DGAT2和FAAH在甘油三酯合成及体重调节中的作用

Previous efforts have failed to account for most of the apparent genetic risk variance of obesity. To find the obesity causative genes, we exome sequenced 227 obese patients and 221 controls. We have found one obese proband had a nonsense mutation c.382C>T(p.Arg128*) in DGAT2 and the biosynthesis of triglycerides is inhibited with the nonsense mutation of DGAT2 in vitro. As the key enzyme involved in biosynthesis of triglycerides, dysfunction of DGAT2 may be an important regulator of obesity. In addition, we exome sequenced the trios, and identified a FAAH missense mutation c.G944T(p.R315I). These results suggest that the FAAH mutation may reverse the phenotype of nonsense mutation of DGAT2 and lead to obesity. In this study, we will use DGAT2 c.382C>T and FAAHc.G944T transgenic mouse model as well as HepG2 cell lines to demonstrate the important role of DGAT2 and FAAH in triglycerides biosynthesis and body weight control. This study further illustrates the successful application of exome sequencing to uncover genetic defects in obesity. Altogether, our study will provide a new direction for the pathogenesis and therapy of obesity.

既往的研究未能解释肥胖症大部分的遗传度。为了寻找肥胖的致病基因，我们对227例肥胖患者及221例正常体重受试者进行了外显子组测序。我们发现一例肥胖先证者携带DGAT2无义突变c.382C>T(p.Arg128*)，体外实验证明DGAT2的无义突变抑制了甘油三酯的合成。作为甘油三脂合成的关键酶，DGAT2的功能异常可能是肥胖发生的重要原因。我们对先证者的核心家系进行了外显子组测序，结果发现FAAH c.G944T(p.R315I)。上述结果提示FAAH的错义突变可能逆转了DGAT2无义突变的表型从而导致肥胖。我们将借助DGAT2 c.382C>T、FAAH c.G944T点突变的转基因小鼠和HepG2细胞模型，从体内外水平证明DGAT2和FAAH参与甘油三酯合成与体重调节。本研究是应用外显子组测序的方法揭示肥胖症遗传缺陷的成功范例。上述问题的阐明将为肥胖发生机制和干预研究提供新的方向。

DGAT2是甘油三酯生物合成的关键催化酶，脂肪组织中过量的甘油三酯积累是肥胖的基本过程。迄今为止，人类尚未报道DGAT2或与DGAT2相互作用的其他肥胖相关基因的突变。.基于我们的数据库，在227例年轻肥胖患者（体重指数（BMI），35.1-61.7 kg/m2）和219例正常对照（BMI，17.5-23.0 kg/m2）人群中，通过全外显子组测序发现DGAT2变异，进一步在1190例正常对照人群和先证者的家系中进行验证。先证者的核心家系进一步进行全外显子组测序以探索肥胖的候选基因。 DGAT2和FAAH中的变异在体外进行功能评估。.我们在DGAT2中检测到两种罕见变异，该变异在肥胖和正常对照之间没有显著差异。在一例肥胖患者中发现了一个新的杂合无义变异c.382C> T（p.R128 *），但在219例和另外1190例正常对照中未发现此变异。值得注意的是，体外研究表明R128 *变异严重破坏了DGAT2的甘油三酯生物合成能力，并且家系中的所有其他R128 *携带者都是瘦的。因此，我们进一步在先证者中发现了FAAH一个失活变异c.944G> T（p.R315I），来自先证者的肥胖父亲，体外研究表明R315I变异损害了FAAH的酶催化功能。重要的是，FAAH过表达抑制了DGAT2的表达和甘油三酯的合成，而R315I变异在很大程度上消除了这种抑制作用。.这项研究中，我们结合运用全外显子测序和功能研究，首次报道一例仅有的肥胖个体，该患者同时携带一个DGAT2的失活变异和一个FAAH的失活变异。FAAH失活会导致人和老鼠的肥胖，然而DGAT2敲除可以减轻体重, 两个基因都被认为是开发肥胖药物的靶点。我们的发现提出了两个基因变异相互作用的模型—FAAH基因的失活变异会增加肥胖的发病风险，可能会消除由于 DGAT2基因失活变异而导致的肥胖保护作用。