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        維生素D受體及維生素D結(jié)合蛋白基因多態(tài)性與多囊卵巢綜合征相關(guān)性分析

        2024-12-04 00:00:00徐慧曹婷婷葛紅山
        關(guān)鍵詞:多囊卵巢綜合征

        [摘" "要]" "多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)是近年來影響育齡女性最常見的內(nèi)分泌疾病,以高雄激素血癥、月經(jīng)稀發(fā)、卵巢多囊樣改變及胰島素抵抗為特征,是由多基因特征和環(huán)境因素決定。目前有研究報(bào)道血清維生素D水平與PCOS嚴(yán)重程度有關(guān)。在維生素D軸上,維生素D受體、維生素D結(jié)合蛋白(一種由GC基因編碼的蛋白質(zhì))及參與合成的羥化酶在維生素D合成、利用上必不可缺。本文總結(jié)維生素D受體、維生素D結(jié)合蛋白基因多態(tài)性與PCOS的研究現(xiàn)狀,并對不同基因多態(tài)性與PCOS患者內(nèi)分泌激素關(guān)系進(jìn)行綜述。

        [關(guān)鍵詞]" "多囊卵巢綜合征;維生素D受體;維生素D結(jié)合蛋白;基因多態(tài)性

        [中圖分類號]" "R711.75" " " " " " " "[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]" "B" " " " " " " "[文章編號]" "1674-7887(2024)04-0362-05

        多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome, PCOS)是影響生殖年齡女性最常見的內(nèi)分泌疾病[1],由多基因特征和環(huán)境因素決定。研究[2]表明在PCOS女性中檢測到較低的維生素D水平,這與激素和代謝紊亂有關(guān)。維生素D受體(vitamin D receptor, VDR)和維生素D結(jié)合蛋白(vitamin D binding protein, VDBP)在維生素D代謝中都起著關(guān)鍵作用[3]。VDR在許多組織和器官中表達(dá),參與鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、葡萄糖代謝及免疫反應(yīng);VDBP由位于4號染色體(4q12~q13)長臂上的GC基因編碼,是參與維生素D轉(zhuǎn)運(yùn)的主要蛋白質(zhì)[4]。目前已知VDR基因多態(tài)性FokI、Cdx2和ApaI與PCOS的代謝和內(nèi)分泌參數(shù)有關(guān),而VDBP基因rs4588和rs7041的基因多態(tài)性和骨質(zhì)疏松、肥胖、糖尿病等疾病相關(guān)研究中的低循環(huán)25-羥基維生素D[25-hydroxyvitamin D, 25-(OH)D]水平密切相關(guān)[5]。本文總結(jié)分析近年來維生素D、VDR、VDBP及其基因多態(tài)性方面與PCOS關(guān)聯(lián)的研究。

        1" "維生素D軸

        維生素D是一種脂溶性維生素,目前發(fā)現(xiàn)維生素D3在人體內(nèi)產(chǎn)生的生理活性占其總量的90%~95%[6]。維生素D3通過兩種不同的方式獲得:內(nèi)源性合成和飲食。來自太陽的紫外線輻射皮膚中的維生素D3前體7-脫氫膽固醇從而轉(zhuǎn)化為維生素D3,再進(jìn)行兩次羥基化代謝:其一在肝臟中通過CYP27A1酶轉(zhuǎn)化為25-(OH)D3(又名骨化醇),其二在腎臟中通過CYP27B1酶轉(zhuǎn)化為1, 25-二羥維生素D3[1, 25-dihydroxyvitamin D3, 1, 25-(OH)2D3](又名骨化三醇)[7]。此時(shí),VDR及VDBP參與其下一步代謝。食物中可從雞蛋、魚肝油和西蘭花中獲取[8]。

        VDR是一種核蛋白,是形成異源二聚體的DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子[9]。它與類視黃醇X受體(retinoid X receptor, RXR)結(jié)合,廣泛分布于全身各組織,可形成1, 25-(OH)2D3,該異質(zhì)二聚體是維生素D的較高活性形式[10]。1, 25-(OH)2D3生物活性由VDR蛋白介導(dǎo),它與VDR和RXR二聚化結(jié)合并向細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)[11],當(dāng)三者同時(shí)存在時(shí),活性作用增強(qiáng)。配體結(jié)合的VDR-RXR復(fù)合物與維生素D結(jié)合位于靶基因啟動子中的幾個(gè)調(diào)控區(qū)域中的響應(yīng)元件(vitamin D response element, VDRE)形成VDR-RXR-VDRE受體[10],隨后使用共激活劑或共阻遏物,分別導(dǎo)致靶基因轉(zhuǎn)錄的正負(fù)調(diào)節(jié)。通過核受體可以影響體內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié),刺激腸道對磷酸鹽的積極吸收,另外VDR在部分腫瘤組織中高表達(dá),可抑制轉(zhuǎn)移和侵襲,可能與較好的預(yù)后和降低死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[12-13]。

        VDBP是主要在肝臟中合成的血清糖基化a-球蛋白(也稱為Gc-球蛋白),相對分子質(zhì)量為52~59 ku[11],也可在脂肪組織、腎臟和性腺中表達(dá),是包括白蛋白(albumin, ALB)、甲胎蛋白及α-白蛋白的多基因簇。它可以調(diào)節(jié)維生素D的總量水平。已知85%~90%循環(huán)血中的25-(OH)D3與VDBP緊密結(jié)合,10%~15%與ALB松散結(jié)合,不到1%在循環(huán)中以游離形式存在[4, 14]。研究[15]表明VDBP可以在血液、尿液、唾液、卵泡液、精液、腹膜液、腦脊液等體液以及子宮、睪丸、肝、腎等器官中測及。VDBP最主要的作用是負(fù)責(zé)維生素D代謝物的結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn),除此之外,還有其他生物學(xué)功能:(1)清除肌動蛋白;(2)結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸;(3)增強(qiáng)中性粒細(xì)胞趨化性;(4)激活巨噬細(xì)胞[4, 16]。

        2" "VDR、VDBP基因多態(tài)性

        人類99.5%的基因組是保守穩(wěn)定的,而其余部分的基因組在個(gè)體與個(gè)體之間存在差異。如果這些DNA序列變異在人群中的出現(xiàn)頻率超過1%,則它們被視為遺傳多態(tài)性[11]。根據(jù)長度、位置和重復(fù)次數(shù)的不同,存在不同類型的多態(tài)性。人群中較高的發(fā)生率表明多態(tài)性是自然發(fā)生的,具有中性或有益效果。

        多態(tài)性可以是一種或多種核苷酸變化,就像突變一樣。單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)是指在基因組上單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性,代表了最常見的多態(tài)性[17],在這些位置,人群中的某些正常個(gè)體存在不同的序列替代(等位基因),其中最不常見的等位基因的豐度為1%或更高,通常在蛋白質(zhì)編碼基因的側(cè)翼區(qū)域中發(fā)現(xiàn)——現(xiàn)在被認(rèn)為是microRNA結(jié)合和基因表達(dá)調(diào)控重要區(qū)域[18]。此外,SNP也可以出現(xiàn)在編碼序列、內(nèi)含子或基因間這些區(qū)域[19]。SNP被用作表達(dá)人群中的遺傳特征,以研究某些特征的易感性,包括疾病。早期了解和檢測患者的遺傳多態(tài)性有助于疾病的早期識別,以及有助于選擇正確的藥物和劑量,為患者制定個(gè)性化治療方案。

        人類VDR基因編碼VDR蛋白的6個(gè)功能區(qū)。VDR基因位于染色體12q,由啟動子和調(diào)控區(qū)(1a~1f)以及外顯子2~9組成[9, 20]。當(dāng)維生素D的活性形式1, 25(OH)2D3與VDR蛋白結(jié)合時(shí),VDR易位到細(xì)胞核并作為轉(zhuǎn)錄因子發(fā)揮作用。該基因中有許多多態(tài)性:VDR FokI、Cdx2、ApaI和BsmI等,這些SNP均以其破壞的限制性內(nèi)切核酸酶位點(diǎn)命名[9]。已知VDR多態(tài)性與PCOS的代謝和內(nèi)分泌參數(shù)有關(guān),包括胰島素抵抗(insulin resistance, IR)和雄激素過多癥。VDR FokI多態(tài)性與PCOS中的睪酮水平和Cdx2多態(tài)性與胰島素敏感性相關(guān)[21]。

        VDBP基因由位于4號染色體(4q12~q13)長臂上的GC基因編碼,由13個(gè)外顯子和12個(gè)內(nèi)含子組成。該基因具有極高的多態(tài)性,包括在外顯子11中發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)主要SNP rs4588和rs7041,產(chǎn)生3種主要的等位基因(Gc1F、Gc1S和Gc2)和120多種罕見等位基因變體[22]。研究[23]表明,VDBP基因中的rs4588和rs7041可能與血清中維生素D狀態(tài)的差異相關(guān)。不同的等位基因組合對維生素D代謝物的親和力、循環(huán)濃度及地理和種族分布各不相同。此外一項(xiàng)完整的研究[11]顯示,GC(rs22822679)與較低的血清25-(OH)D3和VDBP水平相關(guān)。

        3" "維生素D及其基因多態(tài)性與PCOS關(guān)系

        PCOS多在青春期發(fā)病,以雄激素過高的臨床或生化表現(xiàn),持續(xù)無排卵、卵巢多囊改變?yōu)樘卣?,表現(xiàn)為多毛、痤瘡、月經(jīng)異常、不孕等,常伴有IR和肥胖。該綜合征與代謝紊亂和生殖功能障礙有關(guān),全球患病率估計(jì)為4%~20%[24]。目前PCOS的診斷主要基于3個(gè)特征,包括雄激素過多癥、多囊卵巢、月經(jīng)稀發(fā)。PCOS與不孕癥的相關(guān)性得到了充分研究,并被認(rèn)為是造成40%女性不孕癥的原因[25],是輔助生殖技術(shù)開展的主要因素之一。研究[26]表明在PCOS女性中檢測到的維生素D水平較低,而低維生素D水平患者空腹血糖、雄激素、膽固醇等激素水平較高,這也證實(shí)了維生素D水平是PCOS的一個(gè)預(yù)測因素。

        PCOS患者高雄激素血癥形成原因復(fù)雜,卵巢和腎上腺是女性雄激素的主要來源[27]。PCOS患者神經(jīng)內(nèi)分泌紊亂,黃體生成素/促卵泡生成素比值升高,導(dǎo)致雄激素合成增加和轉(zhuǎn)化減少[28-29]。并且過量的胰島素還能降低性激素結(jié)合球蛋白的水平,從而增加雄激素水平[30],而維生素D可參與影響卵巢和腎上腺的類固醇激素生成途徑[31]。IR即機(jī)體胰島素敏感性下降[32],指生理水平的胰島素調(diào)節(jié)組織器官吸收利用葡萄糖效能下降狀態(tài)。為維持相對穩(wěn)定的血糖水平,機(jī)體代償性增加胰島素的分泌,形成高胰島素血癥。高胰島素血癥則會引起和加重PCOS患者的脂質(zhì)代謝紊亂。而維生素D可通過刺激胰島素受體,促進(jìn)胰島素在人體組織中的利用[33]。PCOS患者可存在糖耐量受損、肥胖、糖尿病,通過口服葡萄糖耐量試驗(yàn)診斷[34],據(jù)統(tǒng)計(jì)PCOS肥胖女性中30%~40%糖耐量受損[35]。有研究[36]表明補(bǔ)充維生素D可能增加胰島素敏感性和分泌,調(diào)節(jié)機(jī)體血糖水平,或者通過改變促炎因子與抗炎因子之間的平衡,從而影響胰島素作用。PCOS與血糖異常的關(guān)系仍存在無法確定的因素干擾,如參與者來源、糖尿病家族史、其他生殖激素影響等。

        PCOS屬于多基因疾病,參與維生素D表達(dá)代謝通路的基因有VDR、VDBP、CYP27B1、CYP24A1等,其中與PCOS相關(guān)且研究最多的VDR多態(tài)性為:ApaI(AA:AC:CC基因型, A:C等位基因)、FokI(CC:CT:TT基因型, C:T等位基因)、BsmI(AA:AG:GG基因型, A:G等位基因)、TaqI(TT:TC:CC基因型, T:C等位基因)、Tru9I(GG:GA:AA基因型, G:A等位基因)和Cdx2(GG:GA:AA基因型, G:A等位基因)[37];VDBP基因多態(tài)性為:rs4588、rs7041和rs22822679。但對PCOS患者開展的基因多態(tài)性病例對照研究結(jié)果存在爭議[21],仍需進(jìn)一步的研究以獲得明確的結(jié)論。

        VDR ApaI在PCOS中易感性存在個(gè)體差異。T.MAHMOUDI[38]研究發(fā)現(xiàn)aa基因型與PCOS風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),而Aa基因型可能是易感性降低的標(biāo)志。而E.WEHR等[39]表明ApaI AA基因型與CC型比較具有較高的睪酮水平,未觀察到與代謝參數(shù)相關(guān),同時(shí)與PCOS易感性無關(guān)。S.DASGUPTA等[40]發(fā)現(xiàn)CC基因型增加了不孕癥的風(fēng)險(xiǎn),而雜合子基因型則表現(xiàn)出脫發(fā)和棘皮癥的特征,且基因型AA與睪酮水平升高有關(guān),但并不顯著。VDR FokI與代謝內(nèi)分泌參數(shù)相關(guān),其中VDR FokI AG基因型與高睪酮型PCOS有關(guān),尤其是在亞洲人群中[21]。然而,E.WEHR等[39]研究卻顯示在PCOS白人女性中,F(xiàn)okI多態(tài)性與內(nèi)分泌和代謝參數(shù)無關(guān)。此外,有研究[37]揭示ApaI CC和CA基因型以及FokI CC和TaqI CC基因型在PCOS女性中具有更高水平的催乳激素。BsmI與PCOS之間的關(guān)聯(lián)仍有待確定,T.MAHMOUDI[38]的研究發(fā)現(xiàn)BsmI Bb基因型可能預(yù)示PCOS風(fēng)險(xiǎn)降低,BsmI bb和TaqI TT基因型與BB/Bb或Tt/tt基因型相比血清維生素D水平更高。Cdx2多態(tài)性與IR和胰島素敏感性有關(guān),但結(jié)果并不一致。一項(xiàng)韓國研究[21]的結(jié)果表明,Cdx2 CC基因型與PCOS女性的空腹胰島素和IR指數(shù)水平升高有關(guān),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而AA基因型與對照組中較高的空腹胰島素相關(guān)。這一結(jié)果與E.WEHR等[39]的觀察結(jié)果不一致。S.DASGUPTA等[40]得出的結(jié)論是,Cdx2 GA和AA基因型的女性患不孕癥風(fēng)險(xiǎn)相對較高,AA基因型與睪酮水平升高有關(guān)。M.SZAFAROWSKA等[41]表明GG基因型在PCOS人群中的頻率較高。

        目前只有少數(shù)研究評估了VDBP rs4588 和 rs7041與PCOS人群代謝參數(shù)的關(guān)系。一項(xiàng)關(guān)于韓國女性相關(guān)研究[21]表明:VDBP的遺傳變異與PCOS風(fēng)險(xiǎn)增加無關(guān)。一項(xiàng)北印度研究[42]表明,在維生素D缺乏(lt;20 ng/mL)的女性中,rs7041 GT和等位基因組合Gc1F/1F(rs4588 的T等位基因和rs7041的C等位基因)患PCOS的風(fēng)險(xiǎn)增加。DBP rs7041多態(tài)性與PCOS的代謝綜合征和低水平25-(OH)D3密切相關(guān),這些還需要更多的研究證實(shí)。

        4" "總結(jié)與展望

        目前對維生素D水平在PCOS患者中的檢測及補(bǔ)充治療通過大量臨床調(diào)查和經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)得到了豐富的證據(jù)。隨著輔助生殖技術(shù)的廣泛應(yīng)用,研究者們對維生素D水平越來越關(guān)注,檢測組織中VDR和VDBP的基因多態(tài)性對認(rèn)識維生素D的生理病理重要性至關(guān)重要。并且可能具有開發(fā)創(chuàng)新的靶向治療模式的潛力,有利于為患者進(jìn)行個(gè)體化治療,為受孕或輔助生殖技術(shù)作準(zhǔn)備。

        未來對維生素D軸基因受體及結(jié)合蛋白基因多態(tài)性的研究,需要更多關(guān)注維生素D是否可以對PCOS患者起預(yù)防作用,關(guān)注基因位點(diǎn)與PCOS患者激素代謝水平的調(diào)節(jié)作用,以及明確患者是否需要補(bǔ)充維生素D。PCOS患者卵泡液、尿液或唾液等不同體液或組織中維生素D水平及其基因表達(dá),對胚胎移植成功率的影響等都有待進(jìn)一步研究。

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