信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子-3基因多態(tài)性與河南漢族人群肥胖易感性的關(guān)系*

李玉倩，王重建，郭奕瑞，趙秋民，李琳琳，劉曉田，張路寧，別榮海#

1)鄭州大學(xué)藥學(xué)院臨床藥理學(xué)教研室 鄭州 450001 2)鄭州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)教研室 鄭州 450001

肥胖是一種多因素代謝失調(diào)癥，牽涉遺傳和環(huán) 境因素的共同影響，同卵雙生子發(fā)病的高度一致性以及在某些種族人群中的高發(fā)病率均提示肥胖具有明顯的遺傳易感性[1-3]。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子-3(single transducer and activator of transcription-3，STAT3)基因位于17號(hào)染色體，動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)[4]表明敲除STAT3基因可以引起模型小鼠肥胖、糖尿病、不孕癥和能量代謝異常等。國外已有關(guān)于STAT3基因多態(tài)性與肥胖關(guān)系的研究報(bào)道，但是相關(guān)研究[5-7]得出的結(jié)論并不一致。同時(shí)，在中國人群中STAT3基因與肥胖易感性關(guān)系的研究尚未見報(bào)道。為此，作者分析了STAT3基因多態(tài)性與河南漢族人群肥胖易感性的關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 在河南省某農(nóng)村社區(qū)以村為單位，采用整群抽樣的方法收集379例肥胖患者(病例組)和391例體重正常者(對(duì)照組)。肥胖診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《中國成人超重和肥胖癥預(yù)防控制指南》(2006年)，BMI≥28.0 kg/m2的納入病例組，18.5≤BMI≤23.9 kg/m2的納入對(duì)照組。所有研究對(duì)象均簽訂知情同意書。

1.2 調(diào)查內(nèi)容與方法 采用面對(duì)面的方式進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括以下3方面。①問卷調(diào)查:人口學(xué)特征、行為危險(xiǎn)因素、疾病史、膳食情況等。②人體測(cè)量:身高、體重、腰圍、血壓、脈搏。③實(shí)驗(yàn)室檢測(cè):抽取研究對(duì)象空腹(8 h以上)靜脈血5 mL，分離分裝血漿及白細(xì)胞，保存于－80℃待測(cè)。

1.3 SNPs選擇 通過HapMap數(shù)據(jù)庫下載中國漢族人群(CHB)STAT3的SNPs信息，導(dǎo)入Haploview 4.2軟件中，設(shè)置最小等位基因頻率為 0.05，以SNPs之間r2＞0.8的標(biāo)準(zhǔn)挑選SNPs，結(jié)果從22個(gè)SNPs中選出了3個(gè)SNPs，該研究分析其中一個(gè)位點(diǎn)rs2293152，該位點(diǎn)位于STAT3的內(nèi)含子區(qū)域。

1.4 基因分型 提取全血基因組DNA，采用PCR限制性酶切長(zhǎng)度片段多態(tài)性(PCR-RFLP)進(jìn)行基因分型。rs2293152的上游引物序列5'-TCCGGC TACTTGGTCAC-3'，下游引物序列 5'-CCAGT TGTCTTTCATCCC-3'，擴(kuò)增產(chǎn)物大小為265 bp。PCR反應(yīng)體系(20 μL):10.0 μL 的 2 × Taq PCR Plus Master Mix，上下游引物各 1.5 μL，1.0 μL 模板DNA，6.0 μL去離子水。PCR反應(yīng)條件:94℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s，52℃退火30 s，72℃延伸30 s，共34個(gè)循環(huán);然后72℃延伸6 min，最后4℃保存。PCR產(chǎn)物和限制性內(nèi)切酶各0.5 μL，置于37℃水浴鍋中，MspⅠ酶切12～16 h。40 g/L瓊脂糖凝膠分離酶切產(chǎn)物，利用凝膠成像分析系統(tǒng)和凝膠成像分析軟件進(jìn)行觀察分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用EpiData 3.1進(jìn)行平行雙錄入，并進(jìn)行邏輯糾錯(cuò)和一致性檢驗(yàn)，采用SAS 9.1進(jìn)行分析。應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和χ2檢驗(yàn)比較2組人群的基本特征;非條件logistic回歸評(píng)估粗OR值及調(diào)整協(xié)變量后的OR值及95%可信區(qū)間(95%CI);Haploview 4.2分析Hardy-Weinberg平衡，應(yīng)用多因素降維法(MDR)[8]分析基因-環(huán)境的交互作用，檢驗(yàn)水準(zhǔn) α =0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 見表1。

表1 病例組和對(duì)照組人群基本特征

2.2 STAT3基因多態(tài)性和肥胖易感性的關(guān)系rs2293152位點(diǎn)經(jīng) MspⅠ酶切后共檢出 GG、CG和CC 3種基因型。對(duì)照組rs2293152各種基因型的理論頻數(shù)和調(diào)查頻數(shù)一致，符合Hardy-Weinberg平衡(χ2=1.692，P=0.193)，說明該研究選擇的樣本具有群體代表性。2組rs2293152基因型(CG+CC)和GG基因型分布頻率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.712，P=0.029)，調(diào)整年齡、性別等因素后，其 OR值及95%CI為 1.391(1.009 ～1.919);與 G 等位基因相比，rs2293152基因的C等位基因與肥胖易感性增加具有關(guān)聯(lián)性(OR:1.273;95%CI:1.042 ～1.556)。rs2293152的基因型頻率分布見表2。

表2 STAT3基因rs2293152不同基因型在研究人群的分布頻率比較例(%)

2.3 基因-環(huán)境交互作用分析 將rs2293152位點(diǎn)、吸煙、飲酒、高脂飲食、果蔬攝入資料導(dǎo)入MDR軟件，經(jīng)擬合后獲得了1-3階不同交互情況下的最優(yōu)模型，見表3。由表3可知所給模型差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，2階模型的測(cè)試集平衡精度和十重交叉一致率高于1階模型和3階模型，因此選擇2階模型為最優(yōu)模型，該最優(yōu)模型包含了 STAT3基因rs2293152位點(diǎn)和吸煙2個(gè)因素。

表3 1-3階基因-環(huán)境交互作用模型分析結(jié)果

3 討論

STAT是一類能與DNA結(jié)合的蛋白家族，包括STAT1～4、STAT5a、STAT5b和 STAT6等共 7個(gè)家族成員，每個(gè)都由特殊系列的JAK激酶磷酸化，在胚胎形成早期是一種普遍存在、不可缺少的傳導(dǎo)因子，存在于不同組織和細(xì)胞中，參與多種代謝過程，可能在某些疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮了重要作用;多項(xiàng)研究[9-10]表明，在 JAK/STAT信號(hào)介導(dǎo)的 Leptin傳導(dǎo)通路中，發(fā)揮重要作用的是STAT3基因，其通過調(diào)控下游靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)食欲與能量代謝。

該研究的對(duì)象來源于河南省漢族自然人群，且符合Hardy-Weinberg平衡，提示研究對(duì)象具有較強(qiáng)的代表性。研究結(jié)果顯示，河南漢族人群中STAT3基因rs2293152位點(diǎn)(CG+CC)基因型頻率在病例組和對(duì)照組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在調(diào)整了年齡、性別、吸煙、飲酒、高脂飲食、果蔬攝入、靜息活動(dòng)時(shí)間等因素后，STAT3基因rs2293152位點(diǎn)與肥胖易感性仍存在關(guān)聯(lián)性，含有C等位基因的突變型(CG+CC)與肥胖的危險(xiǎn)度增加密切相關(guān)，該研究結(jié)果與 Phillips等[5]的研究結(jié)果相一致。但在 Gianotti等[6]的研究中，STAT3 基因 rs2293152 位點(diǎn)與肥胖易感性無關(guān)，其原因可能與種族和地區(qū)差異有關(guān)。

肥胖是一種復(fù)雜的疾病，其發(fā)生與環(huán)境暴露、飲食習(xí)慣和遺傳易感性等多重作用有關(guān)，各因素間存在相互作用。該研究在分析基因-環(huán)境交互作用時(shí)采用了MDR法選擇最佳交互作用模型，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)模型包含了rs2293152位點(diǎn)和吸煙2個(gè)因素，提示rs2293152位點(diǎn)和吸煙對(duì)肥胖的發(fā)生可能存在基因-環(huán)境交互作用。

該研究與其他病例對(duì)照研究一樣，在一定程度上存在內(nèi)部偏倚，但是通過調(diào)整可能的混雜因素后，該位點(diǎn)與肥胖之間的關(guān)聯(lián)仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)，該研究樣本量較小，相關(guān)研究結(jié)果仍需在大樣本或隊(duì)列研究中進(jìn)行驗(yàn)證。

綜上所述，STAT3基因rs2293152位點(diǎn)與肥胖風(fēng)險(xiǎn)之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)，該位點(diǎn)和吸煙對(duì)肥胖的發(fā)生具有交互作用。

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