CHARACTERIZATION OF ANGPTL3 DEFICIENCY AND MOLECULAR MECHANISMS OF ANGPTL3 DEFICIENCY-INDUCED HYPOLIPIDEMIA

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:ISBN 978-951-51-3907-8
Title: CHARACTERIZATION OF ANGPTL3 DEFICIENCY AND MOLECULAR MECHANISMS OF ANGPTL3 DEFICIENCY-INDUCED HYPOLIPIDEMIA
Author: Tikka, Anna
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Research Programs Unit, Lääketieteellinen genetiikka, doctoral programme in biomedicine
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Belongs to series: URN:ISSN:ISSN 2342-317X
Abstract: Johdanto: Väitöstyön tarkoituksena oli tutkia ANGPTL3 puutoksen aiheuttamia muutoksia ihmisessä rasva-aineenvaihdunnan osalta kliinisesti, populaatiotasolla sekä solutasolla. ANGPTL3 proteiinin on osoitettu säätelevän lipoproteiinilipaasin (LPL) toimintaa ja siten osallistuvan maksasta sekä ohutsuolesta syntetisoitujen kolmiarvoisten (triglyseridi, TG) rasvojen poistoon verenkierrosta. ANGPTL3 toiminnan estymiseen vaikuttavat mutaatiot (LOF; loss of function) aiheuttavat familiaaliseen hypolipidemian fenotyypin (FHBL2), jonka pääpiirteenä on matalat veren VLDL, LDL ja HDL lipoproteiinien tasot. Päämenetelmät: Solumalleilla tutkittiin ANGPTL3:n kudosspesifistä toimintamekanismia hiljentämällä ANGPTL3 shRNA-lentivirus vektorilla hepatosyyteissä sekä enterosyyteissä. Tutkittavien lipidien ja proteiinien tasoja mitattiin sekä soluista että solumediasta entsymaattisilla menetelmillä sekä ELISA menetelmillä. Leimattujen substraattien avulla selvitettiin solujen metabolian muutoksia. Geenien ilmentymistä soluissa tutkittiin kvantitatiivisella PCR (qPCR)-analyysillä. Koe-henkilöt, joihin kuului ANGPTL3 LOF kantajia sekä kontrollihenkilöitä nauttivat rasvapitoisen aterian, jonka jälkeen kerätyistä plasmanäytteistä mitattiin lipoproteiinien, rasva-aineenvaihdunnan markkereiden sekä TG:ien, kolesterolin ja fosfolipidien pitoisuuksia. Populaatiotutkimuksessa suomalaisten ANGPTL3 varianttien kantajien lipiditasot määritettiin tarkoituksena selvittää ANGPTL3 varianttien osuutta dyslipidemioissa. Verenkierrossa olevan ANGPTL3-proteiinin konsentraatio mitattiin henkilöiltä, joiden lipidiarvot vastasivat hyper- tai hypolipidemiaa, jonka jälkeen tasoja verrattiin lipidiarvoihin sekä muihin lipidimetabolian biomarkkereihin mahdollisten korrelaatioiden löytämiseksi. Johtopäätökset: Tulosten perusteella ANGPTL3:n ilmentymistä soluissa säätelevät insuliini, PPARy-agonisti rosiglitazone sekä LXR-agonistit. ANGPTL3-hiljennys aiheuttaa VLDL-partikkelien lipidaation laskua hepatosyyteissä insuliini stimuloinnin aikana sekä CD36- ja PLTP-geenien ilmentymistason laskua soluissa. ANGPLT3-LOF kantajien kliinisessä tutkimuksessa havaittiin, että ANGPTL3-puutoksen omaavilla homotsygooteilla LOF kantajilla ei esiintynyt postprandiaalista hyperlipidemiaa, toisin kuin heterotsygooteilla kantajilla ja kontrollihenkilöillä, ja tämän fenotyypin voidaan katsoa olevan ateroskleroosia ehkäisevä tekijä. ANGPTL3 puutos aiheuttaa myös veren rasvahappojen määrän vähenemistä verenkierrossa ja siten mahdollisesti vähentää maksaan päätyvien rasvahappojen määrää ja niiden oksidaatiota. Populaatiotutkimuksessa ANGPTL3-varianttien kantajien osuus oli vähäinen, ja dyslipidemiaa oli havaittavissa yhdellä haitallisen variantin kantajalla. Varianttia ei vähäisen kantajien määrän takia pystytä luotettavasti kausaalisesti yhdistämään fenotyyppien aiheuttajaksi. ANGPTL3:n plasma tasot eivät eronneet hypo- tai hyperlipideemisten henkilöiden välillä, ja täten voidaan todeta, että ANGPTL3:n plasmapitoisuudet eivät toimi hyvänä biomarkkerina ennustettaessa veren lipiditasoja.ANGPTL3 proteiini osallistuu verenkierrossa rasvojen kulkeutumiseen kudoksiin, säätelemällä lipoproteiinilipaasin toimintaa. ANGPTL3 geenin toiminnan estävät harvinaiset mutaatiot johtavat hyvin mataliin veren rasva-arvoihin. Väitöskirjan ensimmäisessä osajulkaisussa tutkitaan solumalleilla ANGPTL3 geenin toimintaa maksassa sekä ohutsuolen enterosyyteissä, ja esitetään useita geenin toimintaan liittyviä mekanismejä. Väitöskirjan toisessa osajulkaisussa tutkittiin pienen italialaisen Campodimelen kylän ANGPTL3 s17*-mutaation kantajia, jotka matalien rasva-arvojensa lisäksi ovat tunnettuja pitkästä iästään. Koe-asetelmassa s17*mutaation kantajat sekä kontrollihenkilöt nauttivat rasvapitoisen aterian, jonka jälkeen verestä mitattiin rasvametabolian merkkiaineita. Selvisi, että rasva-pitoinen ateria ei nostanut veren triglyseridiarvoja juuri lainkaan mutaation kantajilla, kuten kontrollihenkilöillä, joilla oli selkeästi havaittavissa tyypillinen aterianjälkeinen nousu veren triglyseridi arvoissa. Mutaation kantajilla todettiin myös 50 % alhaisemmat kokonaiskolesterolitasot veressä. Tulosten perusteella voidaan todeta, että ANGPTL3 toiminnan estymisen aiheuttava mutaatio suojelee kantajaansa hyperlipidemialta ruokavaliosta riippumatta. Veren korkeat rasva-arvot ovat merkittävä riskitekijä ateroskleroottisten verisuonitautien synnyssä. ANGPTL3 toiminnan estämiseen tähtäävien lääkeaineiden kehittäminen on edennyt 2017 viimeisen vaiheen (III) kliinisiin kokeisiin. Kliinisten kokeiden perusteella ANGPTL3 toimintaa estävä monoklonaalinen vasta-aine (Evinacumab, Regeneron Pharmaceuticals) laski veren kokonaistriglyseridiarvoja 47±10 %, kokonaiskolestroliarvoja 47±19 % ja LDL-C arvoja 49 ±23 % koe-henkilöissä. Tutkimusten tulosten perusteella ANGPTL3 voi osoittautua toimivaksi vaihtoehtoiseksi strategiaksi hyperlipidemian hoidossa erityisesti potilaille, jotka eivät hyödy olemassa olevista hoidoista. Väitöskirjan kolmannessa osajulkaisussa kartoitetaan populaatiotasolla ANGPTL3 mutaatioiden esiintymistä suomalaisissa, sekä tutkittiin korreloivatko ANGPTL3 veren proteiinitasot veren rasva-arvojen ja muiden säätelytekijöiden kanssa.
URI: URN:ISBN:ISBN 978-951-51-3907-8
http://hdl.handle.net/10138/228639
Date: 2018-01-19
Subject:
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
CHARACTE.pdf 1.338Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record