Изучение ассоциации полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 c ожирением и риском развития сахарного диабета 2 типа у жителей Московского региона

Резюме

Обследованы 1050 человек, проживающих в Московском регионе, из них 311 мужчин и 739 женщин. Генотипирование полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 проводили с применением аллель-специфичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqMan-зондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК. Результаты исследования полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 показали, что 14,2% обследованных имели генотип ТТ, 44,8% - генотип СТ, 41,0% - генотип СС. Частота встречаемости мутантного аллеля Т составляла 36,6%, аллеля С - 63,4%. Частота встречаемости аллеля Т статистически значимо не отличалась у обследованных с ожирением (индекс массы тела 30 кг/м2) от обследованных с ИМТ<30 кг/м2 (соответственно 38,8% и 35,7%), относительный риск (OR) - 1,14; доверительный интервал (CI) (0,907-1,439), p=0,26. В то же время величина энерготрат в покое, рассчитанная на 1 кг мышечной массы тела, была достоверно ниже у мужчин, имеющих полиморфизм rs5219 гена KCNJ11, как при гомо-, так и при гетерозиготном типе. Частота встречаемости аллеля Т и генотипа ТТ у пациентов с гипергликемией была выше, чем в группе сравнения. Выявлена ассоциация генотипа ТТ с риском развития сахарного диабета 2 типа (OR=2,35, CI: 1,018-5,43, p=0,04).

Ключевые слова:ожирение, сахарный диабет 2 типа, гипергликемия, полиморфизм rs5219 гена KCNJ11

Вопр. питания. - 2015. - № 2. - С. 4-9.

В настоящее время ожирение и сахарный диабет (СД) 2 типа представляют собой реальную угрозу для жизни и здоровья населения во всем мире. Выявлено более сотни генетических полиморфизмов, связанных с этими заболеваниями [1-5]. СД 2 типа составляет 90-95% всех случаев СД, как правило, развивается у лиц старше 40 лет с ожирением и включает комплекс метаболических нарушений, характеризующихся изменением секреции инсулина и инсулинорезистентностью.

Известно, что секрецию инсулина β-клетками поджелудочной железы регулирует АТФ-зависимый калиевый канал посредством влияния на метаболизм глюкозы на уровне мембран клеток.

Ген АТФ-зависимого калиевого канала подсемейства J, член 11, официальный символ KCNJ11, кодирует синтез белка Kir6.2, являющегося одной из двух субъединиц, которые образуют этот канал.

При высоком уровне глюкозы в крови и высокой концентрации АТФ внутри β-клеток канал закрыт и калий не выходит из клетки, за счет этого создается мембранный потенциал, способствующий открытию кальций-зависимых каналов, и ионы кальция, необходимые для секреции гранул, содержащих инсулин, проникают в клетку [7].

В связи с этим мутации в гене KCNJ11 могут привести к изменениям в структуре белка Kir6.2 и нарушениям функционирования канала.

Наиболее изучен в целом ряде этнических групп в настоящее время полиморфный маркер этого гена rs5219, в котором происходит замена цитозина на тимин в позиции 67, приводящая к замене глутаминовой кислоты в позиции 23 аминокислотной последовательности белка на лизин [21-24].

Показана ассоциация этого полиморфизма с риском развития СД 2 типа у европейцев и американцев европейского происхождения [9, 20]. Однако в некоторых европейских популяциях (Франция, Швейцария) статистически значимой ассоциации с СД 2 типа не выявлено [8].

В японской популяции продемонстрирована более выраженная ассоциация этого полиморфизма с риском развития СД 2 типа, чем в европейских странах [26]. Другими авторами в исследовании по типу "случай-контроль" была показана связь полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 с риском развития СД 2 типа у жителей арабских государств, а у жителей Японии и Южной Кореи также установлена связь с риском развития артериальной гипертензии [6, 14, 19, 25]. В турецкой популяции выявлена статистически значимая связь аллеля Т со снижением уровня секреции инсулина [16].

При проведении эпидемиологических исследований было установлено, что полиморфизм rs5219 гена KCNJ11 - один из наиболее значимых для развития СД 2 типа в китайской популяции [18, 27, 29].

Однако в ряде других работ это не подтвердилось [28]. Результаты популяционных исследований, проведенные в Гонконге, выявили статистически значимую ассоциацию полиморфизма rs5219 с повышенным содержанием глюкозы в крови и преддиабетическим состоянием, но не выявили связи с риском развития СД 2 типа [11].

В целом ряде исследований, в том числе в мексиканских популяциях, а также у жителей Северной Индии и Ганы, статистически значимой связи с риском развития СД 2 типа не обнаружено [13, 15, 17]. Вместе с тем в индоевропейской этнической группе связь полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 с этим заболеванием оказалась статистически достоверной [10].

Целью настоящего исследования стало изучение ассоциации полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 c ожирением и риском развития СД 2 типа у жителей Московского региона.

Материал и методы

Обследованы 1050 человек, проживающих в Московском регионе, из них 311 мужчин и 739 женщин. Из общего числа пациентов 34% имели индекс массы тела (ИМТ) >30 кг/м2.

Биохимические показатели, характеризующие состояние липидного, белкового и углеводного обмена, определяли c использованием анализатора "ABX PENTRA 400" ("HORIBA ABX SAS", Франция) в автоматическом режиме. Состав тела (содержания воды, абсолютной и относительной массы мышечной и жировой ткани) изучали при помощи программного обеспечения "Looking`Body" анализатора "InBody 720" ("Biospac", Корея).

Исследование энерготрат в состоянии покоя проводили методом непрямой калориметрии с использованием портативного метаболографа VO2000 ("MedGraphics", CША).

У всех обследованных была проведена идентификация полиморфизма rs5219 гена KCNJ11.

ДНК выделяли из крови стандартным методом с использованием многокомпонентного лизирующего раствора, разрушающего комплекс ДНК с белком, и последующей сорбцией на магнитные частицы, покрытые силикагелем, и использованием набора реагентов "РеалБест ДНК-экстракция 3" (ЗАО "Вектор-Бест", Новосибирск, РФ). ДНК выделяли на автоматической станции "epMotion 5075" ("Eppendorf", Германия). Генотипирование проводили с применением аллель-специфичной амплификации с детекцией результатов в режиме реального времени и использованием TaqManзондов, комплементарных полиморфным участкам ДНК [20]. Для проведения амплификации использовали амплификатор "CFX96 Real Time System" ("BIO-RAD", США).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием системы PASW Statistics 20. Тесты на соблюдение равновесия Харди-Вайнберга и выявление ассоциаций методом Пирсона χ2 проводили с помощью программы DeFinetti на сайте Института генетики человека (Мюнхен, Германия).

Результаты исследования

Результаты исследования полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 у жителей Московского региона показали, что 14,2% обследованных имели генотип ТТ, 44,8% - генотип СТ, 41,0% - генотип СС. Частота встречаемости аллеля Т составляла 36,6%, аллеля С - 63,4% (табл. 1). При этом достоверной разницы между мужчинами и женщинами по этому показателю не выявлено [относительный риск (OR) - 0,92; доверительный интервал (CI)=(0,760-1,120), p=0,41].

Частота встречаемости аллеля Т, определенная в наших исследованиях, соответствует величине этого показателя, выявленного в европейских популяциях (37,0-52,0%) [8, 12, 20], у жителей

Японии, Индии, Китая (34-40%) [9, 24, 26], в арабских популяциях (29-32%) [14]. Вместе с тем среди жителей западноафриканской республики Гана аллель С практически не встречался [13].

Как видно из табл. 2, частота встречаемости аллеля Т у обследованных с ожирением (ИМТ30 кг/м2) статистически значимо не отличалась от таковой у обследованных с ИМТ<30 кг/м2, OR - 1,14; CI (0,907-1,439), p=0,26. При анализе результатов исследования у мужчин и женщин также не выявлено статистически достоверной разницы по этому показателю в зависимости от ИМТ.

Анализ данных антропометрических исследований показал отсутствие статистически достоверных отличий между носителями различных генотипов полиморфизма rs5219 гена KCNJ11 по величине ИМТ, жировой массы как в исследуемой группе в целом, так и отдельно у мужчин и женщин (табл. 3).

Величина энерготрат в покое, рассчитанная на 1 кг массы скелетной мускулатуры, была достоверно ниже у мужчин, имеющих генотип ТТ полиморфизма rs5219 гена KCNJ11, как при гомо-, так и при гетерозиготном типе, а также в целом по группе у лиц с генотипом СТ.

Анализ результатов биохимических исследований свидетельствовал об отсутствии у обследованных пациентов каких-либо статистически значимых различий в содержании в сыворотке крови показателей липидного и белкового обмена в зависимости от генотипа rs5219 гена KCNJ11.

Как видно из табл. 4, частота встречаемости аллеля Т у пациентов с гипергликемией была выше, чем в группе сравнения, на 7,6%, однако это увеличение не было статистически достоверным. Не наблюдалось также существенной разницы по частоте встречаемости аллеля Т (45,4 и 44,4% соответственно) между мужчинами и женщинами с гипергликемией, однако отношение шансов для аллеля Т было выше у мужчин.

В то же время генотип ТТ у пациентов с гипергликемией выявлялся на 13,0% чаще, чем в группе сравнения, и соотношение шансов для генотипов ТТ относительно генотипа СС было статистически достоверным (OR=2,35 CI: 1,018-5,43, p=0,04).

Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что генетический вариант rs5219 гена KCNJ11 вносит свой вклад в формирование риска СД 2 типа у жителей Московского региона. В то же время ассоциации полиморфизма этого гена с ожирением не отмечено.

Литература

1. Батурин А.К., Погожева А.В., Сорокина Е.Ю. и др. Изучение полиморфизма rs9939609 гена FTO у лиц с избыточной массой тела и ожирением // Вопр. питания. - 2011. - Т. 80, № 3. - С. 13-17.

2. Батурин А.К., Погожева А.В., Сорокина Е.Ю. и др. Изучение Trp64Arg полиморфизма гена β3-адренорецепторов у лиц с избыточной массой тела и ожирением // Вопр. питания. - 2012. - № 2. - С. 23-27.

3. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В., Тутельян В.А. Генетические подходы к персонализации питания // Вопр. питания. - 2012. - № 6. - С. 4-11.

4. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В. и др. Изучение региональных особенностей полиморфизма rs9939609 гена FTO и Trp64Arg гена ADRB3 у населения Российской Федерации // Вопр. питания. - 2014. - Т. 83. - № 2. - С. 35-41.

5. Насибулина Э.С., Борисова А.В., Ахметов И.И. Изучение ассоциации полиморфизма Ala54Thr гена FABP2 с риском развития ожирения, жировой массой тела и физической активностью // Вопр. питания. - 2013. - Т. 82, № 5. - С. 23-28.