摘要
背景
动物研究表明外泌体特征与肥胖和胰岛素抵抗(IR)之间存在关联。尽管已知外泌体通过其大分子货物介导细胞间通讯,但调控人类外泌体的遗传因素在很大程度上仍不明确。
方法
我们利用非裔美国人基因表达与代谢遗传学(AAGMEx)队列的全基因组表达和基因型数据,重点关注我们整理的"外泌体途径"中的262个基因,研究这些基因的表达与胰岛素抵抗和肥胖的关系,并测试单核苷酸多态性(SNPs)在决定脂肪组织和肌肉组织中这些基因表达变异性方面的作用。我们使用欧洲血统个体的公开基因表达数据、全基因组关联研究(GWAS)和生物信息学方法,验证与肥胖相关的遗传变异在外泌体途径基因调控中的作用。
结果
在脂肪组织和肌肉组织中,分别有96个和15个外泌体途径基因的转录水平与糖代谢特征(BMI和胰岛素敏感性)相关。数据还表明存在跨祖先关联的复制。对外泌体途径基因的顺式表达数量性状位点(cis-eQTL)分析在脂肪组织和肌肉组织中分别确定了45个和65个顺式调控基因(cis-eGenes)。脂肪组织中26个顺式调控基因子集的表达也与糖代谢特征相关。基于综合SNP-基因连接分析,在GWAS目录和UKBB GWAS数据集中,分别有35个和82个脂肪组织表达的外泌体基因(如AHNAK、RAP2A)被确定为与糖代谢特征相关SNP的靶基因。
结论
脂肪组织和肌肉组织中外泌体途径基因的表达与肥胖和胰岛素抵抗相关,这些基因中的一部分表达由SNPs决定。此外,对GWAS确定的与糖代谢特征相关SNP的靶基因分析表明,这些SNP中的一部分可能通过调控外泌体生物发生而参与导致肥胖及相关糖代谢疾病。
图1:"外泌体途径"基因的表达与肥胖和糖代谢特征相关。
图2:与肥胖和糖代谢特征相关的"外泌体途径"基因子集的表达受遗传调控。
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