Noi variații ale genei adiponectinei (ADIPOQ) pot afecta distribuția complexelor oligomerice
Abstract
Introducere
Obezitatea este o problemă majoră în Statele Unite, cu peste două treimi din adulți și o treime din adolescenți clasificați ca supraponderali sau obezi Ogden și colab. (2012). În timp ce excesul de greutate este un factor de risc pentru diabetul de tip 2, majoritatea persoanelor obeze nu dezvoltă diabet de tip 2 (T2D) (Boyle și colab. 2010; Eckel și colab. 2011; Grup de scriere pentru căutarea diabetului în grupul de studiu pentru tineri și colab. 2007). Adiponectina poate ajuta la explicarea riscului crescut de T2D la unii indivizi obezi. Adiponectina are proprietăți antiinflamatorii și sensibilizante la insulină, iar nivelurile scăzute de adiponectină preced dezvoltarea dezvoltării rezistenței la insulină și a T2D (Hotta și colab. 2001; Lindsay și colab. 2002). Mecanic, adiponectina facilitează acțiunile insulinei în țesuturile periferice prin activarea AMP kinazei și a p38 MAPK (Combs și colab. 2001; Yamauchi și colab. 2002). Cu toate acestea, efectele adiponectinei asupra sensibilității la insulină sunt mai relevante din punct de vedere clinic la persoanele obeze. La indivizii slabi Martin și colab. (2005) și șoareci Maeda și colab. (2002), concentrațiile de adiponectină nu sunt asociate cu sensibilitatea la insulină; totuși, în contextul obezității, concentrațiile de adiponectină arată o asociere puternică cu nivelurile de insulină (Maeda și colab. 2002; Martin și colab. 2005).
Adiponectina este codificată de ADIPOQ (NCBI GeneID 9370) situat la 3q27. ADIPOQ variațiile nucleotidice unice (SNV) au fost asociate cu T2D (p -2), rezistența la insulină (p -2) și adiponectina serică (p-8) (Vasseur și colab. 2002; Filippi și colab. 2004; Hivert și colab. 2008; Mackevics și colab. 2006; Mousavinasab și colab. 2006). Adiponectina se multimerizează rezultând patru forme oligomerice circulante: trimere (LMW), hexameri (MMW), greutate moleculară mare (HMW) și complexe cu greutate moleculară foarte mare (VHMW) complexe Tsao și colab. (2002). Complexele HMW și VHMW sunt cele mai active biologic Pajvani și colab. (2004). Până în prezent, au fost descrise cinci SNV cauzale (R55H, G84R, G90S, R112C și R131H). Aceste SNV sunt asociate cu hipoadiponectinemie, afectarea multimerizării adiponectinei și T2D (Waki și colab. 2003; Takahashi și colab. 2000; Jungtrakoon și colab. 2011). Cu toate acestea, aceste SNV sunt rare și nu reușesc să explice pe deplin variabilitatea adiponectinei, sugerând că există SNV cauzale neidentificate.
Astfel, obiectivul nostru este să identificăm noi și cunoscute ADIPOQ modificări de codificare și le raportează la formele oligomerice de adiponectină. Prin secvențiere ADIPOQ la adolescenții cu niveluri extreme de adiponectină serică (ridicată sau scăzută), ne-am îmbogățit grupul de studiu pentru non-sinonime ADIPOQ SNV-uri. În acest articol, vă prezentăm ADIPOQ variațiile regiunii de codificare și efectul lor asupra oligomerizării adiponectinei. În timp ce impactul acestor SNV poate fi mascat la indivizii slabi, odată validate în studii mecaniciste, aceste mutații ar putea fi incluse într-o metrică utilizată de medici pentru a consilia copiii cu risc crescut pentru riscul crescut de rezistență la insulină înainte de a deveni supraponderali insensibil.
Rezultate
Au fost identificate patru SNV-uri sinonime: un salt de inițiere a metioninei (c.130 G> A prescurtat ca MIS), P32L, R55C și Y111H (Figura 1). Fiecare SNV a fost prezent ca heterozigot și a fost găsit la un singur individ. Trei dintre cele 4 SNV (MIS, P32L și R55C) au fost identificate în rândul celor 10 (30% rata de succes) cu cel mai mic procent de 1 adiponectină din cohorta noastră de adiponectină serică foarte scăzută. În Exome Project al NHLBI, doar 21 non-sinonime ADIPOQ modificări au fost identificate la 5138 persoane: o rată de succes de 0,4%. Selectarea indivizilor cu cele mai scăzute niveluri de adiponectină la secvență a condus la o îmbogățire semnificativă statistic pentru modificările nesinonime în comparație cu proiectul de secvențiere NHLBI (valoarea exactă a testului Fisher -5).
ADIPOQ structura genei și localizarea modificărilor de codificare identificate. MIS, P32L, R55C și Y111H. K este poziția unei lizine hidroxilate și glicozilate. C este poziția unei cisteine care formează legături disulfurice.
Persoanele cu SNV de codificare au prezentat eterogenitate fenotipică în ceea ce privește IMC și insulină (Tabelul 1), dar valorile glucozei au fost clinice normale și, prin urmare, nu au fost prezentate. Interesant este faptul că indivizii cu SNV adiponectinici și valori scăzute ale adiponectinei au afectat oligomerizarea, după cum reiese din Western blots (Figura 2) și ELISA oligomerice (Tabelul 2), chiar și atunci când contabilizează variabilitatea IMC și insulină.
Oligomerizarea adiponectinei în ser utilizând Western blotting pe geluri nereducătoare. C, control negativ al bufferului de încărcare numai. V, individ cu variație. M, control asortat. MM, control nepotrivit. Datorită concentrațiilor scăzute de adiponectină din unele probe, gelurile au fost administrate folosind două concentrații diferite (panoul A: 2 uL, panoul B: 4 uL).
Identificarea adiponectinei noi SNV: MIS
Participantul nostru cu MIS a avut cea mai mică adiponectină din cohortă; cu toate acestea, acest individ a prezentat adipozitate normală (CDC percentil BMI percentile Tabelul 3 In silico evaluarea rare ADIPOQ variații (SNV)
Identificarea adiponectinei SNV R55C
Participantul nostru cu R55C avea adiponectină scăzută și era rezistent la insulină și era obez (IMC ≥ CDC percentila 95). Acest SNV a fost raportat recent ca parte a Proiectului NHLBI Exome, dar nu au fost furnizate informații fenotipice. Western blot prezintă o lipsă de VHMW și puțină adiponectină HMW, cu o bandă LMW semnificativă la 2μL (Figura 2). La 4μL, se observă o bandă dublă LMW, indicând probabil un dimer, care nu a fost văzut în alte probe. Din ELISA, adiponectina HMW nu este detectabilă. În mod izbitor, scorurile SIFT/Polifen-2 pentru această mutație prezic un efect dăunător/probabil dăunător egal în mărime cu mutația cauzală R112C (Tabelul 3).
Identificarea adiponectinei SNV Y111H
Persoana cu acest SNV raportat anterior avea diabet de tip 1 și niveluri totale de adiponectină peste media cohortei noastre. Acest individ a fost slab și nu a prezentat diferențe în structurile oligomerice circulante în raport fie cu controalele ei de potrivire, fie cu cele de nepotrivire. Scorurile SIFT și PolyPhen-2 pentru această modificare prezic că Y111H este tolerat și benign (Tabelul 3).
Discuţie
Deoarece adiponectina este asociată cu riscul de T2D legat de obezitate și este puternic determinată de factori genetici, obiectivul nostru a fost să identificăm noi și cunoscute ADIPOQ modificări de codificare și relaționează relația lor cu formele oligomerice de adiponectină. Folosind o abordare extremă de fenotipare discordantă, patru heterozigoți non-sinonimi ADIPOQ au fost identificate modificări, dintre care două erau noi. Prin secvențierea indivizilor cu niveluri serice extrem de scăzute de adiponectină am îmbogățit proba pentru SNV-uri non-sinonime în comparație cu o probă secvențiată, fără a respecta nivelurile de adiponectină. Trei din cele patru SNV-uri au prezentat o oligomerizare afectată în concordanță cu efectul funcțional prezis bioinformatic. Odată validate biologic, aceste variații ar putea fi folosite pentru a identifica persoanele cu risc de rezistență la insulină și T2D legate de obezitate.