劉佳南,王 茜,吳 玫,鄭錦花,張桂珍*

(1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院中心研究室,吉林長(zhǎng)春 130033;2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院腎內(nèi)科,吉林長(zhǎng)春 130033)

中國(guó)東北漢族人群解偶聯(lián)蛋白3基因-55C/T多態(tài)性與2型糖尿病相關(guān)性研究

劉佳南1,王 茜2,吳 玫1,鄭錦花1,張桂珍1*

(1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院中心研究室,吉林長(zhǎng)春 130033;2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院腎內(nèi)科,吉林長(zhǎng)春 130033)

目的探討解偶聯(lián)蛋白3(uncoupling protein 3,UCP3)基因-55C→T變異與中國(guó)東北地區(qū)2型糖尿病的關(guān)系。方法用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性檢測(cè)100例2型糖尿病患者(男/女為58/42)及113名糖耐量正常者(男/女為56/57)UCP3基因-55C→T變異的基因型。結(jié)果2型糖尿病組與正常對(duì)照組三種基因型頻率及等位基因頻率分布差異均有顯著性意義,P值分別為0.027和0.003,兩組間攜帶T的基因型(CT+TT)頻率差異有顯著意義(P=0.008);T等位基因與2型糖尿病患者血清總膽固醇(CHOL)及低密度脂蛋白(LDLC)頻率升高相關(guān)(P為0.021,0.024)。結(jié)論UCP3基因-55C→T變異與中國(guó)東北漢族人群2型糖尿病患者局部體脂代謝存在相關(guān)性,該基因變異與2型糖尿病發(fā)病相關(guān)。

解偶聯(lián)蛋白3基因;2型糖尿病;多態(tài)性

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0896)

解偶聯(lián)蛋白(uncoupling protein,UCP)是線粒體質(zhì)子運(yùn)載體,可將呼吸鏈與ATP產(chǎn)生過程解偶聯(lián)而影響體內(nèi)能量的平衡,因而在2型糖尿病的分子生物學(xué)研究中倍受關(guān)注,先后有學(xué)者在白種人、Pima印地安人、高加索人群等人種中發(fā)現(xiàn)UCP3-55C/T變異與2型糖尿病的發(fā)病相關(guān),由于2型糖尿病易感基因變異具有種族和地域差異,因此,本文對(duì)解偶聯(lián)蛋白3(uncoup ling protein 3,UCP3)基因-55C→T變異與中國(guó)東北地區(qū)2型糖尿病者的關(guān)系進(jìn)行了研究。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 T2DM組:2007年1月至2007年12月入我院100例T2DM 患者,男58例,女42例,平均年齡52.94±11.94;受試者間無親緣關(guān)系。T2DM診斷依據(jù)1999年WHO制定的診斷標(biāo)準(zhǔn):空腹血漿葡萄糖(FBG)≥7.0 mmol/L和(或)口服糖耐量實(shí)驗(yàn)(OGTT)2 h血糖≥11.1 mmol/L。根據(jù)病史、家族史除外Ⅰ型糖尿病、繼發(fā)性糖尿病及遺傳性缺陷導(dǎo)致的糖尿病。排除嚴(yán)重肝腎損害及心功能不全。所有受試者均進(jìn)行人體測(cè)量學(xué)檢查,如體重指數(shù),同時(shí)也測(cè)定相關(guān)生化指標(biāo)和脂代謝相關(guān)指標(biāo)。受試者的臨床及代謝性指標(biāo)數(shù)據(jù)見表1。

正常對(duì)照組:健康體檢者113例,男51例,女62例,年齡40.57±11.27。明確排除T2DM及其它內(nèi)分泌代謝疾病,一級(jí)親屬中無T2DM或其它內(nèi)分泌代謝疾病。

表1 T2DM患者組臨床及代謝性指標(biāo)

1.2 方法 各受試者于采血前夜22:00后禁食,次晨抽取肘靜脈血2 ml用EDTA抗凝,用上海生物工程技術(shù)公司外周血基因組DNA提取試劑盒說明進(jìn)行基因組DNA的提取,以100 ngDNA為模板在總反應(yīng)體系20 μ l行錯(cuò)配PCR擴(kuò)增。上游引物為 5'-CCTCCCCTCTCACCTCACTG-3',下游引物為 5'-GGCACTGGTCTTATACCCAC-3'(Sangong公司合成),其中 10×緩沖液 5 μ l Mgcl2(25 mM),dNTPs(2.5 mM),上 、下游引物(10 μ M),TaqE(5 U/μ l);PCR 反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性5 min,94℃變性45 s,58℃退火45 s,72℃延伸1 min,共進(jìn)行30循環(huán),末次循環(huán)后72℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物為118 bp片段,繼以限制性內(nèi)切酶BseDⅠ(MBI Fermenta)在55℃酶解PCR產(chǎn)物4 h,經(jīng)2.5%的瓊脂糖凝膠,0.5×TBE電泳緩沖液,5 V/cm電壓條件下分離酶解產(chǎn)物片段,于紫外燈下觀察。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料用±s表示,使用 t檢驗(yàn)或方差分析比較;分類計(jì)數(shù)資料比較使用卡方檢驗(yàn);雙側(cè)P＜0.05認(rèn)為統(tǒng)計(jì)學(xué)有顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 基因型的判定

UCP3-55C/T基因型的判定見圖1,CC純合子電泳條帶為94 bp,TT純合子為118 bp,CT雜合子電泳條帶帶為94 bp及118 bp(圖1)

2.2 UCP3-55C/T基因型的分布

T2DM患者與正常對(duì)照組患者的UCP3-55C/T基因型頻率和等位基因頻率分布見表2,兩組間三種基因型頻率及等位基因頻率分布差異均有顯著性意義,P值分別為0.027和0.003。與正常對(duì)照組相比,T2DM組等位基因T頻率升高,C頻率降低。兩組間攜帶T的基因型(CT+TT)頻率差異有顯著意義(P=0.008)。

圖1 UCP3基因PCR-RFLP結(jié)果 M:分子量標(biāo)準(zhǔn)

表2 UCP3-55C/T基因型及等位基因頻率分布n(%)

2.3 UCP3-55C/T基因型與T2DM臨床變量之間的關(guān)系

T2DM患者UCP3-55C/T各基因型間臨床變量的比較見表3,血脂分別取TG為1.6mmol/L,CHOL為5.82 mmol/L,HDLC為1.52 mmol/L,LDLC≥3.1 mmol/L為切割點(diǎn),體重指數(shù)BMI以25為切割點(diǎn)。將各組的臨床變量分為高于切割點(diǎn)或低于切割點(diǎn)亞組,分別比較兩亞組間的基因型頻率,從中可以看出只有CHOL兩亞組間基因型差異有顯著意義,CHOL≥5.82 mmol/L組的CC基因型頻率高于CHOL＜5.82 mmol/L,P值為0.021。雖然LDL兩亞組間基因型差異沒有顯著意義,但CC基因型的患者LDL水平高于CT+TT基因型,P值為0.024?？梢?UCP3基因-55C/T基因多態(tài)性雖然與T2DM患者高LDL血癥不相關(guān),但攜帶C等位基因的患者血清中LDL傾向于升高。UCP3-55C/T基因型在其他變量組間的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 T2DM患者臨床變量與UCP3基因-55C/T基因型的關(guān)系

注:*為P＜0.05

3 討論

解偶聯(lián)蛋白(uncoupling protein,UCP)是分布于線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)載體,通過質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)降低電化學(xué)梯度,同時(shí)釋放能量。UCP基因上的遺傳變異,有可能導(dǎo)致機(jī)體能量消耗程度的差異,從而可能導(dǎo)致個(gè)體間的體脂代謝、體脂含量及分布的差異。體脂異常是導(dǎo)致胰島素抵抗的重要原因,而胰島素抵抗是 2型糖尿病的重要發(fā)病機(jī)理之一[1]。Schrauwen[2]等研究發(fā)現(xiàn)糖耐量減低階段(IGT)患者和2型糖尿病患者骨骼肌中UCP3蛋白表達(dá)水平均下降,且推測(cè)其可能與持續(xù)高血糖、高血脂抑制線粒體功能,或線粒體保護(hù)功能下降相關(guān)。

UCP3基因定位于染色體11q13,長(zhǎng)8.7 kb,其啟動(dòng)子區(qū)-55 bp處、即TA TA盒上游6個(gè)bp處存在C→T變異,我們應(yīng)用RFLP方法對(duì)T2DM患者及正常對(duì)照組該基因的多態(tài)性進(jìn)行了檢測(cè),并對(duì)該變異與T2DM患者體脂代謝指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)UCP3基因-55 C→T變異頻率在T2DM組患者和正常對(duì)照組之間存在較大差異,差異具有顯著性意義。T2DM患者組等位基因T頻率升高,C頻率降低,且攜帶T等位基因的基因型(CT+TT)明顯高于正常對(duì)照組。此結(jié)果與項(xiàng)坤三研究組對(duì)上海地區(qū)糖尿病患者研究的結(jié)果一致。[3]但是,我們發(fā)現(xiàn)其在北方漢族人的發(fā)病率高于南方。Otabe[4]等報(bào)道了該變異與白種人BMI相關(guān),基因型為TT者較非TT者BMI顯著升高。我們的研究結(jié)果顯示BMI高者與BMI正常者相比,等位基因頻率及基因型頻率差異均無顯著性,這與Schrauwen等對(duì)Pima印地安人的研究報(bào)道一致。Meirhaeghe[5]等報(bào)道了該變異與白種人的血脂水平相關(guān),基因型為TT者較之非TT者LDL-C水平較高,Hamada[6]等證實(shí)了-55T與HDL-C水平升高相關(guān)。而我們?cè)趯?duì)該變異和T2DM患者脂代謝指標(biāo)之間的關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn),T等位基因與TG、LDL-C和HDL-C均無相關(guān)性。但是,我們的研究結(jié)果顯示UCP3-55C/T變異與血清總膽固醇相關(guān),攜帶T等位基因的患者CHOL降低。雖然,LDL兩亞組間基因型差異沒有顯著意義,但CC基因型的患者LDL高于CT+TT基因型,P值為0.024。可見,UCP3基因-55C/T基因多態(tài)性雖然與T2DM患者高LDL血癥不相關(guān),但攜帶C等位基因的患者血清中LDL傾向于升高。這說明該變異可能中國(guó)人2型糖尿病患者的體脂代謝紊亂相關(guān)。

總之,我們的實(shí)驗(yàn)雖然證實(shí)UCP3-55C/T變異與東北地區(qū)2型糖尿病發(fā)病相關(guān),并與部分脂代謝相關(guān),但并未發(fā)現(xiàn)此變異與患者其他代謝指標(biāo)相關(guān),其可能與其它基因形成連鎖不平衡共同影響體脂代謝,從而導(dǎo)致2型糖尿病發(fā)病。因此,闡明UCP3的主要生理作用及其基因變異與肥胖和2型糖尿病的關(guān)系將對(duì)2型糖尿病的預(yù)防和治療起指導(dǎo)作用。

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[2]Schrauwen P,et al.A novel polymorphism in the proximal UCP3 promoter region:effect on skeletal muscle UCP3 mRNA expression and obesity in male non-diabetic Pima Indians[J].Int J Obes Relat Metab Disord,1999.23(12):p.1242.

[3]申海蓮,項(xiàng)坤三,賈偉平.解偶聯(lián)蛋白3基因-55C/T變異與中國(guó)人體脂代謝、含量、分布及2型糖尿病的關(guān)系[J].中華醫(yī)學(xué)遺傳雜志,2002,19(4):317.

[4]Otabe S,et al.A genetic variation in the 5'flanking region of the UCP3 gene is associated with body mass index in humans in interaction with physical activity[J].Diabetologia,2000.43(2):p.245.

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[6]Hamada T,et al.The common-55 C/T polymorphism in the promoter region of the uncoupling protein 3gene reduces prevalence of obesity and elevates serum high-density lipoprotein cholesterol levels in the general Japanese population[J].Metabolism,2008.57(3):p.410.

uncoupling protein 3 gene-55C→T variant with Type 2 Diabetes Mellitus in Han population northeast in Chinese

LIUJianan1,WANGQian2,WU Mei1,et al.(1.Central Laboratory,China-JapanUnion Hospital,Jilin University,Changehun130033,China2.Department of nephrology,China-Japan Union Hospital,Jilin University,Changehun130033,China)

ObjectiveTo investigate the relationship of UCP3 gene-55C→T variantwith Type 2 DiabetesMellitus inHan population northeast in Chinese.MethodsPolymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism(PCR-R FLP)was used to detect the genotype of UCP3 gene-55C→T in a total of 213 Chinese including 113 individualswith normal glucose tolerance(NGT)and 100 patientswith type 2 diabetes.ResultsType 2 diabetes groups have the significance with the normal control group of genotype frequencies and the allele frequency distribution difference(P=0.027and P=0.003),during two groups carry T the genotype(CT+TT)frequency difference to have the remarkable significance(P=0.008);The T allele andType 2 diabetes groups of cholesterol(CHOL)and the low density lipoprotein(LDL)on frequency ascension correlation(P=0.021,0.024)Conclusion Although UCP3 gene-55C→T variant is associated with type 2 diabetesMellitus northeast in Chinese.

uncoupling protein 3 gene;type 2 diabetes mellitus;genetic polymorphisms

R587.1

A

1007-4287(2010)06-0896-03

*通訊作者

劉佳南,女,30歲,吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院中心研究在讀碩士,研究方向:糖尿病分子發(fā)病機(jī)制。

2009-04-29)