Влияние полиморфизма C.189G>A P.(Val66Met) гена BDNF на уровни лептина в сыворотке крови у якутов


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Многочисленные исследования показывают, что BDNF может играть важную роль в энергетическом гомеостазе, в регуляции потребления пищи и в периферической регуляции метаболизма. Цель исследования - поиск взаимосвязи между однонуклеотидным полиморфизмом c189G>A p.(Val66Met) гена BDNF и уровнями циркулирующего в крови лептина у якутов. Материал и методы. Выборку исследования составили 281 человек (186 женщин и 95 мужчин), средний возраст участников 19,8±1,5 лет. Выборка была стратифицирована по полу и подразделена в зависимости от индекса массы тела (ИМТ) на три группы: дефицит веса (n=37), нормальный вес (n=215) и избыточная масса тела/ожирение (n=29). Результаты. В популяции якутов частота мажорного аллеля p.(VaL66) составила 84,9%, минорного аллеля p.(Met66) - 15,1%. В связи с низкой частотой распространения гомозигот p.[Met66]; [Met66] и гетерозигот p.[VaL66]; [Met66], при проведении анализа данные два генотипа были объединены в одну группу p.[VaL66]; [Met66] + p.[Met66]; [Met66]. В результате была выявлена ассоциация генотипов p.[VaL66]; [Met66] + p.[Met66]; [Met66] с пониженным уровнем лептина в сыворотке крови у женщин с нормальным весом (p=0,01). У мужчин с нормальным весом была выявлена тенденция к понижению уровня лептина у носителей генотипов p.[VaL66]; [Met66] + p.[Met66]; [Met66] (3,83±0,85 нг/мл) по сравнению с гомозиготами p.[VaL66]; [VaL66] (5,58±0,93 нг/мл; p=0,09). Заключение. Наши результаты свидетельствуют о том, что у лиц с аллелем p.(Met66), возможно, нарушен сигнальный путь лептина через BDNF в вентромедиальном гипоталамическом ядре. Согласно этому предположению, носители аллеля p.(Met66) с рождения могут иметь сниженный аппетит, что приводит к уменьшению количества потребляемой пищи и усилению использования жиров в энергетическом обмене. Это, в свою очередь, снижает накопление нормального количества жировой ткани, необходимой для выработки лептина, и служит фактором риска развития расстройств пищевого поведения, связанных с нервной анорексией и булимией.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А Никанорова

ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»

Email: nikanorova.alena@mail.ru
младший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики 677018, г. Якутск, ул. Ярославского, д. 6/3

Н. А Барашков

ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»

Email: barashkov2004@mail.ru
к.б.н., руководитель лаборатории молекулярной генетики 677018, г. Якутск, ул. Ярославского, д. 6/3

С. С Находкин

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: sergnahod@mail.ru
научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории молекулярной биологии Института естественных наук 677018, г. Якутск, ул. Ярославского, д. 6/3

В. Г Пшенникова

ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»

Email: pshennikovavera@mail.ru
к.б.н., руководитель лаборатории популяционной генетики 677018, г. Якутск, ул. Ярославского, д. 6/3

Н. Н Готовцев

ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»

Email: donzcrew@mail.ru
научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики 677018, г. Якутск, ул. Ярославского, д. 6/3

А. В Соловьев

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: nelloann@mail.ru
к.б.н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории молекулярной биологии Института естественных наук 677010, г. Якутск, ул. Кулаковского, д. 48

Г. П Романов

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: gpromanov@gmail.com
научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории молекулярной биологии Института естественных наук 677010, г. Якутск, ул. Кулаковского, д. 48

С. С Кузьмина

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: sskuzmina@bk.ru
к.б.н., доцент Института естественных наук 677010, г. Якутск, ул. Кулаковского, д. 48

Н. Н Сазонов

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: saznikol@mail.ru
д.б.н., профессор Института естественных наук 677010, г. Якутск, ул. Кулаковского, д. 48

С. А Федорова

ФГАОУ ВО «Северо-Восточный университет им. М.К. Аммосова»

Email: sardaanafedorova@mail.ru
д.б.н., зав. научно-исследовательской лабораторией молекулярной биологии Института естественных наук 677010, г. Якутск, ул. Кулаковского, д. 48

Список литературы

  1. Jones M.E., Schoemaker M.J., Wright L.B. et al. Smoking and risk of breast cancer in the generations study cohort. Breast Cancer Res. 2017; 19(1): 118. doi: 10.1186/s13058-017-0908-4.
  2. Maisonpierre P.C., Le Beau M.M., Espinosa R. et al. Human and rat brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3: Gene structures, distributions, and chromosomal localizations. Genomics. 1991; 10(3): 558-68. doi: 10.1016/0888-7543(91)90436-1.
  3. Matsuo K., Walss-Bass C., Nery F.G. et al. Neuronal correlates of brain-derived neurotrophic factor Val66Met polymorphism and morphometric abnormalities in bipolar disorder. Neuropsychopharmacology. 2009; 34(8): 1904-13. doi: 10.1038/npp.2009.23.
  4. Leibrock J., Lottspeich F., Hohn A. et al. Molecular cloning, and expression of brain-derived neurotrophic factor. Nature. 1989; 341(6238): 149-52. doi: 10.1038/341149a0.
  5. Acheson A., Conover J.C., Fandl J.P. et al. A BDNF autocrine loop in adult sensory neurons prevents cell death. Nature.1995; 374(6521): 450-53. doi: 10.1038/374450a0.
  6. Huang L., Wang Z., Li C. Modulation of circulating leptin levels by its soluble receptor. J Biol Chem. 2001; 276(9): 6343-49. doi: 10.1074/jbc.M009795200.
  7. Lommatzsch M., Zingler D., Schuhbaeck K. et al. The impact of age, weight, and gender on BDNF levels in human platelets and plasma. Neurobiol Aging. 2005; 26(1): 115-23. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2004.03.002.
  8. Han H.R., Ryu H.-J., Cha H.S. et al. Genetic variations in the leptin and leptin receptor genes are associated with type 2 diabetes mellitus and metabolic traits in the Korean female population. Clin Genet. 2008; 74(2): 105-15. doi: 10.1111/j.1399-0004.2008.01033.x.
  9. Pedersen B.K., Pedersen M., Krabbe K.S. et al. Role of exercise-induced brain-derived neurotrophic factor production in the regulation of energy homeostasis in mammals. Exp Physiol. 2009; 94(12): 1153-60. doi: 10.1113/expphysiol.2009.048561.
  10. Egan M.F., Kojima M., Callicott J.H. et al. The BDNF val66met polymorphism affects activity-dependent secretion of BDNF and human memory and hippocampal function. Cell. 2003. 112(2): 257-69. doi: 10.1016/s0092-8674(03)00035-7.
  11. Ribases M., Gratacos M., Fernandez-Aranda F. et al. Association of BDNF with anorexia, bulimia, and age of onset of weight loss in six European populations. Hum Mol Genet. 2004; 13(12): 1205-12. doi: 10.1093/hmg/ddh137.
  12. Gratacos M., Gonzalez J.R., Mercader J.M. et al. Brain-derived neurotrophic factorVal66Met and psychiatric disorders: meta-analysis of case-control studies confirm essociation to substance-related disorders, eating disorders, and schizophrenia. Biol Psychiatry. 2007; 61(7): 911-22. doi: 10.1016/j.biopsych.2006.08.025.
  13. Ribases M., Gratacos M., Armengol L. et al. Met66 in the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) precursor is associated with anorexia nervosa restrictive type. Mol Psychiatry. 2003; 8(8): 745-51. doi: 10.1038/sj.mp.4001281.
  14. Koizumi H., Hashimoto K., Itoh K. et al. Association between the brain-derived neurotrophic factor 196G/A polymorphism and eating disorders. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2004; 127B(1): 125-27. doi: 10.1002/ajmg.b.20153.
  15. De Krom M., Bakker S.C., Hendriks J. et al. Polymorphisms in the brain-derived neurotrophic factor gene are not associated with either anorexia nervosa or schizophrenia in Dutch patients. Psychiatr Genet. 2005; 15(2): 81. doi: 10.1097/00041444-200506000-00003.
  16. Friedel S., Horro F.F., Wermter A.K. et al. Mutation screen of the brain derived neurotrophic factor gene (BDNF): Identification of several genetic variants and association studies in patients with obesity, eating disorders, and attention-deficit/hyperactivity disorder Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2005; 132B(1): 96-99. doi: 10.1002/ajmg.b.30090.
  17. Gunstad J., Schofield P., Paul R.H. et al. BDNF Val66Met polymorphism is associated with body mass index in healthy adults. Neuropsychobiology 2006; 53(3): 153-56. doi: 10.1159/000093341.
  18. Monteleone P, Zanardini R., Tortorella A. et al. The 196G/A (Val66met) polymorphism of the BDNF gene is significantly associated with binge eating behavior in women with bulimia nervosa or binge eating disorder Neurosci Lett. 2006; 406(1-2): 133-37. doi: 10.1016/j. neulet.2006.07.040.
  19. Dardennes R.M., Zizzari P, Tolle V. et al. Family trios' analysis of common polymorphisms in the obestatin/ghrelin, BDNF and AGRP genes in patients with Anorexia nervosa: Association with subtype, body-mass index, severity, and age of onset. Psychoneuroendocrinology. 2007; 32(2): 106-113. doi: 10.1016/j.psyneuen.2006.11.003.
  20. Considine R.V., Kriauciunas A., Ohannesian J.P., Bauer T.L. Serum immunoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans. N Engl J Med. 1996; 334(5): 292-95. doi: 10.1056/NEJM199602013340503.
  21. Zhang Y., Chua S. Leptin function and regulation. In Comprehensive Physiology; Terjung, R. Ed.; John Wiley & Sons, Inc.: Hoboken, NJ, USA. 2017; 351-69. ISBN: 978-0-470-65071-4.
  22. Elmquist J.K., Elias C.F., Saper C.B. From lesions to leptin: Hypothalamic control of food intake and body weight. Neuron. 1999; 22(2): 221-32. doi: 10.1016/s0896-6273(00)81084-3.
  23. Baicy K., London E.D., Monterosso J. et al. Leptin replacement alters brain response to food cues in genetically leptin-deficient adults. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007; 104(46): 18276-79. doi: 10.1073/pnas.0706481104.
  24. Garfield A.S., Patterson C., Skora S. et al. Neurochemical characterization of body weight-regulating leptin receptor neurons in the nucleus of the solitary tract. Endocrinology. 2012; 153(10): 4600-07. doi: 10.1210/en.2012-1282.
  25. Anand B.K., Brobeck J.R. Localization of a «feeding center» in the hypothalamus of the rat. Proc Soc Exp Biol Med. 1951; 77(2): 323-24. doi: 10.3181/00379727-77-18766.
  26. Ahima R.S., Bjorbaek C., Osei S., Flier J.S. Regulation of neuronal and glial proteins by leptin: Implications for brain development. Endocrinology. 1999; 140(6): 2755-62. doi: 10.1210/endo.140.6.6774.
  27. Cowley M.A., Smart J.L., Rubinstein M. et al. Leptin activates anorexigenic POMC neurons through a neural network in the arcuate nucleus. Nature. 2001; 411(6836): 480-84. doi: 10.1038/35078085.
  28. Wang P, Loh K.H., Wu M. et al. A leptin-BDNF pathway regulating sympathetic innervation of adipose tissue. Nature. 2020; 583(7818): 839-44. doi: 10.1038/s41586-020-2527-y
  29. Li C., Meng F., Lei Y. et al. Leptin regulates exon-specific transcription of the BDNF gene via epigenetic modifications mediated by an AKT/ P300 HAT cascade. Mol Psychiatry. 2021; 26(8): 3701-22. doi: 10.1038/s41380-020-00922-0.
  30. Monteleone P, Maj M. Dysfunctions of leptin, ghrelin, BDNF and endocannabinoids in eating disorders: beyond the homeostatic control of food intake. Psychoneuroendocrinology. 2013; 38(3): 312-30. doi: 10.1016/j.psyneuen.2012.10.021.
  31. Никанорова А.А., Барашков Н.А., Находкин С.С. с соавт. Анализ уровня циркулирующего в крови лептина в популяции якутов. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2020; 5: 10-14. @@Nikanorova A.A., Barashkov N.A., Nahodkin S.S. et al. Analysis of level of leptin circulating in blood in the Yakut population. 2020; 5: 10-14 (In Russ.). https://dx.doi.org/10.29296/25877313-2020-05-02.
  32. Никанорова А.А., Готовцев Н.Н., Барашков Н.А. с соавт. Уровень циркулирующего в крови лептина у молодых якутов в зависимости от индекса массы тела. Якутский медицинский журнал. 2020; 4: 16-19. @@Nikanorova A.A., Gotovtsev N.N., Barashkov N.A. et al. Circulating levels of leptin in blood of young Yakuts depending on body mass index. Yakutskiy meditsinskiy zhurnal = Yakutsk Medical Journal. 2020; 4: 16-19 (In Russ.). https://dx.doi.org/10.25789/YMJ.2020.72.04.
  33. Couillard C., Mauriege P, Prud'homme D. et al. Plasma leptin concentrations: Gender differences and associations with metabolic risk factors for cardiovascular disease. Diabetologia. 1997. 40(10): 1178-84. doi: 10.1007/s001250050804.
  34. Fox C.S., Esparza J., Nicolson M. et al. Is a low leptin concentration, a low resting metabolic rate, or both the expression of the «thrifty genotype»? Results from Mexican Pima Indians. Am J Clin Nutr. 1998; 68(5): 1053-57. doi: 10.1093/ajcn/68.5.1053.
  35. Chan J.L., Heist K., DePaoli A.M. et al. The role of falling leptin levels in the neuroendocrine and metabolic adaptation to short-term starvation in healthy men. J Clin Invest. 2003; 111(9): 1409-21. doi: 10.1172/JCI17490.
  36. Esteghamati A., Khalilzadeh O., Ashraf H. et al. Physical activity is correlated with serum leptin independent of obesity: results of the national surveillance of risk factors of noncommunicable diseases in Iran (SuRFNCD-2007). Metabolism. 2010; 59(12): 1730-35. doi: 10.1016/j. metabol.2010.04.016.
  37. Guzman D.D., Marchau L.A.M., Reyes J.L. et al. Leptin levels and nutritional status of indigenous Tepehuan and Mestizo subjects in Durango, Mexico. Dis Markers. 2014; 2014: 974503. doi: 10.1155/2014/974503.
  38. MacIver N.J., Thomas S.M., Green C.L., Worley G. Increased leptin levels correlate with thyroid autoantibodies in nonobese males. Clin. Endocrinol (Oxf). 2016; 85(1): 116-21. doi: 10.1111/cen.12963.
  39. Koca T.T., Berk E., Seyithanoglu M. et al. Relationship of leptin, growth hormone, and insulin-like growth factor levels with body mass index and disease severity in patients with fibromyalgia syndrome. Acta Neurol Belg. 2020; 120(3): 595-99. doi: 10.1007/s13760-018-01063-6.
  40. Farr O.M., Chiang-Shan R.L., Mantzoros C.S. Central nervous system regulation of eating: Insights from human brain imaging. Metabolism. 2016; 65(5): 699-713. doi: 10.1016/j.metabol.2016.02.002.
  41. Scott M.M., Lachey J.L., Sternson S.M. et al. Leptin targets in the mouse brain. J Comp Neurol. 2009; 514(5): 518-32. doi: 10.1002/cne.22025.
  42. Zhou Y., Rui L. Leptin signaling and leptin resistance. Front Med. 2013; 7(2): 207-22. doi: 10.1007/s11684-013-0263-5.
  43. King B.M. Amygdaloid lesion-induced obesity: relation to sexual behavior, olfaction, and the ventromedial hypothalamus. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006; 291(5): R1201-14. doi: 10.1152/ajpregu.00199.2006.
  44. Kim K.W., Sohn J.W., Kohno D. et al. SF-1 in the ventral medial hypothalamic nucleus: a key regulator of homeostasis. Mol Cell Endocrinol. 2011; 336(1-2): 219-23. doi: 10.1016/j.mce.2010.11.019.
  45. Xu B., Goulding E.H., Zang K. et al. Brain-derived neurotrophic factor regulates energy balance downstream of melanocortin-4 receptor Nat Neurosci. 2003; 6(7): 736-42. doi: 10.1038/nn1073.
  46. Halaas J., Gajiwala K., Maffei M. et al. Weight-reducing effects of the plasma protein encoded by the obese gene. Science. 1995; 269(5223): 543-46. doi: 10.1126/science.7624777.
  47. Liao G.Y., An J.J., Gharami K. et al. Dendritically targeted BDNF mRNA is essential for energy balance and response to leptin. Nat Med. 2012; 18(4): 564-71. doi: 10.1038/nm.2687.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах