Chuvash policitemia Mutația VHL R200W este asociată cu reglarea descendentă a expresiei hepcidinei

Victor R. Gordeuk, Galina Y. Miasnikova, Adelina I. Sergueeva, Xiaomei Niu, Mehdi Nouraie, Daniel J. Okhotin, Lydia A. Polyakova, Tatiana Ammosova, Sergei Nekhai, Tomas Ganz, Josef T. Prchal; Chuvash policitemia Mutația VHL R200W este asociată cu reglarea descendentă a expresiei hepcidinei. Blood 2011; 118 (19): 5278-5282. doi: https://doi.org/10.1182/blood-2011-03-345512

Descărcați fișierul de citare:

Abstract

Se știe că hipoxia reduce expresia hepcidinei, regulatorul principal al metabolismului fierului. Cu toate acestea, nu este clar dacă acest răspuns este în primul rând legat de creșterea eritropoiezei determinată de eritropoietina stimulată hipoxic sau de un efect mai direct al hipoxiei asupra expresiei hepcidinei. Mutația VHL R200W a funcției de pierdere a funcției germinale este frecventă în Chuvashia, Rusia și apare și în altă parte. Homozigoții VHL R200W au niveluri crescute ale factorului 1α (HIF-1α) și HIF-2α induse de hipoxie, au crescut masa de celule roșii, înclinație la tromboză și mortalitate precoce. Nouăzeci de homozigoți VHL R200W și 52 de martori cu alele normale VHL din Chuvashia, Rusia, au fost studiate în circumstanțe bazale. În analizele univariate, concentrația serică de hepcidină a fost corelată pozitiv cu concentrația serică de feritină și negativ cu homozigoza pentru VHL R200W. După ajustarea concentrațiilor serice de eritropoietină și feritină prin regresie liniară multiplă, media geometrică (intervalul de încredere de 95% al ​​concentrației medii) de hepcidină a fost de 8,1 (6,3-10,5) ng/ml în homozigotii VHL R200W față de 26,9 (18,6-38,0) ng/ml în controale (P

Introducere

Detectarea oxigenului este o funcție fiziologică fundamentală, iar factorii inductibili de hipoxie (HIF) sunt principalii regulatori transcripționali ai răspunsului la hipoxie în celulele mamiferelor. 1 HIF este un heterodimer compus dintr-o subunitate HIF-β care este exprimată constitutiv și una din mai multe subunități HIF-α care sunt reglate posttranslațional, în principal de tensiunea oxigenului. Proteina von Hippel Lindau (VHL) și proteinele din domeniul prolil hidroxilazei (PHD) sunt critice pentru reglarea legată de oxigen a nivelurilor celulare HIF-α, care determină apoi nivelurile dimerilor HIF. Proteina VHL este componenta de recunoaștere a unui complex E3 ubiquitin-proteină ligază care mediază degradarea proteazomală a HIF-1α și HIF-2α în condiții normoxice. 2 PHD sunt enzime care necesită oxigen ca substrat și care servesc la hidroxilarea HIF-1α și HIF-2α pe reziduuri specifice de prolină; această hidroxilare prolină este necesară pentru interacțiunea HIF-1α și HIF-2α cu VHL. 1.3 Prin urmare, nivelurile HIF-1 și HIF-2 cresc ca răspuns la hipoxie, iar acest lucru duce la creșterea exprimării eritropoietinei 4 și la creșterea sau scăderea expresiei altor gene care răspund la hipoxie. 1,5-7

Hepcidina este regulatorul principal al metabolismului sistemic al fierului, ducând la absorbția scăzută a fierului și la creșterea stocării fierului în macrofage prin interacțiunea sa cu feroportina. 23.24 Expresia hepcidinei în ficat este reglată în sus de un complex receptor de proteine ​​morfogenetice osoase ca răspuns la depozitele intracelulare de fier 25.26 și este, de asemenea, stimulată de niveluri circulante ridicate de transferină legate de fier. 25-28 Exprimarea ficatului este, de asemenea, reglată în sus de IL-6 ca răspuns la inflamație. 29 În schimb, hepcidina răspunde la hipoxie cu expresie scăzută, 30,31, dar nu este clar dacă acesta este un răspuns direct la reglarea în sus a HIF-urilor 31 sau la un răspuns indirect legat de semnalizarea eritropoietinei 32 sau la creșterea eritropoiezei în sine. 33 Prezentul studiu a fost realizat pentru a determina dacă genotipul VHL R200W duce direct la scăderea nivelului seric al hepcidinei sau dacă un astfel de efect este mediat de creșterea expresiei eritropoietinei și creșterea eritropoiezei.

Metode

Protocol de cercetare

Proceduri de laborator

Numărul complet de sânge a fost efectuat de un analizor automat (Sysmex XT 2000i; Sysmex Corporation). Concentrația serului de feritină a fost determinată prin imunoanaliză enzimatică (Ramco Laboratories). Concentrația serică a eritropoietinei a fost determinată de ELISA (R&D Systems). Hpcidina serică a fost măsurată prin ELISA competitivă, așa cum sa descris anterior. 34 Concentrațiile de albumină serică, proteine ​​totale și fier și capacitatea totală de legare a fierului au fost determinate de Quest Diagnostics utilizând metodologia spectrofotometrică. Au fost calculate fracțiunea de globulină, raportul albumină/globulină și saturația transferinei.

Statistici

Comparația principală a studiului a fost între homozigotii VHL R200W și subiecții normali din punct de vedere genotipic în ceea ce privește concentrația serică de hepcidină utilizând regresia liniară multiplă. Pentru concentrațiile de hepcidină sub limita de detecție, am atribuit o valoare de 2,6 ng/mL, care este la jumătatea distanței dintre limita de detecție de 5,2 ng/mL și 0. Variabilele continue înclinate au fost transformate în log pentru a aproxima o distribuție normală. Au fost aplicate și modele liniare generalizate pentru a valida regresia liniară. Caracteristicile clinice ale homozigotilor și martorilor VHL R200W au fost evaluate cu testul Student t sau cu testul Pearson χ 2. Relațiile bivariate ale diferitelor măsurători cu hepcidin au fost efectuate cu corelația Spearman. Analizele au fost efectuate cu software-ul Stata 10.0 (StataCorp).

Rezultate

Caracteristici clinice conform genotipului VHL

Caracteristicile clinice ale participanților la studiu au fost rezumate în Tabelul 1. Vârstele medii au fost de 43 de ani la 90 homozigoti VHL R200W comparativ cu 49 de ani la 52 martori (P = .008). Femelele alcătuiau puțin mai mult de jumătate din ambele cohorte. Istoricile consumului de alcool, sângerări substanțiale în ultimul an, tromboză și hipertensiune arterială sistemică nu au fost diferite în homozigotele VHL R200W comparativ cu martorii. Indicele de masă corporală a fost mai mic în homozigotii VHL R200W decât martorii (P = .004), iar istoricul fumatului a fost mai mare (P = .024).

Caracteristicile clinice ale participanților la studiu în funcție de starea VHL R200W

Rezultatele sunt mijloace (SD), cu excepția cazului în care se indică altfel.

Semnificativ după corecția Bonferroni pentru comparații multiple.

Concentrația sanguină completă, măsurarea fierului, concentrațiile de eritropoietină și hepcidină în conformitate cu genotipul VHL

După ajustarea pentru sex prin regresie liniară multiplă, media geometrică (interval de încredere de 95% din media [IÎ 95%]) a concentrației hemoglobinei a fost de 17,3 (16,8-17,8) g/L în homozigotii VHL R200W și 12,8 (12,3-13,3) g/L în martorii fără alele VHL mutante (homozigoți P R200W decât martorii (homozigoți P R200W (P ≤ .002). Concentrația serică a feritinei, concentrația de fier seric și saturația transferinei au fost mai mici în homozigotii VHL R200W comparativ cu martorii și capacitatea totală de legare a fierului a fost semnificativ mai mare (homozigoții P R200W (67%) comparativ cu 12 din 52 martori (23%), de asemenea, în concordanță cu istoricul frecvent de flebotomie în homozigoții VHL R200W. Concentrațiile serice ale eritropoietinei au fost mai mari și ale hepcidinei au fost mai mari mai mici în homozigotii VHL R200W (P Tabelul 2

Teste de laborator conform stării VHL R200W

Ajustat pentru sex.

Semnificativ după corecția Bonferroni pentru comparații multiple.

Corelate univariate ale hepcidinei prin genotipul VHL

Tabelul 3 și Figura 1 arată că concentrația serică de hepcidină a fost puternic corelată cu concentrația serică de feritină atât în ​​homozigotii VHL R200W cât și în martori. Corelațiile hepcidinei serice cu feritina serică au fost mai puternice decât corelațiile hepcidinei cu fierul seric, capacitatea totală de legare a fierului și saturația transferinei. Figura 1 demonstrează, de asemenea, că concentrațiile de hepcidină au fost mai mici în homozigoții VHL R200W comparativ cu martorii cu concentrații similare de feritină. Panta liniei de regresie pentru hepcidină în funcție de feritină a fost semnificativ mai mică în homozigoții VHL R200W comparativ cu martorii (P = .002).

Corelația Spearman a concentrației serice de hepcidină cu variabilele clinice și de laborator

Semnificativ după corecția Bonferroni pentru comparații multiple.

• Obezitatea indusă de dietă de frontiere modifică expresia circadiană a genelor de ceas în gustatorul șoarecelui
• Modele dietetice de frontiere caracterizate de un consum ridicat de carne sunt asociate cu altele
• Căile metabolice de frontiere ale triptofanului sunt alterate în obezitate și sunt asociate cu sistemice
• Efectul hrănirii bogate în grăsimi asupra expresiei genelor care controlează disponibilitatea dopaminei la șoarece
• Efectul hrănirii pe termen lung cu conținut ridicat de grăsimi asupra expresiei lipazelor pancreatice și a țesutului adipos