Warianty utraty funkcji w śródbłonkowej lipazie są przyczyną podwyższonego cholesterolu HDL u ludzi

Podwyższone stężenia cholesterolu HDL w osoczu (HDL-C) są związane z ochroną przed miażdżycową chorobą sercowo-naczyniową. Modele zwierzęce wskazują, że obniżona ekspresja lipazy śródbłonkowej (LIPG) jest odwrotnie skorelowana z poziomami HDL-C, a badania asocjacyjne całego genomu zidentyfikowały warianty LIPG jako związane z poziomami HDL-C u ludzi. Postawiliśmy hipotezę, że mutacje powodujące utratę funkcji w LIPG mogą prowadzić do podwyższenia poziomu HDL-C, a zatem do przeprowadzenia głębokiego resekwencjonowania eksonów LIPG w przypadkach podwyższonego poziomu HDL-C i kontroli z obniżonymi poziomami HDL-C. Zidentyfikowaliśmy znaczny nadmiar niesynonimicznych wariantów LIPG unikalnych w przypadkach z podwyższonym poziomem HDL-C. Test aktywności lipazy in vitro wykazał, że te warianty znacząco obniżały aktywność lipazy śródbłonkowej. Ponadto, metaanaliza w 5 kohortach wykazała, że warianty Asn396Ser niskiej częstotliwości są istotnie związane ze zwiększonym HDL-C, podczas gdy wspólny wariant Thr111 nie jest. Analiza funkcjonalna potwierdziła, że wariant Asn396Ser znacznie zmniejszył aktywność lipazy zarówno in vitro, jak i in vivo, podczas gdy wariant Thr111 ma normalną aktywność lipazy. Nasze wyniki ustalają, że mutacje powodujące utratę funkcji w LIPG prowadzą do zwiększenia poziomów HDL-C i wspierają pomysł, że hamowanie lipazy śródbłonkowej może być skutecznym mechanizmem podnoszenia poziomu HDL-C. Wprowadzenie Podwyższony poziom cholesterolu HDL (HDL-C) jest odwrotnie skorelowany z miażdżycowym ryzykiem sercowo-naczyniowym, niezależnie od LDL (1). Odziedziczalność HDL-C wynosi około 50% (2), ze znacznym wpływem czynników środowiskowych, takich jak aktywność fizyczna, spożycie alkoholu i palenie (3). Na podstawie badania warunków monogenowych, przyczyny genetyczne niskich poziomów HDL-C obejmują mutacje w ABCA1 (4. 7), APOA1 (7) i acylotransferazie lecytynowo-cholesterolowej (LCAT) (7, 8), podczas gdy przyczyny genetyczne wysokich Poziomy HDL-C obejmują mutacje w białku przenoszącym estry cholesterolu (CETP) (9). Homozygotyczny niedobór CETP występuje głównie u Japończyków, a mutacje w innych genach prawdopodobnie przyczyniają się do fenotypu podwyższonego HDL. Lipaza śródbłonka (EL; LIPG) jest genem kandydującym do HDL, w którym zakłada się, że mutacje powodujące utratę funkcji powodują podwyższone stężenie HDL-C. EL jest członkiem rodziny lipaz triglicerydowych obejmujących lipazę lipoproteinową i lipazę wątrobową i wykazuje konserwatywną triadę katalityczną, właściwości wiązania heparyny, domeny wiążące lipidy i reszty cysteiny (10). EL przede wszystkim hydrolizuje fosfolipidy z niewielką aktywnością lipazy triglicerydowej (10, 11) i najskuteczniej hydrolizuje HDL we wszystkich frakcjach lipoprotein (12). Nadekspresja EL u myszy obniża poziomy HDL-C (13), podczas gdy hamowanie lub delecja EL u myszy zwiększa poziomy HDL-C (14). U pawianów poziomy HDL-C były również związane ze zmiennością ekspresji LIPG (15). Wcześniej zsekwencjonowaliśmy gen LIPG u ograniczonej liczby osób z wysokimi poziomami HDL-C i opisaliśmy 4 niesynonimowe warianty: wspólny wariant Thr111 (rs2000813), wariant Asn396Ser niskiej częstotliwości oraz rzadkie warianty Gly26Ser i Thr298Ser (16). Warianty Gly26Ser i Thr298Ser znaleziono głównie u Afroamerykanów. Wczesne badania skojarzeń SNP w LIPG z HDL-C dały sprzeczne wyniki w odniesieniu do Thr111Ile, jak również innych powszechnych niekodujących SNP LIPG (3, 17. 23). Ostatnio SNP w pobliżu genu LIPG zidentyfikowano w kilku badaniach asocjacyjnych całego genomu człowieka (GWAS) jako związanych z poziomami HDL-C (24-29). Postawiliśmy hipotezę, że rzadkie warianty utraty funkcji EL są przyczyną wysokiego HDL-C i że głębokie medyczne resekwencjonowanie pozwoli nam zidentyfikować rzadkie mutacje, które wykazują znaczący efekt fenotypowy. W ten sposób zsekwencjonowaliśmy 10 egzonów LIPG u uczestników mieszanego europejskiego pochodzenia z ekstremalnie wysokim poziomem HDL-C (<95th percentile) i niskim poziomem HDL-C (. 25 percentyla) i oceniliśmy funkcjonalność nowo zidentyfikowanych niesynonimowych wariantów. Oceniliśmy również związek wspólnego wariantu Thr111le i wariantu Asn396Ser niskiej częstotliwości z HDL-C w kilku badaniach populacyjnych i badaniach kliniczno-kontrolnych, a także ich funkcją lipolityczną. Wyniki Identyfikacja i analiza funkcjonalna rzadkich niesynonimicznych wariantów LIPG u uczestników z wysokim HDL-C. Przeprowadziliśmy ponowną sekwencję wszystkich 10 eksonów LIPG u 585 uczestników mieszanych europejskich przodków z ekstremalnych ogonów rozkładu fenotypu HDL-C (Tabela 1), pochodzących z kohorty Uniwersytetu Wysokiego HDL na Uniwersytecie Pensylwanii (HHDL); uczestnicy uczęszczający do poradni lipidowej, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE Hamburg); i przekrojowe badanie społeczności zdrowych ochotników kanadyjskich, w tym 372 osób z wysokim poziomem HDL-C (