Від нормального до ожиріння і назад Асоціація між мітохондріальним номером копії ДНК, статтю та

Дарія Скуратовська

1 Лабораторія імунології та клітинних біотехнологій, Балтійський федеральний університет імені Іммануеля Канта, Калінінград, 236016, Росія; ur.xednay@avonivtilasiral (L.L.); ur.xednay@naej-yram (М.В.); moc.liamg@apazodne (P.Z.)

Лариса Литвінова

Марія Вульф

Павло Затолокін

2 Відділення реконструктивної та ендоскопічної хірургії, Калінінградська обласна лікарня, Калінінград 236016, Росія

Костянтин Попадін

3 Центр мітохондріальної функціональної геноміки, Інститут живих систем, Балтійський федеральний університет ім. Імануеля Канта, Калінінград, 236040, Росія; moc.liamg@nidapopnitnatsnok

4 Центр інтегративної геноміки, Університет Лозани, 1015 Лозанна, Швейцарія

5 Швейцарський інститут біоінформатики, 1015 Лозанна, Швейцарія

Ілля Мазунін

Пов’язані дані

Анотація

Мітохондріальна ДНК (mtDNA) кодує основні субодиниці комплексів окисного фосфорилювання, а в результаті складних регуляторних перехресних зв’язків між геномами ядер та мітохондрій загальна кількість копій mtDNA відповідає вимогам кожного типу клітин. Очікується, що відхилення від фізіологічної кількості копій мтДНК будуть шкідливими і можуть спричинити деякі спадкові захворювання та нормальне старіння. Ми вивчали 46 хворих на ожиріння з діабетом 2 типу (T2DM) через рік після лапароскопічної гастректомії рукавів (LSG) та шлункового шунтування Roux-en-Y (RYGB). Результати порівнювали з пацієнтами із нормальною вагою без T2DM (контрольна група 1) (індекс маси тіла (ІМТ) = 22,5 ± 3,01 кг/м 2) та пацієнтами з ожирінням без T2DM (контрольна група 2) (ІМТ = 36 ± 3,45 кг/м 2). Ми виявили збільшення кількості копій mtDNA в клітинах пухкої оболонки, отриманих з периферичної крові, відібраних через рік після баріатричної операції. Ми також виявили, що середня кількість копій mtDNA, а також її динаміка (до та після операції) є гендерними. Наскільки нам відомо, це перший доказ відновлення числа копій mtDNA у пацієнтів із ожирінням після LSG та RYGB.

1. Вступ

2. Матеріали та методи

У це дослідження було включено 46 пацієнтів із СД2, які страждали ожирінням (11 чоловіків та 35 жінок, 47,67 ± 8,6 років, ІМТ = 48,1 ± 9,4 кг/м 2). Ці пацієнти потрапили до обласної клінічної лікарні Калінінградської області для хірургічного лікування. Наявність T2DM підтверджено на основі детального клінічного та інструментального обстеження з використанням діагностичних критеріїв Світової організації охорони здоров'я щодо цукрового діабету та проміжної гіперглікемії (1999–2013).

Пацієнти з T2DM із ожирінням були розподілені на групи за типом баріатричної операції, якій вони перенесли: 21 пацієнту було проведено ЛСГ та 25 пацієнтам було проведено RYGB. Результати порівнювали із здоровими донорами нормальної ваги без T2DM (контрольна група 1) (8 чоловіків та 10 жінок, 41,8 ± 4,6 року, ІМТ = 22,5 ± 3,01 кг/м 2) та пацієнтами з ожирінням без T2DM (контрольна група 2) (9 чоловіків та 18 жінок, 42,8 ± 8,3 року, ІМТ = 36 ± 3,45 кг/м 2) для оцінки впливу наявності/відсутності діабету 2 типу. Ми вирішили використовувати дві контрольні групи, оскільки через рік після операції у пацієнтів підвищилася mtDNA, але ІМТ не досяг нормального рівня (тобто пацієнти з нормальною вагою).

Технічний процес виконання баріатричних операцій був стандартизований відповідно до методичних рекомендацій для баріатричних хірургів. RYGB проводили з використанням техніки Лонрота.

Усі учасники дослідження дали інформовану згоду на участь у дослідницькому дослідженні. Дослідження проводилось відповідно до Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації (WMA) (2000) та Протоколу до Конвенції про права людини та біомедицину (1999). Протокол дослідження був затверджений Місцевим етичним комітетом інноваційного парку Балтійського федерального університету імені Імануеля Канта (Протокол № 4 від 23 жовтня 2013 р.).

Зразки крові відбирали до баріатричної операції та через рік після. ДНК було негайно витягнуто з усіх зразків пухкої оболонки периферичної крові за допомогою набору QIAmp DNA Mini Kit (QIAGEN GmbH, Hilden, Німеччина), відповідно до інструкцій виробника. Реакція цифрової ПЛР за допомогою крапель проводилася подібно до раніше опублікованого протоколу [11]. Посередники вуглеводного обміну (глюкоза, глікований гемоглобін (HbA1c)) вимірювали на автоматичному біохімічному аналізаторі СА-180 (Furuno Electric Co., Ltd, Nishinomiya, Японія). Кількісне визначення інсуліну, греліну, шлункового гальмівного поліпептиду (GIP), глюкагоноподібного пептиду-1 (GLP-1), рецептора фактора некрозу пухлини 2 (TNFR1) та рецептора фактора некрозу пухлини 2 (TNFR2) оцінювали за допомогою потокової флуориметрії на автоматизований лазерний аналізатор (Bio-Plex ® 200, Bio-Rad, Hercules, CA, USA) з використанням комерційної тест-системи Bio-Plex Pro Diabetes Human 10-Plex Assay (Bio-Rad, США) та Bio-Plex Pro ™ запалення людини Панель 1, 37-Plex (Bio-Rad, США).

Перевірку нормальності кількісного розподілу показників проводили за допомогою критерію Шапіро-Вілька. Оскільки досліджувані зразки відповідають нормальному розподілу, гіпотеза про рівність середніх значень вибірки була перевірена за допомогою t-критеріїв Стьюдента. Для оцінки значущості відмінностей між незалежними кількісними зразками, які не відповідали нормальному закону розподілу, використовували непараметричний тест Крускала-Уолліса. Для виявлення статистично значущих відмінностей між групами був проведений парний аналіз з використанням непараметричного Манна-Уітні для незалежних груп та тесту Уілкоксона для залежних груп. Для аналізу зв'язків між рівнями мтДНК та ІМТ ми використовували рангову кореляцію Спірмена.