Варіанти гена рецептора меланокортину 4 (MC4R) у дітей та підлітків, які мають сімейний характер
Анотація
Висновок: Варіанти гена MC4R досить поширені при ожирінні серед дітей у турецькій популяції. Скринінг варіантів в MC4R цей ген необхідний пацієнтам із важким ожирінням у дитинстві. У таких пацієнтів супутні захворювання ожиріння можна спостерігати з ранніх років.
| Що відомо • Частота мутацій MC4R у пацієнтів із ожирінням становила приблизно 0–6,3%.Що нового • У турецької педіатричної популяції із ожирінням, на відміну від інших європейських країн, варіанти гена MC4R є досить поширеними, оскільки ми виявили частоту варіантів 8,6% • Ми вважаємо, що необхідно проаналізувати варіанти гена MC4R у пацієнтів з важким ожирінням у дитячому віці і які мали ожиріння на ранніх стадіях щонайменше у одного зі своїх родичів першого ступеня в турецькій популяції. |
Вступ
Ожиріння - це всесвітня епідемія, за останні 30 років показники майже подвоїлися [1]. Хоча основною причиною ожиріння є завищення, є значні докази значного генетичного внеску в регулювання маси тіла. У 1998р, MC4R повідомлялося, що варіанти асоціюються з ожирінням людини, яке успадковується переважно [2].
MC4R кодує білок, який називається рецептором меланокортину 4, який в основному знаходиться в гіпоталамусі і відповідає за контроль апетиту та ситості. Він кодує білок MC4R, зв’язаний з білком G рецептор, який пов'язує α-меланоцитостимулюючий гормон (α-MSH). На мишачих моделях було встановлено, що рецептори MC4 беруть участь у харчовій поведінці, регуляції обміну речовин, статевій поведінці та еректильній функції чоловіків [3]. У тваринних моделях видалення MC4R також призводить до гіперфагії та збільшення жиру в організмі, що в кінцевому підсумку призводить до стеатозу печінки без атерогенної дієти [4].
З перших варіантів в MC4R у людей з ожирінням повідомлялося більше 20 років тому, кілька груп повідомляли про варіанти послідовності в MC4R в різних популяціях. На основі досліджень та спостережень, MC4R варіанти, здається, мають неповну пенетрантність та певний ступінь кодомінності. Особи, які носять патогенні варіанти, мають у 4,5 рази підвищений ризик розвитку ожиріння порівняно з неносіями [5].
Існує значна різниця у частоті варіантів між різними дослідженнями, коливаючись від 0,5 до 8,5% [2, 6]. На сьогоднішній день ідентифіковано понад 200 варіантів, переважно гетерозиготних варіантів домінуючого діючого міссенсу [7]. Гетерозиготні варіанти виявляються також у 2–5% пацієнтів з екстремальним дитячим ожирінням, що робить це найпоширенішою генетичною формою ожиріння у дитячій віковій групі [8, 9]. Гомозиготний MC4R варіанти також виявлені у нащадків із споріднених сімей [9, 10].
У цьому дослідженні проводиться скринінг MC4R була описана послідовність кодування турецьких ожирілих дітей та підлітків, які страждають ожирінням на ранніх стадіях. Цілями цього дослідження було (i) визначити частоту MC4R варіантів у когорті турецьких дітей та підлітків із клінічним ожирінням та (ii) пошук варіантів у промоутерському регіоні MC4R. Крім того, був наданий перелік усіх варіантів, описаних у літературі, які допоможуть інтерпретувати варіанти, знайдені в діагностичній обстановці.
Матеріал і метод
Сто тридцять дев'ять дітей та підлітків (57 дівчаток/82 хлопчики), збільшення ваги яких розпочалося до досягнення 5-річного віку, які були представлені на кафедрі дитячої ендокринології та медичної генетики факультету медицини університету Еге і які мали історію раннього початку ожиріння як мінімум у одного з їхніх родичів першого ступеня були включені в дослідження. Ожиріння визначається як індекс маси тіла (ІМТ) ≥ 95-го перцентиля, і як надзвичайно ожиріння визначається, якщо ІМТ ≥ 120% від 95-го перцентиля або ≥ 35 кг/м 2 [11]. Діти, які мають генетичні синдроми, пов’язані з ожирінням та розумовою відсталістю або приймають наркотики, що сприяють зміні харчової поведінки або ваги, були виключені з дослідження. Область кодування MC4R ген секвенували за допомогою системи секвенування наступного покоління Illumina MiSeq.
Фізичне обстеження випадків проводив досвідчений дитячий ендокринолог і реєструвало у формі даних про пацієнта. Зріст вимірювали як найближчий 0,5 см за допомогою стадіометра. Вагу тіла вимірювали за допомогою електронної шкали, чутливої до найближчих 100 г. ІМТ розраховували як кг/м 2. Вага тіла, зріст та показники ІМТ були розраховані з використанням турецьких національних антропометричних посилань [12]. Значення артеріального тиску вище 95-го процентиля відповідно до віку, статі та зросту приймали як гіпертонічні [13]. Рівні глюкози, інсуліну та ліпідів у сироватці крові, виміряні під час прийому під час ранкового голодування, реєструвались із даних файлу. Оцінка моделі гомеостазу, яка показує інсулінорезистентність, обчислюється за такою формулою: значення інсулінорезистентності (HOMA-IR) = глюкоза в крові натще (мг/дл) × 0,055 × інсулін натще (мМО/мл)/22,5. У систематичному огляді, що включав 8732 дітей та підлітків, значення HOMA-IR, асоційоване з метаболічним синдромом, коливається від 2,30 до 3,54 [14]. Порогове значення 3,16 було обрано відповідно до попередніх досліджень серед дітей та підлітків із ожирінням [15,16,17,18]. Усі учасники отримали письмову інформовану згоду. Це дослідження було схвалено Комітетом з етики університету Еге.
Генетичний аналіз
Молекулярну діагностику ДНК виділяли із зразка крові на 200 мкл за допомогою набору QIAamp DNA Blood Mini QIAcube Kit та приладу QIAcube (QIAGEN, Hilden, Німеччина) відповідно до технічних вимог виробника. Повна послідовність кодування MC4R ген (NM_ * 155541) ампліфікували ПЛР та секвенували на системі Illumina MiSeq за допомогою 300-циклового реагентного набору V2. Виклик бази та вирівнювання послідовності були виконані за допомогою вбудованого програмного забезпечення MISEQ 4 REPORTER.
Праймери, які використовували, були MC4R-F (5′-ATCAATTCAGGGGGACACTG 3 ′) та MC4R-R (5′-GGCCATCAGGAACATGTGGA-3 ′) для MC4R секвенування генів.
Всі варіанти в MC4R ген із частотою менше 0,5% у відкритих базах даних (наприклад, NCBI dbSNP build141 [19], 1000 Genomes Project [20], Exome Aggregation Consortium (ExAC) [21], NHLBI Exome Sequencing Project (ESP) та Exome Variant Сервер [22]). Прогнозування потенційного згубного впливу варіантів на активність білка за допомогою різних алгоритмів було визначено за допомогою декількох інструментів передбачення silico, таких як MutationTaster [23] та SIFT [24]. Варіанти оцінювали VarSome [25], визначали бали еволюційного збереження [24], а варіанти класифікували відповідно до рекомендацій ACMG [26].