PRDM16、BMP7变异与新疆维族代谢综合征关联研究

【摘要】：目的：代谢综合征(metabo1ic syndrome,MetS)是集中心性肥胖、高血压、高血糖及血脂代谢紊乱等多种心血管病危险因素于一体的症候群,是一个多基因复杂性状疾病,其发病是遗传因素与环境因素共同作用的结果,积极寻找MetS的遗传病因,是防治MetS的基础和关键。在MetS的发病机制研究中,胰岛素抵抗和肥胖尤其是内脏脂肪堆积的中心性肥胖被认为是MetS发病的重要环节。含PR结构域的蛋白16(PR domain-containing 16,PRDM16).骨形态发生蛋白7(Bone Morphogenetic Protein 7,BMP7)作为棕色脂肪分化和成熟的重要调控因子,已经有研究证实与肥胖和能量代谢平衡密切相关。PRDM16、BMP7基因分别定位于染色体20q、1p,已有研究证明这两个区域是肥胖、MetS.胰岛素抵抗和高甘油三酯的易感区。由此可见从功能和基因定位上PRDM16.BMP7基因都可能是MetS的易感基因。新疆维吾尔族人肥胖、MetS罹患率高。本研通过研究对比PRDM16.BMP7基因变异位点在新疆维吾尔族代谢综合征及正常对照人群的分布特点,探讨PRDM16.BMP7基因与新疆维吾尔族代谢综合征的关系,寻找新疆维吾尔族代谢综合征的易感性标记,从遗传学角度剖析新疆维吾尔族MetS患病的可能原因,进一步明确其在更广泛人群MetS疾病发生所起的作用。方法：1)首先采用整群抽取随机抽样的方法,对新疆和田地区30岁以上的维吾尔族人群进行了MetS流行病学调查；2)在流行病学调查基础上根据IDF的MetS诊断标准及排除标准,确定研究人群1371例(男性582例,女性789例),将其分为MetS组(699例)和非代谢综合征对照组(672例)；3)从672例MetS人群中随机选取48例(男女性各24例)无血缘关系的MetS患者血液样本,采用PCR产物测序方法筛查PRDM16.BMP7基因调控区、启动子区、外显子以及内含子外显子交界区域的序列变异位点,并根据连锁不平衡分析结果选择代表性变异位点；4)在1371例研究人群中,采用TaqMan基因分型技术分别对入选样本进行PRDM16基因和BMP7基因代表性SNPs进行基因型鉴定。采用候选基因关联研究方法,了解1PRDM16.BMP7基因代表性变异基因型在维吾尔族人群代谢综合征组及非代谢综合征组中的分布情况,分别探讨单个SNP位点及其构成的单体型与MetS及其各组分疾病的相关性；5)采用SPSS15.0软件进行统计学处理。卡方检验用于计数资料的关联分析,,检验或ANOVA分析用于两组或两组以上连续性变量的比较,协方差分析用于多组间比较时排除混杂变量干扰的比较,Logistic回归分析用于多因素资料中筛查独立患病危险因素及计算优势比；同时运用SNPAlyze7.0软件进行Hardy-Weinberg平衡检验并分析多个位点之间的连锁不平衡关系,进一步用于单体型模块判定和tagSNP的选取,并分别进行多个基因上多态位点单体型的构建和分析。结果：1)流行病学调查结果显示：新疆和田所调查的维吾尔族人群代谢综合征检出率非常高达48%,中心性肥胖、高血糖、高血压及血脂紊乱的检出率分别为78%、57%、39%及36%。本研究人群中MetS各组分中血脂紊乱发生率最高,其次为中心性肥胖,而高血压的检出率最低。MetS检出率在50至60岁年龄段最高,女性中MetS的检出率明显高于男性。性别、饮酒可能是MetS发生的危险因素；2)48例MetS人群测序,PRDM16基因共筛查出43个变异位点,其中17个变异位点为此次研究首次发现。计算各位点间连锁不平衡系数,挑选出4个标签SNPs分别是外显子4的315898TC,外显子9的342836CT,内含子14的356981GT,3'-UTR区367039TG。BMP7基因共筛查出13个变异位点,5个变异位点为此次研究新发现。采用相同策略选取3个标签SNPs,分别是5'UTR区-363CT,内含子5区91398AG(rs6025422),3’-UTR区95694GA(rs17480735)；3)BMP7的3个代表性SNPs基因型鉴定时-363CT位点探针设计失败。PRDM16基因4个代表性SNPs和BMP7基因2个代表性SNPs的基因型频率和等位基因频率在新疆维吾尔族人群中分布均符合Hardy-Weinberg平衡。单个位点SNP关联分析显示：PRDM16基因的4个标签SNPs基因型和等位基因频率在MetS组和non-MetS组分布无统计学差异；BMP7基因rs6025422(91398AG)基因型频率在MetS组和non-MetS组分布差异有统计学意义(X2=9.131,P=0.001),统计把握度(Statistic Power)为0.914；PRDM16基因4个代表性SNPs组成的单体型(rs2493292/rs2236518/rs2282198/rs870171), (C-G-C-G) H3、(C-G-T-G) H4在nor-MetS和MetS组分布差异具有统计学意义(permutationP值0.001)；4)BMP7基因代表性SNPs与MetS各疾病组分关系的研究显示：①rs60254222位点在对照组与肥胖组间基因型频率差异有统计学意义(P0.0125),关联分析的统计把握度为0.80；rs6025422位点AA、AG、GG基因型组间体重指数、腰围差异有统计学意义(P0.05)；并且AA、AG、GG基因型组WC、BMI呈逐渐递减趋势；BMP7基因rs6025422变异GG基因型是肥胖的保护性因素(OR=0.613,95%可信区间0.763-1.283,P=0.0.002)；②在男性人群,rs60254222位点基因型及等位基因型频率在对照组与糖尿病组间的差异有统计学意义(P0.05),但校正P值后,差异无统计学意义(Pa0.05)；男性人群中不同基因型组间空腹血糖、空腹胰岛素、HOMA指数差异有统计学意义(P0.05),除空腹胰岛素外,即使在校正P值后差异仍有统计学意义(Pa0.05)；男性人群中,BMP7基因rs6025422变异与糖尿病相关,并且BMP7基因rs6025422变异GG基因型是糖尿病的保护性因素(OR=0.637,95%可信区间0.439-0.923,P=0.017)；③BMP7基因rs17480735位点AA、AG和GG基因型频率在高血压组及对照组间频率分布差异有统计学意义(P0.025)；≥50岁人群中携带GG型人群收缩压、舒张压、平均动脉压水平均低于GA+AA基因型组,差异有统计学意义；年龄≥50岁人群中,BMI、TG、rs17480735变异是高血压的危险因素(OR分别是1.935,1.285,1.445,P0.05)；④rs6025422位点AA、AG和GG基因型频率在高TG组及对照组间频率分布存在统计学差异(P0.00625)；不同基因型组间TG水平存在统计学差异(P0.05)；rs6025422变异GG基因型是TG水平异常(高TG血症)的保护性因素(OR=0.562；95% CI0.394-0.801；P=0.001)。结论：1)新疆和田地区维吾尔族人代谢综合征及其组份(中心性肥胖、血脂紊乱、高血糖及高血压)高发,特别是50-60岁人群,并且女性高于男性；2)BMP7基因rs6025422与新疆维吾尔族人代谢综合征相关,GG基因型可能是防止维吾尔族人患有代谢综合征的保护性因素。PRDM16单体型与新疆维吾尔族人代谢综合征相关。3)BMP7基因可能与代谢综合征组分疾病中心性肥胖、高甘油三酯血症、糖尿病、高血压相关。