Изучение полиморфизма rs9939609 гена FTO у лиц с избыточной массой тела и ожирением

РезюмеУ 94 обследованных с индексом массы тела >25 кг/м2, проживающих в Московском регионе, была проведена идентификация полиморфизма rs9939609 гена FTO. Результаты исследования показали, что 83% из них являлись носителями мутантного аллеля, а у 43% содержался мутантный аллель в гомозиготном состоянии. Носители мутантного аллеля rs9939609 гена FTO отличались более высокими значениями абсолютной и относительной величины жировой массы, а также содержания триглицеридов в сыворотке крови.

Ключевые слова:ожирение, ген, полиморфизм

Широкое распространение ожирения, являющееся серьезной медицинской проблемой, связано не только с изменением образа жизни, особенно в индустриально развитых странах, но и с генетической предрасположенностью. В разных популяциях выявлено более сотни генетических полиморфизмов, в той или иной степени связанных с ожирением [9, 24, 25].

Наиболее изучены однонуклеотидные полиморфизмы гена связи с жировой массой и ожирением, местоположение 16q12.2, официальный символ FTO [1]. Однако исследование ассоциаций полиморфизмов этого гена с фенотипическими и метаболическими проявлениями ожирения дало неоднозначные результаты в разных популяциях. В европейских популяциях выявлена существенная связь варианта rs9939609 гена FTO с избыточной массой тела и ожирением. Так, при обследовании французского населения разных регионов установлено, что аллель А этого варианта можно рассматривать в качестве фактора риска в развитии ожирения и сахарного диабета типа 2 (СД 2) [17]. Результаты обследования мужчин призывного возраста в Дании, больших групп населения (более 1000 человек с ожирением и без избыточной массы) в Испании, Германии и Бельгии, а также американцев европейского происхождения показали значимую ассоциацию полиморфизма rs9939609 с увеличением индекса массы тела (ИМТ) [5, 13, 20, 21, 26, 27].

Что касается азиатского населения, то изучение этого полиморфизма в группе китайцев из Тайваня, показало выраженную связь с ИМТ, но не выявило связи с СД 2, а результаты обследования китайцев Ханьшуй из Шанхая и Пекина (3210 человек) не подтвердили, что полиморфизм гена FTO вносит значительный вклад в развитие ожирения и СД 2 [3, 12].

В то же время в других исследованиях вариантов гена FTO у детей и подростков, проживающих в Пекине, установлена выраженная связь варианта rs9939609 c ожирением [2, 4]. Молекулярно-генетические исследования, проведенные среди больших групп японского и корейского населения, выявили ассоциации нескольких однонуклеотидных полиморфизмов гена FTO с ожирением, в том числе и rs9939609 [10, 14]. Изучение полиморфизмов FTO гена в африканской популяции (Гамбия) показало отсутствие положительной корреляции с массой тела у обследуемых [8].

Целью работы было изучение полиморфизма rs9939609 гена FTO у лиц с избыточной массой тела и ожирением, проживающих в Московском регионе.

Материал и методы

Были обследованы 94 пациента в возрасте от 18 до 75 лет с ИМТ >25 кг/м2, которые находились на обследовании в Клинике лечебного питания НИИ питания РАМН. Состав тела исследовали методами классической антропометрии (модуль № 1) и биоимпедансометрии с помощью анализатора "АВС-01" фирмы "МЕДАСС" (Россия). Биохимические показатели определяли с помощью анализатора "Konelab 30i" фирмы "Thermo Clinical Labsystems" (Финляндия).

У всех обследованных была проведена идентификация полиморфизма rs9939609 гена FTO. ДНК выделяли из крови стандартным методом с использованием сорбента и набора реагентов "ДНК-сорб-С", производства ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора. Для генотипирования полиморфизма rs9939609 FTO гена использовали мультиплексную аллельспецифичную полимеразную цепную реакцию [20]. Для проведения амплификации использовали амплификаторы "Биометра" (Германия) и "RotorGene-6000" (Австралия). Статистическую обработку полученных результатов проводили c использованием системы PASW Statistics 18.

Результаты

Результаты исследования показали, что 83% обследованных являлись носителями мутантного аллеля, а у 43% содержался мутантный аллель в гомозиготном состоянии. При этом частота встречаемости мутантного аллеля у женщин была несколько выше, чем у мужчин. Распределение генотипов и частота аллелей полиморфизма rs9939609 гена FTO представлены в табл. 1 (А - мутантный аллель, Т - аллель дикого типа).

Полученные данные позволяют считать достаточно высокой частоту встречаемости полиморфизма гена FTO для людей с изучаемым фенотипом при избыточной массе тела и ожирении. Для сравнения, частота встречаемости аллеля риска ожирения варианта rs9939609 по обобщенным данным многочисленных исследований среди лиц с ожирением составляет 71%, а среди жителей с нормальной и избыточной массой тела: в Западной и Центральной Европе - 46%, в Западной Африке - 51%, в Китае - 16% [8, 11, 20].

В табл. 2 представлена характеристика наблюдавшихся больных. Избыточная масса тела отмечалась у 19% пациентов, ожирение I степени - у 25%, II степени - у 16%, III степени - у 40%.

Артериальная гипертензия I-II степени диагностирована у 73% больных, ишемическая болезнь сердца (ИБС) - у 26%, гиперлипопротеидемия (ГЛП) IIа типа - у 63%. Отметим, что у носителей мутантного аллеля чаще встречалось ожирение более высоких степеней. Так, у носителей генотипов АА и АТ ожирение наблюдалось соответственно в 86 и 85% случаев, а у носителей генотипа ТТ - в 71% случаев. Гиперхолестеринемия у пациентов с генотипами АА и АТ встречалась значительно чаще (соответственно у 73 и 74%) по сравнению с пациентами с ТТ-генотипом (41%). Повышенный уровень триглицеридов в сыворотке крови отмечался у 32% лиц с генотипом АА, у 59% - с АТ и у 29% - с ТТ. Частота выявления сопутствующих заболеваний сердечно-сосудистой системы у носителей мутантного аллеля была также значительно выше. При этом изучаемые нозологические формы у гомо- и гетерозиготных носителей встречались практически с одинаковой частотой.

Антропометрические показатели у больных ожирением с полиморфизмом rs9939609 гена FTO представлены в табл. 3 и на рис. 1 и 2. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что носители мутантного аллеля, особенно при гомозиготном типе (АА), имеют более высокие массу тела и ИМТ, однако данное различие статистически недостоверно, что, по-видимому, связано с малочисленной выборкой наблюдаемых.

Таблица 1. Распределение генотипов и частота аллелей полиморфизма rs9939609 гена FTO у мужчин и женщин с избыточной массой тела и ожирением

Таблица 2. Нозологическая характеристика наблюдаемых пациентов с полиморфизмом rs9939609 гена FTO

Таблица 3. Антропометрические показатели у больных ожирением с полиморфизмом rs9939609 гена FTO (M±m)

Рис. 1. Величина ИМТ у носителей (а, б) мутантного (АА и АТ) и дикого аллеля rs9939609 гена FTO

Полученные данные согласуются с результатами исследований, проведенных другими авторами на более многочисленных группах населения (1000 человек), которые показали выраженную ассоциацию полиморфизма rs9939609 с увеличением ИМТ [5, 13, 20, 21, 26, 27]. Так, при обследовании 234 белых женщин, находившихся в климактерическом периоде, было выявлено, что у лиц с гомозиготным типом носительства мутантного аллеля АА ИМТ составлял 32,8 кг/м2 по сравнению с показателем (31,0 кг/м2; р<0,05) у лиц и генотипом ТТ [19]. Более детальный анализ полиморфизма rs9939609 гена FTO продемонстрировал, что у носителей аллеля риска ожирения масса тела в среднем на 1,2 кг выше, чем у людей, у которых этот аллель отсутствует; наличие 2 аллелей риска сопровождается увеличением массы тела в среднем на 3 кг [6].

Рис. 2. Величина жировой массы (%) у носителей (а, б) мутантного (АА и АТ) и дикого аллеля rs9939609 гена FTO

Что касается жировой массы, то ее абсолютная величина была статистически достоверно выше (р<0,05) у носителей генотипа АА rs9939609 гена FTO по сравнению с носителями генотипа ТТ, промежуточное между ними положение занимали носители АТ-генотипа.

В то же время носители мутантного аллеля (в том числе гомозиготного генотипа АА и в меньшей степени - гетерозиготного генотипа АТ rs9939609 гена FTO) имели достоверно большую (р1 и р2<0,02; р3<0,05) величину относительной жировой массы, чем лица с генотипом ТТ (см. табл. 3 и рис. 2). Полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов, которые показали, что среди всех генов-кандидатов ожирения именно полиморфизм гена FTO ассоциируется с величиной жировой массы [22].

Анализ результатов биохимических исследований у больных с ожирением не выявил какихлибо существенных различий в зависимости от генотипа (табл. 4). Исключение составляло содержание триглицеридов в сыворотке крови, которое было достоверно выше (р<0,02) у носителей мутантного аллеля rs9939609 гена FTO. Полученные данные косвенно подтверждают связь гена FTO с повышенным потреблением энергии с пищей, которое можно корректировать изменением образа жизни за счет снижения калорийности рациона и повышения физической активности [7, 18, 23]. Показано наличие лептинопосредованного механизма зависимости между полиморфизмом гена FTO rs9939609, с одной стороны, и выраженностью энергетического дисбаланса и степенью ожирения - с другой [15, 16, 19].

Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о достаточно высокой частоте встречаемости полиморфизма гена FTO у лиц с избыточной массой тела и ожирением, проживающих в Московском регионе. Лица с ожирением, носители мутантного аллеля rs9939609 гена FTO, отличаются более высокими значениями абсолютной и относительной жировой массы тела, а также содержания триглицеридов в сыворотке крови. Полученные результаты могут быть использованы при разработке персонифицированной диетотерапии на основании генодиагностики ожирения.

Таблица 4. Биохимические показатели у больных ожирением с полиморфизмом rs9939609 гена FTO (M±m)

Литература

1. База данных Национального Центра Биотехнологической информации США, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/? term=FTO.

2. Bo X., Yue S., Meixian Z. et al. // BMC Med. Genet. - 2010. - N 11. - P. 107-125.

3. Chang Y., Liu P., Lee W. et al. // Diabetes. - 2008. - Vol. 57. - P. 2245-2252.

4. Fang Н., Yanping L., Du S. et al. // BMC Med. Genet. - 2010. - N 11. - P. 136-148.

5. Freathy R., Timpson N., Lawlor D. et al. // Diabetes. - 2008. - Vol. 57. - P. 1419-1426.

6. Frayling T., Timpson N., Weedon M. et al. // Science. - 2007. - Vol. 316. - P. 889-894.

7. Gerken T., Girard C., Tung Y. et al. // Science. - 2007. - Vol. 318. - P. 1469-1472.

8. Hennig B., Fulford A., Sirugo G. et al. // BMC Med. Genet. - 2009. - N 10. - P. 21-32.

9. Hinney A., Hebebrand J. // J. Obes. Facts. - 2008. - N 1. - P. 3 5 - 4 2 .

10. Hotta K., Nakata Y., Matsuo T. et al. // J. Hum. Genet. - 2008. - N 5/6. - P. 546-553.

11. Hoa A., Steina J., Huaa X. et al. // PNAS. - 2010. - Vol. 107. - P. 8404-8409.

12. Huaixing Li , Ying Wu, Ruth J. et al. // Diabetes. - 2008. - N 5. - P. 264-268.

13. Jess T., Zimmermann E., Kring S. et al. // Int. J. Obes. - 2008. - Vol. 32, N 9. - P. 1388-1394.

14. Karasawa S., Daimon M., Sasaki S. et al. // Endocr. J. - 2010. - Vol. 57, N 4. - P. 293-301.

15. Labayen I., Ruiz J., Ortega F. et al. // Int. J. Obes. - 2001. - Vol. 35. - P. 66-71.

16. Lappalainen T., Tolppanen A., Kolehmainen M. et al. // Obesity (Silver Spring). - 2009. - Vol. 17. - P. 832-836.

17. Legry V., Cottela D., Ferrieresb J. et al. // Metab. Clin. Experimental. - 2009. - P. 971-975.

18. Lein E., Hawrylycz M., Ao N. et al. // Nature. - 2007. - Vol. 445. - P. 16 8 -17 6 .

19. Mitchell J., Church T., Rankinen T. et al. // Obesity. - 2010. - Vol. 18. - P. 641-643.

20. Mьller T., Hinney A., Scherag A. et al. // BMC Med. Genet. - 2008. - Vol. 17, N 9. - P. 85.

21. Peeters A., Beckers S., Verrijken A. et al. // Mol. Genet. Metab. - 2008. - N 9. - P. 481-484.

22. Tews D., Fischer-Posovszky P., Wabitsch M. // Horm. Metab. Res. - 2010. - Vol. 42. - P. 75-80.

23. Timpson N., Emmett P, Frayling T. et al. // Am. J. Clin. Nutr. - 2008. - Vol. 88. - P. 971-978.

24. Walley A., Blakemore A., Froguel P. // Hum. Mol. Genet. - 2006. - Vol. 15, N 2. - P. R124-R130.

25. Wardle J., Carnell S. // Ann. Behav. Med. - 2009. - Vol. 38, suppl. 1. - P. S25-S30.

26. Zabena C., Gonzalez-Sanchez J., Martinez-Larrad M. et al. //. Obes. Surg. - 2009. - Vol. 19. - P. 87-95.

27. Zimmermann E., Skogstrand K., Hougaard D. et al. // PLoS One. - 2011. - N 6. - P. 15958 -15961.