不同年齡女性脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平及臨床意義

計(jì)晨琳 孫 斌 韓素萍 王 晶 張 麗 祝麗珺 李曉南

(南京醫(yī)科大學(xué)兒科研究所，江蘇 南京 210029)

11β羥基類固醇脫氫酶1型(11βHSD1)可介導(dǎo)組織局部無(wú)活性的可的松轉(zhuǎn)化為活性的氫化可的松，促進(jìn)脂肪細(xì)胞分化和脂質(zhì)積聚。研究發(fā)現(xiàn)腹部脂肪組織11βHSD1的表達(dá)與腰圍、體脂含量、腰臀比(WHR)〔1〕及體質(zhì)指數(shù)(Body mass index，BMI)〔2〕密切相關(guān)，是內(nèi)臟型肥胖連接代謝綜合征的重要分子機(jī)制。但目前臨床研究主要限于某一年齡階段(如成年)或某一部位(如網(wǎng)膜組織)11βHSD1的表達(dá)，尚不清楚不同部位脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平是否隨年齡增加和脂肪分布的變化發(fā)生改變，進(jìn)而增加發(fā)生中心性肥胖和胰島素抵抗的危險(xiǎn)?；谥窘M織增生和分布的明顯的年齡特征性，本研究探討脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平與年齡、部位、BMI及WHR的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取腹部手術(shù)的女性患者35例，其中女童11例，育齡期婦女13例，絕經(jīng)期婦女11例。絕經(jīng)期婦女至少月經(jīng)停止12個(gè)月以上。凡患有全身嚴(yán)重感染、代謝疾病、惡性腫瘤或糖尿病的患者均不作為研究對(duì)象，以排除疾病因素對(duì)基因表達(dá)的影響。本研究通過(guò)南京醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)的審批，并征得患者知情同意。

1.2 臨床資料及標(biāo)本收集

1.2.1 臨床資料 所有研究對(duì)象都由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)生進(jìn)行測(cè)量與評(píng)估，并記錄姓名、住院號(hào)、性別、年齡、身高、體重、腰圍、臀圍。測(cè)量均在手術(shù)前進(jìn)行，應(yīng)用體重秤測(cè)量體重，身高測(cè)量?jī)x測(cè)量身高，卷尺測(cè)量腰圍、臀圍。被試者脫衣帽，僅著內(nèi)衣，按標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量身高、體重，精確至0.1 cm和0.1 kg;腰圍測(cè)量經(jīng)臍水平周徑，臀圍測(cè)量經(jīng)股骨粗隆水平周徑，均精確至0.1 cm，并計(jì)算BMI和WHR。

1.2.2 標(biāo)本采集 研究對(duì)象于手術(shù)開(kāi)始后30 min，取皮下及網(wǎng)膜脂肪組織約1 g，分別裝入離心管內(nèi)，－70℃保存，用于11βHSD1基因表達(dá)研究。

1.3 方法

1.3.1 脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平檢測(cè) 按Trizol法抽提脂肪組織總 RNA，根據(jù)分光光度計(jì)測(cè)定 OD260 nm和OD280 nm值計(jì)算RNA含量和純度。1%瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證RNA完整性。1 μg總 RNA 用反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Promega，Madison，WI)合成cDNA，應(yīng)用ABI PRISM 7500熒光定量PCR儀進(jìn)行PCR擴(kuò)增，反應(yīng)條件:50℃，2 min;95℃，10 min;95℃ 15 s;60℃ 1 min;循環(huán)45次，4℃保存。

11βHSD1、β－actin 引物及探針均由美國(guó) Applied Biosystems公司合成。11βHSD1和β－actin引物及探針序列見(jiàn)表1。

表1 實(shí)時(shí)定量PCR中11βHSD1及β-actin引物及探針

1.3.2 計(jì)算方法 采用相對(duì)定量法計(jì)算11βHSD1 mRNA表達(dá)水平，用管家基因校正樣品初始量。計(jì)算公式為2－△△Ct。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)。首先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，正態(tài)分布資料的結(jié)果以±s表示，三組間均數(shù)比較采用方差分析F檢驗(yàn)，進(jìn)一步采用q檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較，配對(duì)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。相關(guān)分析應(yīng)用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 女童組、育齡期組與絕經(jīng)期組臨床資料的比較 女童組、育齡期組與絕經(jīng)期組婦女臨床資料如表2所示，女童和育齡期婦女BMI均在正常范圍。絕經(jīng)期婦女腰圍、BMI、WHR明顯高于育齡期婦女(P＜0.05)。

表2 三組臨床測(cè)量指標(biāo)(±s)

表2 三組臨床測(cè)量指標(biāo)(±s)

與育齡期組比較:1)P＜0.05

臨床資料 女童組(n=11) 育齡期組(n=13)絕經(jīng)期組(n=11)年齡(歲)5.64±3.72 33.24±6.25 66.06±7.13身高(cm) 105.60±39.28 164.67±6.31 159.39±3.91體重(kg) 19.78±12.93 56.50±5.39 62.33±9.41臀圍(cm) 69.20±9.86 93.63±4.48 95.45±6.94腰圍(cm) 51.00±9.82 73.93±1.34 81.40±4.861)BMI(kg/m2) 15.7±1.37 22.06±1.94 23.80±2.631)WHR 0.80±0.03 0.76±0.03 0.85±0.031)

2.2 不同年齡組別脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平的比較 如表3所示，無(wú)論皮下還是網(wǎng)膜脂肪組織，女童、育齡期與絕經(jīng)期三組間11βHSD1 mRNA表達(dá)水平均存在顯著差異。女童脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平明顯低于育齡期及絕經(jīng)期婦女，育齡期婦女脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平明顯低于絕經(jīng)期婦女。對(duì)BMI進(jìn)行校正后，這種差異仍存在。皮下和網(wǎng)膜配對(duì)比較顯示，絕經(jīng)期組網(wǎng)膜脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平明顯高于皮下，而女童組與育齡期組脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平無(wú)明顯部位差異。

表3 三組脂肪組織11βHSD1 mRNA的表達(dá)水平(±s)

表3 三組脂肪組織11βHSD1 mRNA的表達(dá)水平(±s)

與女童組比較:1)P＜0.05;與育齡期組比較:2)P＜0.05;與皮下脂肪組織比較:3)P＜0.05

組別 皮下 網(wǎng)膜女童組(n=11)0.71±0.47 1.08±0.51育齡期組(n=13) 1.37±0.271) 1.69±0.481)絕經(jīng)期組(n=11) 2.50±0.491)2) 3.21±0.701)2)3)

2.3 脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平與身體測(cè)量指標(biāo)的相關(guān)分析 女童皮下及網(wǎng)膜脂肪組織11βHSD1 mRNA水平與腰圍、臀圍、BMI及WHR均無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系。將育齡期組和絕經(jīng)期組合并后分析顯示，成年婦女網(wǎng)膜11βHSD1 mRNA表達(dá)水平與 BMI(r=0.416;P＜0.05)及 WHR(r=0.775，P＜0.001)呈顯著正相關(guān)，對(duì)BMI進(jìn)行校正后，網(wǎng)膜11βHSD1 mRNA表達(dá)水平與WHR相關(guān)性依然存在。

3 討論

11βHSD1是一種定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)依賴性酶，屬短鏈脫氫/還原酶蛋白超家族，在體內(nèi)許多組織均有表達(dá)，如肝臟、腦、脂肪組織、生殖腺、骨骼肌等〔3〕。研究表明，人類11βHSD1在組織中的表達(dá)與個(gè)體發(fā)育密切相關(guān)，胎兒期、圍產(chǎn)期及嬰兒期可在肺中檢測(cè)到11βHSD1的活性，但兒童期以后活性下降;孕晚期可測(cè)到羊胎腎周脂肪組織中11βHSD1 mRNA表達(dá)，出生后隨年齡增加，成年時(shí)11βHSD1 mRNA表達(dá)水平達(dá)高峰〔4〕。我們?cè)谇捌谘芯恐幸沧C實(shí)0～14歲兒童網(wǎng)膜脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)與年齡正相關(guān)〔5〕。此次證實(shí)人類脂肪組織中11βHSD1 mRNA表達(dá)隨著年齡的增長(zhǎng)呈明顯增加趨勢(shì)。

業(yè)已知，脂肪組織增生包括前脂肪細(xì)胞和脂肪細(xì)胞數(shù)目的增加和(或)脂肪細(xì)胞體積增大。兒童時(shí)期尤其是嬰兒期、5～6歲以及青春期是脂肪組織增長(zhǎng)敏感時(shí)期，主要表現(xiàn)為前體脂肪細(xì)胞數(shù)目的增加，分化為體積較小的脂肪細(xì)胞，隨著年齡的增加脂肪細(xì)胞增殖能力不斷減弱，成年后脂肪細(xì)胞數(shù)目不再明顯增加，而以脂肪細(xì)胞體積的增大為主〔6〕。11βHSD1能使組織中無(wú)活性的可的松轉(zhuǎn)化為有活性的氫化可的松。氫化可的松可抑制前脂肪細(xì)胞的增殖，促進(jìn)前體脂肪細(xì)胞向成熟脂肪細(xì)胞分化和脂質(zhì)積聚〔7〕。氫化可的松亦可通過(guò)旁分泌作用促進(jìn)脂肪組織11βHSD1的表達(dá)，形成正反饋調(diào)節(jié)，進(jìn)一步放大組織局部糖皮質(zhì)激素的作用。因此，隨年齡增加的11βHSD1 mRNA表達(dá)水平可能間接反映脂肪細(xì)胞在兒童時(shí)期以數(shù)目增殖為主到成年后以分化為主的狀態(tài)，11βHSD1通過(guò)放大組織局部糖皮質(zhì)激素活性，促進(jìn)脂肪組織的增長(zhǎng)和脂質(zhì)聚集。

人類脂肪組織的分布呈現(xiàn)年齡與性別依賴性。新生兒及幼兒的脂肪組織均勻連續(xù)地分布于皮下，內(nèi)臟脂肪極為有限，隨年齡增長(zhǎng)，內(nèi)臟脂肪組織逐步增加。青春期后，脂肪組織分布出現(xiàn)男女特征性改變:成年男性脂肪組織主要分布在腹部?jī)?nèi)臟;成年女性脂肪組織主要分布在胸、臀及股部皮下。進(jìn)入絕經(jīng)期以后，女性體重增加，尤其是體脂增加，脂肪組織重新分布(由外周轉(zhuǎn)移至內(nèi)臟)。腰圍和WHR是臨床上反映體脂分布的常用指標(biāo)，與腹部皮下和內(nèi)臟脂肪含量密切相關(guān)〔8，9〕。本研究發(fā)現(xiàn)，成年女性無(wú)論育齡期或絕經(jīng)期婦女腹部皮下及網(wǎng)膜脂肪組織中11βHSD1 mRNA表達(dá)水平明顯高于女童，且網(wǎng)膜脂肪組織11βHSD1 mRNA表達(dá)水平與WHR顯著正相關(guān)，這與以往成人研究一致，提示11βHSD1可能參與體內(nèi)脂肪組織的分布。尤其值得注意的是，絕經(jīng)期婦女11βHSD1 mRNA表達(dá)出現(xiàn)了明顯的部位差異性:網(wǎng)膜脂肪組織高于皮下，提示11βHSD1可能參與調(diào)控絕經(jīng)期后體內(nèi)脂肪組織由皮下向內(nèi)臟再分布，而內(nèi)臟脂肪組織的堆積是絕經(jīng)期發(fā)生心血管疾病的高危因素。

本研究對(duì)不同時(shí)期女性脂肪組織11HSD1表達(dá)水平做了初步的探討，由于年齡跨度較大，樣本量較少，在一定程度上影響了11HSD1表達(dá)水平與臨床測(cè)量指標(biāo)的關(guān)系。此外，臨床取材有限，尤其是兒童標(biāo)本量較少，脂肪組織主要滿足基因水平的測(cè)定。進(jìn)一步擴(kuò)大樣本，深入研究不同年齡階段脂肪組織的分化、分布和內(nèi)分泌改變的生理病理機(jī)制，是未來(lái)臨床肥胖研究的一個(gè)挑戰(zhàn)。

1 Desbriere R，Vuaroqueaux V，Achard V，et al.11beta－h(huán)ydroxysteroid dehydrogenase type 1 mRNA is increased in both visceral and subcutaneous adipose tissue of obese patients〔J〕.Obesity(Silver Spring)，2006;14(5):794－8.

2 Rask E，Walker BR，Soderberg S，et al.Tissue－specific changes in peripheral cortisol metabolism in obese women:increased adipose 11betahydroxysteroid dehydrogenase type 1 activity〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2002;87(7):3330－6.

3 Grundy M，Jr Brewer HB，Cleeman JI，et al.Definition of metabolic syndrome:Report of the National Heart，Lung，and Blood Institute/American Heart Association conference on scientific issues related to definition〔J〕.Circulation，2004;109(3):433－8.

4 Gnanalingham MG，Mostyn A，Symonds ME，et al.Ontogeny and nutritional programming of adiposity in sheep:potential role of glucocorticoid action and uncoupling protein－2〔J〕.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2005;289(5):1407－15.

5 Li X，Lindquist S，Chen R，et al.Depot－specific messenger RNA expression of 11 beta－h(huán)ydroxysteroid dehydrogenase type 1 and leptin in adipose tissue of children and adults〔J〕.Int J Obes(Lond)，2007;31(5):820－8.

6 Spalding KL，Arner E，Westermark PO，et al.Dynamics of fat cell turnover in humans〔J〕.Nature，2008;453(7196):783－7.

7 Tomlinson JW，Walker EA，Bujalska IJ，et al.11beta－h(huán)ydroxysteroid dehydrogenase type 1:a tissue－specific regulator of glucocorticoid response〔J〕.Endocr Rev，2004;25(5):831－66.

8 de Koning L，Merchant AT，Pogue J，et al.Waist circumference and waistto－h(huán)ip ratio as predictors of cardiovascular events:meta－regression analysis of prospective studies〔J〕.Eur Heart J，2007;28(7):850－6.

9 Perez LM，Galvez JM，Miranda MP.Validation of alternative anthropometric indexes as cardiovascular risk markers〔J〕.Endocrinol Nutr，2009;56(9):439－46.