Genetik Osteopontin dalam Pesakit Dengan Penyakit Buah Pinggang Kronik: Kajian Penyakit Buah Pinggang Kronik Jerman Ⅱ

Analisis varian yang jarang berlaku

Berdasarkan 4,879 peserta GCKD dengan data cip exome yang tersedia, kami juga menjalankan ujian varian jarang terkumpul (S1 Fig). Varian dengan MAF<1% and having a major effect on the gene product (nonsynonymous, stop gain/loss, splicing; "qualifying variants") as annotated by dbNSFP v.2.0 were aggregated (Material and methods, [24,25]). While there was no significant association result when the burden test was used, we found a significant association using the sequence kernel association test (SKAT) for the SPP1 gene (Table 3, p-value = 2.5E-08), which remained significant after adjustment for the two replicated SNPs from the initial GWAS (p-value = 9.4E-08). Seven variants were aggregated for the analysis of the SPP1 gene. In the single variant analysis, effect estimates of the seven variants ranged from -1.20 to 0.24 with rs139555315 (4,88901197), a splice-site variant (CADD score: 23.7) showing the most significant association (effect estimate = -1.20, SE = 0.19, p-value = 2.5E-10) and thus likely driving the association. This is supported by the non-significant result (p-valueSKAT = 3.5E-01) when rs139555315 was excluded from the variant set. Other genes implicated by GWAS of common variants reached only nominal statistical significance (p<0.05; MEPE: p-valueSKAT = 4.6E-03; KLKB1: p-valueBurden = 5.6E-04, p-valueSKAT = 2.8E-03; F12: p-valueBurden = 3.4E-02, p-valueSKAT = 3.0E-02).

HERBA ORGANIK UNTUK PENYAKIT BUAH PINGGANG

Perbincangan

Dalam kajian ini, kami menumpukan pada pencirian genetik OPN dalam kohort CKD, kerana tahap OPN diketahui dikaitkan dengan hasil buah pinggang yang buruk, tetapi asas genetik protein yang dipertingkatkan buah pinggang ini tidak difahami sepenuhnya. Penggunaan kohort pesakit CKD mungkin memberikan persekitaran yang berfaedah di mana transkripsi gen khusus buah pinggang boleh diubah berbanding dengan populasi umum, menjadikan pengenalpastian SNP tertentu mungkin lebih mudah. Kami mengenal pasti tiga lokus, dua pada kromosom 4 (rs10011284, rs4253311), yang boleh direplikasi dalam kohort berasaskan populasi luaran, dan rs2731673 pada kromosom 5, yang tidak boleh direplikasi. Apabila mengagregatkan varian yang jarang berlaku, pengekodan gen SPP1 OPN telah dikesan.

Untuk pengetahuan kami, ini adalah GWAS pertama tahap OPN serum yang dikira melalui ELISA. Kajian lain seperti Sun et al. menjalankan GWAS protein plasma (pGWAS) termasuk OPN. Di sini protein dikira secara berbeza melalui teknologi berasaskan aptamer (SOMAscan, [22]). Walaupun kajian ini mungkin terlalu kecil (N=3,301) untuk mengesan sebarang isyarat genetik untuk OPN, kajian oleh Pietzner et al. (N sehingga 10,708) memberikan isyarat pada kromosom 3, 4 dan 10 yang dikaitkan dengan OPN diukur SOMAscan [26]. Isyarat yang dikesan pada kromosom 4 (rs5860110, 4:88897106, MAF=0.30) ialah indel intronik biasa yang terletak dalam SPP1 bukan dalam ketidakseimbangan pautan (LD) dengan varian biasa yang dikenal pasti dalam projek kami. Dalam langkah seterusnya, Pietzner et al. melaporkan statistik persatuan untuk lokus yang dikesan SOMAscan menggunakan teknik yang berbeza untuk mengukur protein (Olink, panel protein berasaskan antibodi). Pengukuran Olink, bagaimanapun, hanya tersedia untuk sebahagian kecil daripada populasi kajian dan tiada satu pun daripada tiga isyarat OPN yang diukur SOMAscan dapat disahkan. Perbandingan sistematik tahap protein yang dikira oleh kedua-dua teknik ini menunjukkan korelasi yang berbeza-beza (median 0.38, IQR: 0.08–0.64). Untuk OPN, pekali korelasi 0.51 dilaporkan. Perbandingan serupa bagi lebih banyak platform prote omics juga melaporkan pelbagai korelasi antara pengukuran [27]. Oleh itu, perbezaan dalam pengesanan isyarat genetik bukan sahaja disebabkan oleh perbezaan kuasa tetapi juga oleh ciri teknikal, protein dan variasi. Merentasi platform, sebarang hasil perbandingan adalah sukar dan analisis meta boleh membawa kepada inferens yang salah.

rs10011284; 4:88833389 (SPP1/MEPE intergenik)

Indeks SNP rs10011284 (MAF=0.43) bagi lokus pertama pada kromosom 4 memetakan antara gen SPP1 dan MEPE. Sama ada varian ini atau yang lain ialah varian kausal yang mendasari persatuan yang diperhatikan masih tidak jelas kerana hasil daripada pemetaan halus statistik tidak dapat disimpulkan. Walau bagaimanapun, apabila mengagregatkan varian yang jarang berlaku, SPP1, gen yang mengekod protein OPN, menunjukkan perkaitan yang ketara didorong oleh varian tapak sambatan. Sebarang ralat yang berlaku semasa proses penyambungan boleh menyebabkan penyingkiran intron palsu yang menyebabkan perubahan pada bingkai bacaan terbuka. Sebaliknya, ini sama ada boleh membawa kepada pembentukan kodon berhenti pramatang dan protein yang dipendekkan atau lebih berkemungkinan kepada kemerosotan mRNA yang lebih cepat dipanggil pereputan pengantara yang tidak masuk akal [28]. Varian yang memacu persatuan ini di SPP1, varian tapak sambatan (rs139555315, 4:88901197, MAF=1.54E- 03), dilaporkan dikaitkan dengan lupus erythematosus sistemik pediatrik [29].

SPP1 is made up of 7 exons containing 942 transcribed nucleotides from the start codon in exon 2 to the stop codon (within exon 7, [30]). OPN belongs to the SIBLING glycoprotein family of secreted phosphoproteins; other members of this family comprise dentin matrix protein 1, dentin-sialophosphoprotein, Catherine, bone sialoprotein, and matrix extracellular phospho-glycoprotein (MEPE). Results from our colocalization analysis using GeneAtlas are pointing toward a connection of SPP1 with bone disorders. Fitting with these results, one of OPN's main physiological functions in the body is the regulation of the biomineralization processes [31]. Conflicting results have been reported on OPN as well as SPP1 polymorphisms and susceptibility to nephrolithiasis in the past [32–36]. From in vitro studies it may be inferred, that OPN inhibits nucleation, growth, and aggregation of calcium oxalate crystals [37], but clinical studies draw a more unclear picture. Some researchers report on the protective role of OPN, whereas others do not [38,39]. Nonetheless, a recent study from South Asia found a significant association of the SPP1 rs2853744:G>T polimorfisme dengan urolithiasis [40].

OPN kebanyakannya dirembeskan, tetapi bentuk intraselular juga telah dilaporkan [41]. Menggunakan transkripsi terbalik-PCR OPN didapati dinyatakan dalam buah pinggang dewasa manusia biasa, analisis imunohistokimia selanjutnya dan hibridisasi in situ mendedahkan ekspresi OPN untuk dihadkan kepada tubul berbelit dan lurus distal dalam korteks buah pinggang dan medula dalam buah pinggang monyet [42]. Melihat data ekspresi tisu GTEx, kolokalisasi positif isyarat persatuan OPN di SPP1 dengan tisu pankreas telah dikesan. Ini adalah selaras dengan penemuan dalam literatur di mana OPN telah dicadangkan mempunyai peranan dalam diabetes jenis 2. Satu kajian yang dilakukan oleh Cai et al. menyiasat model tetikus diabetes SUR1-E1506K+/+ dan pulau kecil daripada penderma manusia dan dapat menunjukkan bahawa dalam pulau kecil daripada penderma mayat manusia, ekspresi gen OPN dinaikkan dalam pulau kecil diabetes dan OPN ditambah secara luaran meningkatkan rangsangan glukosa dengan ketara. rembesan insulin daripada penghidap diabetes tetapi bukan penderma glisemik biasa [43]. Banyak kajian lain juga telah menyiasat peranan OPN dalam kanser pankreas, di sini, OPN didapati sebagai penanda prognostik yang mengaitkan tahap yang lebih tinggi dengan prognosis keseluruhan yang lemah pada pesakit [44].

MEPE (Matric Extracellular PhosphoglycoprotEin) ialah gen yang mengekodkan fosfoprotein pengikat kalsium kalsium MEPE yang dirembes. Ciri umum protein SIBLING ialah motif berkaitan MEPE Kaya Aspartat Asid (ASARM), yang terlibat dalam pengawalseliaan mineralisasi, pusing ganti tulang, transduksi mekanis, fosfat, dan metabolisme tenaga [45]. Motif ASARM juga merupakan penghubung antara SIBLING dan FGF23 dengan itu menjadi sebahagian daripada pautan tulang-ginjal fisiologi [45]. MEPE terlibat dalam pengawalan homeostasis fosfat oleh buah pinggang dan usus [46,47]. Kolokalisasi isyarat berkaitan OPN di MEPE membawa kepada pengesanan persatuan dengan tisu paru-paru. Setakat ini hubungan antara beberapa ahli keluarga ADIK dengan kanser paru-paru telah dilaporkan, tetapi hubungan yang pasti antara MEPE dan paru-paru belum dibuat sebelum ini [48]. Memandangkan terdapat berbilang variasi transkrip yang diketahui disebabkan oleh penyambungan alternatif, sambungan antara MEPE dan paru-paru tidak boleh diketepikan dan boleh menawarkan bidang penyelidikan yang mungkin pada masa hadapan. Hasil daripada analisis kolokalisasi kami menggunakan GeneAtlas menunjuk ke arah sambungan MEPE dengan gangguan tulang. Penyakit yang berkaitan dengan MEPE ialah osteomalacia dan riket hipofosfatmik dominan autosomal yang menyokong hubungan ini antara MEPE dan gangguan tulang [49]. Satu lagi fenotip yang nampaknya berkaitan dengan rs10011284 ialah gout. Persatuan ini berkemungkinan besar didorong oleh ABCG2, yang terletak berhampiran SPP1 dan MEPE dan merupakan salah satu gen pengangkut asid urik yang paling diterangkan setakat ini [19,50].