במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת תקשורת טבע, חוקרים ביצעו מטה-אנליזה של 908,697 דגימות כדי לחקור את הבסיס הגנטי התלוי במין של תכונות כליות.
לימוד: תפקוד כרומוזום X ותפקוד כליות: עדויות מניתוח גנטי רב-מאפיינים של 908,697 פרטים חושפות ממצאים ספציפיים למין ודיפרנציאלי מיני בגנים המווסתים על ידי אלמנטים של תגובה אנדרוגנים. קרדיט תמונה: Peakstock/Shutterstock.com
רקע כללי
מחקר מוצא צולב-מין שלהם התמקד בשבע תכונות כליות וזיהה 23 לוקוסים הקשורים באופן מובהק לשתיים מהתכונות הללו. יש לציין כי הם גילו ארבעה לוקוסים חדשים של קצב סינון גלומרולרי (eGFR) המוערכים בשלושה גנים ספציפיים לזכר ואחד לנקבה.
הממצאים שלהם חשפו עוד את תפקידם של אלמנטים של תגובה אנדרוגנים (AREs) בביטויי גנים דיפרנציאליים מיניים וזיהו חמישה AREs כאלה. יחד, מחקר זה מספק ידע חדש בדימורפיזם המיני של תכונות כליות ומזהה מטרות גנים קריטיות לעבודה עתידית.
CKD ותפקידו של כרומוזום X
מחלת כליות כרונית (CKD) היא מחלת כליות המאופיינת בהצטברות עודף נוזלים ופסולת עקב כליות פגומות. זהו מצב מדאיג עם מחלות נלוות, כולל אי ספיקת כליות, שבץ ומחלות לב.
מחקר העריך כי CKD משפיע על אחד מכל עשרה מבוגרים ברחבי העולם, כאשר השכיחות גדלה כל כך מהר, שהתחזיות הנוכחיות מעריכות CKD כגורם המוות החמישי עד 2040.
הסיכונים הקליניים וההתנהגותיים הקשורים ל-CKD מסווגים היטב, כמו גם לוקוסים הקשורים לתכונות של תפקוד כליות.
מחקרי אסוציאציה רחבה של הגנום (GWAS) חשפו מאות לוקוסים כאלה וחשפו מאפיין מיוחד של המחלה – היא דימורפית מינית, נצפית בתדירות גבוהה יותר בנשים, אך עם התקדמות מהירה יותר אצל עמיתיהם הגברים.
למרבה הצער, התערבויות קליניות שמטרתן מניעה או טיפול ב-CKD, יחד עם ניסויים קליניים אקראיים של חולים הסובלים מהמצב, נותרו חסרות.
"חקירת הבסיס הגנטי של CKD המגדיר תכונות וסמני תפקוד כליות המסבירים את הדימורפיזם המיני שלו חשובה כדי לזהות מטרות מולקולריות לפתרונות פרמצבטיים ולא תרופתיים מותאמים".
יתר על כן, רוב ה-GWAS התמקדו בזיהוי לוקוסים, תוך התעלמות במידה רבה מהשפעות המבדלות בין המין.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים ביצעו מטה-אנליזה של אסוציאציות חוצה מוצא כרומוזום X הכוללת 40 פרסומים עם גודל מדגם כולל של 908,697 פרטים.
ארבע תכונות כמותיות ושלוש תכונות כליות בינאריות, כלומר קצב סינון גלומרולרי משוער (eGFR), רמות חומצת שתן בסרום (UA), יחס אלבומין לקריאטינין בשתן (UACR), חנקן אוריאה בדם (BUN), CKD, גאוט ומיקרואלבומינוריה ( אִמָא).
נתונים מקונסורציום CKDGen כללו 1,032,701 פולימורפיזמים חד-נוקלאוטידים (SNP).
פנוטיפים כמותיים נמדדו באמצעות פרוקסי במידת הצורך, כגון קריאטינין בסרום עבור eGFR ואומדני BUN מאוריאה בדם (BUN = אוריאה בדם/2.14 מ"ג/ד"ל). CKD הוגדר ונמדד כ-eGFR <60 (מקרים) ו-eGRF >60 מ"ל/דקה/1.73 מ'2 (בקרות). באופן דומה, מקרי MA ובקרות זוהו באמצעות UACR = 30 מ"ג/ג כנקודת הסף.
"eGFR, UACR ו-BUN עברו לוגריתם (לוגריתם טבעי) והושלמו בהתייחס לגיל, וערכים לא שעברו שינוי של UA הושארו ביחס לגיל לפני ניתוח הקשר. יתרה מכך, שאריות UACR הועברו טרנספורמציה נורמלית הפוכה לפני ניתוח אסוציאציות גנטי."
ניתוחי המחקר החלו בבקרת איכות (QC) והרמוניזציה של 40 המחקרים שנכללו. לאחר מכן נעשה שימוש באומדני שונות הפוכה קבועה לשילוב סטטיסטיקות סיכום ספציפיות למין. המטה-אנליזה חולקה לשלוש קבוצות: נשים וגברים.
כדי להבטיח דיוק בגילוי וזיהוי לוקוסים, לוקוסים נשקלו לניתוח רק אם הוא נכלל ב-10 פרסומים או יותר. הטרוגניות בין מחקר נבדקה ונמדדה באמצעות אני2 סטָטִיסטִיקָה.
עבור ניתוחי תכונה, לכל תכונה היה לוקוס תואם, כאשר ה-SNP הוא הנמוך ביותר פ ערך (הנקרא 'מדד SNP') הכולל את הלוקוס הזה.
SNPs אינדקס אלו היוו אז את הבסיס לניתוחי אינטראקציה גנטית של שניות על ידי חישוב הבדלים בין זכר לנקבה באומדני מטה-אפקט, מתוקננים לפי שגיאת תקן.
"מכיוון שהבריחה מ-X-inactivation יכולה להטות ניתוחי אינטראקציה לכיוון של גדלים גדולים יותר של אפקטים אצל נקבות, ביצענו גם ניתוח רגישות בהנחה שהמקרה הקיצוני של אי-אי-אקטיבציה. לשם כך, הערכות בטא ושגיאות סטנדרטיות של השפעות נשיות הופחתו בחצי לפני ניתוח האינטראקציה. ביצענו גם ניתוחי קולקאליזציה של נתונים סטטיסטיים של גברים ונשים עבור כל הלוקוסים כדי לבדוק וריאנט סיבתי משותף.
הקשרים בין תכונות הכליות והלוקוסים התואמים להן נחקרו באמצעות ניתוח קשר גנטי חוצה-פנוטיפ.
ממצאי המחקר
ניתוחים דמוגרפיים של יחידים במחקר גילו שיותר מ-80% מהמשתתפים היו ממוצא אירופאי, מה שהגביל את יכולת ההכללה של התוצאות. 23 לוקוסים זוהו במחקר הנוכחי עבור UA (n=7) ו-eGFG (n=16).
מאחר ש-40 הפרסומים שנכללו הכילו רק תוצאות מובהקות מבחינה סטטיסטית בכל רחבי הגנום עבור שתי התכונות הללו, החמישה האחרים הושלכו מניתוח קשר גנטי חוצה פנוטיפ. באופן מפתיע, רוב הלוקוסים של UA ו-eGFR נצפו חופפים, כאשר Xq13.1 הוא חריג בולט.
מתוך 16 לוקוסי eGFR שזוהו, ארבעה היו חדשים למדע ונמצאו קשורים ACSL4, CLDN2, TSPAN6, ו DRP2 גנים, האחרון שבהם הוא ספציפי לנשים.
בנוסף, תוארו חמש אינטראקציות מין חדשות (עבור לוקוסים שזוהו בעבר), מתוכן FAM9B ו AR/EDA2R נמצאו ספציפיים לגבר.
המחקר מדגיש שלושה ממצאים דיפרנציאליים מיניים המסבירים דימורפיזמים מיניים בתפקוד הכליות האנושי – DCAF12L1 ו MST4 יש השפעות גנטיות חזקות יותר אצל גברים, ול-HPRT1 יש השפעות חזקות יותר בנשים. אלמנטים של תגובה אנדרוגנים (ARE) היו כלולים בכל הלוקוסים הללו, מה שמציע הסברים פונקציונליים.
"מספר שורות של ראיות מצביעות על כך שהורמוני מין עשויים למלא תפקיד בתפקוד הכליות ועשויים לתרום לדימורפיזם מיני של CKD. רמות גבוהות יותר של גלובולין קושר הורמון המין (SHBG), מאפנן של מספר הורמוני מין, נקשרו באופן סיבתי לסיכון נמוך יותר ל-CKD35 וגאוט36 בגברים אך לא בנשים.
בשל גודלם הקטן (14 bp), חפיפה בין AREs ומערכות נתונים מהמחקר. עם זאת, התוצאות מדגישות שיותר גנים מועמדים עם ARE נמצאו לעתים קרובות יותר מהצפוי במקרה. זה מצביע על כך של-AREs עשוי להיות תפקיד בולט בביטוי גנים דיפרנציאלי מין.
מסקנות
המחקר הנוכחי כלל מטה-אנליזה של 40 פרסומי GWAS, כולל יותר מ-900,000 משתתפים ו-1,000,000 SNPs, כדי להעריך את התפקיד של כרומוזום X בתוצאות מחלת כליות.
ניתוחי אסוציאציות גנטיות העריכו באופן מקיף ארבע תכונות כליות כמותיות ושלוש בינאריות (מחלות). ארבעה לוקוסים חדשים התגלו לצד שישה עם אינטראקציות מין גנטיות שלא היו ידועות בעבר.
גנים מועמדים של לוקוסים המציגים אינטראקציות מיניות נמצאו קשורים ל-AREs, הסבר סביר לדימורפיזמים המיניים שנצפו בתפקוד הכליות.
"ממצאים אלה תורמים תובנות חדשות לגבי דימורפיזמים מיניים ותלות הורמונלית של תכונות כליות יחד עם יעדי גנים חדשים עם עדיפות למחקר מולקולרי נוסף."
