Mar’a Luisa Mansego, Marian Zulet, Javier Campi - n J, Ferm’n Milagro F, JosЋ Alfredo Mart’nez *

CIBER CB06/03 Az elhízás és táplálkozás fiziopatológiája (CIBEROBN), Carlos III Egészségügyi Intézet, Madrid, Spanyolország és a Táplálkozási Kutatóközpont, valamint a Navarrai Egyetem Élelmiszertudományi és Élettani Tanszéke. C/Irunlarrea 1, Pamplona, ​​Navarra 31008, Spanyolország

táplálkozási

2014. április 8-án kapott An. Real Acad. Farm. 80. kötet, Nј 3 (2014), 614-623

Epigenetikus megközelítést alkalmazva elemezték a DNS-metiláció alapszintjei és a fogyás jobb reakciója közötti összefüggéseket az Egyesült Államok elhízott lakosságának táplálkozási beavatkozási programja után RESMENA tanulmány. Ez a kutatás 3 DNS régiót (gént RGS6, A2BP1 és RASGRF1), amelyek differenciáltan metiláltak a testsúlycsökkenésre magas és alacsony válaszreakciójú alanyok között. Ezenkívül ezek a gének ugyanabban az anyagcsere-folyamatban vesznek részt, és korábban szignifikánsan társultak az elhízással.

Kulcsszavak: DNS-metilezés; táplálkozási beavatkozás; fogyás .

Táplálkozási beavatkozás utáni testsúlycsökkenés epigenomikus asszociációs vizsgálata: RESMENA tanulmány

Az anepigenomikai megközelítés révén elemezték az elhízott populációban a DNS-metiláció kiindulási szintje és a multidiszciplináris beavatkozási program utáni jobb súlycsökkenési válasz közötti lehetséges összefüggést a RESMENA-S vizsgálatból. Három különböző módon metilezett DNS-régió (RGS6, A2BP1 és RASGRF1 gének) különbözõ metilációs szinteket mutattak kiindulási alapon a multidiszciplináris súlycsökkentõ beavatkozás magas és alacsony válaszadói között. Sőt, ezek a gének ugyanabba az anyagcsereútba kapcsolódtak be, és korábban jelentősen társultak az elhízással.

Kulcsszavak: DNS-metilezés; táplálkozási beavatkozás; fogyás .

A fő epigenetikus folyamatok, amelyek befolyásolhatják az elhízás kialakulását, a vele kapcsolatos gének expressziójának szabályozásában játszott szerepe miatt, a DNS metilációja a CpG-szigeteken, a hiszton farok kovalens módosításai metilációval, acetilezéssel vagy ubiquitinációval, valamint a szabályozás fehérjék, amelyek a kromatint aktív (trithorax) vagy csendes (poligombák) állapotban tartják fenn (6). Egyes szerzők a mikroRNS-eket (miRNS-eket) is tartalmazzák epigenetikus szabályozási elemként, vagy azért, mert fontos epigenetikus szabályozó gének, például hiszton-acetilázok vagy DNS-metil-transzferázok expresszióját szabályozzák, valamint az expresszió epigenetikai szabályozása miatt. N bizonyos miRNS-ek (23) .

Az elhízáshoz kapcsolódó egyes anyagcsere-változások, mint például a hiperglikémia és az inzulinrezisztencia, valamint az étrendben ígéretes tényezők, például folsav vagy metionin jelenléte, úgy tűnik, döntően befolyásolja az elhízással kapcsolatos géneket befolyásoló epigenetikai folyamatokat ( 4). Ezen túlmenően ezeket az epigenetikai mechanizmusokat befolyásolják az elhízáshoz általában társuló egyéb tényezők, beleértve a gyulladást, a gyulladásgátló citokinek, például a TNFα és az IL-6 (27), az oxidatív stressz (9) és az elhízottaknál kialakuló hipoxiás állapotok révén. zsírszövet (26). Mindezeket a módosításokat különféle környezeti jelenségek, köztük számos étrendi tényező, befolyásolhatják, és felvetődött, hogy ezeket transzgenerációs epigenetikus öröklés egyfajta átviheti (20). Ebben az értelemben egy előzetes tanulmány (19) összekapcsolta a felnőttkorban magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó patkányok elhízását a leptin promoter nagyobb metilezésével. Hasonlóképpen, bebizonyosodott, hogy ez az étrend képes megváltoztatni olyan fontos gének metilációját, mint a zsírsavszintáz (FAS) vagy a mitokondriális NDUFB6 gén (15) .

Ezért célunk az volt, hogy megvizsgáljuk a DNS-metilációs minták lehetséges változásait azoknál az egyéneknél, akik magas vagy alacsony választ mutattak elhízott betegek átfogó súlycsökkentő programjára.

2. anyag és módszerek

Tanulmányi populáció és kísérleti tervezés

A metabolikus szindróma csökkentésének vizsgálata Navarra-Spanyolországban (RESMENA-S) egy multidiszciplináris stratégia, amely a krónikus táplálkozáson és táplálkozási oktatáson, valamint az étrendi és pszichológiai kontrollon alapul, és amely párhuzamos és prospektív tervezés randomizált vizsgálatából állt, amelyben egy összesen 100 személy vett részt. (28) A RESMENA-S csoport (n = 50) személyre szabott fogyókúrás étrendet követett (30% -os energia korlátozás), makrotápanyag-eloszlás (szénhidrátok/zsírok/fehérjék) 40/30/30, nagy gyakorisággal (7/nap)., alacsony glikémiás index/terhelés és magas antioxidáns kapacitás, valamint a mediterrán étrend betartása (28). A kontrollcsoport (n = 50) ugyanolyan energiakorlátozással rendelkező étrendet követett és az American Heart Association (AHA) alapján készült. A vizsgálat étrendi és pszichológiai kontroll alatt 8 hétig tartott mindkét csoportban. További 16 hét önellenőrzés során az önkéntesek ugyanazt az étrendet követték, de minden külön tanácsadás nélkül.

A metilációs szintek vizsgálatát 46 elhízott alany (50% férfi) részmintájában végezték. Ezeket a résztvevőket az általános populációs mintából választották ki, és ők voltak azok, akik jobban vagy rosszabban reagáltak a súlycsökkentő beavatkozásra. "Nagy válaszreakciónak" tekintették őket (24 hetes beavatkozás után kezdeti súlyuk több mint 5% -ának elvesztésével; n = 26) és "alacsony válaszként" (azok, akik nem értek el 5% -os súlyvesztést; n = 17). ), ill.

Valamennyi alany megadta tájékozott írásbeli beleegyezését (http://www.clinicaltrials.gov; NCT01087086), a tanulmányt a Navarrai Egyetem Etikai Bizottsága jóváhagyta (065/2009), és egyetértett a Helsinkiben kiadott (2005-ben módosított) nyilatkozattal. Dél-Korea 2008-ban).

Antropometriai és biokémiai értékelések

Antropometrikus méréseket (súly, magasság, derék és csípő kerülete) fehérneműben végeztünk az alanyokkal. A testtömeget 0,1 kg pontossággal mértük egy Tanita SC-330 készülékkel (Tanita Corp, Japán). A magasságot magassági rúddal (Seca 713 modell, Postfach, Németország) becsültük 1 mm pontossággal. A testtömeg-indexet (BMI) a testtömeg és a négyzetmagasság (kg/m 2) hányadosával számítottuk. A derék és a csípő kerületeit validált protokollok alapján mértük (28). Az összes testzsírt a Tanita SC-330 bioelektromos impedanciával (TanitaCorp, Japán) és a kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel (DXA) (Prodigy, szoftveres verzió 6.0, Madison, WI) mértük, az előzőekben leírtak szerint (28). .

A glükóz, az összes koleszterin, a nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin (HDL-c) és a trigliceridek szérumkoncentrációit egy Pentra C-200 típusú autoanalízissel (HORIBA ABX, Madrid, Spanyolország) mértük a specifikus készletekkel. Az inzulinkoncentrációkat enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálati készlet segítségével (Mercodia, Uppsala, Svédország) határoztuk meg egy Triturus autoanalizátoron (Grifols SA, Barcelona, ​​Spanyolország).

DNS kivonás

A vizsgálat kezdetén vénás vérmintákat gyűjtöttünk a DNS előállításához. A genetikai DNS-t a DNS-tisztító készlet segítségével extraháltuk. Master Purefor Blood II. Verzió (Epicenter Biotechnologies, Madison, WI, USA) és -80 ° C-on tároltuk a feldolgozásig.

DNS-metilációs minták meghatározása

A genetikai DNS epigenetikai profilját a RESMENA-S vizsgálatból kiválasztott 48 egyénben elemezték, több mint 485 000 egyedi CpG-helyet tartalmazó Human Methylation 450 BeadChip metilációs vizsgálattal (Illumina, San Diego, Kalifornia). Röviden, 500 ng nátrium-hidrogén-szulfittal kezelt genetikai DNS-t (EZ DNS Methylation Kit; Epitect, Qiagen) amplifikáltunk, jelöltünk, metilált és metilálatlan próbákkal hibridizáltunk, és az Illumina, Inc. HiScanSQ platformján pásztáztunk mikroarray-t. A szondák jelének a Genome Studio szoftver, a Methylation Module (Illumina, Inc.) alkalmazásával történt.

A metilációs adatokat egy adott CpG helyen a metilezett (M) és a nem metilezett (U) szonda szignálintenzitása alapján nyertük az adott helyzetben lévő genetikai DNS-re. Így a metilációs szinteket (β) a metiláció arányaként számítottuk a teljes jelhez viszonyítva [azaz β = M/(M + U)], ahol a β tartomány 0 (metilálatlan) és 1 (metilezett) között oszcillál.

A metabolikus útvonal elemzését az Ingenuity Pathway Analysis (IPA; Ingenuity Systems, Inc., Redwood City, CA, USA; http://www.ingenuity.com) segítségével végeztük el, beleértve a manuálisan pontos és nyomon követhető adatokat, amelyek teljes mértékben bibliográfiai forrásokból származnak.

A statisztikai elemzéseket az SPSS 15.0 statisztikai csomag (SPSS, Chicago, IL, USA) segítségével végeztük. Kolmogorov-Smirnov és Shapiro-Wilks teszteket használtunk a normalitás meghatározására a változó eloszlásban.

A beavatkozás utáni klinikai és antropometriai paraméterek közötti különbségeket a diétára reagáló magas és alacsony válaszadók között a Student-féle teszt vagy a Mann Whitney U-teszt segítségével értékeltük. A vulkánok grafikonját és a különböző CpG-helyek közötti különbségeket egyirányú ANOVA-val értékeltük (válasz az étrend életkorhoz igazított hatására és a különböző mikro-sugarak használatának hatása) az Array Studio 5.0 programnak köszönhetően (Om Componentes, Cary, NC, USA). A hamis felfedezési arányt (FDR) alkalmazták a több összehasonlításhoz szükséges kiigazításokban.

3. Eredmények és megbeszélés

Ez a projekt azon személyek kiválasztására összpontosított, akik részt vettek a RESMENA-S tanulmányban annak végéig. A résztvevők általános jellemzői az étrendi beavatkozásra adott válaszuk szerint csoportosítva nem különböztek szignifikánsan a kontrollcsoport és a RESMENA-S alanyai között antropometriai változókban, vérnyomásban és lipidprofilban (1. táblázat). Azoknál a személyeknél, akiknek a táplálékra nagy a reakciójuk, az antropometriai paraméterek többségének szignifikáns csökkenése mutatkozott a kezdeti értékekhez képest.

A Human Methylation450 BeadChip mikrotömbben elért eredmények tekintetében az említett tömb minőségellenőrzésének elemzése után a mintát 46 elemzett alanyra redukáltuk. A vulkán ábrázolása az elemzett 485 512 CpG-hely eloszlását mutatta az étrend miatti súlyvesztésre adott válasz szempontjából (1. ábra). A microarray vizsgálat 90 differenciálisan metilált CpG helyet mutatott (P-érték

Asztal 1.- 46 elhízott beteg klinikai jellemzői a kiinduláskor és 24 hetes étrendi beavatkozás után a RESMENA-S populációban.