葉斌 周嘉強 李紅

UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性與代謝綜合征的關系

葉斌 周嘉強 李紅

目的 探討解偶聯(lián)蛋白2(UCP2)45bp-I/D基因多態(tài)性與代謝綜合征（MetS）的關系。方法 選取杭州市采荷小區(qū)40歲以上漢族人群作為研究對象，符合2005年國際糖尿病聯(lián)盟（IDF）MetS診斷標準者納入MetS-IDF組，共95例；符合2013年中華醫(yī)學會糖尿病學分會（CDS）MetS診斷標準者納入MetS-CDS組，共78例；代謝指標完全正常者為正常組（N組），共109例，并進行UCP2基因多態(tài)性分型，分析不同診斷標準MetS組與N組間基因型的區(qū)別，并行Binary logistic回歸分析不同基因型中MetS各相關組分的區(qū)別。結(jié)果 UCP2基因頻率在MetS-IDF組為D/D 72.63%、D/I+I/I 27.37%，MetS-CDS組為D/D 78.21%、D/I+I/I 21.79%，N組為D/D 88.99%、D/I+I/I 11.01%；等位基因I頻率在MetS-IDF組為16.32%、MetS-CDS組為13.46%、N組為7.8%。不同診斷標準的兩組MetS患者基因型分布和等位基因頻率與N組對比差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。Binary logistic回歸分析表明，MetS-IDF組中，基因型為D/I+I/I者相對于D/D者發(fā)生高甘油三酯血癥、胰島素抵抗、腰圍增粗等風險增高，MetS-CDS組中，基因型為D/I+I/I者相對于D/D者發(fā)生高甘油三酯血癥、胰島素抵抗、腰圍增粗、BMI升高風險增加。結(jié)論 兩個MetS診斷標準均顯示，MetS患者與代謝指標正常者的UCP2 45bp-I/D基因型分布和等位基因頻率均有顯著差異，I等位基因可能是MetS的危險因素。

解偶聯(lián)蛋白2 基因多態(tài)性 代謝綜合征

代謝綜合征（MetS）主要是由中心性肥胖、糖耐量減低、糖尿病、脂代謝紊亂、高血壓等因素組成的一種臨床狀態(tài)，已是嚴重影響人類健康的重大疾病之一。其病因涉及廣泛，病理機制復雜，目前認為是多基因和多種環(huán)境相互作用的結(jié)果。解偶聯(lián)蛋白2（UCP2）是線粒體膜轉(zhuǎn)運載體，近年來的研究認為，UCP2與能量代謝密切相關，而UCP2基因可能是將肥胖、胰島β細胞功能障礙和2型糖尿病聯(lián)系起來的關鍵基因[1]。Otaba等[2]對UCP2基因直接測序發(fā)現(xiàn)6個基因變異，外顯子8的3’端45bp非轉(zhuǎn)錄區(qū)的插入缺失（UCP2 45bp-I/D）多態(tài)性為其中之一。有研究報道UCP2 45bp-I/D與印度人BMI相關，但與2型糖尿病無關[3]。Yong等[4]對988例韓國人研究發(fā)現(xiàn)，UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性與BMI（P=0.007）及腰圍（P=0.005）均相關，I/I基因型可能為肥胖危險因素。國外發(fā)現(xiàn)UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性與肥胖相關，而國內(nèi)對UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性與MetS的研究極少，筆者觀察杭州市760例40歲以上漢族成年人，研究UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性與MetS之間的關系。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2013年11月至2015年2月于杭州市采荷小區(qū)居住的全部40歲以上漢族人群作為研究對象，共760例。符合MetS診斷標準者入選MetS組，再根據(jù)不同診斷標準分為不同亞組，符合2005年國際糖尿病聯(lián)盟（IDF）診斷標準者為MetS-IDF組，共95例，男42例，女53例，年齡（45.0±3.5）歲。符合2013年中華醫(yī)學會糖尿病學分會（CDS）診斷標準者為MetS-CDS組，共78例，男32例，女46例，年齡（46.5±3.8）歲。選取無任何MetS指標異常，并且無高血壓、糖尿病、血脂異常病史者作為正常組（N組），共109例，男42例，女67例，年齡（46.0±3.3）歲。排除心腦血管疾病、原發(fā)腎臟疾病、急慢性肝病、急性感染、腫瘤等疾病。本研究由浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院倫理委員會批準，所有研究對象均提供書面知情同意書。

1.2 診斷標準1.2.1 IDF MetS診斷標準 在以腰圍衡量的腹型肥胖為MetS診斷標準的前提下，男性腰圍≥90cm，女性腰圍≥80cm，在此基礎上合并以下4項中的任意2項異常即診斷為MetS：（1）TG≥1.7mmoI/L，或已針對此項血脂異常的治療；（2）男性 HDL-C＜1.0mmol/L，女性HDL-C＜1.3mmo1/L，或已針對此項血脂異常的治療；（3）血壓升高：收縮壓≥130mmHg，或舒張壓≥85mmHg，或已診斷為高血壓并開始治療；（4）空腹血糖（FPG）升高：≥5.6mmol/L，或已診斷為2型糖尿病。

1.2.2 CDS MetS診斷標準 具備以下3項及以上：（1）腹型肥胖：腰圍男性≥90cm，女性≥85cm；（2）高血糖：FPG≥6.1mmol/L或糖負荷后2h血糖≥7.8mmo1/L和（或）已確診為糖尿病并治療者；（3）高血壓：血壓≥130/85mmHg和（或）已確認為高血壓并治療者；（4）空腹TG≥1.7mmol/L；（5）空腹 HDL-C＜1.04mmo1/L。

1.3 檢測指標及儀器 所有研究對象均記錄年齡、性別、既往病史、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、腰圍、臀圍、身高、體重；禁食8h后清晨抽取靜脈血4ml，采用美國貝克曼公司AU5821全自動生化儀測定FPG、TG、TC、LDL-C；采用德國西門子公司ADVIA Centaur XP全自動免疫分析儀檢測空腹胰島素（FINS）；采用日本歐姆龍HBF-370體脂儀測定脂肪塊、去脂肪塊、體脂含量；計算BMI、胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）。

1.4 基因檢測方法

1.4.1 試劑及儀器 基因組DNA試劑盒、50×TAE電泳緩沖液、DNA分子量Marker（北京天根生化科技公司）。限制性內(nèi)切酶XmnI（美國NEW ENGLAND Bio－Labs公司）。引物由上海英駿生物技術公司合成。高速冷凍離心機5415R型（德國Eppendoff公司）。電熱恒溫水浴箱DK-8D型（上海精宏實驗設備有限公司）。-4℃、-20℃冰箱BCD-227DX型（日本Panasonic公司）。PCR擴增儀thermal cycler（美國MyCyclerPCR儀）。恒流恒壓電泳儀、紫外成像儀（美國BIO-RAD公司）。

1.4.2 基因組DNA擴增 清晨空腹采取靜脈血4ml用于提取基因組DNA。UCP2 45bp-I/D上游引物：TCTGGCTGAACTTTCCAA，下游引物：TTCATGCCCTCCTTTCTC；PCR 反應體系為 25μl，反應條件：95℃預變性5min，95℃變性 30s，68℃退火 30s，72℃延伸 30s，UCP2共30個循環(huán)，最后4℃冷卻。

1.4.3 擴增片段檢測 取PCR擴增產(chǎn)物5μl，置入2%瓊脂糖凝膠電泳約30min，于紫外燈下鑒定片段長度。顯示包含UCP2 45bp-I/D基因DNA片段。

1.5 統(tǒng)計學處理 應用SPSS20.0統(tǒng)計軟件。運用Hardy-Weinberg平衡檢驗確認研究樣本的群體代表性。正態(tài)分布的計量資料以表示，兩組間比較采用t檢驗，多組間比較采用方差分析；非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)（25%位數(shù)，75%位數(shù)）表示，組間比較采用秩和檢驗。計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗。MetS發(fā)病的影響因素采用Binary logistic回歸分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 各組間一般臨床資料的比較 兩種不同診斷標準的MetS組患者體重、BMI、腰圍、臀圍、腰臀比、血壓、脂肪塊、LDL-C、TG、FPG、FINS、HOMA-IR 均顯著高于 N組，HDL-C、去脂肪塊均明顯低于N組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），詳見表1。

表1 各組間一般臨床資料的比較

2.2 UCP2基因型鑒定 PCR產(chǎn)物經(jīng)2.0%瓊脂凝膠電泳，在經(jīng)紫外成像儀觀察，為3種不同類型條帶，其中條帶1長度為428bp，基因型為I/I，條帶5、10長度為428/383bp，基因型為 I/D，其余條帶長度為383bp，基因型為D/D。詳見圖1。

圖1 UCP2 45bp I/D基因電泳圖

2.3 UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性分析

2.3.1 MetS組與N組UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性比較按照IDF標準，MetS組和N組中D/D、D/I+I/I基因型分布分別為72.63%、27.37%和88.99%、11.01%，兩組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。MetS組中I等位基因頻率為16.32%，明顯高于N組7.80%（P＜0.05）。按照CDS標準，MetS組和N組中D/D、D/I+I/I基因型分布分別為78.21%、21.79%和88.99%、11.01%，兩組間差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。MetS組中I等位基因頻率13.46%高于對照組7.80%，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），詳見表2。

表2 MetS組與N組UCP2 45bp-I/D基因型與等位基因的比較[例（%）]

2.3.2 UCP2 45bp-I/D基因型與MetS各組分的Binary logistic分析 在校正了年齡和性別后，以基因型D/I+I/I、D/D為自變量，分別以MetS各相關組分：腰圍、HOMA-IR、BMI、TG、HDL-C、TC、FPG、SP、DP、腰臀比、脂肪塊含量、體脂含量為應變量（以其均數(shù)或中位數(shù)為界限，其中除小于HDL-C均數(shù)定義為異常，其余均大于均數(shù)或中位數(shù)定義為異常），通過Binary logistic回歸分析表明，在MetS-IDF組中，D/I+I/I基因型個體相對于D/D基因型個體更易發(fā)生高甘油三酯血癥[P=0.042，OR=1.926（95%CI：1.792~2.992）]，胰島素抵抗[P=0.028，OR=3.226（95%CI：2.668~4.694）]，腰圍增粗[P=0.026，OR=3.741（95%CI：2.893~4.873）]等風險，未見兩組基因型發(fā)生MetS其它組分的風險差異（均P＞0.05）。在MetS-CDS組中：D/I+I/I基因型個體相對于D/D基因型個體發(fā)生高甘油三酯血癥[P=0.031，OR=2.838（95%CI：2.392~4.421）]，胰島素抵抗[P=0.021，OR=4.481（95%CI：3.337~5.378）]，腰圍增粗[P=0.024，OR=4.307（95%CI：3.165~5.143）]、BMI升高風險增加 [P=0.018，OR=5.221（95%CI：3.562~5.896）]，未見兩組基因型與其余 MetS組分的風險差異（均P＞0.05）。

3 討論

IDF為國際公認的MetS診斷標準，而CDS為符合中國人特點的MetS診斷標準，同時選用上述兩種標準所做的研究結(jié)果更加具有說服力。在MetS組中腰圍、血糖、血壓、TG均明顯高于N組，HDL-C明顯低于N組，其它與MetS相關的組分，如腰臀比、脂肪塊、體脂含量、LDL、HOMA-IR均高于正常組。

解偶聯(lián)蛋白位于線粒體內(nèi)膜，能夠消除線粒體內(nèi)膜的質(zhì)子電化學梯度，引起線粒體呼吸作用中的氧化磷酸化解偶聯(lián)，抑制ATP合成，使機體產(chǎn)生的化學能以熱能形式散失，從而影響能量代謝率[5]。UCP2是UCP家族成員之一，具有限制活性氧（ROS）的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)ATP合成、胰島素分泌、脂肪酸的氧化，甚至參與巨噬細胞介導的免疫應答和炎癥過程[6]。UCP2基因多態(tài)性通過降低解偶聯(lián)程度不僅增加ATP的產(chǎn)生，也使ROS的水平增加，增強了氧化應激作用。通過釋放ROS可能增加脂質(zhì)、蛋白、DNA氧化，最終可能損傷細胞代謝機制，減弱糖代謝[7]。肌肉組織中ROS產(chǎn)量增加，導致對糖代謝的影響可能是發(fā)生胰島素抵抗的原因之一[8]。UCP2表達增加將抑制葡萄糖刺激的胰島素分泌（GSIS）[9-10]，UCP2基因敲除小鼠在喂食高脂飲食后胰島素分泌能力明顯增強，UCP2基因敲除小鼠胰島的體外培養(yǎng)顯示，胰島素對葡萄糖的反應性增加。

本研究結(jié)果顯示，UCP2 45bp-I/D的基因呈多態(tài)性分布，MetS組與N組的基因型分布及等位基因頻率均有統(tǒng)計學差異，提示MetS人群與正常人群中等位基因I的比例是有差異的，并且MetS組中攜帶等位基因I的頻率相對較高，筆者推測I等位基因可能與MetS發(fā)病相關。進一步作Binary logistic回歸分析，兩種MetS標準結(jié)果均顯示，D/I+I/I組對比D/D基因組的TG更高、胰島素抵抗更明顯，腰圍更粗，D/I+I/I基因型發(fā)生MetS風險更高，支持I等位基因與MetS發(fā)病相關。國外關于UCP2 45bp-I/D基因多態(tài)性的研究發(fā)現(xiàn)其主要與肥胖及糖尿病相關，德國Evans等[11]發(fā)現(xiàn)，I基因攜帶者的BMI明顯高于非I基因攜帶者。Wang等[12]發(fā)現(xiàn)北歐人群中，攜帶I基因個體糖尿病及肥胖發(fā)病率增高。Oguzkan-Balci等[13]報道，UCP2 45bp-I/I與兒童肥胖及MetS有關。Mohammad等[14]報道伊朗人群中，攜帶I等位基因人群更有可能發(fā)展為肥胖。上述研究結(jié)果均提示I等位基因攜帶者其更肥胖，糖尿病發(fā)病率更高，與本研究結(jié)果相似。

綜上所述，I等位基因可能為MetS發(fā)病的危險因素，在基因水平為MetS的篩查提供新思路。但是本研究的樣本量較少，有待更大的樣本進一步驗證該結(jié)果。

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Relationship between UCP2 45bp-I/D gene polymorphisms and metabolic syndrome in Han Chinese population

YE Bin,ZHOU Jiaqiang,LI Hong.Department of Endocrinology,Sir Run Run Shaw Hospital,Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310016,China

Objective To investigate the relationship between polymorphisms of uncoupling protein 2(UCP2)gene and metabolic syndrome(MetS)in Han Chinese population. Methods Total 760 Han Chinese residents from one community in Hangzhou were randomly selected in the study.Demographic data were collected,and metabolic index were detected.Among 760 individuals,95 met the MetS criteria of 2005 International Diabetes Federation(IDF)(MetS-IDF group)and 78 met the MetS criteria of 2013 Chinese Diabetes Society (CDS)(MetS-CDS group),109 subjects with normal blood tests and physical examination served as control group.The genotypes of the UCP2 45bp-I/D were determined with PCR-RFLP.The influencing factors of MetS were analyzed by logistic Binary regression. Results The gene frequency of D/D in MetS-IDF group and control group was 72.63%and 88.99%(P＜0.05),that of D/I+I/I was 27.37%and 11.01%(P＜0.05),respectively;the frequency of allele I in MetS group and control group was 16.32%and 7.8%(P＜0.05)respectively.The gene frequency of D/D in MetS-CDS group and control group was 78.21%and 88.99%(P＜0.05),respectively,that of D/I+I/I was 21.79%and 11.01%(P＜0.05),respectively,the frequency of allele I in MetS group and control group was 13.46%and 7.8%(P＜0.05),respectively.Binary logistic analysis showed that the subjects with D/I+I/I genotype had higher risks of hypertriglyceridemia,insulin resistance and increased waist circumference than those with D/D genotype in MetS-IDF group.While the subjects with D/I+I/I genotype had higher risks of the hypertriglyceridemia,insulin resistance,increased waist circumference and body mass index（BMI）than those with D/D genotype in MetS-CDS group. Conclusion Our study shows that the allele I of UCP2 gene might be a risk factor for metabolic syndrome in Han Chinese population.

Uncoupling protein 2 Polymorphism Metabolic syndrome

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.22.2016-1887

浙江省重點科技創(chuàng)新團隊計劃資助（2012R10050-03）

310016 杭州，浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院內(nèi)分泌科（葉斌目前在麗水市人民醫(yī)院內(nèi)分泌科工作）

周嘉強，E-mail：zjq8866@zju.edu.cn

2016-11-14）

嚴瑋雯）