
고지혈증은 비정상적인 지방대사 또는 기능으로 인해 혈액 내 총 콜레스테롤, 중성지방 및 저밀도 지단백(low density lipoprotein, LDL) 콜레스테롤이 증가하며, 고밀도 지단백(high density lipoprotein, HDL) 콜레스테롤은 감소하는 양상을 보이는 질환이다 (1). 이는 심혈관계 질환, 대사증후군, 비만 등 다양한 만성질환의 중요한 위험 요인으로 알려져 있으며, 따라서 고지혈증 환자의 경우에는 심혈관계 질환, 허혈성 뇌혈관 질환 및 말초 혈관 질환과 같은 죽상 동맥 경화증의 위험이 증가한다 (2). 현재 대부분의 고지혈증 환자는 복부에 지방 축적을 동반하며, 복부 비만은 고지혈증의 주요 위험인자이다 (3). 특히 앉아서 지내는 생활 방식은 종종 지방세포(adipocytes) 비대와 내장 지방 축적을 초래하며, 과도한 지방세포 비대는 세포소기관 기능 장애, 호르몬 조절 장애, 지방산 저장 장애, 순환 유리 지방산 증가, 간, 근육, 췌장과 같은 비지방 조직 기관에 대한 지방 독성을 유발한다 (4). 이처럼 지방세포 비대와 지방 조직이 지나치게 확장되면 지방세포와 지방 조직 내분비 및 면역 기능 장애가 발생하여 고지혈증을 촉진할 수 있다 (5). 현재 우리나라에서도 고콜레스테롤혈증을 포함하여 고LDL콜레스테롤혈증이 증가하는 경향을 보이고 있으며 고중성지방혈증과 저HDL콜레스테롤혈증이 감소하지 않아 이를 개선하기 위한 노력이 필요할 것으로 보인다 (6). 식이와 생활 습관을 개선하면 바람직한 콜레스테롤 수준을 유지할 수 있으므로 고지혈증 예방에 도움이 된다. 또한 혈중 콜레스테롤을 1% 낮추거나 HDL-콜레스테롤을 1% 높이기만 해도 관상동맥 질환의 발병율을 2%나 줄일 수 있고 심혈관 질환을 예방하며 사망률을 낮출 수 있기 때문에 고지혈증의 치료와 1차 예방과 진단 및 관리의 중요성이 강조되고 있다 (7,8). 고지혈증의 발병 기전은 유전적 요인, 환경적 요인, 생활 습관 등 다양한 요인에 영향을 받으므로 요소 간의 상호작용을 아는 것이 치료 및 예방에 중요하다 (9).
하지만 현재 한국에서
본 연구는 호서대학교 윤리위원회의 승인을 받았으며(IRB 번호: 1041231-210223-BR-120-02), 2차 활용에 대한 동의를 이미 획득하였고, 연구대상자와의 접촉이 없으며 개인식별정보는 익명화되어 있다.
본 연구의 한국인 대상자는 대규모 유전체 분석사업(Korean Association Resource, KARE)을 기반으로 하였다. 이것은 질병관리본부청에서 받아 사용하였으며, 경기도 안성 지역과 안산 지역 사람들을 대상으로 한 코호트 연구이다. 이 코호트는 40세에서 69세의 여성과 남성으로 구성되었으며 10,038명을 모집하였다. 이 중에서 품질 관리(quality control) 과정을 통해 분석 기준에 적합하지 않은 1,198명이 제외되어 남성 4,182명과 여성 4,658명이 분석 가능한 연구 대상자였다. 본 코호트의 그룹 선정은 고지혈증을 진단받은 적이 있는 181명을 고지혈증 환자군으로 분류하였다. 또한 본 연구는 고지혈증에 대한 유전 변이와 상관성 연구를 목적으로 하고 있기 때문에 콜레스테롤 수치에 영향을 주거나 고지혈증에 영향을 미칠 수 있는 갑상선 질환, 당뇨병, 신장 질환, 갑상선 약물 복용자, 당뇨약 복용자, 암 환자 대상자를 제외한 7,547명을 정상군으로 선정하였다. 고지혈증 환자군과 건강 대조군의 평균 나이는 각각 50.98 ± 8.02세와 51.90 ± 8.87세이다(Table 1).
Basic characteristics of the subjects in the Korean Association REsource
Characteristic | Case-control analysis | ||
---|---|---|---|
Normal | Hyperlipidemia | ||
Number of subjects | 7,547 | 181 | |
Sex (male/female) | 3,635 (48.2)/3,912 (51.8) | 109 (60.2)/72 (39.8) | <0.001 |
Age (y) | 51.90 ± 8.87 | 50.98 ± 8.02 | ns |
본 연구에서는 KARE 유전 자료를 기반으로 고지혈증과 관련된 single nucleotide polymorphism (SNP)을 선별하였다. DNA 시료는 연구 참여자의 말초 혈액에서 분리 추출하였으며, Affymetrix genome-wide human SNP array 5.0 (Affymetrix Inc.)을 이용하여 유전형 판독을 수행하였다. 유전형 판독 정확도가 98% 이하이거나, 4% 이상의 높은 missing genotype call rate을 나타내거나, 30% 초과의 heterozygosity를 가지거나, 성별이 일치하지 않는 대상자들은 연구 대상자에서 제외되었다. 본 연구는
유전형에 따른 유전자 발현의 상관관계를 알아보기 위해 두 가지 분석을 진행하였다. 먼저, 유전자 영역의 SNP가 유전자 혹은 단백질 발현에서 어떠한 영향을 미치는지 Regulome DB (Stanford University)를 사용하여 확인해 보았다. Regulome DB는 gene expression omnibus와 encyclopedia of DNA elements 프로젝트 등의 실험 데이터를 기반으로 해당 SNP가 유전체에 미치는 영향을 예측하고 점수화 하는 데이터베이스이다. 이를 통해 DNase 과민성 영역, 전사 인자의 결합 부위, 조절 전사에 대해 생화학적으로 특성화된 프로모터 영역 등의 정보를 얻을 수 있다.
두 번째로, 유전형에 따라 유전자 발현 양이 증가 또는 감소하는지 GTExportal (Broad Institute)에서 알아보았다. GTExPortal은 유전자형과 조직 특이적 유전자 발현 수준 사이의 상관관계가 유전자 발현 여부와 양에 영향을 미치는지 식별할 수 있는 사이트이며 인간 유전자 발현과 조절, 그리고 유전 변이와의 관계를 연구할 수 있다.
본 연구에서는 2번 염색체에 위치한
The associated SNPs in the
Gene | Chromosome | No. | SNP | BP | Function | A1 | A2 | MAF | OR (95% CI) | Additive |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Case (n = 393) |
Control (n = 8,936) |
||||||||||
2 | G1 | rs6729860 | 48644231 | Upstream | C | A | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.54–0.85) | 7 × 10-4 | |
G2 | SNP_A-2161077 | 48648613 | - | G | A | 0.36 | 0.45 | 0.72 (0.58–0.89) | 3 × 10-3 | ||
G3 | rs3749142 | 48662098 | Coding | A | G | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
G4 | SNP_A-1905545 | 48663377 | - | G | A | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I1 | rs2293274 | 48640638 | Intronic | T | C | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.54–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I2 | rs2293272 | 48641237 | Intronic | G | A | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.54–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I3 | rs6712592 | 48646617 | Upstream | T | C | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.53–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I4 | rs6741341 | 48646819 | Upstream | T | A | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.53–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I5 | rs2349098 | 48647787 | Intronic | C | T | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.53–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I6 | rs13025488 | 48649304 | Upstream | G | T | 0.37 | 0.45 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I7 | rs6732365 | 48649911 | Upstream | C | A | 0.37 | 0.45 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I8 | rs12990079 | 48651427 | Intronic | C | T | 0.37 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I9 | rs1996970 | 48651987 | Intronic | C | G | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I10 | rs11681276 | 48652209 | Upstream | T | G | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I11 | rs11681426 | 48652500 | Upstream | A | G | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I12 | rs6716291 | 48653182 | Upstream | G | C | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I13 | rs13027618 | 48653479 | Intronic | G | C | 0.37 | 0.45 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I14 | rs13034951 | 48654390 | Intronic | A | G | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I15 | rs11693429 | 48655980 | Upstream | G | T | 0.37 | 0.45 | 0.72 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I16 | rs17039250 | 48661300 | Coding | C | A | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.54–0.85) | 7 × 10-4 | ||
I17 | rs3828340 | 48661480 | Coding | C | T | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I18 | rs940389 | 48661656 | Missense | C | G | 0.37 | 0.44 | 0.73 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I19 | rs3749144 | 48662386 | Coding | A | T | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I20 | rs3749145 | 48662402 | Missense | T | C | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I21 | rs3792234 | 48663097 | Coding | T | G | 0.31 | 0.40 | 0.67 (0.53–0.84) | 6 × 10-4 | ||
I22 | rs3792235 | 48663260 | Intronic | C | T | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I23 | rs13011288 | 48663571 | Intronic | T | C | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I24 | rs12992755 | 48663621 | Intronic | C | T | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I25 | rs11680574 | 48664120 | Intronic | G | A | 0.36 | 0.44 | 0.72 (0.58–0.90) | 3 × 10-3 | ||
I26 | rs6710565 | 48664188 | Intronic | G | A | 0.37 | 0.45 | 0.72 (0.58–0.90) | 4 × 10-3 | ||
I27 | rs10495953 | 48665358 | Intronic | T | C | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I28 | rs4566410 | 48665387 | Intronic | C | T | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I29 | rs11693559 | 48665452 | Intronic | A | C | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I30 | rs11693691 | 48665568 | Intronic | C | G | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I31 | rs11678306 | 48665635 | Intronic | G | T | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I32 | rs13007571 | 48665892 | Intronic | C | T | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 | ||
I33 | rs3792237 | 48666332 | Intronic | A | G | 0.38 | 0.45 | 0.75 (0.60–0.93) | 1 × 10-2 |
The
SNP, single nucleotide polymorphism; BP, base pair; A1, minor allele; A2, major allele; MAF, minor allele frequency; OR, odds ratio; CI, confidence interval.
KARE 유전형 자료를 기반으로
웹 기반 프로그램인 Locuszoom version 1.1을 기반으로
Regulome DB와 GTExPortal 두 가지 분석 방법을 이용하여 SNP의 유전형에 따른 유전자 발현의 상관관계를 알아보았다. 먼저 Regulome DB 분석 결과
Results of the Regulome DB of SNP on the
Gene | SNP | BP | A1 | A2 | Regulome DB | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Score | eQTL | TFBS | DNase | Proteins bound | Motifs | |||||
rs6729860 | 48644231 | C | A | 1f | + | + | + | MNT | - | |
rs3749142 | 48662098 | A | G | 1f | + | + | + | - | - | |
rs2293274 | 48640638 | T | C | 1f | + | + | + | AFF1 | - | |
rs2293272 | 48641237 | G | A | 1f | + | + | + | RBBP5, CEBPA, CTCF | ZNF423 | |
rs6741341 | 48646819 | T | A | 1f | + | + | + | - | - | |
rs2349098 | 48647787 | C | T | 1b | + | + | + | CTCF, EP300, TFAP2B | GFI1B, RUNX1 | |
rs13025488 | 48649304 | G | A | 1f | + | + | + | POLR2A, EP300, FOS, STAT3, CEBPA | MYB | |
rs6732365 | 48649911 | C | A | 1f | + | + | + | CTCF | - | |
rs12990079 | 48651427 | C | T | 1f | + | + | + | - | - | |
rs1996970 | 48651987 | C | G | 1f | + | + | + | TCF12, GATA3 | - | |
rs11681276 | 48652209 | T | G | 1f | + | + | + | ZBTB17, IKZF1 | - | |
rs11681426 | 48652500 | A | G | 1f | + | + | + | MEF2A, ZNF394, KLF16, ZBTB17, TFAP4, NFIC, CEBPA, IKZF1 | - | |
rs13027618 | 48653479 | G | C | 1f | + | + | + | CTCF, TEAD4, MAX, HDAC2, SIN3A, ZNF217, ZNF687, POLR2A, YY1, GATA3 | - | |
rs11693429 | 48655980 | G | T | 1f | + | + | + | - | - | |
rs17039250 | 48661300 | C | A | 1f | + | + | + | - | RORB, RORC | |
rs3828340 | 48661480 | C | T | 1f | + | + | + | CEBPA | - | |
rs940389 | 48661656 | C | G | 1f | + | + | + | CEBPA | - | |
rs3749144 | 48662386 | A | T | 1d | + | + | + | NR2F2 | RARB, RARG, RXRB | |
rs3749145 | 48662402 | T | C | 1f | + | + | + | NR2F2 | - | |
rs3792234 | 48663097 | T | G | 1f | + | + | + | - | - | |
rs3792235 | 48663260 | C | T | 1f | + | + | + | - | - | |
rs13011288 | 48663571 | T | C | 1f | + | + | + | - | - | |
rs12992755 | 48663621 | C | T | 1f | + | + | + | - | TFAP4 | |
rs11680574 | 48664120 | G | A | 1f | + | + | + | - | - | |
rs10495953 | 48665358 | T | C | 1f | + | + | + | GATA3, SIN3A, TCF12, E2F1, DPF2, ZBTB7B, SMARCE1, ESR1, ZNF217, CTBP1 | - | |
rs4566410 | 48665387 | C | T | 1f | + | + | + | GATA3, SIN3A, TCF12, E2F1, DPF2, ZBTB7B, SMARCE1, ESR1, ZNF217, CTBP1 | - | |
rs11693559 | 48665452 | A | C | 1f | + | + | + | GATA3, SIN3A, TCF12, E2F1, DPF2, ZBTB7B, ESR1, ZNF217, CTBP1 | - | |
rs11693691 | 48665568 | C | G | 1b | + | + | + | SIN3A, TCF12, E2F1, ZBTB7B, ESR1, ZNF217, CTBP1 | SMAD2 | |
rs11678306 | 48665635 | G | T | 1f | + | + | + | SIN3A, E2F1, ZBTB7B | - | |
rs3792237 | 48666332 | A | G | 1f | + | + | + | SP1, CHD7, STAT6, ERG, GTF2I, ZNF462, MAX, FOXK1, ZNF138, ZNF532 | - |
SNP, single nucleotide polymorphism; BP, base pair; A1, minor allele; A2, major allele; eQTL, expression quantitation trait loci; TFBS, transcription factor binding site.
고지혈증은 혈액 내 지질 농도가 비정상적으로 높은 상태를 말하는 질환으로써 지방세포, 지방 조직과 밀접한 관계가 있다. 지방세포는 체지방 저장, 호르몬 및 사이토카인의 분비, 인슐린 저항성 조절 등 대사 균형 유지에 중요한 역할을 하며 (13), 지방 조직은 주요 에너지 저장소일 뿐만 아니라 다양한 호르몬 유사 분자와 아디포카인이라고 하는 사이토카인을 생성하는 것과 같은 중요한 내분비 기능을 가지고 있어 전신 대사와 에너지 항상성의 조절에 관여한다 (14). 이에 본 연구에서는 지질대사와 관련이 있는
분석 결과 KARE Genotype 유전형 자료를 기반으로 고지혈증에서 4개의 SNP가 통계적 유의성(
현재까지 한국에서
This study was conducted with bioresources from National Biobank of Korea, the Korea Disease Control and Prevention Agency, Republic of Korea (2021-023).
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This research was supported by the Academic Research Fund of Hoseo University in 2023-0323.
Conceptualization: DH. Data curation: all authors. Formal analysis: all authors. Funding acquisition: DH. Investigation: all authors. Methodology: SK. Project administration: DH. Resources: DH. Software: DH. Supervision: DH. Validation: DH. Visualization: all authors. Writing – original draft: SK. Writing – review and editing: all authors.