Genetika osteopontínu u pacientov s chronickým ochorením obličiek: Nemecká štúdia chronických ochorení obličiek Ⅳ

Plazmový proteóm.

Okrem toho sme použili súhrnnú štatistiku GWASplazmatické bielkoviny(pGWAS) od Sun a kol. [22] na spustenie kolokalizačnej analýzy na identifikáciu konzistentných asociačných signálov medzi OPN a proteínmi s účinkami v cis aj v trans. Na rozdiel od údajov z GTEx a NephQTL, súhrn pGWAS dostupný pre celý genóm umožňuje hodnotenie oboch účinkov. Na detekciu kolokalizácie s cis-pQTL sa extrahovala súhrnná štatistika pGWAS akejkoľvek oblasti proteínu génu (oblasť génu ± 500 kb, oblasť cis). Na lokus OPN a oblasť 100 kb okolo neho sme skontrolovali, či sa niektorý z cis pGWAS extraktov prekrýval a či mal asociačnú p-hodnotu pGWAS<0.05/2 (Bonferroni correction for two OPN loci). For all hereby selected proteins, we then extracted the protein-gene-region from the OPN GWAS summary statistics and ran colocalization within the protein-gene-region. For potential colocalization with trans-pQTLs, we selected all proteins with pGWAS association p-values <0.05/2/3,000 (Bonferroni correction for the two OPN loci and number of proteins evaluated in pGWAS) within a 100kb region around an OPN-associated index SNP. For all hereby selected proteins, colocalization analyses were conducted within the ±500kb region of the OPN-associated index SNP.

Zdravé organické potraviny pre zdravie obličiek

Na kolokalizáciu proteínov sa použila analýza obohatenia génovej ontológie (GO) (http://geneontology. org/, [101,102]) vo forme testu nadmerného zastúpenia PANTHER [103] s dvoma súbormi anotačných údajov bunkovej zložky GO a molekulovej zložky GO Funkcia homo sapiens (homo sapiens) bola vykonaná ako referencie na vyhodnotenie obohatených kategórií, ku ktorým boli priradené identifikované proteíny. Celkovo je 20 595 ľudských génov zmapovaných na rôzne termíny súvisiace s bunkovými zložkami a molekulárnou funkciou. Kategória sa považuje za obohatenú, ak Bonferroniho korigovaná p-hodnota Fisherovho presného testu a chybná miera objavenia založená na Benjamini-Hochbergovom postupe sú<0.05

UKB ochorenia. Nakoniec sme použili GWAS z databázy GeneAtlas (http://geneatlas. Roslin.ed.ac.uk/) na vykonanie kolokalizačnej analýzy pre dva replikované lokusy OPN (± 500 kb) a všetky znaky binárnych chorôb UKB, ktoré vykazovali genóm- široké významné asociácie (p-hodnota<5.0E-08) in at least one of the two replicated OPN loci. Overall, GeneAtlas comprises GWAS results of 660 binary disease traits of ~450,000 UKB participants [23]. In addition, we adopted the conditional colocalization analysis approach which was first applied in a GWAS of plasma proteome [104].

 Performing colocalization on conditionally independent association statistics could reveal true colocalization signals that were missing when using marginal association statistics in the presence of multiple independent association signals. We applied the GCTA COJO Slct algorithm to identify independent association signals in the OPN region for the seven traits [105], which showed a trait association signal different from the OPN signal (H3: p1.2>{{0}}.8). Vyčistený a imputovaný súbor údajov o genotype GCKD uvedený vyššie sa použil ako referencia LD pomocou GCTA. Hranicu kolinearity sme nastavili na 0,1, aby bola konzervatívna. Pre lokusy s viac ako 1 nezávislým signálom sa vykonala približná podmienená analýza pomocou algoritmu GCTA COJO-Cond, aby sa vygenerovala štatistika podmienenej asociácie podmienená inými nezávislými SNP v oblasti [105]. Nakoniec sa kolokalizačné analýzy uskutočnili ako predtým pre každý z nezávislých SNP s použitím štatistiky podmienenej asociácie ako vstupu.

Agregované testovanie zriedkavých variantov

Celkovo bolo do analýzy agregovaného testovania zriedkavých variantov zahrnutých 4 879 účastníkov GCKD s kompletnými údajmi o genotypizácii (čip Exome), eGFR, UACR a log2 (OPN) (obr. S1). Ako už bolo opísané [106], dva typy testov agregácie zriedkavých variantov (test záťaže, test asociácie sekvenčného jadra [SKAT]) implementované v balíku R seqMeta (v1.6.7, [107]) sa vykonali pomocou údajov čipu exome a log2 (OPN) merania (výsledok). Na gén, varianty s 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 [24,25]. Results were filtered to retain genes with cumulative minor allele count (MAC) �10 and with �2 contributing variants per gene. Analyses were adjusted for age, sex, log(eGFR), and log(UACR). To adjust for multiple testing, the statistical significance level was corrected for the number of assessed genes (N = 17,575) and the two conducted tests: 0.05/(2×17,575) = 1.4E-06. Moreover, analyses were repeated for significantly associated genes additionally adjusted for the two replicated OPN loci.

Replikácia identifikovaných lokusov v Young Finns Study

Tri lokusy OPN identifikované v GWAS účastníkov GCKD boli testované na replikáciu v kohorte štúdie kardiovaskulárneho rizika u mladých Fínov (YFS). Tu bol plazmatický OPN meraný enzýmovo viazaným imunosorbentovým testom (súprava Human Osteopontin Quantikine, R&D Systems, USA) zo vzoriek rozmrazených prvýkrát pre test v roku 2007. Vzorky 2 442 účastníkov a 546 677 genotypovaných SNP boli k dispozícii na ďalšiu analýzu po QC a imputácia. Ďalšie podrobnosti nájdete v časti Metódy S1. Pre vybraný lokus sa vytvorila asociačná analýza log2(OPN) na dávke SNP (aditívum) prispôsobením lineárnych regresných modelov upravených pre vek, pohlavie a eGFR pomocou SNPTEST v2.5.4 [89]. GFR bola odhadnutá pomocou rovnice štúdie MDRD a log2-transformovaná pred analýzou [108]. Replikácia bola definovaná jednostrannou asociáciou p-hodnoty<0.05/3 (Bonferroni correction for three OPN loci).

Poďakovanie Sme vďační za ochotu pacientov s CKD zúčastniť sa štúdie GCKD. Vysoko sa cení enormné úsilie študijného personálu rôznych regionálnych centier. Ďakujeme veľkému počtu nefrológov, ktorí poskytujú rutinnú starostlivosť o pacientov a spolupracujú so štúdiou GCKD. Vyšetrovatelia GCKD sú uvedení v Informáciách S1. Úplný zoznam nefrológov, ktorí v súčasnosti spolupracujú so štúdiou GCKD, je dostupný na (http://gckd.org).

Autorské príspevky Konceptualizácia: Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Spracovanie údajov: Yurong Cheng, Yong Li, Nora Scherer, Franziska Grundner-Culemann, Terho Lehtima¨ki, Binisha H. Mishra, Olli T. Raitakari, Matthias Nauck, Kai-Uwe Eckardt, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Formálna analýza: Yurong Cheng, Yong Li, Nora Scherer, Franziska Grundner-Culemann, Binisha H. Mishra, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Akvizícia financovania: Terho Lehtima¨ki, Olli T. Raitakari, Kai-Uwe Eckardt, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Vyšetrovanie: Binisha H. Mishra, Olli T. Raitakari, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Metodika: Yurong Cheng, Yong Li, Nora Scherer, Franziska Grundner-Culemann, Binisha H. Mishra, Matthias Nauck, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Administrácia projektu: Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Zdroje: Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Softvér: Yurong Cheng, Yong Li, Binisha H. Mishra, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Dozor: Nora Scherer, Franziska Grundner-Culemann, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Validácia: Yurong Cheng, Yong Li, Nora Scherer, Franziska Grundner-Culemann, Terho Lehtima¨ki, Binisha H. Mishra, Olli T. Raitakari, Matthias Nauck, Kai-Uwe Eckardt, Peggy Sekula, Ulla T. Schultheiss.

Referencie

1. Kaleta B. Úloha osteopontínu pri ochoreniach obličiek. Inflamm Res. 2019; 68(2):93-102. https://doi. org/10.1007/s00011-018-1200-5 PMID: 30456594.

2. Denhardt DT, Guo X. Osteopontín: proteín s rôznymi funkciami. Faseb j. 1993; 7(15):1475-82. Epub 12.12.1993. PMID: 8262332.

3. Ross FP, Chappel J, Alvarez JI, Sander D, Butler WT, Farach-Carson MC, a kol. Interakcie medzi proteínmi kostnej matrice osteopontínom a kostným sialoproteínom a osteoklastovým integrínom alfa v beta 3 zosilňujú kostnú resorpciu. The Journal of Biological Chemistry. 1993; 268(13):9901–7. Epub z 5. mája 1993. PMID: 8486670.

4. Green PM, Ludbrook SB, Miller DD, Horgan CM, Barry ST. Štrukturálne prvky motívu osteopontínu SVVYGLR sú dôležité pre interakciu s alfa(4) integrínmi. FEBS Lett. 2001; 503 (1): 75-9. https://doi.org/10.1016/s0014-5793(01)02690-4 PMID: 11513858.

5. Hu DD, Lin EC, Kovach NL, Hoyer JR, Smith JW. Biochemická charakterizácia väzby osteopontínu na integríny alfa v beta 1 a alfa v beta 5. J Biol Chem. 1995; 270 (44): 26232–8. https://doi.org/10.1074/jbc.270.44.26232 PMID: 7592829.

6. Xie Y, Sakatsume M, Nishi S, Narita I, Arakawa M, Gejyo F. Expresia, úlohy, receptory a regulácia osteopontínu v obličkách. Kidney Int. 2001; 60 (5): 1645-57. https://doi.org/10.1046/j.1523- 1755.2001.00032.x PMID: 11703581.

7. Rabb H, Barroso-Vicens E, Adams R, Pow-Sang J, Ramirez G. Alfa-V/beta-3 a alfa-V/beta-5 distribúcia integrínu v neoplastickej obličke. Am J Nephrol. 1996; 16 (5): 402-8. https://doi.org/10.1159/ 000169032 PMID: 8886177.

8. Lopez CA, Hoyer JR, Wilson PD, Waterhouse P, Denhardt DT. Heterogenita expresie osteopontínu medzi nefrónmi v obličkách myší a zvýšená expresia v sklerotických glomeruloch. Laboratórne vyšetrenie; časopis o technických metódach a patológii. 1993; 69(3):355-63. Epub 1993/09/01. PMID: 8377476.

9. Giacopelli F, Marciano R, Pistorio A, Catarsi P, Canini S, Karsenty G a kol. Polymorfizmy v promótore osteopontínu ovplyvňujú jeho transkripčnú aktivitu. Fyziologická genomika. 2004; 20(1):87-96. Epub 2004/10/14. https://doi.org/10.1152/physiolgenomics.00138.2004 PMID: 15479859.

10. Salimi S, Noora M, Nabizadeh S, Rezaei M, Shahraki H, Milad MK a kol. Asociácia polymorfizmu osteopontínového cínu rs1126616 a vyššej hladiny osteopontínu v sére s lupusovou nefritídou. Biomed Rep. 2016; 4(3):355-60. Epub 22. 3. 2016. https://doi.org/10.3892/br.2016.589 PMID: 26998275; PubMed Central PMCID: PMC4774351.

11. Forton AC, Petri MA, Goldman D, Sullivan KE. Polymorfizmus osteopontínu (SPP1) je spojený so systémovým lupus erythematosus. Hum Mutat. 2002; 19(4):459. Epub 2002/04/05. https://doi.org/10. 1002/humu.9025 PMID: 11933203.

12. Xu AP, Bai J, Lu¨ J, Liang YY, Li JG, Lai DY a kol. Polymorfizmus génu pre osteopontín v spojení so systémovým lupus erythematosus u čínskych pacientov. Chin Med J (Angl.). 2007; 120 (23): 2124–8. Epub 2008/01/03. PMID: 18167187.

13. Fathy R, Elsayed GR, Hasan AS. Polymorfizmus génu osteopontín 9250 C/T u pacientov s egyptskou lupusovou nefritídou. Klinická medicína SL: Výskum. 2021; 4(1):120.

14. Kaleta B, Krata N, Zagozdzon R, Mucha K. Polymorfizmus génu pre osteopontín a vylučovanie OPN močom u pacientov s nefropatiou imunoglobulínu A. Bunky. 2019; 8(6). https://doi.org/10.3390/ cells8060524 PMID: 31159229; PubMed Central PMCID: PMC6628186.

15. Cheema BS, Iyengar S, Ahluwalia TS, Kohli HS, Sharma R, Shah VN, et al. Asociácia polymorfizmu promótora génu Osteo pontin s náchylnosťou na diabetickú nefropatiu u ázijských Indiánov. Clinica chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 2012; 413(19–20):1600–4. Epub 2012/05/ 16. https://doi.org/10.1016/j.cca.2012.04.028 PMID: 22584029.