Таргетное секвенирование гена LEP в различных этнических группах подростков с ожирением
- Авторы: Беляева Е.В.1, Баирова Т.А.1, Ершова О.А.1, Самбялова А.Ю.1, Синьков В.В.1, Бальжиева В.В.1, Рычкова Л.В.1, Колесникова Л.И.1
-
Учреждения:
- Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
- Выпуск: Том 60, № 11 (2024)
- Страницы: 77-85
- Раздел: ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА
- URL: https://journals.rcsi.science/0016-6758/article/view/274204
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016675824110063
- EDN: https://elibrary.ru/wbgywx
- ID: 274204
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Ген, кодирующий лептин (LEP), иначе называют геном фактора ожирения. Показано, что полиморфные локусы и мутации в гене LEP могут вызывать нарушения обмена веществ и приводить к ожирению, а также развитию различных патологий, связанных с ожирением. Цель данного исследования – провести поиск полиморфных вариантов гена LEP в группах подростков с избыточной массой тела и/или ожирением в этнических выборках русских и бурят. В исследовании приняли участие 48 подростков от 11 до 17 лет (средний возраст 14,27 ±2,09 лет) с разным статусом веса: нормальной массой тела и избыточной массой тела и/или ожирением. Из них русских – 21, бурят – 27. Методы исследования включали: оценку клинического статуса и антропометрических показателей; полимеразную цепную реакцию (ПЦР) и секвенирование по методу Сэнгера фрагмента гена LEP; биоинформационный анализ; статистическую обработку полученных результатов. В исследовании были подобраны условия амплификации для фрагмента гена LEP общей протяженностью 3878 п. н. (128251456–128255334) и проведено его секвенирование. После биоинформатической обработки полученных результатов в исследованной группе подростков с разным статусом веса обнаружено десять SNP. Из них семь зарегистрированных в базе NCBI и три замены, ранее не зарегистрированных в NCBI. Из семи полиморфизмов, зарегистрированных в NCBI, два SNP идентифицированы во всех группах исследования, два SNP выявлены в основной группе, из них один в группе русских, один в группе бурят, а также три SNP обнаружены только в контрольной группе у подростков бурят. Три SNP, не зарегистрированные в NCBI, были идентифицированы только в группе подростков с избыточной массой тела и/или ожирением, в том числе два в группе русских – chr7:128255051 (G>C), chr7:128255092 (G>C), и один в группе бурят – chr7:128254681 (C>G). В исследовании охарактеризована частота SNP, идентифицированных в результате секвенирования фрагмента гена LEP в группах подростков с разным статусом веса.
Ключевые слова
Полный текст
Урбанизация и изменение образа жизни внесли вклад в стремительный рост числа случаев детского ожирения и избыточной массы тела [1]. Это может быть связано с несколькими факторами, включая неоптимальные методы вскармливания детей первого года жизни, растущую доступность ультраобработанных пищевых продуктов в мировых продовольственных запасах и изменения в рационе детей [2, 3]. Ожирение – сложное многофакторное заболевание, связанное с генетическими факторами и факторами окружающей среды. Кроме этого, реакция организма на диету и физическую активность при лечении ожирения также генетически детерминированы [4]. Развитие методов полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) и секвенирования следующего поколения (NGS) способствовало открытию генетических полиморфизмов, ассоциированных с ожирением. Формирование моногенного ожирения связывают по меньшей мере с пятью генами: лептина (LEP), рецептора лептина (LEPR), рецептора меланокортина 4 (MC4R), прогормонконвертазы 1 (PCSK1) и проопиомеланокортина (POMC) [5].
Наиболее изученным из этих генов является ген LEP, его часто называют геном фактора ожирения, так как лептин играет важную роль в регуляции энергетического гомеостаза, в росте плода, провоспалительных иммунных реакциях, ангиогенезе и липолизе, также регулирует потребление пищи, массу тела и репродуктивную функцию [6]. Лептин секретируется белыми адипоцитами в кровоток, связывается с рецептором лептина в головном мозге, который активирует нижестоящие сигнальные пути, подавляя чувство голода и способствуя расходованию энергии. Ген LEP локализован на длинном плече хромосомы 7 (7q32.1), состоит из трех экзонов и двух интронов, кодируемый геном LEP белок имеет массу 16кДа и состоит из 167 аминокислот [7].
Для гена LEP в базе Национального центра биотехнологической информации США NCBI зарегистрировано 700 SNP [8]. В ClinVar – базе данных о клинической значимости генетических маркеров, ассоциация полиморфизмов гена LEP с клиническими фенотипами (заболеваниями) показана для 139 полиморфизмов, из которых 29 определены как патогенные, еще 2 – как вероятно патогенные [9]. По данным ClinVar, ассоциация с ожирением из-за врожденного дефицита лептина показана для пяти полиморфизмов, с дисфункцией лептина для одного полиморфизма.
Исследования по поиску ассоциаций полиморфных вариантов генов энергетического обмена с ожирением и метаболическим синдромом, как правило, проводятся у взрослых [10–12]. В исследованиях у подростков было показано, что полиморфизм гена рецептора лептина LEPR и гена рецептора меланокортина 4 MC4R связаны с риском развития метаболических нарушений у подростков-европеоидов с избыточной массой тела и ожирением, в то время как у подростков азиатского происхождения с этой патологией ассоциирован полиморфизм гена FTO [13]. В другой работе было установлено, что локус rs2167270 гена LEP ассоциирован с пищевым поведением у подростков, статистически значимые различия были установлены при анализе показателей пищевого поведения по шкале «Когнитивная сдержанность» опросника TFEQ [14]. Эти результаты согласуются с более ранним исследованием, в котором также была показана ассоциация полиморфных вариантов гена LEP с пищевым поведением у чилийских детей по шкалам «Эмоциональное питание» и «Неконтролируемое питание» опросника TFEQ [15].
Таким образом, в исследованиях у подростков была показана ассоциация гена LEP с пищевым поведением, в то время как вклад этого гена в развитие детского и подросткового ожирения не установлен. Цель настоящего исследования – провести поиск полиморфных вариантов гена LEP в группах подростков с избыточной массой тела и/или ожирением в этнических выборках русских и бурят.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследование проведено на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека», на территории Республики Бурятия и Иркутской области. Набор пациентов в группы исследования проводился в Клинике ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ (г. Иркутск) и Детской республиканской клинической больнице (г. Улан-Удэ). Из группы 354 подростков, набранной в ходе диспансерного осмотра, описанной нами ранее [16], для данного исследования случайным образом были отобраны 48 подростков от 11 до 17 лет (средний возраст 14,27 ± 2,09 лет) с разным статусом веса, из них 21 русский и 27 бурят. Основная группа данного исследования включала 29 подростков с избыточной массой тела и/или ожирением (SDS ИМТ > 1), из них 14 русских и 15 бурят; контрольная группа включала 19 подростков с нормальной массой тела (SDS ИМТ < 1), из них 7 русских и 12 бурят. Сравниваемые группы сопоставимы по полу (χ2 = 1.3067, d.f. = 1, p = 0.253) и возрасту (W = 335, p = 0.2078) и имеют статистически значимые отличия по антропометрическим показателям: весу (W = 45.5, р ˂ 0.001), индексу массы тела (ИМТ) (W = 0, р ˂ 0.001), SDS ИМТ (W = 0, р ˂ 0.001).
Принадлежность к этнической группе устанавливали на основе опроса обследуемых об этнической принадлежности родственников I–III степени родства. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» (протокол заседания № 6 от 02.12.2015 г.) и соответствует этическим принципам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (Бразилия, 2013 г). В работе с подростками руководствовались ст. 24 «Права несовершеннолетних» «Основ законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан» от 22.07.1993 № 5487-1 (с изменениями от 20.12.1999).
Антропометрическое обследование подростков включало измерение роста и веса. Рост и вес оценивались по перцентильным таблицам для данного пола и возраста с последующим расчетом индекса массы тела (ИМТ) как отношения массы тела в килограммах к квадрату роста человека, выраженному в метрах, и коэффициента стандартного отклонения (SDS ИМТ) с помощью компьютерной программы Auxology 1.0 b17 (Pfizer, США). Масса тела классифицировалась как избыточная в случаях значения SDS ИМТ от 1 до 2, ожирение диагностировали при SDS ИМТ > 2.
Молекулярно-генетическое исследование полиморфных локусов гена LEP проводили с помощью метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующей электрофоретической детекцией и секвенирования по методу Сэнгера. Экстракцию геномной ДНК проводили из цельной венозной крови, забранной в вакуумную пробирку объемом 4.0 мл с К3 ЭДТА с использованием коммерческих наборов «ДНК Сорб-Б» (ФГУН ЦНИИЭ Роспотребнадзора, Россия) согласно инструкции производителя.
С использованием программы Primer-BLAST (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) были подобраны 36 олигонуклеотидов (18 пар), которые полностью перекрывают последовательность гена LEP. В настоящем исследовании представлены результаты работы с четырьмя парами праймеров. Олигонуклеотиды были синтезированы в ЗАО «Евроген», их характеристика приведена в табл. 1.
Таблица 1. Характеристика олигонуклеотидов
Название | Структура | Длина (абсолютное кол-во нуклеотидов) | Молекулярный вес (Mw) г/моль |
s14_L867 | CCAGACACTGGCAGTCTACC | 20 | 6028 |
s14_R867 | AAACTGCACTCCAGGGAGAC | 20 | 6101 |
s15_L880 | GGAAAAGCTGACTGGGAGGG | 20 | 6277 |
s15_R880 | TGGATAAGGGGTGTCCATGC | 20 | 6194 |
s17_L857 | CGATTAGCTGAGCCACATGC | 20 | 6083 |
s17_R857 | GGGCTCCCGTGATATTGTGT | 20 | 6136 |
s18_L910 | TGGGTGAGTAGCATAATCGCT | 21 | 6481 |
s18_R910 | GGAATCTCAGCAGGCAGAGG | 20 | 6197 |
Для каждой пары праймеров проводили подбор оптимальных условий амплификации: температуру отжига праймеров, количественное соотношение компонентов реакционной смеси для амплификации, программу амплификации (варьирование температурных полок, времени инкубации и количества циклов). Для подбора температуры отжига праймеров использовали следующую формулу: T = 2(AT) + 4(GC) (инструкция к набору реагентов ScreenMix), где Т – температура отжига праймеров; АТ – количество нуклеотидов аденин и тимин; GC – количество нуклеотидов гуанин и цитозин, входящих в праймер. Также для подбора температуры отжига праймеров использовали онлайн-калькулятор на сайте компании Thermo Fisher (https://www.thermofisher.com.). Для каждой пары праймеров ставили не менее трех экспериментальных постановок ПЦР, варьируя температуру отжига.
Таблица 2. Последовательность внесения и объемы компонентов ПЦР-смеси
Компонент | Кол-во, мкл на один образец ДНК |
Стерильная вода | 5.2 |
Screen Mix | 2.0 |
ПЦР-праймер 1 (L-левый) | 0.4 |
ПЦР-праймер 2 (R-правый) | 0.4 |
ДНК-матрица | 2.0 |
Общий объем ПЦР-смеси | 10.0 |
Амплификацию фрагментов гена LEP проводили на амплификаторе нуклеиновых кислот «ДТ-Прайм» (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия) с использованием готовой смеси для ПЦР Screen Mix (ЗАО «Евроген»). Компоненты ПЦР смешивали в последовательности и объемах, приведенных в табл. 2 , амплификацию проводили по программе, приведенной в табл. 3, согласно протоколу производителя набора реагентов.
Таблица 3. Программа амплификации
Стадия | Температура, ˚C | Время инкубации | Количество циклов | |
1 | Предварительная денатурация | 95 | 5 мин | 1 |
2 | Денатурация: | 95 | 30 с | 40 |
– отжиг праймеров | 52–70 | 30 с | ||
– элонгация | 72 | 30 с | ||
3 | Хранение | 4 | ||
Детекцию продуктов амплификации осуществляли в 1.5%-ном агарозном геле, окрашенном бромистым этидием. Продукты ПЦР вырезали из геля и очищали с помощью спин-колонок. Далее проводили секвенирование продуктов ПЦР на автоматическом секвенаторе «НАНОФОР 05» (ООО «Синтол», Россия) с использованием наборов реагентов BigDye™ Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Thermo Fisher Scientific, США), работа с которыми проводилась в соответствии с инструкцией производителя. Результаты секвенирования проходили биоинформационную обработку, которая включала оценку качества хроматограмм и выравнивание полученных нуклеотидных последовательностей на референсную гена LEP NG_007450.1 RefSeqGene в программе Unipro UGENE.
Статистическую обработку данных проводили с использованием программы RStudio, которая находится в свободном доступе. Для описания количественных признаков использовали следующие показатели описательной статистики: для показателя «возраст» применяли среднее арифметическое (M) и стандартное отклонение (sd); для антропометрических показателей – медиану с размахом в виде первого и третьего квартилей [Me (Q1; Q3)]. При анализе различий между группами по антропометрическим признакам использовали непараметрический критерий Манна–Уитни (W). Нулевую гипотезу об отсутствии статистически значимых отличий отклоняли при уровне значимости 5%.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Проведение исследования было разделено на два этапа. На первом проводился подбор условий амплификации фрагмента гена LEP. На втором этапе с образцами ДНК основной и контрольной групп последовательно проводили ПЦР, секвенирование по Сэнгеру и идентификацию SNP. Подбор оптимальных условий амплификации проводили последовательно для каждой пары праймеров с использованием пяти случайно выбранных образцов ДНК.
Подбор условий ПЦР для 14-й пары праймеров (олигонуклеотиды: s14_L867 s14_R867) был начат с температуры отжига. Согласно формуле для подбора температуры отжига праймеров (инструкция к набору реагентов ScreenMix) температура для левого праймера (s14_L867) составила 64˚С, для правого (s14_R867) – 62˚С. Температура отжига для этой пары праймеров, вычисленная с помощью онлайн-калькулятора на сайте компании Thermo Fisher, составила 64.9˚С. Для первого этапа эксперимента по подбору оптимальных условий амплификации провели три постановки ПЦР с температурой отжига праймеров: 58, 60 и 62˚С. Ожидаемый результат эксперимента – получить ампликоны размером 867 пн с минимальным количеством побочных и неспецифичных продуктов амплификации. После серии экспериментов по варьированию температуры отжига праймеров и снижению концентрации праймеров в амплификационной смеси оптимальные условия были подобраны: температура отжига 60˚С, уменьшение количества праймеров в ПЦР смеси на 20% от исходного (0,32 мкл).
Подбор условий ПЦР для 15-й пары праймеров (олигонуклеотиды: s15_L880, s15_R880), как и для 14-й пары праймеров, был начат с температуры отжига. Согласно формуле для подбора температуры отжига праймеров температура для левого праймера (s15_L880) составила 64˚С, для правого (s15_R880) – 62˚С. Температура отжига для этой пары праймеров, вычисленная с помощью онлайн-калькулятора на сайте компании Thermo Fisher составила 64.9˚С. Для первого этапа эксперимента по подбору оптимальных условий амплификации осуществили три постановки ПЦР-реакции с температурой отжига праймеров: 58, 60 и 62˚С. Ожидаемый результат эксперимента – получить ампликоны размером 880 пн с минимальным количеством димеров праймеров и продуктов неспецифичной амплификации. После серии экспериментов по варьированию температуры отжига праймеров, снижению концентрации праймеров и ДНК-матрицы в амплификационной смеси, изменения времени элонгации в программе амплификации оптимальные условия были подобраны: температура отжига 63˚С, уменьшение количества праймеров в ПЦР смеси на 20% (0,32 мкл), увеличение количества ДНК в ПЦР смеси на 50% (3 мкл), увеличение времени элонгации в ПЦР программе в 3 раза (90 с).
Подбор условий ПЦР для 17-й пары праймеров (олигонуклеотиды: s17_L857, s17_R857) традиционно был начат с температуры отжига. Согласно формуле для подбора температуры отжига праймеров температура для левого праймера (s17_L857) составила 62˚С, для правого (s17_R857) также 62˚С. Температура отжига для этой пары праймеров, вычисленная с помощью онлайн-калькулятора на сайте компании Thermo Fisher, составила 64.3˚С. Для первого этапа эксперимента по подбору оптимальных условий амплификации поставили три ПЦР с температурой отжига праймеров: 56, 58 и 60˚С. Ожидаемый результат эксперимента – получить ампликоны размером 857 пн с минимальным количеством димеров праймеров и продуктов неспецифичной амплификации. После серии экспериментов по варьированию температуры отжига праймеров, снижению концентрации праймеров в амплификационной смеси, изменению времени элонгации в программе амплификации оптимальные условия были подобраны: температура отжига 64˚С, уменьшение количества праймеров в ПЦР смеси на 10% от исходного (0,36 мкл), время элонгации 1 с, стандартное количество циклов 45, время первичной денатурации ДНК 3 мин.
Подбор условий ПЦР для 18-й пары праймеров (олигонуклеотиды: s18_L910, s18_R910), как и для других праймеров, был начат с температуры отжига. Согласно формуле для подбора температуры отжига праймеров температура для левого праймера (s18_L910) составила 62˚С, для правого (s18_R910) – 64˚С. Онлайн-калькулятор на сайте Thermo Fisher вычислил температуру отжига для этой пары праймеров – 64.2˚С. Для первого этапа эксперимента по подбору оптимальных условий амплификации поставили три ПЦР с температурой отжига праймеров: 57, 59 и 61˚С. Ожидаемый результат эксперимента – получить ампликоны размером 910 п. н. с минимальным количеством димеров праймеров и продуктов неспецифичной амплификации. После серии экспериментов по варьированию температуры отжига праймеров, снижению концентрации праймеров в амплификационной смеси, изменению времени элонгации и количества циклов в программе амплификации оптимальные условия были подобраны: температура отжига 64˚С, уменьшение количества праймеров в ПЦР смеси на 10% от исходного (0,36 мкл), время элонгации 1 с, количество циклов ПЦР – 40, время первичной денатурации ДНК 3 мин.
Краткое описание подобранных условий ПЦР для пяти праймеров гена LEP представлено в табл. 4 .
Таблица 4. Оптимальные условия ПЦР пяти фрагментов гена LEP
Варьируемые условия | Название и длина фрагмента | ||||
S14, 867 пн | S15, 880 пн | S16, 891 пн* | S17, 857 пн | S18, 910 пн | |
Количество праймеров | –20% 0.32 мкл | Стандартно 0.4 мкл | –10% 0.36 мкл | Стандартно 0.4 мкл | –10% 0.36 мкл |
Количество ДНК-матрицы | Стандартно 2 мкл | Увеличено 3 мкл | Стандартно 2 мкл | Стандартно 2 мкл | Стандартно 2 мкл |
Температура отжига праймеров, ˚С | 60 | 63 | 60 | 64 | 64 |
Время элонгации в программе амплификации, с | Стандартно 30 | Увеличено 90 | Стандартно 30 | Снижено 1 | Снижено 1 |
Количство циклов ПЦР-программы | Стандартно 40 | Стандартно 40 | Стандартно 40 | Увеличено 45 | Стандартно 40 |
Примечание. * – подбор условий для фрагмента S16 размером 891 п. н. описан нами ранее [17].
На втором этапе исследования, после того как оптимальные условия для амплификации были подобраны, проведено секвенирование фрагмента гена LEP. После выравнивания полученных результатов на референсную последовательность и биоинформационной обработки полученных данных нами идентифицировано 10 однонуклеотидных замен, из них семь зарегистрированы в базе NCBI и три замены не зарегистрированы в NCBI. Характеристика выявленных SNP приведена в табл. 5 и 6.
Таблица 5. Характеристика идентифицированных SNP, зарегистрированных в NCBI, и частота альтернативного аллеля в группах исследования
№ | Идентификатор db SNP | Изменения нуклеотидов | Частота альтернативного аллеля | ||||
символ аллеля | основная группа | контрольная группа | |||||
русские n = 14 | буряты n = 15 | русские n = 7 | буряты n = 12 | ||||
1 | rs3828942* | g.17975G>A | A | 0.5 | 0.77 | 0.7 | 0.89 |
2 | rs28954118* | g.18852A>T | T | 0.107 | – | – | – |
3 | rs759854910* | g.18478G>C | C | – | 0.033 | – | – |
4 | rs7788818 | g.17554A>G | G | 0.961 | 0.964 | 1 | 1 |
5 | rs144755411 | g.17737C>T | T | – | – | – | 0.182 |
6 | rs199893150 | g.18683C>T | T | – | – | – | 0.05 |
7 | rs917105894 | g.17282G>T | T | – | – | – | 0.056 |
Примечание. * – зарегистрировано в Clin.Var.
Таблица 6. Характеристика SNP, идентифицированных в группах исследования и не зарегистрированных в базе NCBI
№ | Идентификатор | Позиция в гене | Изменения нуклеотидов |
1 | #18774 | chr7:128255051 | G > C |
2 | #18815 | chr7:128255092 | G > C |
3 | #18404 | chr7:128254681 | C > G |
Из семи полиморфизмов, зарегистрированных в NCBI, два SNP rs7788818, получится (rs3828942; rs7788818) идентифицированы во всех группах исследования, два 3 SNP выявлено только в основной группе, из них один – в группе русских (rs28954118), один – в группе бурят (rs759854910), а также три SNP обнаружены только в контрольной группе у подростков бурят (rs144755411, rs199893150, rs917105894). Так, альтернативный A-аллель полиморфизма rs3828942 был выявлен во всех группах исследования, его частота оказалась выше частоты референсного аллеля. В основной группе частота A-аллеля rs3828942 составила 50 и 77% у русских и бурят соответственно, в группе контроля – 70 и 89% у русских и бурят соответственно. G-аллель rs7788818 также был идентифицирован во всех группах исследования, его частота оказалась выше частоты референсного аллеля. T-аллель rs28954118 идентифицирован только у русских подростков основной группы, его частота составила 10%, в то время как C-аллель rs759854910 с частотой 3% обнаружен у подростков бурят основной группы. В контрольной группе идентифицировано три SNP, которые выявлены у подростков бурят. Частота T-аллеля rs144755411 составила 18%, частоты альтернативных аллелей rs199893150 и rs917105894 совпадают и соответствуют 5%.
Три SNP, идентифицированные нами в гене LEP и не зарегистрированные в базе NCBI, обнаружены только в группе подростков с избыточной массой тела и ожирением. Каждая из замен была выявлена по одному разу, в том числе две замены в группе русских и одна в группе бурят.
ОБСУЖДЕНИЕ
В современном динамично развивающемся мире усиливается влияние процессов глобализации, миграции и урбанизации населения, которые влияют на изменение традиционного рациона [18]. Эти изменения сопровождаются метаболическими нарушениями, которые в свою очередь могут приводить к ожирению. Полиморфизм генов, вовлеченных в механизм контроля массы тела и аппетита, может повышать риск нарушений регуляции пищевого поведения, в том числе у детей, и приводить к развитию экзогенно-конституционального ожирения [19]. В связи с этим поиск полиморфных локусов генов, ассоциированных с данным патологическим состоянием, является перспективным направлением научных исследований, так как может быть использован для оптимизации подходов к ранней профилактике заболеваний и при формировании групп риска.
В рамках решения цели настоящего исследования были подобраны условия для проведения амплификации фрагмента гена LEP протяженностью 3878 п. н. и проведено секвенирование этого участка гена. В изученном фрагменте гена LEP нами было выявлено 10 SNP, из них три не зарегистрированы и семь зарегистрированы в базе NCBI, из которых для трех полиморфизмов в базе данных ClinVar показана связь с клиническими фенотипами. Наиболее изученным из этих трех полиморфизмов является rs3828942, для которого в поисковой системе PubMed на апрель 2024 г. имеется 15 публикаций [20], в пяти из которых показана связь этого полиморфизма с заболеваниями [21]. В исследованиях показана ассоциация полиморфизма rs3828942 с более высоким ИМТ у подростков с ожирением [22], формированием метаболического синдрома у пациентов с шизофренией, принимающих нейролептики [23, 24], возникновением тревожных расстройств у женщин [25] и плохим качеством сна у больных СПИД/ВИЧ [26].
Частота альтернативного A-аллеля rs3828942 в среднем в мировой популяции (n = 40646), по данным NSBI, составляет 0.41, в европейской популяции (n = 33072) – 0.44, в азиатской (n = 128) – 0.76. Данные о более высокой частоте A-аллеля rs3828942 у жителей Азии (по сравнению с европейцами) согласуется с результатами нашего исследования. Так, в группах русских подростков основной и контрольной групп его частота составила 50 и 70% соответственно, в то время как у подростков бурят основной и контрольной групп – 77 и 89% соответственно.
Два других полиморфизма (rs28954118 и rs759854910) изучены меньше, по ним отсутствуют публикации в PubMed, клиническая значимость в ClinVar оценена как неопределенная. По данным NCBI, частота альтернативного T-аллеля rs28954118 в среднем в мировой популяции (n = 21484) составляет 0.023, в европейской популяции (n = 16894) – 0.028, у азиат (n = 114) T-аллель не обнаружен. Эти данные также согласуются с результатами нашего исследования, T-аллель rs28954118 с частотой 10% обнаружен в группе русских подростков основной группы, среди подростков бурят T-аллель не идентифицирован. Частота альтернативного С-аллеля rs759854910 в среднем в мировой популяции (n = 18532) очень низкая и составляет 0.00005, в европейской популяции (n = 13348) – 0.00007, в азиатской популяции (n = 112) С-аллель не обнаружен. В нашем исследовании С-аллель rs759854910 был обнаружен только у подростков бурят основной группы с частотой 3% и не был идентифицирован у русских подростков.
Таким образом, секвенирование фрагмента гена LEP в выборке подростков с избыточной массой тела и ожирением позволило идентифицировать 10 SNP, семь из которых зарегистрированы в NSBI, а три не зарегистрированы. В настоящем исследовании впервые в мире идентифицированы полиморфные варианты гена лептина у подростков с избыточной массой тела и ожирением: у русских – chr7:128255051 (G>C), chr7:128255092 (G>C), у бурят – chr7:128254681 (C>G). Из семи SNP, идентифицированных в группах исследования и зарегистрированных в NSBI, только для одного (rs3828942) в PubMed имеются публикации, демонстрирующие связь этого полиморфизма с клиническими фенотипами. Данные о клинической значимости других SNP, идентифицированных нами, недостаточны. Поэтому поиск ассоциации выявленных нами SNP с ожирением у подростков двух этнических групп является актуальным и станет темой наших дальнейших исследований.
Данная работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Центр разработки прогрессивных персонализированных технологий здоровья» ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ, г. Иркутск.
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы «Ключевые закономерности и механизмы формирования нарушений здоровья детей и подростков как основа персонализированного подхода к диагностике, лечению и профилактике в современной педиатрии» (шифр темы 0416-2021-001, (регистрационный номер в ЕГИСУ №121022500178-3).
Исследование одобрено Этическим комитетом ФГБНУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» 02.12.2015 г., протокол заседания № 6.
Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики.
От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие: в случае, если возраст обследуемого меньше 14 лет, информированное добровольное согласие получено от родителей, если возраст обследуемого 14 лет и больше – от самого обследуемого.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Об авторах
Е. В. Беляева
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Автор, ответственный за переписку.
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
Т. А. Баирова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
О. А. Ершова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
А. Ю. Самбялова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
В. В. Синьков
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
В. В. Бальжиева
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
Л. В. Рычкова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
Л. И. Колесникова
Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека
Email: belyeva_irk@mail.ru
Россия, Иркутск, 664003
Список литературы
- Agrahari M. K., Mallik M., Sapkota K. et al. Abnormal high body mass index among adolescents of secondary schools // JNMA: J. Nepal Med. Ass. 2024. V. 62. № 269. P. 34–36. doi: 10.31729/jnma.8405
- Белькова Н. Л., Немченко У. М., Погодина А. В. и др. Особенности состава и структуры кишечного микробиома подростков с ожирением и разной продолжительностью грудного вскармливания // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2019. Т. 167. № 6. С. 717–721. doi: 10.1007/s10517-019-04617-7
- Neri D., Martínez Steele E., Rauber F. et al. Infants’ dietary pattern characterized by ultraprocessed foods is associated with rapid weight gain and overweight/obesity risk: national health and nutrition examination survey 2009–2018 // J. Acad. of Nutrition and Dietetics. 2024. V. 24. P. 2212–2672. doi: 10.1016/j.jand.2024.02.003
- Егорова Э. С., Ахметов И. И. Генетические полиморфизмы, ассоциированные с эффективностью коррекции массы тела: систематический обзор // Генетика. 2023. Т. 59. № 8. С. 870–887. doi: 10.31857/S0016675823080052
- Nordang G. B. N., Busk O. L., Tveten K. Next-generation sequencing of the monogenic obesity genes LEP, LEPR, MC4R, PCSK1 and POMC in a Norwegian cohort of patients with morbid obesity and normal weight controls // Mol/. Genet. and Metabolism. 2017. V. 121. № 1. P. 51–56. doi: 10.1016/j.ymgme.2017.03.007
- Obradovic M., Sudar-Milovanovic E., Soskic S. et al. Leptin and obesity: Role and clinical implication. // Front Endocrinol (Lausanne). 2021. V. 12. P. 585887. doi: 10.3389/fendo.2021.585887
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/3952 (дата обращения 10.04.2024).
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/?LinkName=gene_snp&from_uid=3952 (дата обращения 10.04.2024).
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar (дата обращения 10.04.2024).
- Кочетова О. В., Викторова Т. В., Мустафина О. Е. и. др. Ассоциации полиморфных вариантов генов ADRA2А и ADRB3 с метаболическим синдромом у татар // Генетика. 2015. Т. 51. №7. С. 830. doi: 10.7868/S0016675815070061
- Трифонова Е. А., Попович А. А., Вагайцева К. В. и др. Метод мультиплексного генотипирования полиморфных вариантов генов, ассоциированных с ожирением и индексом массы тела // Генетика. 2019. Т. 55. № 10. С. 1218–1230. doi: 10.1134/S001667581910014X
- Raskiliene A., Smalinskiene A., Kriaucioniene V. et al. Associations of MC4R, LEP, and LEPR polymorphisms with obesity-related parameters in childhood and adulthood // Genes (Basel). 2021. V. 12. № 6. doi: 10.3390/genes12060949
- Иевлева К. Д., Баирова Т. А., Шенеман Е. А. и др. Вклад носительства полиморфных локусов генов энергетического обмена в метаболические нарушения у подростков двух этнических групп с избыточной массой тела // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2021. Т. 172. № 10. С. 440-444. doi: 10.47056/0365-9615-2021-172-10-440-444
- Кочетова О. В., Шангареева З. А., Викторова Т. В. и др. Ассоциация вариантов генов LEP rs2167270, LEPR rs1137100, GHRL rs696217, rs27647 и NPY rs16147 с ожирением и пищевым поведением подростков: исследование «случай–контроль» // Вопросы современной педиатрии. 2022. Т. 21. № 3. С. 242–252. doi: 10.15690/vsp.v21i3.2428
- Valladares M., Obregón A. M., Weisstaub G. et al. Association between feeding behavior, and genetic polymorphism of leptin and its receptor in obese Chilean children // Nutricion Hospitalaria. 2015. V. 31. № 3. P. 1044–1051. doi: 10.3305/nh.2015.31.3.8049
- Баирова Т. А., Бальжиева В. В., Аюрова Ж. Г. и др. Соотношение талии к росту – важный антропометрический дискриминатор метаболических нарушений у подростков с избыточной массой тела и ожирением: пилотное исследование // Педиатрия. Журн. им. Г.Н. Сперанского. 2022. Т. 101. № 5. С. 32–42. doi: 10.24110/0031-403X-2022-101-5-32-42
- Баирова Т. А., Ершова О. А., Самбялова А. Ю. и др. Секвенирование фрагмента гена лептина у подростков с разным статусом веса // Acta Biomedica Scientifica. 2023. Т. 8. № 4. С. 92–100. doi: 10.29413/ABS.2023-8.4.10
- Новикова Е. А., Рычкова Л. В., Погодина А. В. и др. Ожирение у подростков, рожденных путем кесарева сечения. Вопросы детской диетологии. 2021. Т. 19. № 6. С. 26–33. doi: 10.20953/1727-5784-2021-6-26-33
- Бочарова О. В., Теплякова Е. Д. Ожирение у детей и подростков — проблема здравоохранения XXI в. // Казанский мед. журн. 2020. Т. 101. № 3. С. 381–388. doi: 10.17816/KMJ2020-381
- Labayen I., Ruiz J. R., Moreno L. A. et al. The effect of ponderal index at birth on the relationships between common LEP and LEPR polymorphisms and adiposity in adolescents // Obesity (Silver Spring, Md.). 2011. V. 19. № 10. P. 2038–2045. doi: 10.1038/oby.2011.74
- Brandl E. J., Frydrychowicz C., Tiwari A. K. et al. Association study of polymorphisms in leptin and leptin receptor genes with antipsychotic-induced body weight gain // Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 2012. V. 38. № 2. P. 134–141. doi: 10.1016/j.pnpbp.2012.03.001
- Boiko A. S., Pozhidaev I. V., Paderina, D. Z. et al. Gene polymorphisms of hormonal regulators of metabolism in patients with schizophrenia with metabolic syndrome // Genes. 2022. V. 13. № 5. doi: 10.3390/genes13050844
- Salerno P. S. V., Bastos C. R., Peres A. et al. Leptin polymorphism rs3828942: Risk for anxiety disorders? // European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience. 2021. V. 271. P. 1141–1148. doi: 10.1007/s00406-019-01051-8
- Aouizerat B. E., Byun E., Pullinger C. R. et al. Sleep disruption and duration are associated with variants in genes involved in energy homeostasis in adults with HIV/AIDS // Sleep Medicine. 2021. V. 82. P. 84–95. doi: 10.1016/j.sleep.2020.08.028
Дополнительные файлы


