健康な黒人青年と白人青年におけるアルギニンジメチル化と心代謝因子の民族的比較。ASOSとAfrican-PREDICT研究

An Ethnic Comparison of Arginine Dimethylation and Cardiometabolic Factors in Healthy Black and White Youth: The ASOS and African-PREDICT Studies.

• Alexander Bollenbach
• Aletta E Schutte
• Ruan Kruger
• Dimitrios Tsikas

抄録

タンパク質アルギニンジメチル化（PADiMe）は、主要な翻訳後修飾である。非対称および対称PADiMe生成物のタンパク質分解は、それぞれ非対称ジメチルアルギニン（ADMA）および対称ジメチルアルギニン（SDMA）を放出し、2つの内因性動脈原性物質となる。SDMA、ADMA、およびその主要代謝物であるジメチルアミン(DMA)は腎臓で除去される。DMA+ADMA、SDMA、およびDMA+ADMA+SDMAの尿中濃度は、それぞれ全身非対称および対称PADiMeの有用な測定値である。尿中(DMA+ADMA)/SDMAは、非対称と対称のPADiMeバランスの指標である。ASOS（黒人男子39人，白人男子41人）とAfrican-PREDICT（黒人青年292人，白人青年281人）の2つの二民族研究では，民族性がPADiMeの主要な決定因子であるかどうか，また，PADiMeが血圧やHDLを含む民族依存性の成長因子や炎症性因子と関連しているかどうかを調べた．スポット尿検体中のDMA、ADMA、SDMAをガスクロマト質量分析法で測定し、それらの排泄物をクレアチニン排泄物で補正した。クレアチニン補正したDMA、DMA+ADMA、DMA+ADMA+SDMAの濃度は、白人男子に比べて黒人男子ではそれぞれ11.7％、9.5％、7.6％（いずれも<0.05）、白人男子に比べてそれぞれ3.4％、2.0％、1.8％（いずれも<0.05）低かった。(DMA+ADMA)/SDMAは、黒人男子と黒人男子の間で差はなかったが、白人男子と比較して黒人男子で高かった。ADMAは、黒人男子と白人男子の間、および黒人男子と白人男子の間で差はなかった。クレアチニン補正したSDMAの排泄量は，白人男子に比べて黒人男子では8％，白人男子では3.1％低下していた．いずれの研究でもPADiMe指標は血圧と関連していなかった。IGF-結合タンパク質3は、黒人男子のみですべてのPADiMe指標と逆相関していた。我々の研究では、非対称プロテイン性アルギニンジメチル化は黒人男子よりも白人男子の方が高く、この差は成人期には消失することが示された。また、ADMAの代謝とSDMAの排泄は白人に比べて黒人では低かったことから、小児期のADMAとSDMAは民族依存的に肝・腎から排泄されることが示唆された。本研究の結果は、これまで十分に研究されていなかった成長や炎症など、動脈硬化以外の臨床的な関連性を持っている可能性があります。

Proteinic arginine dimethylation (PADiMe) is a major post-translational modification. Proteolysis of asymmetric and symmetric PADiMe products releases asymmetric dimethylarginine (ADMA) and symmetric dimethylarginine (SDMA), respectively, two endogenous atherogenic substances. SDMA, ADMA, and its major metabolite dimethylamine (DMA) are eliminated by the kidney. The urinary concentrations of DMA+ADMA, SDMA, and DMA+ADMA+SDMA are useful measures of the whole-body asymmetric and symmetric PADiMe, respectively. Urinary (DMA+ADMA)/SDMA is an index of the asymmetric to symmetric PADiMe balance. In two bi-ethnic studies, the ASOS (39 black boys, 41 white boys) and the African-PREDICT (292 black young men, 281 white young men) studies, we investigated whether ethnicity is a major determinant of PADiMe, and whether PADiMe is associated with blood pressure and ethnicity-dependent growth and inflammatory factors, including HDL. DMA, ADMA, and SDMA were measured in spot urine samples by gas chromatography-mass spectrometry, and their excretion was corrected for creatinine excretion. In black boys, creatinine-corrected DMA, DMA+ADMA, and DMA+ADMA+SDMA concentrations were lower by 11.7%, 9.5%, and 7.6% (all < 0.05), respectively, compared to the white boys, and 3.4%, 2.0%, and 1.8% lower (all < 0.05), respectively, in black compared to white men. (DMA+ADMA)/SDMA did not differ between black boys and black men, but was higher in white boys compared to white men. ADMA did not differ between black and white boys, or between black and white men. Creatinine-corrected SDMA excretion was lower in black boys compared to white boys (by 8%) and to white men (by 3.1%). None of the PADiMe indices were associated with blood pressure in either study. IGF-binding protein 3 correlated inversely with all PADiMe indices in the black men only. Our study showed that asymmetric proteinic arginine dimethylation is higher in white boys than in black boys, and that this difference disappears in adulthood. ADMA metabolism and SDMA excretion were lower in the black subjects compared to the white subjects, suggesting ethnicity-dependent hepatic and renal elimination of ADMA and SDMA in the childhood. The results of our study may have clinical relevance beyond atherosclerosis, such as in growth and inflammation, which have not been sufficiently addressed thus far.