 [43] були розраховані для ПДВ, SAT, CAT та TAT як міри маси AT, стандартизовані за зростом, а AT/SMT досліджували для вирішення моделі навантаження-пропускної здатності [45] для встановлення маси AT щодо SMT.
Оцінка рівня плазми біомаркера та експресії гена SAT
Рівні EDTA у плазмі загального, високомолекулярного (HMW) та HMW + адипонектину із середньою молекулярною масою (MMW) вимірювали за допомогою ІФА від ALPCO (Salem, NH, USA), а також обчислювали концентрації MMW та адипонектину з низькою молекулярною масою (LMW) шляхом віднімання. Лептин, sOB-R, резистин та FABP4 вимірювали за допомогою ІФА від BioVendor (Брно, Чеська Республіка), а IL-6 - за допомогою ІФА від R&D Systems (Міннеаполіс, Міннесота, США). Всі зразки вимірювались у двох примірниках відповідно до стандартного протоколу на зчитувачі TECAN Infinite 200 PRO (Меннедорф, Швейцарія) і мали невеликі коефіцієнти варіації між та під час аналізу (доданий в Інтернеті текст S4).
Кількісну полімеразну ланцюгову реакцію в реальному часі (ПЛР) проводили за допомогою системи ПЛР Applied Biosystems 7500 Fast Real-time з використанням технології TaqMan (ABI, Дармштадт, Німеччина) для оцінки експресії генів у SAT цільових генів адипонектин, лептин, sOB- R, резистин, IL-6 та FABP4 (онлайн-додатковий текст S5). Для кожної проби та для кожного гена експресію гена вимірювали у трьох примірниках, а три значення Ct усереднювали для кожної особини. В якості міри для експресії генів у всіх аналізах використовували значення 2 –ΔCt, припускаючи, що кількість ампліфікованих молекул-мішеней у пороговому циклі є однаковим для генів-кандидатів та вимірюваного гена економки 18S [46]. Усі експерименти мали малі коефіцієнти варіації між- та внутрішньо-аналітичним коефіцієнтом.
Статистичний аналіз
Статистичний аналіз проводили з використанням R версії 3.3.1 [47]. Всі показники експресії генів, концентрації в плазмі та МРТ на основі маси АТ (включаючи співвідношення АТ/висота, АТ/висота 2, АТ/висота 3 та АТ/СМТ) були перетворені в журнал, щоб отримати нормально розподілені показники для аналізу . Усі аналізи базуються на вибірці з 156 учасників, за винятком аналізів, які включають концентрації лептину, FABP4 та аміпонектину LMW, кожна з яких має одне відсутнє значення.
Для нашої головної мети ми підібрали кілька моделей лінійної регресії та розрахували скориговані Р. 2, щоб оцінити, наскільки велика дисперсія концентрацій у плазмі крові може бути пояснена компартментами АТ та експресією генів. Для кожного адипокіну ці моделі включали такі предиктори в різних комбінаціях: експресія гена SAT (відповідного гена), маса SAT, маса ПДВ та взаємодія маси SAT з експресією гена SAT (відповідного гена). Взаємодія можна інтерпретувати як кількість тканини (тобто кількість та розмір клітин), помножену на клітинний показник транскриптомічної активності. Налаштований Р. 2 кожної моделі регресії - це загальна дисперсія, що пояснюється усіма предикторами в моделі, з урахуванням кількості включених предикторів.
Нас також цікавило, чи інші прогнози ще більше збільшують пояснювану дисперсію концентрацій адипокіну. Чоловіки та жінки відрізняються за своєю кількістю АТ, отже, як очікується, стать буде сприяти різниці в масі САТ та ПДВ. Тому ми дослідили величину дисперсії концентрацій адипокіну, що пояснюється статтю, як єдиний провісник, а також разом із експресією гена SAT відповідного гена, масою SAT та масою ПДВ. У додаткових аналізах ми додали до регресійної моделі такі предиктори в різних комбінаціях: вік, професійне навчання, фізична активність, статус зайнятості, статус партнера, статус куріння, соціально-економічний статус, історія діабету, ІМТ, співвідношення талії та стегон, CAT, TAT, а також експресія генів та плазмові концентрації всіх інших адипокінів, розглянутих у нашому дослідженні (див. таблиці 2 та 3 для детального опису регресійних моделей).