Diabetologie und Stoffwechsel 2015; 10 - P289
DOI: 10.1055/s-0035-1549795

Identifikation von Hochfettdiät-induzierten inflammatorischen Gennetzwerken assoziiert mit der Suppression anti-inflammatorischer Phospholipide in humanem Fettgewebe in der NUGAT (NutriGenomics Analysis in Twins) Studie

MA Osterhoff 1, 2, T Frahnow 1, AC Seltmann 1, R Schüler 1, AS Mosig 3, 4, K Heisig 3, S Sales 5, JL Sampaio 5, S Hornemann 1, M Kruse 1, AFH Pfeiffer 1, 2
  • 1Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE), Klinische Ernährung, Nuthetal, Germany
  • 2Charité – Universitätsmedizin Berlin, Endokrinologie, Diabetes und Ernährungsmedizin, Berlin, Germany
  • 3Universitätsklinikum Jena, Molekulare Hämostaseologie, Jena, Germany
  • 4Universitätsklinikum Jena, Center for Sepsis Control and Care, Jena, Germany
  • 5Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden, Germany

Fragestellung: Lipidmetabolismus oder Signale werden entweder genetisch oder durch Umweltfaktoren beeinflusst. Das Ziel war, durch Korrelation humaner Lipidom- und Genomdaten spezifische Genmodule zu identifizieren, welche verantwortlich für die Regulation oder verknüpft mit der Funktion bestimmter Lipidmetabolite sind.

Methodik: In der NUGAT-Studie wurden 46 gesunde mono/dizygote Zwillingspaare zunächst durch eine 6-wöchige kohlenhydratreiche, fettarme Diät (LF) für ihre Ernährungsgewohnheiten standardisiert, gefolgt von einer fettreichen Diät für eine Woche (HF1) sowie 5 weitere Wochen (HF6). An jedem Untersuchungstag wurden periumbilikale Fettbiopsien entnommen und die Genexpression auf Agilent 8 × 40K gene micro Arrays bestimmt. Im Plasma wurden Lipidmetabolite und Zytokine (ELISA) gemessen. „Weighted gene Co-Expression Network Analysis“ (WGCNA) und „regularized Canonical Covariance Analysis“ (rCCA) wurden zur Identifikation von co-exprimierten Gennetzwerken und deren Korrelation mit den Lipidomdaten genutzt.

Ergebnisse: Durch Analyse der 5000 am stärksten regulierten Gene wurde ein Genmodul identifiziert, welches hoch korreliert (p < 0,00001 – 0,0006) war mit CRP (r2= 0,31), VEGF (r2= 0,39), IL1ra (r2= 0,35) und PP (r2= 0,3) und stark assoziiert (r2=-0,32, p < 0,0004) mit antiinflammatorischen/antibakteriellen Lysophosphatidylethanolaminspezies (LPE). In nahezu allen Studienteilnehmern sank die Plasma-LPE Konzentration (-0,50 ± 0,70 mmol/l) sowie IL1ra, während CRP und VEGF anstiegen. Die rCCA zeigte eine zunehmende Assoziation eines Gensets, welches in die Lysophosphatidsäure(LPA)rezeptor Signalkaskade involviert ist, mit der abnehmenden Konzentration der LPE-Spezies.

Schlussfolgerung: Unsere Daten zeigen zum ersten Mal in Menschen, dass eine Hochfettdiät inflammatorische Prozesse durch Remodellierung der Lipidbiosynthese und damit verbundene Verminderung antiinflammatorischer sowie Verstärkung inflammatorischer Signale induziert. Insbesondere identifizierten wir die Verringerung des antiinflammatorischen Phospholipids LPE und die zunehmende Synchronisation der Plasma LPE Konzentration mit Genexpressionsmustern als Vermittler inflammatorischer Prozesse im humanen Fettgewebe.