ELOVL2基因多態性與乳母乳汁DHA水平的關聯性分析

李　響，丁　珍，吳義霞，陳雪妍，劉國良，謝　林

(1.吉林大學公共衛生學院營養與食品衛生教研室，吉林 長春 130021；2.吉林大學公共衛生學院預防醫學實驗中心，吉林 長春 130021)

ELOVL2基因多態性與乳母乳汁DHA水平的關聯性分析

李響1，丁珍1，吳義霞1，陳雪妍1，劉國良2，謝林1

(1.吉林大學公共衛生學院營養與食品衛生教研室，吉林 長春 130021；2.吉林大學公共衛生學院預防醫學實驗中心，吉林 長春 130021)

目的:探討ELOVL脂肪酸延長酶基因2(ELOVL2) rs2281591和rs3798713位點與乳母乳汁二十二碳六烯酸(DHA)水平的關系，闡明ELOVL2基因多態性對乳汁DHA水平的影響。方法:選取健康產婦209人，在產后第22～25天簽署知情同意書并進行三天二十四小時膳食回顧調查，收取乳汁20 mL，應用氣相色譜法檢測乳汁DHA水平，并提取乳汁基因組DNA，應用Sequenom Mass Array 系統檢測ELOVL2基因2個單核苷酸多態性(SNP)位點基因型，采用UNPHASED 3.012遺傳學軟件進行多位點單倍型與乳汁DHA水平的數量性狀分析。結果:ELOVL2基因rs2281591和rs3798713位點基因型頻數分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)；不同基因型的乳母膳食脂肪酸攝入量和乳汁DHA水平差異均無統計學意義(P>0.05)；不同rs3798713(CG) -rs2281591(AG)單倍型的乳母乳汁DHA水平比較差異無統計學意義(χ2=3.422，df=5,P=0.635)。結論:ELOVL2基因rs3798713和rs2281591位點及其組成的單倍型與乳母乳汁DHA水平無關聯。

基因多態性；單倍型；ELOVL2基因；乳汁；二十二碳六烯酸

哺乳期婦女膳食脂肪酸的攝入量除影響自身脂肪酸營養狀況外，還可能通過胎盤、乳汁而影響胎兒及嬰兒脂肪酸水平，并因此對嬰兒智力發育產生影響[1-3]。二十二碳六烯酸 (docosahexenoic acid,DHA) 是一種重要的n-3系長鏈多不飽和脂肪酸，為人類早期發育所必需。乳汁中充足的DHA水平對嬰兒生長發育、尤其是腦發育起重要作用。DHA 的生物合成過程是在一系列前體脂肪酸的基礎上，通過不斷進行脂肪酸碳鏈延長和脂肪酸脫氫反應而獲得。最新研究[4]表明:ELOVL脂肪酸延長酶基因2 (ELOVL fatty acid elongase 2,ELOVL 2) 可以編碼長鏈脂肪酸延長酶，是多不飽和脂肪酸代謝通路上重要的限速酶，其活性直接影響多不飽和脂肪酸的合成。國外研究[5-7]表明:ELOVL基因的單核苷酸多態性 (single nucleotide polymorphism,SNP) 與人體不同組織中的脂肪酸組成譜相關聯，不同基因型攜帶者的人體脂肪酸組成存在顯著性差異，但國內的相關研究較少。本研究旨在探討中國漢族乳母ELOVL2基因多態性與乳汁DHA水平的關系。

1　資料與方法

1.1研究對象選擇吉林省長春市健康乳母209人,均簽署知情同意書。本研究得到吉林大學公共衛生學院醫學倫理委員會批準。排除標準：非漢族，孕期或哺乳期服用過含有多不飽和脂肪酸 (polyunsaturated fatty acid,PUFA) 補充劑的乳母，并發有高血壓、糖尿病及其他疾病處于治療期的乳母。

1.2調查方法由經過統一培訓的調查人員于產后第20～22天采用“面對面”方式進行詢問，記錄乳母的基本情況 (包括年齡、身高、體質量、文化程度、分娩方式和經濟狀況等)。采用三天二十四小時膳食回顧法收集乳母膳食資料，并用《金鑰匙營養專家系統-孕產婦版》(上海營康)和《中國食物成分表》[8]估算乳母膳食脂肪酸攝入量。

1.3乳汁樣本的采集和測定于產后第22～25天上午9：00～11:00手動采集乳母乳汁20 mL于冷凍管中，置于-80℃冰箱待測。提取乳汁脂肪層，采用直接酯化一步法生成脂肪酸甲酯，取1 μL甲酯進樣于島津(GC-14C)型氣相色譜儀(Shimadzu公司，日本)進行脂肪酸甲酯濃度檢測，通過DHA脂肪酸甲酯轉換系數計算出DHA水平[9]。

1.4SNPs位點選擇和基因型檢測①利用國際單倍型圖工程數據庫(Hapmap)和美國國立圖書館數據庫(NCBI)等公共數據庫，并應用Haploview 4.2軟件篩選基因的2個標簽SNPs位點，其次等位基因頻數在中國漢族人群中大于10%；②采用基因組DNA提取試劑盒(北京天根公司)提取乳母乳汁基因組DNA，并用Eppendorf蛋白核酸測定儀測定DNA的濃度及純度。應用Sequenom Mass Array 系統檢測ELOVL2基因型(北京博淼生物科技有限公司檢測)。

2　結　果

2.1健康乳母的基本情況漢族乳母209人，平均年齡(30.00 ± 4.00)歲，平均身高(1.64±0.07)m，孕期平均增加體質量(18.87±6.87)kg; 順產乳母66人(31.58%)，剖腹產143人(68.42%)；文化程度為高等教育(大學、研究生及以上)的乳母130人(62.20%),教育水平為中等及以下的乳母占79人(37.80%)；月家庭收入在10 000元以上的乳母46人(22.01%)，5 000～10 000元119人(56.94%)，2 000～5 000元79人(21.05%)。

2.2不同SNPs位點等位基因和基因型頻數分布ELOVL2基因2個位點的等位基因和基因型頻數見表1。rs3798713和rs2281591位點檢出率分別為97.13%和99.52%。各位點基因型頻數分布符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)，表明所選樣本具有群體代表性。209名乳母rs3798713和rs2287591位點的主等位基因(Major)頻數分別為66.0%和80.3%；m(minor)代表次等位基因，兩位點頻數分別為34.0%和19.7%，符合NCBI數據庫中亞洲人群該SNPs位點主次等位基因分布頻數。

表1　ELOVL2基因SNP位點等位基因及基因型頻數

aM:Major allele;m:Minor allele;P:Pvalue of Hardy-Weinberg equilibrium.

2.3不同SNPs位點膳食脂肪酸攝入量和乳汁DHA水平比較根據不同SNPs位點基因型將乳母進行分組，檢測不同基因型組間乳母的膳食脂肪酸攝入量以及乳汁DHA水平，不同基因型組間乳母的膳食脂肪酸攝入量及乳汁DHA水平差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2和3。

表2rs3798713位點不同基因型乳母膳食脂肪酸攝入量及乳汁DHA水平比較

表3rs2281591位點不同基因型乳母膳食脂肪酸攝入量及乳汁DHA水平比較

2.4單倍型與乳汁DHA水平的數量性狀分析不同rs3798713(CG)-rs2281591(AG)單倍型系統與乳母乳汁DHA水平的數量性狀分析結果見表4。不同單倍型系統的乳母乳汁DHA水平比較差異無統計學意義(χ2=3.422，df=5，P=0.635)。

表4rs3798713(CG)-rs2281591(AG)單倍型與乳母乳汁DHA水平的數量性狀分析

Tab.4Quantitative trait analysis of rs3798713(CG)-rs2281591(AG) haplotypes and DHA levels in breast milk of maternals

HaplotypenMarFreqAddVal95%Lo95%Hiχ2PC-C-A-A410.20300000.0460.831C-C-A-G660.32674.197-7.7016.091.1420.285C-C-G-G230.1139-3.063-21.3315.200.3150.575C-G-A-A360.1782-5.501-22.6611.651.1930.275C-G-A-G260.1287-0.597-17.1915.990.0630.802G-G-A-A100.04959.176-8.0326.381.4900.222

Global Likelihood ratio chisq= 3.422 ，df=5，P=0.635.Haplotype SNP order is rs3798713 (CG) -rs2281591 (AG)With haplotype C-C-A-A,major alleles for all SNP,as the reference.MarFeq:Marker frequency is the frequency of the haplotype distribution.AddVal:Additive value indicates the additive effect of the haplotype shown on the breast milk DHA level.

3　討　論

大量文獻[10-13]報道了膳食對乳汁脂肪酸水平的影響，而最新國外研究文獻表明了基因遺傳變異對人體脂肪酸水平的影響。本組研究對象為中國北方漢族乳母，不同基因型的研究人群膳食脂肪酸攝入量差異無統計學意義，表明樣本人群的膳食脂肪酸攝入無組間差異。ELOVL2基因位于染色體6p24.2區域，由7個內含子和8個外顯子構成，長度約為36 000 bp，編碼296種氨基酸。ELOVL2 基因是編碼PUFAs 合成過程中的重要限速酶，影響PUFAs 的合成代謝。最新研究[14-16]表明：ELOVL基因簇參與脂肪酸碳鏈延長過程，形成更多復雜的長鏈多不飽和脂肪酸(如DHA)。Lemaitre等[7]觀察了5個歐洲隊列人群共8 866個人體的全基因組關聯結果發現:ELOVL2延長酶基因多態性與血漿磷脂4種主要n-3多不飽和脂肪酸水平相關聯，rs2236212次等位基因攜帶者DHA水平顯著降低(P=1×10-15)。本研究檢測的rs3798713位點與rs2236212位點在中國漢族人群中高度連鎖(D′=1.00，r2=1.00)，2位點處于同一個連鎖不平衡區域內，但本研究尚未發現其可影響乳汁DHA水平。Tanaka等[5]對InCHIANTI研究中1 075位個體進行全基因組關聯研究發現:ELOVL2基因上的rs953413位點的次等位基因攜帶者血漿中EPA和DPA水平較高，而DHA水平較低。ELOVL2基因共有3個BLOCK，研究報道的陽性位點均來自BLOCK1。基于上述研究結果，本研究選擇同樣位于BLOCK1中的2個標簽SNPs位點(rs3798713和rs2281591)進行研究，ELOVL2基因2個SNPs位點基因頻數與Hapmap數據庫亞洲人群基因頻數相似，但尚未發現這2個位點與中國漢族乳母乳汁DHA水平的關聯，分析其原因如下：①可能是樣本來源不一致。中國人群樣本rs3798713位點次等位基因頻數(34%)與研究報道中歐洲人的頻數(57%)相差很大，存在種族差異；②歐洲隊列研究檢測樣本是血漿DHA(DHA占總脂肪酸的百分比)，而本研究檢測的樣本是乳汁DHA(DHA的實際濃度),檢測樣本的差異也可能導致檢驗效率的不同；③可能受樣本量的影響，本研究中只有樣本209例。目前不同rs3798713(CG)-rs2281591(AG)單倍型系統與乳母乳汁DHA水平關聯研究尚未見報道，因此對于ELOVL2基因多態性與DHA水平的關系研究有待擴大樣本量，且在另外2個BLOCK里選擇更多的標簽SNPs繼續研究或在其他群體中進一步驗證。

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Association analysis on polymorphisms of ELOVL2 gene and DHA level in breast milk of lactating mothers

LI Xiang1,DING Zhen1,WU Yixia1,CHEN Xueyan1,LIU Guoliang2,XIE Lin1

(1.Department of Nutrition and Food Hygiene,School of Public Health,Jilin University,Changchun 130021,China;2.Experimental Center of Preventive Medicine,School of Public Health，Jilin University，Changchun 130021,China)

ObjectiveTo investigate the association between rs2281951 and rs3798753 in ELOVL fatty acid elongase2 (ELOVL2 gene) and the docosahexenoic acid(DHA)level in breast milk,and to clarify the influence of the polymorphisms of ELOVL2 gene in the DHA level of breast milk.Methods 209 healthy maternals were selected and signed the consent form and completed the 3-day 24-hour dietary recall questionaire on one day during the 22nd-the 25th day after partum, and 20 mL breast milk was collected.The DHA level in breast milk was detected with gas chromatography.The milk DNA was extracted and two single nucleotide polymorphisms(SNPs)of ELOVL2 gene were detected by Sequenom Mass Array System.UNPHASED 3.012 genetics software was adopted to analyze the quantitative trait of haplotype and the DHA level in breast milk.ResultsThe distribution of genotypic frequencies of rs2281591 and rs3798713 sites in ELOVL2 gene was consistent with Hardy-Weinberg equilibrium (P>0.05).The dietary fatty acid intakes and the milk DHA levels of maternals carrying different genotypes had no statistically significant differences (P>0.05).The DHA levels in breast milk of maternals carring different rs3798713 (CG)-rs2281591 (AG) haplotypes had no statistically significant difference (χ2= 3.422,df=5,P=0.635).Conclusion Rs3798713 and rs2281951 and constructed haplotypes in ELOVL2 gene are not related to the DHA levels in breast milk.

gene polymorphism; haplotype; ELOVL2 gene; breast milk; docosahexenoic acid

1671-587Ⅹ(2015)06-1230-05

10.13481/j.1671-587x.20150625

2015-02-02

國家自然科學基金資助課題(81102115)

李響(1990-)，女，吉林省長春市人，在讀醫學碩士，主要從事營養與健康關系方面的研究。

謝林，教授，博士研究生導師(Tel:0431-85619455,E-mail：xielin@jlu.edu.cn)

R153.1

A

網絡出版時間:2015-08-12 09:06:40

網絡出版地址: http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1342.r.20150812.0906.002.html