胰十二指腸同源異型盒基因-1多態性與2型糖尿病的相關性

譚英姿 李俊燕 陶 楓 陸 灝

(上海中醫藥大學附屬曙光醫院內分泌科，糖尿病研究所，中醫臨床重點實驗室，上海 201203)

胰十二指腸同源異型盒基因-1多態性與2型糖尿病的相關性

譚英姿 李俊燕 陶 楓 陸 灝

(上海中醫藥大學附屬曙光醫院內分泌科，糖尿病研究所，中醫臨床重點實驗室，上海 201203)

目的 探討胰十二指腸同源異型盒基因(PDX)-1多態性位點(rs4415872,rs1124607和 rs4581569)與上海漢族人群2型糖尿病的關系。方法 選取1 285例正常健康個體為對照組，經確診的1 245例2型糖尿病患者為病例組。收集靜脈血液標本1 ml，提取全基因組DNA。應用Taqman基因分型技術進行多態性檢測。結果 與對照組相比，PDX-1基因rs1124607位點的基因型和等位基因頻率分布在病例組中具有統計學意義〔基因型：P=7.82×10-5；等位基因：P=0.000 9,OR=0.780(0.688～0.886)〕，經Bonferroni矯正后仍具有統計學差異(基因型：P=2.35×10-4；等位基因：P=0.000 3)。結論 PDX1基因rs1124607位點可能與上海漢族人群2型糖尿病具有相關性。

2型糖尿病；基因多態性；胰十二指腸同源異型盒基因

胰島素抵抗和胰島細胞功能缺陷是2型糖尿病(T2DM)發病的主要機制〔1〕，其中,胰腺內β細胞功能失調所致的胰島素分泌不足是疾病發生的核心〔2〕。胰十二指腸同源異型盒基因(PDX)-1是一種主要在成熟的胰島β細胞特異表達的轉錄調節因子〔3〕。在成熟的胰島β細胞中,PDX-1主要通過激活胰島素和其他參與葡萄糖傳感和新陳代謝的重要因子(如葡萄糖轉運因子2)，保護胰島β細胞功能〔4〕。最近的研究還表明,DNA甲基化的增加可能減少糖尿病患者胰島β細胞PDX-1的表達,進而增加糖尿病的發病率〔5〕。有研究顯示，PDX-1基因多態性與高加索人群T2DM患者顯著相關〔4,5〕，但是還不清楚PDX-1基因與上海漢族人群T2DM患者是否存在相關性。本研究擬探討PDX-1基因多態性位點是否與中國上海漢族人群T2DM相關。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2012年1月至2015 年1月在本院入院確診的上海漢族T2DM患者作為病例組(男610例，女635例)。同期在本院體檢中心的健康體檢者作為對照組(男647例，女638例)。受試者均簽署了書面知情同意書，經本院醫學倫理委員會批準。

1.2 臨床資料收集 由經過統一培訓的醫生面對面對研究對象進行年齡、身高、體重、腰圍、臀圍、收縮壓、舒張壓、個人及家族疾病史等的檢查。

1.3 血生化指標測定 所有研究對象空腹抽取靜脈血，檢測空腹血糖、糖化血紅蛋白、尿酸、高密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇和甘油三酯等指標。

1.4 全基因組DNA 提取 全部血樣采集為外周靜脈血，采用柱吸附法血基因組試劑盒(杭州Axygen生物技術有限公司)提取全基因組DNA。采用紫外分光光度法進行DNA濃度檢測。

1.5 PDX-1基因多態性位點分型 采用tag(SNPs)位點的方法。3個tagSNPs位點分別為rs4415872,rs1124607和 rs4581569，制備Taqman探針(Life technology公司)，采用Taqman基因分型技術，通過熒光定量PCR儀(Applied Biosystems公司9700PCR)進行檢測分析。

2 結 果

2.1 臨床生化指標比較 病例組與對照組相比，年齡、性別和低密度脂蛋白膽固醇水平無統計學差異(P>0.05)。校正年齡和性別后，病例組與對照組的體質指數、腰臀比、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、糖化血紅蛋白、尿酸、高密度脂蛋白膽固醇、總膽固醇和甘油三酯明顯具有統計學差異(P<0.001)。見表1。

2.2 哈迪溫伯格平衡檢驗 在對照組中，PDX-1基因的三個基因多態性位點(rs4415872,rs1124607和 rs4581569)的基因型頻率分布均符合哈迪溫伯格平衡(P>0.05)，可進一步分析多態性位點與T2DM的相關性分析。

2.3 PDX-1基因多態性位點的等位基因與T2DM的關系 與對照組相比，rs1124607的等位基因C在病例組中明顯增加〔P=0.000 119,OR(95%CI)=0.780(0.688～0.886)〕；經過Bonferroni矯正后，P值為0.000 3，仍具有顯著性統計學差異。見表2。

2.4 PDX-1基因多態性位點的基因型與T2DM的關系 與對照組相比，rs1124607的基因型CC在病例組明顯增加，其分布具有統計學差異(P=7.82×10-5)；經Bonferroni矯正后P值為2.35×10-4，仍具有顯著性統計學差異。見表3。

項目對照組(n=1285)病例組(n=1245)P值年齡(歲)55±1054±120 068性別(男/女，n)647/638610/6350 321體質指數(kg/m2)23 1±2 129 2±4 8<0 001腰臀比0 86±0 101 12±0 2<0 001收縮壓(mmHg)120 3±17 9145 6±18 5<0 001舒張壓(mmHg)78 9±10 985 1±8 8<0 001空腹血糖(mmol/L)4 9±0 29 9±2 3<0 001糖化血紅蛋白(%)5 2±1 09 3±2 4<0 001尿酸(mmol/L)9 7±6 55 0±1 7<0 001高密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)1 5±0 21 1±0 9<0 001低密度脂蛋白膽固醇(mmol/L)2 5±1 82 6±1 20 067總膽固醇(mmol/L)4 6±2 25 3±3 1<0 001甘油三酯(mmol/L)1 4±0 72 3±1 2<0 001

表2 PDX-1基因多態性位點等位基因在兩組的分布

多態性N1)等位基因P值OR(95%CI)rs1124607AC對照組12481880(0 753)616(0 247)0 000119(0 00032))0 780(0 688～0 886)病例組12041696(0 704)712(0 296)rs4415872CA對照組12442252(0 905)236(0 095)0 6226720 954(0 789～1 152)病例組12122184(0 901)240(0 099)rs4581569CT對照組12392080(0 839)398(0 161)0 7965790 980(0 842～1 1415)病例組12002008(0 837)392(0 163)

1)：成功分型的數目；2)：經Bonferroni數據矯正后的P值；下表同

表3 PDX-1基因多態性位點基因型在兩組的分布

多態性N1)基因型P值rs1124607AAACCC對照組1248704(0 564)472(0 378)72(0 058)7 82×10-5(2 35×10-42))病例組1204616(0 512)464(0 385)124(0 103)rs4415872CCCAAA對照組12441020(0 820)212(0 170)12(0 010)0 46922病例組1212980(0 809)224(0 185)8(0 007)rs4581569CCCTTT對照組1239881(0 711)318(0 257)40(0 032)0 968804病例組1200848(0 707)312(0 260)40(0 033)

3 討 論

糖尿病需要長期治療，疾病進展可損傷全身多個臟器，并最終導致心腦血管疾病、失明、腎衰竭和截肢等嚴重并發癥。轉錄因子PDX-1在胰腺發育、胰島細胞分化和胰島素合成中具有重要的作用〔6～8〕，是糖尿病治療的新靶點。

人類PDX-1基因位于染色體13q12.1上，全長約6 kB，由編碼氨基端區域和同源結構域和羧基端區域的兩個外顯子組成〔9〕。1999年，Macfarlane等〔4〕首次在高加索人群中報道了PDX-1基因的三個多態性位點C18R、D76N和 R197H與糖尿病顯著相關。進一步的功能分析三個位點的突變導致PDX-1與胰島素基因啟動子區域結合降低，從而使胰島素對高血糖的敏感性減低。同年，Hani等〔5〕除了發現PDX-1的兩個基因多態性位點Q59L和D76N外，還發現一個新的多態性位點InsCCG243〔5〕。但是，根據SNP的選擇標準，由于這些位點在中國漢族人群中的等位基因頻率很低，在本研究中排除了這些位點的分析。本研究首次發現，在上海漢族人群中，PDX-1基因的rs1124607與T2DM顯著相關。另外，3個基因多態性位點的統計效力均達到90%以上。結果提示，PDX-1基因的rs1124607位點可能是胰島細胞功能中的關鍵靶點。然而,有關PDX1基因的rs1124607位點在糖尿病發病機制中的功能以及具體機制需要進一步研究。此外，還需要更大的樣本量和更嚴格的入組標準進一步證實本研究的結論。綜上所述，PDX-1基因rs1124607位點的基因型和等位基因頻率分布在病例組和對照組中具有顯著差異，提示PDX-1基因rs1124607多態性位點可能與中國上海漢族人群T2DM的發生相關。

1 Chan JC,Zhang Y,Ning G.Diabetes in China:a societal solution for a personal challenge〔J〕.Lancet Diabetes Endocrinol,2014;2(12):969-79.

2 中華醫學會糖尿病學分會.中國2 型糖尿病防治指南(2010 年版)〔J〕.中國糖尿病雜志,2012;20(1):2-4.

3 Weir GC,Bonner-Weir S.Islet beta cell mass in diabetes and how it relates to function,birth,and death〔J〕.Ann N Y Acad Sci,2013;1281:92-105.

4 Macfarlane WM,Frayling TM,Ellard S,etal.Missense mutations in the insulin promoter factor-1 gene predispose to type 2 diabetes〔J〕.J Clin Invest,1999;104(9):33-9.

5 Hani EH,Stoffers DA,Chevre JC,etal.Defective mutations in the insulin promoter factor-1(IPF-1)gene in late-onset type 2 diabetes mellitus〔J〕.J Clin Invest,1999;104(9):41-8.

6 Holland AM,Gonez LJ,Naselli G,etal.Conditional expression demonstrates the role of the homeodomain transcription factor Pdx1 in maintenance and regeneration of beta-cells in the adult pancreas〔J〕.Diabetes,2005;54(9):2586-95.

7 Kaneto H,Miyatsuka T,Kawamori D,etal.PDX-1 and MafA play a crucial role in pancreatic beta-cell differentiation and maintenance of mature beta-cell function〔J〕.Endocr J,2008;55(2):235-52.

8 Ferber S,Halkin A,Cohen H,etal.Pancreatic and duodenal homeobox gene 1 induces expression of insulin genes in liver and ameliorates streptozotocin-induced hyperglycemia〔J〕.Nat Med,2000;6(5):568-72.

9 Leonard J,Peers B,Johnson T,etal.Characterization of somatostatin transactivating factor-1,a novel homeobox factor that stimulates somatostatin expression in pancreatic islet cells〔J〕.Mol Endocrinol,1993;7(10):1275-83.

〔2016-03-15修回〕

(編輯 袁左鳴)

Association between polymorphism of PDX-1 gene and type 2 diabetes mellitus

TAN Ying-Zi,LI Jun-Yan,TAO Feng,et al.

Diabetes Research Institute,Department of Endocrinology,Shanghai Key Laboratory of Traditional Chinese Clinical Medice,Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China

Objective To study the association of pancreatic and duodenal homeobox 1 (PDX-1) polymorphism (rs4415872,rs1124607 and rs4581569) with type 2 diabetes mellitus(T2DM) in Han population of Shanghai.Methods 1 245 cases of T2DM patients were recruited as case and 1 285 healthy individuals were selected as control. 1 ml of blood sample was collected from each subject,from which the whole genomic DNA was extracted. The polymorphism was detected by Taqman technology.Results Significant association was observed in PDX-1 rs1124607 genotypes and alleles with T2DM 〔P=7.82×10-5andP=0.000 1,OR=0.78(0.68～0.87),respectively〕.After Bonferroni correction,significant association was still detected.Conclusions The polymorphism of rs1124607 in PDX-1 gene may be associated with T2DM in Han population from Shanghai region.

T2DM;Gene polymorphism;PDX-1

國家自然科學基金(No.81403359)，上海市中醫臨床重點實驗室(No.14DZ2273200)，上海市中醫藥事業發展三年行動計劃項目(No.ZYSNXD-CC-YJXYY)

陸 灝(1969-)，男，主任醫師，主要從事內分泌的臨床和科研工作。

譚英姿(1976-)，女，助理研究員，主要從事內分泌學疾病研究。

R587

A

1005-9202(2016)24-6136-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.24.042