趙艷茹,齊曦明,尹福在,劉 波,周 鈺,劉 文
近年來研究表明,肥胖是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要危險因子之一,肥胖及其相關(guān)疾病的重要發(fā)病機制是慢性非特異性炎癥過程。在肥胖和糖尿病患者中發(fā)現(xiàn)體脂(尤其是腹內(nèi)脂肪)含量與炎癥反應(yīng)因子的水平顯著相關(guān)。炎性因子、趨化因子、巨噬細胞是肥胖癥、脂肪炎癥的重要參與者[1]。趨化因子CXCL5 是上皮細胞來源的中性粒細胞活化肽,由致炎因子白介素(IL)-1β或腫瘤壞死因子α(TNF-α)刺激產(chǎn)生,與IL-8協(xié)同誘導(dǎo)中性粒細胞的黏附活性,參與多種疾病的發(fā)生[2]。本研究采用聚合酶鏈反應(yīng)限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)技術(shù)檢測河北省秦皇島地區(qū)漢族人群趨化因子CXCL5基因啟動子-156G/C的多態(tài)性,探討其與T2DM肥胖的關(guān)系,現(xiàn)報道如下。
1.1 一般資料 選取2009年2—10月在我院內(nèi)分泌科住院的T2DM患者210例(T2DM組),均為漢族人,均符合1999年世界衛(wèi)生組織(WHO)糖尿病診斷標準;其中男105例,女105例;平均年齡(54.1±12.4)歲;排除伴有急慢性感染性疾病、嚴重心腦血管病變、肝腎功能不全及嚴重糖尿病急性代謝并發(fā)癥者。另選取同期在我院體檢中心體檢的健康者171例(對照組),其中男88例,女83例;平均年齡(52.6±11.5)歲。兩組受檢者性別(χ2=0.283,P>0.05)、年齡(t=1.175,P>0.05)間有可比性。
1.2 主要儀器及試劑 Mastercycler T-Gradinet型聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴增儀(德國Eppendorf公司),PCR試劑為Promega公司產(chǎn)品。DYCZ-28A型電泳槽(北京市六一儀器廠),恒溫孵育箱。人全血DNA提取試劑盒(北京天根生物有限公司),Taq-DNA聚合酶、NRUⅠ限制性內(nèi)切酶(Promega公司)。
1.3 方法
1.3.1 基因型檢測 (1)DNA提?。撼槿∷惺軝z者空腹外周靜脈血2 ml,采用北京天根生化科技有限公司的非離心柱型DP319-01試劑盒,提取白細胞基因組DNA。(2)PCR擴增目的片段:引物序列均查基因庫并參考文獻[3]設(shè)計,上游引物:5′-CTCCTCCTGGCCACCCTCGC-3′,下游引物:5′-TCAAGCTTTGGGATGCTGGGGAA-3′(上海捷瑞生物工程有限公司合成)。5×PCR緩沖液15 μl,10 mmol/L脫氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)4.0 μl,上下游引物各4.0 μl,Taq酶 0.5 μl,DNA產(chǎn)物4.0 μl,加水至50 μl,反應(yīng)條件:95 ℃預(yù)變性10 min,然后95 ℃變性30 s、61 ℃退火30 s、72 ℃延伸30 s,40個循環(huán)后,72 ℃終末延伸10 min。(3)PCR產(chǎn)物的回收純化:擴增片段長度為114 bp,分離純化擴增產(chǎn)物,測序(上海捷瑞生物有限公司測序,采用反方向測序)并與Gene Bank中CXCL5基因比較。(4)回收產(chǎn)物的酶切:用NRUⅠ限制性內(nèi)切酶進行酶切,酶切體系為20 μl,含10×緩沖液2.0 μl,乙?;Q迩宓鞍?.125 μl,PCR產(chǎn)物10.0 μl,NRUⅠ內(nèi)切酶0.5 μl,加滅菌去離子水混勻后于37 ℃孵育箱中酶切14~16 h。(5)基因型的確定:酶切產(chǎn)物經(jīng)15%聚丙烯酰胺電泳,溴乙錠染色30 min,紫外燈下確定基因型。
1.3.2 由經(jīng)過培訓(xùn)并認證合格的調(diào)查員應(yīng)用標準技術(shù)方法進行身高、體質(zhì)量測量,并計算體質(zhì)指數(shù)(BMI)。依據(jù)亞太地區(qū)2000年標準,BMI≥25 kg/m2為肥胖。然后依據(jù)是否存在肥胖,將T2DM組及對照組受檢者分成非肥胖T2DM組、肥胖T2DM組、非肥胖對照組、肥胖對照組,比較各組受檢者CXCL5基因啟動子-156位點基因型分布及等位基因頻率。
2.1 PCR產(chǎn)物酶切后電泳結(jié)果 CXCL5基因啟動子-156位點有3種基因型,G/G基因型可被酶切為95、19 bp 2個片段;G/C基因型可被酶切為114、95、19 bp 3個片段;C/C基因型不可被酶切,可見1條電泳帶為114 bp(見圖1)。
2.2 T2DM組和對照組CXCL5基因啟動子-156G/C位點基因型分布及等位基因頻率比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05,見表1)。
2.3 非肥胖對照組、肥胖對照組、非肥胖T2DM組、肥胖T2DM組受檢者CXCL5基因啟動子-156位點基因型分布及等位基因頻率比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);其中組間CXCL5基因啟動子-156位點基因型分布及等位基因頻率兩兩比較,如肥胖T2DM組與非肥胖T2DM組、非肥胖對照組比較,肥胖對照組與非肥胖對照組、非肥胖T2DM組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05);而肥胖T2DM組與肥胖對照組比較,非肥胖T2DM組與非肥胖對照組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05,見表2)。
注:1、2、3分別為C/C基因型、G/G基因型、G/C基因型,4為PCR擴增產(chǎn)物,M為DNA Marker;19 bp片段未顯示
圖1 CXCL5基因啟動子-156G/C PCR產(chǎn)物NRUⅠ酶切后電泳結(jié)果
Figure1 Electrophoresis results of PCR production NRUⅠof CXCL5-156G/C after cleavage
表1 T2DM組和對照組CXCL5基因型分布及等位基因頻率比較〔n(%)〕
Table1 Comparison of CXCL5 polymorphism genotype and allele frequency in patients with type 2 diabetes mellitus and controls
組別例數(shù)基因型G/G G/C C/C等位基因G C對照組171106(61 99)60(35 09) 5(2 92) 272(79 53) 70(20 47) T2DM組210124(59 04)72(34 29)14(6 67)320(76 19)100(23 81)χ2值2 801 029P值>0 05>0 05
表2 各亞組受檢者CXCL5基因型分布及等位基因頻率比較〔n(%)〕
注:與非肥胖對照組比較,*P<0.05;與非肥胖糖尿病組比較,△P<0.05;與肥胖對照組比較,▲P<0.05
肥胖和T2DM具有普遍的炎性反應(yīng)特征。Herder等[4]研究顯示即便在校正傳統(tǒng)危險因素的影響后,低度炎癥反應(yīng)與T2DM依然顯著相關(guān),因此前者很可能與后者的發(fā)病機制有關(guān)。趨化因子作為肥胖者中白細胞浸潤脂肪組織時的炎性遞質(zhì),可能對啟動和延續(xù)前炎癥狀態(tài)有重要作用,后者可促進T2DM和心血管疾病的發(fā)生。CXCL5/ENA-78即上皮細胞來源的中性粒細胞活化肽,是趨化因子超家族的CXC亞族成員,具有很強的粒細胞趨化作用,為具有促進血管新生作用ELR+類[5],參與炎癥、腫瘤、自身免疫病、變態(tài)反應(yīng)、獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程。Zineh等[6]研究證實CXCL5基因啟動子-156位點多態(tài)性會影響中性粒細胞活化態(tài)-78(ENA-78)功能,并指出-156位點攜帶C等位基因者其血漿CXCL5水平顯著升高,并直接影響白細胞產(chǎn)生CXCL5。因此,CXCL5基因啟動子-156G/C多態(tài)性影響基因的表達水平。
在血清CXCL5與肥胖及胰島素抵抗的研究中,循環(huán)中的CXCL5水平與體質(zhì)量相關(guān),Chavey等[7]研究發(fā)現(xiàn)肥胖個體血清CXCL5水平明顯高于較瘦個體。肥胖婦女進食4周極低熱量飲食(800 kcal/d)后,隨著體質(zhì)量的下降其CXCL5水平下降。Ková?iková等[8]的報道與前者一致,而且還提示在飲食計劃維持體質(zhì)量階段后(約6個月)胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)明顯降低。而在中國上海大規(guī)模中老年人群調(diào)查中發(fā)現(xiàn),男性和女性腰臀比及血總膽固醇水平隨血清CXCL5的四分位數(shù)值增高而增加,指出了血清CXCL5與脂代謝密切相關(guān)[9]。
本研究結(jié)果顯示,T2DM患者與健康者CXCL5基因啟動子-156位點基因型分布及等位基因頻率間無顯著差異,提示CXCL5酶切位點基因多態(tài)性與T2DM發(fā)病無明顯遺傳關(guān)聯(lián)性,與近期國外報道[3]不一致。此外,本研究發(fā)現(xiàn)肥胖T2DM組CXCL5基因啟動子-156位點CC、CG、GG基因型構(gòu)成及等位基因頻率與非肥胖T2DM組、非肥胖對照組比較,肥胖對照組與非肥胖對照組、非肥胖T2DM組比較,均有顯著差異。提示肥胖T2DM患者C等位基因頻率顯著高于非肥胖健康者及非肥胖T2DM患者,肥胖健康者C等位基因頻率顯著高于非肥胖健康者及非肥胖T2DM患者;而肥胖T2DM患者與肥胖健康者比較,非肥胖T2DM患者與非肥胖健康者比較,基因型分布及等位基因頻率間均無顯著差異。表明肥胖者不論有無糖尿病,其C等位基因頻率均高于非肥胖者,提示CXCL5基因啟動子-156G/C位點多態(tài)性與肥胖密切相關(guān),而與T2DM可能無關(guān)。該基因啟動子-156位點G-C變異有可能是引起肥胖的重要遺傳因素。這與Chavey等[7]結(jié)測CXCL5是肥胖及相關(guān)疾病起因的結(jié)論相一致。
總之,CXCL5基因啟動子-156G/C位點多態(tài)性有可能是引起肥胖的眾多基因或因素之一,與其他因素共同影響肥胖的發(fā)生。下一步研究方向是檢測CXCL5 mRNA的表達及血清、尿中CXCL5水平,并加大樣本量,開展多中心、多種族的研究。
1 Matter CM,Handschin C.RANTES(regulated on activation,normal T cell expressed and secreted),inflammation,obesity,and the metabolic syndrome[J].Circulation,2007,115(8):946-948.
2 Imaizumi T,Hatakeyama M,Taima K,et al.Effect of double-stranded RNA on the expression of epithelial neutrophil activating peptide-78/CXCL-5 in human endothelial cells[J].Inflammation,2004,28(4):215-219.
3 Ranjbar HS,Amiri P,Zineh I,et al.CXCL5 gene polymorphism association with diabetes mellitus[J].Mol Diagn Ther,2008,12(6):391-394.
4 Herder C,Schneitler S,Rathmann W,et al.Low-grade inflammation,obesity,and insulin resistance in adolescents[J].J Clin Endocrinol Metab,2007,92(12):4569-4574.
5 Distler JH,Hirth A,Kurowska-Stolarska M,et al.Angiogenic and angiostatic factors in the molecular control of angiogenesis[J].Q J Nucl Med,2003,47(3):149-161.
6 Zineh I,Aquilante CL,Langaee TY,et al.CXCL5 gene polymorphisms are related to systemic concentrations and leukocyte production of epithelial neutrophil-activating peptide(ENA-78)[J].Cytokine,2006,33(5):258-263.
7 Chavey C,F(xiàn)ajas L.CXCL5 drives obesity to diabetes,and further[J].Aging(Albany NY),2009,1(7):674-677.
8 Ková?iková M,Sengenes C,Ková?ová Z,et al.Dietary intervention-induced weight loss decreases macrophage content in adipose tissue of obese women[J].Int J Obes(Lond),2010,35(1):91-98.
9 Yang Z,Zhang Z,Wen J,et al.Elevated serum chemokine CXC ligand 5 levels are associated with hypercholesterolemia but not a worsening of insulin resistance in Chinese people[J].J Clin Endocrinol Metab,2010,95(8):3926-3932.