Preview

Якутский медицинский журнал

Расширенный поиск

Роль полиморфных вариантов генов FADS в адаптации к условиям Севера и развитии метаболических нарушений

https://doi.org/10.25789/YMJ.2023.81.26

Аннотация

Обзор посвящен обобщению исследований, связанных с изучением роли генов FADS в обмене полиненасыщенных жирных кислот как одного из механизмов адаптации организма человека к влиянию факторов окружающей среды, в частности, холодного климата. Проведен сравнительный анализ распространенности наиболее значимых для циркумполярных этносов полиморфных вариантов rs7115739, rs174570 генов FADS 2-3 у различных этнических групп, в том числе инуитов и якутов. Систематизированы результаты исследований влияния полиморфных маркеров генов FADS на показатели липидного обмена, риск сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2-го типа в разных мировых популяциях.

Об авторах

Т. М. Сивцева
Научно-исследовательский центр Медицинского института Северо-Восточного федерального ун-та им. М.К. Аммосова
Россия

Сивцева Татьяна Михайловна – к.б.н., в.н.с.



Т. М. Климова
Научно-исследовательский центр Медицинского института Северо-Восточного федерального ун-та им. М.К. Аммосова; Якутский НЦ комплексных медицинских проблем
Россия

Климова Татьяна Михайловна - к.м.н, доцент, с.н.с.



Р. Н. Захарова
Научно-исследовательский центр Медицинского института Северо-Восточного федерального ун-та им. М.К. Аммосова
Россия

Захарова Раиса Николаевна – к.м.н., в.н.с.



Е. П. Аммосова
Якутская городска больница №3
Россия

Аммосова Елена Петровна – к.м.н., врач функциональн. диагностики



В. Л. Осаковский
Научно-исследовательский центр Медицинского института Северо-Восточного федерального ун-та им. М.К. Аммосова
Россия

Осаковский Владимир Леонидович – к.б.н., гл.н.с.



Список литературы

1. Анализ роли полиморфных вариантов генов, ассоциированных с ожирением, в развитии метаболического синдрома у женщин / О.В. Кочетова, Л.З. Ахмадишина, Г.Ф. Корытина [и др.] // Ожирение и метаболизм. 2017. Т. 14, № 2. С. 33-40. – DOI 10.14341/ omet2017233-40.

2. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. – Екатеринбург : УрО РАН, 2005. – 192 с.

3. Малярчук Б.А., Деренко М.В. Полиморфизм генов метаболизма полиненасыщенных жирных кислот (FADS1 и FADS2) у коренного населения Сибири // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2018. № 3. С. 106-111.

4. Метаболизм липидов и метаболические нарушения в якутской популяции: обзор литературы / Т.М. Сивцева, Т.М. Климова, Е. П. Аммосова [и др.] // Экология человека. 2021. № 4. С. 4-14. – DOI 10.33396/1728-0869-2021-4-4-14.

5. A Single Nucleotide Polymorphism in the FADS1 Gene is Associated with Plasma Fatty Acid and Lipid Profiles and Might Explain Gender Difference in Body Fat Distribution / H. Guo, L. Zhang, C. Zhu [et al.] // Lipids Health Dis. 2017. 16(1): 67. doi: 10.1186/s12944-017-0459-9

6. A single nucleotide polymorphism in the FADS1/FADS2 gene is associated with plasma lipid profiles in two genetically similar Asian ethnic groups with distinctive differences in lifestyle / K. Nakayama, T. Bayasgalan, F. Tazoe [et al.] //Hum Genet. 2010. 127. P. 685–690 (2010). doi:10.1007/s00439-010-0815-6

7. Adaptive evolution of the FADS gene cluster within Africa / R.A. Mathias, W. Fu, J.M. Akey [et al.] // PLoS One. 2012. 7(9):e44926. doi: 10.1371/journal.pone.0044926 13

8. ALFA Allele Frequency (версия 20201027095038, январь 2021). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/

9. Association of FADS2 rs174575 gene polymorphism and insulin resistance in type 2 diabetes mellitus / S.S. Shetty, K.N. Suchetha, D. Harshini [et al.] // Afr Health Sci. 2020. 20(4). P.1770-1776. doi: 10.4314/ahs.v20i4.30

10. Association of the FADS gene cluster with coronary artery disease and plasma lipid concentrations in the northern Chinese Han population / Y. Wu, L. Zeng, X. Chen [et al.] // Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2017. 117. P. 11-16. doi: 10.1016/j.plefa.2017.01.014

11. Association of two polymorphisms in the FADS1/FADS2 gene cluster and the risk of coronary artery disease and ischemic stroke / Q. Yang, R.X. Yin, X.L. Cao [et al.] // Int J Clin Exp Pathol. 2015. 8(6). P. 7318-31. PMID: 26261632; PMCID: PMC4525966

12. Associations among FADS1 rs174547, eicosapentaenoic acid/arachidonic acid ratio, and arterial stiffness in overweight subjects / M. Kim, M. Kim, H.J. Yoo [et al.] // Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2018. 130. P. 11-18. doi: 10.1016/j.plefa.2018.02.004

13. Davidson M.H. Omega-3 fatty acids: new insights into the pharmacology and biology of docosahexaenoic acid, docosapentaenoic acid, and eicosapentaenoic acid // Curr Opin Lipidol. 2013. 24(6): P. 467-74. doi: 10.1097/MOL.0000000000000019

14. Desaturase Activity and the Risk of Type 2 Diabetes and Coronary Artery Disease: A Mendelian Randomization Study / S. Jger, R. Cuadrat, P. Hoffmann [et al.] // Nutrients. 2020. 12(8):2261. doi: 10.3390/nu12082261

15. Dietary linoleic acid interacts with FADS1 genetic variability to modulate HDL-cholesterol and obesity-related traits / J. Dumont, L. Goumidi, B. Grenier-Boley [et al.] // Clin Nutr. 2018. 37(5). P. 1683-1689. doi: 10.1016/j.clnu.2017.07.012

16. Dietary n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acid intake interacts with FADS1 genetic variation to affect total and HDL-cholesterol concentrations in the Doetinchem Cohort Study / Y. Lu, E.J. Feskens, M.E. Dollé [et.al.] // Am J Clin Nutr. 2010. 92(1). P. 258-65. doi: 10.3945/ajcn.2009.29130

17. Erythrocyte membrane phospholipids fatty acids, desaturase activity, and dietary fatty acids in relation to risk of type 2 diabetes in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam Study / J. Kroger, V. Zietemann, C. Enzenbach [et al.] // Am. J. Clin. Nutr. 2011. 93. P. 127–142. doi: 10.3945/ajcn.110.005447

18. Exome sequencing provides evidence of polygenic adaptation to a fat-rich animal diet in indigenous siberian populations / P.H. Hsieh, B. Hallmark, J. Watkins [et al.] // Molecular Biology and Evolution. 2017. 34(11). P. 2913–2926. https://doi.org/10.1093/molbev/msx226

19. FADS1 and ELOVL2 polymorphisms reveal associations for differences in lipid metabolism in a cross-sectional population-based survey of Brazilian men and women / T.M.M. Fujii, M.M. Norde, R.M. Fisberg [et.al.] // Nutr Res. 2020. 78. P. 42-49. doi: 10.1016/j.nutres.2020.04.003

20. Fatty acid desaturase (FADS) gene polymorphism and insulin resistance in association with serum phospholipid polyunsaturated fatty acid composition in healthy Korean men: Cross-sectional study / O.Y. Kim, H.H. Lim, L.I. Yang [et.al.] // Nutr. Metab. 2011. 8. 24. doi: 10.1186/1743-7075-8-24

21. Fatty acid desaturase 1 polymorphisms are associated with coronary heart disease in a Chinese population / S.J. Liu, H. Zhi, P.Z. Chen [et al.] // Chin Med J (Engl). 2012. 125(5). P. 801-6.

22. Genetic adaptation of fatty-acid metabolism: a human-specific haplotype increasing the biosynthesis of long-chain omega-3 and omega-6 fatty acids / A. Ameur, S. Enroth, A. Johansson [et al.] // Am J Hum Genet. 2012. 90(5). P. 809-20. doi: 10.1016/j.ajhg.2012.03.014

23. Genetic signature of natural selection in first Americans / C.E. Amorim, K. Nunes, D. Meyer [et al.] // Proc Natl Acad Sci U S A. 2017. 114(9). P. 2195-2199. doi: 10.1073/pnas.1620541114

24. Genetic variants in desaturase gene, erythrocyte fatty acids, and risk for type 2 diabetes in Chinese Hans / T. Huang, J. Sun, Y. Chen [et al.] // Nutrition. 2014. 30(7-8). P. 897-902. doi: 10.1016/j.nut.2014.01.006

25. Genetic variants of the fatty acid desaturase gene cluster are associated with plasma LDL cholesterol levels in Japanese males / Y. Sone, T. Kido, T. Ainuki [et.al.] // J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2013. 59(4). P. 325-35. doi: 10.3177/jnsv.59.325

26. Hellstrand S., Ericson U., Gullberg B. Genetic variation in FADS1 has little effect on the association between dietary PUFA intake and cardiovascular disease [et al.] / // J Nutr. 2014. 144(9). P. 1356-63. doi: 10.3945/jn.114.192708

27. Genome-wide association study of plasma polyunsaturated fatty acids in the InCHIANTI Study / T. Tanaka, J. Shen, G.R. Abecasis [et. al.] // PLoS Genet. 2009. 5(1):e1000338. doi: 10.1371/journal.pgen.1000338

28. Genome-wide sequence analyses of ethnic populations across Russia / D.V. Zhernakova, V. Brukhin, S. Malov [et.al.]// Genomics. 2020. v.112. P. 442-458. Doi.org/10.1016/j.geno.2019.03.007

29. Going global by adapting local: A review of recent human adaptation / S. Fan, M.E. Hansen, Y. Lo [et al.] // Science. 2016. 354(6308). P. 54- 59. doi: 10.1126/science.aaf5098

30. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation / M. Fumagalli, I. Moltke, N. Grarup [et al.] // Science. 2015. 349(6254). P.1343-7. doi: 10.1126/science.aab2319

31. Hlusko L.J., McNelis M.G. Evolutionary adaptation highlights the interconnection of fatty acids, sunlight, inflammation and epithelial adhesion // Acta Paediatr. 2022. 111(7). – P.1313- 1318. doi: 10.1111/apa.16358

32. Impact of Amerind ancestry and FADS genetic variation on omega-3 deficiency and cardiometabolic traits in Hispanic populations / C. Yang, B. Hallmark, J.C. Chai [et.al.] // Commun Biol. 2021. 4(1): 918. doi: 10.1038/s42003-021-02431-4

33. Intake levels of dietary long-chain PUFAs modify the association between genetic variation in FADS and LDL-C / S. Hellstrand, E. Sonestedt, U. Ericson [et al.] // J Lipid Res. 2012. 53(6). P. 1183-9. doi: 10.1194/jlr.P023721

34. Khodarahmi M., Nikniaz L., Abbasalizad Farhangi M. The Interaction Between Fatty Acid Desaturase-2 (FADS2) rs174583 Genetic Variant and Dietary Quality Indices (DASH and MDS) Constructs Different Metabolic Phenotypes Among Obese Individuals // Front Nutr. 2021. 8:669207. doi: 10.3389/fnut.2021.669207

35. Mathieson I. Limited Evidence for Selection at the FADS Locus in Native American Populations // Mol Biol Evol. 2020. 37(7). 2029-2033. doi: 10.1093/molbev/msaa064

36. Mathieson S., Mathieson I. FADS1 and the Timing of Human Adaptation to Agriculture // Mol Biol Evol. 2018. 35(12). P. 2957-2970. doi: 10.1093/molbev/msy180

37. Mazoochian L., Mohammad Sadeghi H.M., Pourfarzam M. The effect of FADS2 gene rs174583 polymorphism on desaturase activities, fatty acid profile, insulin resistance, biochemical indices, and incidence of type 2 diabetes // J Res Med Sci. 2018. 23:47. doi: 10.4103/jrms.JRMS_961_17

38. Panda C., Varadharaj S., Voruganti V.S. PUFA, genotypes and risk for cardiovascular disease // Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2022. 176:102377. doi: 10.1016/j.plefa.2021.102377

39. Plasma Phospholipid Fatty Acids, FADS1 and Risk of 15 Cardiovascular Diseases: A Mendelian Randomisation Study / S. Yuan, M. Bck, M. Bruzelius [et al.] // Nutrients. 2019. 11(12):3001. doi: 10.3390/nu11123001

40. Polymorphism of rs174616 in the FADS1- FADS2 gene cluster is associated with a reduced risk of type 2 diabetes mellitus in northern Han Chinese people / M. Yao, J. Li, T. Xie [et al.] // Diabetes Res. Clin. Pract. 2015. 109 (1). P. 206–212. doi: 10.1016/j.diabres.2015.03.009

41. Polymorphisms in FADS1 and FADS2 alter plasma fatty acids and desaturase levels in type 2 diabetic patients with coronary artery disease / S.W. Li, J. Wang, Y. Yang [et al.]// J Transl Med. 2016. 14:79. doi: 10.1186/s12967-016-0834-8

42. Precision Nutrition and Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids: A Case for Personalized Supplementation Approaches for the Prevention and Management of Human Diseases / F.H. Chilton, R. Dutta, L.M. Reynolds [et al.] // Nutrients. 2017. 9(11):1165. doi: 10.3390/nu9111165.

43. Roles of the Unsaturated Fatty Acid Docosahexaenoic Acid in the Central Nervous System: Molecular and Cellular Insights / A.B. Petermann, M. Reyna-Jeldes, L. Ortega [et al.] // Int J Mol Sci. 2022. 23(10):5390. doi: 10.3390/ijms23105390.

44. Seasonal variation in basal metabolic rates among the yakut (Sakha) of Northeastern Siberia / W.R. Leonard, S.B. Levy, L.A. Tarskaia [et al.] // American journal of human biology. 2014. № 4 (26). C. 437–45.

45. Serum Lipid Concentrations and FADS Genetic Variants in Young Mexican College Students: The UP-AMIGOS Cohort Study / I. Vazquez-Vidal, V.S. Voruganti, B.A. Hannon [et. al.] // Lifestyle Genom. 2018. 11(1). P. 40-48. doi: 10.1159/000488085

46. Shetty S.S., Kumari N.S. Fatty acid desaturase 2 (FADS 2) rs174575 (C/G) polymorphism, circulating lipid levels and susceptibility to type-2 diabetes mellitus // Sci Rep. 2021. 11(1):13151. doi: 10.1038/s41598-021-92572-7.

47. The distribution of three candidate cold-resistant SNPs in six minorities in North China / Q. Li, K. Dong, L. Xu [et.al.] // BMC Genomics. 2018. 19(1):134. doi: 10.1186/s12864-018-4524-1

48. Variants in CPT1A, FADS1, and FADS2 are Associated with Higher Levels of Estimated Plasma and Erythrocyte Delta-5 Desaturases in Alaskan Eskimos / V.S. Voruganti, P.B. Higgins, S.O. Ebbesson [et al.] // Front Genet. 2012. 3:86. doi: 10.3389/fgene.2012.00086

49. Zulyniak M.A., Fuller H., Iles M.M. Investigation of the Causal Association between LongChain n-6 Polyunsaturated Fatty Acid Synthesis and the Risk of Type 2 Diabetes: A Mendelian Randomization Analysis // Lifestyle Genom. 2020. 13(5). P. 146-153. doi: 10.1159/000509663

50. Δ-5 Fatty Acid Desaturase FADS1 Impacts Metabolic Disease by Balancing Proinflammatory and Proresolving Lipid Mediators/ A.D. Gromovsky, R.C. Schugar, A.L. Brown. [et al.] // Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2018. 38(1). P. 218- 231. doi: 10.1161/ATVBAHA.117.309660.


Рецензия

Для цитирования:


Сивцева Т.М., Климова Т.М., Захарова Р.Н., Аммосова Е.П., Осаковский В.Л. Роль полиморфных вариантов генов FADS в адаптации к условиям Севера и развитии метаболических нарушений. Якутский медицинский журнал. 2023;(1):106-112. https://doi.org/10.25789/YMJ.2023.81.26

For citation:


Sivtseva T.M., Klimova T.M., Zakharova R.N., Ammosova E.P., Osakovsky V.L. The role of FADS gene polymorphic variants in adaptation to the Northern climatic conditions and metabolic disorders. Yakut Medical Journal. 2023;(1):106-112. https://doi.org/10.25789/YMJ.2023.81.26

Просмотров: 16


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1813-1905 (Print)
ISSN 2312-1017 (Online)