Przykłady szczegółowej analizy interakcji zmienności w dwu genach modyfikujących efekt

Po stwierdzeniu statystycznej istotności testu wielowymiarowego dla danego efektu głównego lub interakcji zastosowano jednowymiarowe testy F dla każdej ze zmien-nych. Inaczej mówiąc, poszukiwano zmiennej zależnej, która wnosiła najsilniejszy wkład w istotność ogólnego efektu.

a. Efekt modulacji średniego BMI w podgrupach o genotypie GG PPAR-γ2 i mutacjach w genie lipazy lipoproteinowej (LPL-P i LPL-H)

Polimorfizm receptora jądrowego PPAR-γ2 i konsekwencje wielogenowe, jakie pociągał za sobą nawet niewielki defekt w jego strukturze, mogą nieść z sobą różne skutki metaboliczne. Obserwowany wpływ posiadania genotypu GG na średnią masę ciała (mierzoną BMI) jest niewielki w całej grupie. Nałożenie wpływu genotypu GG i mutacji innego genu, który współuczestniczy w tej samej ścieżce metabolicznej, może zatem wzmacniać efekt nieobserwowany w całej grupie, w której następuje uśrednienie wpływów różnych innych genotypów. W tab. 12 i 13 pokazano istnienie istotnej interakcji pomiędzy polimorfizmem PPAR-γ2 a polimorfizmami lipazy lipo-proteinowej i receptora dla HDL (SR-BI). Interakcja ta może wynikać z istnienia wspólnej ścieżki metabolicznej regulującej metabolizm triglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych.

Ryc. 65 przedstawia wpływ genotypu PPAR-γ2 i nakładającego się polimorfizmu LPL-P i LPL-H na średnie BMI w grupie rodzin.

Obie mutacje lipazy „predysponujące od rozwoju otyłości” silnie wzmagają wpływ polimorfizmu PPAR-γ2 (Pro12→Ala) na kształtowanie BMI.

Podgrupy o genotypie GG genu PPAR-γ2 z nakładającym się genotypem GG LPL-H oraz CT i TT LPL-P posiadały istotnie wyższe BMI. Obserwacja ta może sugerować związek ze zwiększoną aktywnością lipazy lipoproteinowej w naczyniach kapilarnych tkanki tłuszczowej, do której predysponują oba polimorfizmy lipazy.

W konsekwencji zwiększona ilość WKT z jednej strony może aktywować gen PPAR-γ, a z drugiej zaś wzmagać regulowaną przez ten gen akumulację lipidów w adipocytach i wywoływać zwiększenie masy tkanki tłuszczowej.

b. Efekt modulacji średniej wartości HOMA w podgrupach o genotypie AA TNF-α i mutacji w genie receptora β3-adrenergicznego

Obserwowano znamienny statystycznie związek polimorfizmu TNF-α i wartości wskaźnika insulinooporności HOMA-IR w całej grupie. W teście MANOVA wykaza-no istotny efekt nakładania się polimorfizmu genu TNF-α i receptora β3-AR. Szczegó-łowy rezultat współdziałania obu polimorfizmów na kształtowanie wysokich wartości wskaźnika HOMA-IR przedstawiono na ryc. 66.

W badanej grupie nie występowały osoby posiadające równocześnie genotyp GG receptora β3-AR i allel A genu TNF-α. Istotnie wyższe (p = 0,00104) wartości wskaź-nika HOMA-IR obserwowano natomiast w grupach o genotypie TG genu receptora β3-AR i AA genu TNF-α. Dane te wskazują na silną interakcję pomiędzy genotypem

AA (polimorfizm TNF-α) i genotypem heterozygotycznym TG (polimorfizm receptora β3-adrenergicznego) w powstawaniu silnej predyspozycji do insulinooporności (wskaź-nik HOMA-IR > 15 w tej grupie).

Ryc. 65. Interakcje polimorfizmu genu PPAR-γ2 i polimorfizmów lipazy lipoproteinowej LPL-H (górny wykres) i LPL-P (dolny wykres)

c. Efekt modulacji średniej wartości wskaźnika HOMA-IR w podgrupach o genotypie GG PPAR-γ2 i mutacji w genie FOX-C2 (C→T)

Obserwowano niższe wskaźniki HOMA-IR w podgrupach o genotypie „sprzyjają-cym” otyłości GG genu PPAR-γ2. W grupach o genotypie TT w sekwencji promoto-rowej –512 genu FOX-C2 równolegle z predyspozycją do wyższych BMI obserwowa-no wyższe wartości wskaźnika HOMA-IR. W wielowymiarowej analizie wariancji (MANOVA) stwierdzono interakcję. Szczegółowy wykres tego efektu przedstawiono na ryc. 67.

Ryc. 66. Interakcje polimorfizmu genu TNF-α i polimorfizmu β3-AR. Interakcja genotypu AA (polimorfizm TNF-α) i genotypu heterozygotycznego TG (polimorfizm receptora adrenergicznego β3)

Ryc. 67. Interakcje polimorfizmu genu PPAR-γ i czynnika transkrypcyjnego FOX-C2. Interakcja nosicieli allelu T (polimorfizm FOX-C2) i allelu G (polimorfizm PPAR-γ2)

Obecność allelu T genu czynnika transkrypcyjnego FOX-C2 sprzyjała rozwojowi insulinooporności, lecz tylko wtedy, gdy współwystępowała z allelem C w kodonie 12 genu PPAR-γ2. Obecność allelu G powodowała, że efekt ten zostawał zniesiony.

Czynnik transkrypcyjny FOX-C2 aktywuje receptor jądrowy PPAR-γ2. Obecność allelu Ala (G) w genie PPAR-γ2 przyczyniała się do nadaktywacji tego receptora ją-drowego, hamując w ten sposób rozwój insulinooporności i wzmagając akumulację lipidów w tkance tłuszczowej. Obecność allelu T czynnika FOX-C2 prowadzi do

obni-żonej aktywacji tego czynnika, w ten sposób działanie obu polimorfizmów sprzyjają-cych otyłości jest przeciwstawne. Stąd też obserwowana interakcja pomiędzy dwoma polimorfizmami. Obecność allelu T genu FOX-C2 przyczyniała się do obniżenia BMI u nosicieli allelu G (PPAR-γ2), a z kolei obecność allelu G (PPAR-γ2) do obniżenia wskaźnika HOMA-IR u nosicieli allelu T (FOX-C2). Wiązało się to również z obser-wowanym wzrostem WKT i obniżeniem stężenia triglicerydów we krwi (tab. 7.72–

–7.81 – Suplement).

d. Efekt modulacji stężenia cholesterolu LDL w podgrupach o genotypie GG PPAR-γ2 i mutacji w genie SR-BI (T→C)

Polimorfizm receptora „scavenger” SR-BI wpływał na efektywność usuwania cho-lesterolu HDL z krążenia. Pełnił również rolę w regulacji stężenia chocho-lesterolu LDL i VLDL [454] oraz stężenia triglicerydów [455]. U nosicieli genotypu CC „predyspo-nującego” do rozwoju otyłości genu SR-BI stwierdzono obniżenie stężenia cholesterolu całkowitego i cholesterolu LDL. W grupach o genotypie GG (Ala/Ala) genu PPAR-γ2 obserwowano znaczny wzrost stężenia zarówno cholesterolu całkowitego, jak i choles-terolu LDL. W analizie wielowymiarowej wykazano interakcję tych parametrów wyni-kającą z równoczesnego nosicielstwa tych dwu alleli. Na ryc. 68 przedstawiono szcze-gółowy wynik tego efektu.

Ryc. 68. Interakcje polimorfizmu genu PPAR-γ i receptora SR-BI w kształtowaniu stężenia LDL. Interak-cja genotypu CC (polimorfizm SR-BI) u nosicieli allelu C (polimorfizm PPAR-γ2)

Podgrupy, u których jednocześnie występował genotyp CC receptora SR-BI i allel G w kodonie 12 genu PPAR-γ2, posiadały niższe stężenia cholesterolu LDL w porów-naniu z grupami o genotypie TT i TC. Przeciwny efekt zaobserwowano dla osób po-siadających allel C genu PPAR-γ2. Grupy o genotypie CC genu SR-BI charakteryzowa-ły się wyższymi stężeniami cholesterolu LDL (ryc. 68).

e. Efekt modulacji wartości pola powierzchni pod krzywą triglicerydową w teście DTTL w podgrupach o genotypie TT FOX-C2 i mutacji LPL-H (T→G)

Obserwowano wyższe stężenia triglicerydów w DTTL w grupach o genotypie TT FOX-C2 (względny wzrost w porównaniu z genotypem CC o 3,9%) i grupach o geno-typie TT mutacji LPL-H (względny wzrost w porównaniu z genotypem GG o 19,1%).

W wielowymiarowej analizie wariancji wykazano interakcje pomiędzy obydwoma polimorfizmami. Ryc. 69 przedstawia szczegółowy wykres interakcji tych dwu poli-morfizmów.

Na ryc. 69 pokazane są interakcje w regulacji stężenia triglicerydów w przebiegu testu lipemii poposiłkowej. Obecność allelu T (FOX-C2) silnie zwiększała pole po-wierzchni pod krzywą triglicerydową w teście lipemii poposiłkowej w połączeniu z genotypem GG polimorfizmu lipazy lipoproteinowej LPL-H. Interakcja tych dwu polimorfizmów nie wpływała na inne mierzone w tej pracy parametry.

Ryc. 69. Interakcje polimorfizmu genu FOX-C2 i LPL-H a pole powierzchni pod krzywą triglicerydową w przebiegu DTTL. Interakcja genotypu GG (polimorfizm LPL-H) i nosicieli allelu G (polimorfizm FOX-C2)

f. Efekt modulacji wartości wskaźnika HOMA-IR w podgrupach o genotypie AA TNF-α i mutacji apoCIII (G→C)

Genotyp AA w regionie promotora –308 genu TNF-α silnie predysponuje do otyło-ści i rozwoju insulinoopornootyło-ści [254, 255]. Predyspozycja ta nie zachodzi w przypadku obecności genotypu CC genu apoCIII. Wykazano interakcję tych dwu polimorfizmów w regulacji stężenia insuliny w przebiegu testu lipemii poposiłkowej (Auc Ins) i wskaź-nika insulinooporności HOMA (ryc. 70). Rzadko występujący na naszym terenie allel C (n = 36, w tym jedna osoba o genotypie CC) w dużym stopniu zabezpiecza przed rozwojem insulinooporności, charakterystycznym dla grupy o genotypie AA (polimor-fizm –308 G→A). Wskazuje to na silną negatywną interakcję p = 0,00643 tych dwu genotypów.

Ryc. 70. Interakcje odmian polimorficznych genu TNF-α i genu apoCIII. Silna negatywna interakcja po-między nosicielami allelu C (polimorfizm apoCIII) i genotypem AA (polimorfizm TNF-α)

Podsumowanie

Wykazano 8 istotnych statystycznie interakcji wpływających na kształtowanie BMI, 5 interakcji wpływających na kształtowanie wskaźnika insulinooporności HOMA-IR i 10 interakcji wpływających na wartość lipemii poposiłkowej (pole powierzchni pod krzywą triglicerydową) (tab. 13). Szczegółowa analiza pokazuje, że interakcja może mieć charakter dodatni lub ujemny. Przykłady obserwowanych interakcji przedstawio-no powyżej.

4.3.3. Próba określenia modelu wielogenowej podatności indywidualnej za pomocą