Зміни метилювання, пов’язані з ожирінням, в ДНК лейкоцитів периферичної крові SpringerLink
Анотація
Передумови
Незважаючи на докази, що пов'язують ожиріння з порушенням імунної функції, про конкретні механізми відомо мало. Через нові докази того, що імунні відповіді регулюються епігенетично, ми висунули гіпотезу про те, що зміни метилювання ДНК пов’язані з імунною дисфункцією, спричиненою ожирінням, і мали на меті виявити ці зміни.
Метод
Ми провели широкомасштабний аналіз метилювання на сім випадків ожиріння та сім худорлявих контролів у віці від 14 до 18 років від крайніх кінців розподілу ожиріння та провели подальшу перевірку шести сайтів CpG з шести генів у 46 випадках ожиріння та 46 худорлявих контролів у віці від 14 до 30 років.
Результати
У порівнянні з худими контролями ми спостерігали один сайт CpG в гені UBASH3A, що демонструє більш високі рівні метилювання, і один сайт CpG у гені TRIM3, що демонструє нижчий рівень метилювання у випадках ожиріння на обох етапах геному ( = 5 × 10 -6 і = 2 × 10 -5 для UBASH3A та гена TRIM3 відповідно) та етап перевірки ( = 0,008 і = 0,001 для UBASH3A та гена TRIM3 відповідно).
Висновки
Наші результати дають докази того, що ожиріння пов’язане зі змінами метилювання в ДНК лейкоцитів крові. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити причинно-наслідковий напрямок цих стосунків, а також те, чи можуть такі зміни метилювання призвести до порушення імунної функції.
Передумови
Ожиріння - це епідемія нашого часу, яка різко та неухильно зростає [1, 2]. Основні несприятливі наслідки ожиріння, включаючи діабет 2 типу, атеросклероз та есенціальну гіпертензію, у поєднанні обумовлюють велику кількість смертей, пов’язаних із захворюваннями [3, 4]. Якщо до цієї кількості додати випадків раку, пов’язаних із ожирінням, смертність від ожиріння значно перевищує смертність від інших загальних захворювань [5]. Останнє свідчить про нагальну необхідність розробки нових ефективних терапевтичних методів лікування цього стану.
Спільним знаменником у патогенезі супутніх захворювань ожиріння є наявність активного запального процесу низького ступеня [6]. Незважаючи на докази, що пов'язують ожиріння із змінами запальної реакції, мало відомо про специфічний вплив ожиріння на імунну систему. Останнім часом спостерігається більша оцінка ролі епігенетики, мейотично та мітотично спадкових змін у експресії генів, які не кодуються в самій послідовності ДНК, в імунних та запальних реакціях [7–9]. Тому ми припускаємо, що зміни метилювання ДНК відіграють певну роль у імунній дисфункції, спричиненій ожирінням. Метою цього дослідження було охарактеризувати профіль метилювання ДНК у лейкоцитах периферичної крові у людей із ожирінням та нежирними тваринами, використовуючи широкомасштабний підхід. Виявлення змін метилювання в конкретних генах забезпечить важливі цілі для подальшого вивчення механізмів впливу ожиріння на імунну систему та потенціалу для розробки нових методів лікування супутніх захворювань із ожирінням.
Методи
Предмети
Широкий аналіз метилювання на геном проводили у семи пацієнтах із ожирінням та семи з урахуванням віку. Ці 14 суб'єктів були ідентифіковані серед учасників (n = 534) у дослідженні "Стиль життя, ожиріння та здоров'я серцево-судинної системи у молоді" (LACHY), використовуючи такі критерії включення: (1) афроамериканські (AA) походження; (2) чоловічий; (3) наявність ДНК лейкоцитів; (4) випадки ожиріння з індексом маси тіла (ІМТ) ≥ 99-го процентиля для віку та статі та худі контролі з ІМТ ≤ 10-го процентиля для віку та статі. Дослідження LACHY включало приблизно однакову кількість підлітків АА та європейських американців (ЕА) віком від 14 до 18 років обох статей, набраних із середніх шкіл в районі Августи, штат Джорджія [10].
Для всіх чотирьох когорт для ідентифікації за попередньо описаними критеріями використовували самоідентифікацію шляхом самозвітів кожного суб’єкта чи батьків, якщо суб’єкт був до 18 років. Суб'єкти у всіх чотирьох дослідженнях були відверто здоровими, не мали жодних гострих чи хронічних захворювань на підставі звітів батьків і не застосовували антигіпертензивні, гіполіпідемічні, протидіабетичні та протизапальні препарати [10–13]. Комісія з огляду інституцій Медичного коледжу штату Джорджія схвалила дослідження. Інформована згода була отримана від усіх випробовуваних та від батьків, якщо випробовувані мали менше 18 років.
Вимірювання
Для всіх чотирьох когорт зріст та вага вимірювались стандартними методами за допомогою настінного стадіометра та ваги відповідно. ІМТ розраховували як вагу/зріст 2. Систолічний АТ (SBP) та діастолічний BP (DBP) вимірювали за допомогою моніторів Dinamap, використовуючи манжету відповідного розміру АТ, розміщену на правій руці суб’єкта. Вимірювання АТ проводили через 11, 13 та 15 хвилин під час 15-хвилинного періоду релаксації лежачи на спині. Середнє значення останніх двох показань було використано для представлення значень SBP та DBP [10–13].
Збирали зразки периферичної крові натощак у когорті LACHY та зразки периферичної крові, що не приймали голоду, в інших трьох когортах. Зразки шаруватої оболонки та плазми відокремлювали та зберігали при -80 ° C. ДНК витягували з пухкої оболонки. У когорті LACHY рівень глюкози натще вимірювали за допомогою системи Ektachem DT II (Johnson and Johnson Clinical Diagnostics, Рочестер, Нью-Йорк, США), а інсулін натще аналізували у двох примірниках за допомогою специфічного радіоімунологічного аналізу (Linco Research, Inc., St Charles, MO, США) [10]. QUICKI (кількісний індекс перевірки чутливості до інсуліну) розраховували для індексації чутливості до інсуліну за такою формулою: 1/[log (інсулін натще, мкО/мл) + log (глюкоза натще, мг/дл)]. Зі скринінгової вибірки, яка включала сім випадків ожиріння та сім нежирних контролів, вибраних з когорти LACHY, рівні глюкози та інсуліну натще не були доступні для одного випадку та одного контролю.