血浆ANGPTL8水平的遗传和代谢决定因素

Genetic and Metabolic Determinants of Plasma Levels of ANGPTL8

作者信息Federico Oldoni, Kevin Bass, Julia Kozlitina, Hannah Hudson, Lisa M Shihanian, Viktoria Gusarova, Jonathan C Cohen, Helen H Hobbs
PMID33619548
发布时间2021-05-13
DOI10.1210/clinem/dgab120

实验完整度

研究包含人群队列分析、全外显子组关联研究、ELISA方法验证、免疫印迹验证等多个独立证据层级,并进行了功能相关性和孟德尔随机化分析,验证了遗传变异与代谢表型的关联。

主要模型

达拉斯心脏研究(DHS)人群队列

重点核对

血浆样品采集:空腹12小时后采血,EDTA抗凝,离心分离血浆,-80°C保存 ELISA方法:捕获抗体和检测抗体为全人源单克隆抗体(Regeneron VelocImmune平台),标准品为重组人A8 遗传分析:全外显子组测序,线性回归模型校正年龄、性别、四个遗传主成分和BMI R59W变异:rs2278426,c.175C>T,导致第59位精氨酸被色氨酸替换 代谢参数测定:包括BMI、血糖、胰岛素、HOMA-IR、甘油三酯、HDL-C等

摘要

背景:ANGPTL8(A8)在决定循环甘油三酯(TG)的组织命运中起关键作用。血浆A8水平与葡萄糖和TG代谢的几个参数相关,但这些关系的因果关系以及遗传变异对A8水平差异的贡献尚未被探索。目的:使用新开发的酶联免疫吸附测定(ELISA)表征不同人群血浆A8水平的频率分布,并确定导致血浆A8水平差异的遗传因素。方法:我们研究了达拉斯县的一个基于人群的样本,包括达拉斯心脏研究(DHS-1,n = 3538;DHS-2,n = 3283)的个体,其中2131人在7至9年间有重复测量(年龄18-85岁;>55%女性;52%黑人;29%白人;17%西班牙裔;以及2%其他)。主要结局指标是A8水平与体重指数(BMI)、血浆葡萄糖、胰岛素、脂质和肝脏TG水平的关联,以及通过外显子组测序鉴定的DNA变异。结果:A8水平变化达150倍(2.1-318 ng/mL;中位数,13.3 ng/mL),并在种族/民族群体之间存在差异(黑人>西班牙裔>白人)。A8水平与BMI、空腹血糖、胰岛素和TG水平相关。A8中的一个变异R59W占A8水平个体间变异的17%,但与血浆A8浓度相关的代谢参数无关。结论:A8水平与葡萄糖和TG代谢指标强烈相关,但影响A8水平的A8位点遗传变异与这些参数缺乏关联表明A8水平的差异与相关的代谢表型不存在因果关系。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
血浆ANGPTL8水平的分布及其与代谢参数的相关性是否由遗传因素决定,以及这些关联是否具有因果关系。
核心机制
ANGPTL8与ANGPTL3形成复合物抑制脂蛋白脂肪酶(LPL),从而调节甘油三酯代谢。
主要证据
在达拉斯心脏研究(DHS)中,通过ELISA测量3538名参与者的血浆A8水平,发现A8水平与BMI、血糖、胰岛素和TG等代谢参数相关;外显子组关联研究发现A8 R59W变异显著影响A8水平,但与代谢参数无关联。
研究意义
研究表明血浆A8水平与代谢参数的相关性并非因果关系,提示A8水平可能是代谢变化的结果而非原因,这对靶向A8的药物开发具有重要意义。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

开发和验证A8 ELISA

建立特异、灵敏的ELISA方法以准确测量血浆A8水平。

使用VelocImmune技术生成全人源抗A8单克隆抗体,筛选高亲和力和特异性抗体作为捕获和检测抗体。纯化重组人A8作为标准品,建立ELISA并评估其检测限、回收率、线性、批内和批间变异。

2

评估商业ELISA试剂盒

比较现有商业A8 ELISA试剂盒的性能,以确定是否需要开发新方法。

使用三种商业A8 ELISA试剂盒(Betatrophin Human ELISA、Betatrophin (139-198) EIA Kit、Human ANGPTL8 ELISA Kit等)和一种免疫印迹法测量血浆A8水平,并计算它们之间的相关性。

3

在DHS队列中测量血浆A8水平

在大样本人群中表征血浆A8水平的分布及其与人口学特征和代谢参数的相关性。

使用新建立的ELISA测量DHS-1和DHS-2参与者的血浆A8水平,并进行统计分析包括Spearman相关、多元线性回归、logistic回归等,评估A8水平与BMI、血糖、胰岛素、TG等的关系。

4

鉴定影响A8水平的遗传变异

通过全外显子组关联研究筛选影响血浆A8水平的DNA序列变异。

对DHS-1参与者进行全外显子组测序,共测试346,167个双等位基因变异与A8水平的关联,使用线性回归模型调整年龄、性别、遗传主成分和BMI。

5

分析A8变异的效应

验证A8 R59W变异与血浆A8水平的关系,并评估其与代谢参数的关联。

按基因型分层分析A8水平,并比较R59W携带者与非携带者的代谢表型,包括BMI、血糖、胰岛素、HOMA-IR、TG等。同时通过免疫印迹排除ELISA检测偏差。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
小鼠抗人A8单克隆抗体(捕获抗体)RegeneronH4H15347P-L2
小鼠抗人A8单克隆抗体(检测抗体)RegeneronH4H15318P-L4
兔抗纤连蛋白多克隆抗体AbcamAb2413
山羊抗小鼠IgG轻链特异性多克隆抗体Jackson ImmunoResearch115-035-174
Alfa Aesar Laemmli SDS样品缓冲液(还原型,6X)ThermoFisher ScientificAAJ61337AC
牛血清白蛋白组分VRoche10735086001
杜尔贝科改良伊格尔培养基(高糖)Sigma-AldrichD6429
杜尔贝科磷酸盐缓冲盐水溶液(1X)CorningMT21031CV
胎牛血清(FCS)SigmaF2442-500ML
FuGENE 6转染试剂PromegaE2692
GelCode蓝安全蛋白染色剂ThermoFisher ScientificPI24596
Sigma佐剂系统Millipore SigmaS6322
青霉素-链霉素溶液(100x)Corning30-002-CI
重组人A3蛋白Regeneron--
重组人A4蛋白Regeneron--
重组人A8蛋白GenScriptU9125BC070801/ P30011604
辣根过氧化物酶标记链霉亲和素(HRP)Jackson ImmunoResearch016-030-084
硫酸Ward’s Science470302–858
SuperSignal West Pico PLUS化学发光底物Thermo Scientific34577
胰蛋白酶-EDTA溶液(1X)Corning25-052-CI
吐温20SigmaP1379
pCold TF(触发因子)载体Addgene69741–3
人ANGPTL3 ELISA试剂盒AdipogenAG-45A- 0014YEK-KI01
人Betatrophin ELISA试剂盒BioVendorRD191347200R
人Betatrophin(139-198)EIA试剂盒PhoenixEK-051-55
人ANGPTL8 ELISA试剂盒Cloud-Clone Corp.SEW803Hu
人Betatrophin ELISA试剂盒AvisceraSK00528-06
人ANGPTL8检测试剂盒IBL27795
Quick Start Bradford蛋白定量试剂盒2BioRad5000202EDU
405 TS微孔板洗板机Agilent405TSRVSQ
Biacore T200分子相互作用分析仪GE Healthcare28979415AE
BioTek Epoch 2微孔板分光光度计AgilentUEPOCH2T
LI-COR Odyssey Fc成像系统LI-COR Biosciences2801-0X
紧凑型数字微孔板振荡器Thermo Scientific88880023
2mL深孔板Thomas Scientific1148Z37
96孔透明聚苯乙烯高结合力Stripwell™微孔板CorningCLS2592-100EA
粘性密封膜施加器ThermoFisher ScientificAB1391
Amersham Protran 0.45 NC支持的Western印迹膜Cytiva10600016
蓝X射线胶片Phenix ResearchF-BX810
蛋白G琼脂糖4 Fast FlowGE Healthcare17061805
SealPlate密封膜SigmaZ369659

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
ELISA开发
抗体对:捕获抗体和检测抗体的具体克隆号、浓度;标准品来源及纯度;检测范围;回收率;线性;批内和批间变异
阅读提示:Methods: Anti-Human A8 ELISA; Table 2
血浆样本采集
空腹时间(12小时);采血抗凝剂(EDTA);血浆分离方法(离心条件);储存温度和时长
阅读提示:Methods: Subjects
人群队列特征
样本量、种族/民族组成、年龄范围、性别比例、BMI等基线特征
阅读提示:Table 3
全外显子组关联研究
测序平台、变异过滤标准、统计模型(线性回归调整变量)、显著阈值
阅读提示:Methods: Exome-Wide Association Study
统计分析
相关性分析方法(Spearman)、回归模型调整的变量、多重检验校正方法
阅读提示:Methods: Statistical Methods