基質金屬蛋白酶-9基因多態(tài)性與2型糖尿病視網膜病變的相關性研究

楊 潔， 馬英慧， 董微麗， 崔秀成， 石 晶， 賈淑君

(承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院眼科, 河北 承德 067000)

基質金屬蛋白酶-9基因多態(tài)性與2型糖尿病視網膜病變的相關性研究

楊 潔， 馬英慧， 董微麗， 崔秀成， 石 晶， 賈淑君

(承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院眼科, 河北 承德067000)

目的研究基質金屬蛋白酶9(MMP-9) -1562C/T基因多態(tài)性與中國北方漢族人群2型糖尿病視網膜病變的關系。方法采用限制性片段長度多態(tài)性聚合酶鏈反應(PCR-RFLP)方法檢測了180名健康對照者和400例2型糖尿病患者(其中單純2型糖尿病患者180例、糖尿病視網膜病變患者220例)的MMP-9基因型,比較各組之間基因型及等位基因頻率的差別。結果MMP-9-1562C/T正常對照組,糖尿病組,糖尿病視網膜病變組三組C、T等位基因頻率分別為8.3%，91.7%；7.8%，92.2%；91.4%，8.6%，三組等位基因頻率間差異有統(tǒng)計學意義(χ2=790.09，P=0.000)。三組C/C，C/T，T/T基因型頻率分別為0%，16.7%，83.3%；2.2%，11.1%，86.7%；84.1%，14.5%，1.4%，三組基因型頻率之間差異無統(tǒng)計學意義(χ2=470.16，P=0.000)，其中正常對照組與糖尿病視網膜病變組之間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；正常對照組與糖尿病組之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.01)；糖尿病組與糖尿病視網膜病變組之間差異無統(tǒng)計學意義(P<0.01)。與T等位基因型相比，C等位基因可能會增加2型糖尿病視網膜病變的發(fā)病風險。結論MMP-9基因-1562C/T多態(tài)性可能與2型糖尿病視網膜病變的發(fā)生有關,T等位基因可能是2型糖尿病視網膜病變的保護基因。

糖尿病視網膜病變； 基質金屬蛋白酶-9； 基 因； 單核苷酸多態(tài)性

糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是2型糖尿病(diabetes mellitus，DM)患者中常見的并發(fā)癥，是導致2型糖尿病患者視力喪失的最主要的原因，嚴重影響了糖尿病患者的生存質量，其發(fā)病機制至今尚未完全闡明[1]。糖尿病視網膜病變與多種危險因素密切相關，如年齡、高血壓、性別等[2]，但不同地區(qū)、不同種族患病率存在差異[3]。提示基因在糖尿病視網膜病變的發(fā)生、發(fā)展中可能起著重要的作用。基質金屬蛋白酶9(MMP-9)是基質金屬蛋白酶家族(MMPs) 的一員, 主要參與血管基底膜主要結構成分，IV型膠原的降解,與糖尿病血管病變密切相關[4]。MMP-9基因啟動子區(qū)-1562C/T,已經被證實是一種能影響其功能的突變[5]。本研究旨在探討MMP-9基因-1562C/T多態(tài)性與2型糖尿病視網膜病變的關系。

1 資料與方法

1．1一般資料:本研究采用病例對照的研究方法。所有受試對象均為中國北方漢族人。病例來源：2014年5月至2015年8月我院內分泌科收治的2型糖尿病患者400例，均經1999年WHO 關于糖尿病的診斷標準[6]確診，其中單純2型糖尿病患者(DM組)180例，男91例，女89例；2型糖尿病視網膜病變患者(DR組)220例，男112例，女108例，所有2型糖尿病視網膜病變患者經過檢查均不合并其他糖尿病并發(fā)癥。正常對照組為性別、年齡、地區(qū)與病例組相匹配的180名健康者，男92例，女88例，來自我院體檢中心。所有受檢者均接受詳細的眼科檢查，包括：最佳矯正視力、眼壓、裂隙燈顯微鏡、眼底照相等檢查。眼底照相可疑DR的受試者行眼底血管造影檢查以確診DR。DR的診斷標準參照文獻[7]。本研究經承德醫(yī)學院附屬醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者均告知研究目的并簽署知情同意書。

1.2檢測方法

1.2.1記錄所有受檢人員的姓名、性別、年齡以及身高、體重、糖尿病病程、空腹血糖、體重指數、收縮壓、舒張壓等指標。

1.2.2受檢者DNA的提取：抽取所有受檢人員肘靜脈血4mL，加EDTA抗凝，于-80℃保存，通過蛋白酶K消化-飽和氯化鈉鹽析法提取基因組DNA[8]。

1.2.3MMP-9基因-1562C/T多態(tài)性檢測：應用PCR-RFLP技術。引物序列參考文獻[2]設計,由上海生化生物工程公司合成,上游引物:5’-GCCTGGCACATAGATGGCCC-3’,下游引物:5’-CTTCCTAGCCAGCC-GGCATA-3’。PCR反應體系為20μL，包括滅菌去離子水10.4μL，DNA模板2.0μL，Taq DNA聚合酶0.4μL，10×PCR緩沖液2.4μL，PCR染料2.4μL，三磷酸脫氧核糖核酸(dNTPs)0.4μL和上下游引物各1.0μL。PCR循環(huán)條件：95℃預變性5min；以后按95℃變性20s，50℃退火30s，72℃延伸40s，35個循環(huán)后，最后一步為72℃繼續(xù)延伸7min。10μL酶切反應體系中加入8μL PCR產物后再加入10IU的限制性內切酶，置于37℃水浴過夜消化。消化后的產物置于經溴化乙錠染色的4%瓊脂糖凝膠中電泳。

2 結 果

2.1三組研究對象基本資料分析：正常對照組、DM組、DR組三組之在年齡、體重指數、收縮壓、舒張壓等指標均無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。但空腹血糖三組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),病程DM組和DR組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(見表1)。

表1 三組間臨床資料對比

2.2MMP-9基因Hardy-Weinberg遺傳平衡性檢驗三組中CC、CT、TT 基因型分布觀測值與期望值之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，符合Hardy-Weinberg定律，說明能夠達到遺傳平衡，具有很好的群體代表性(見表2)。

表2 MMP-9基因型頻率的Hardy-Weinberg 遺傳平衡性檢驗

2．3MMP-9 C-1562T基因多態(tài)性和糖尿病視網膜病變的關系：( 見表3)。正常對照組, 糖尿病組, 糖尿病視網膜病變組三組C、T等位基因頻率分別為8.3%，91.7%；7.8%，92.2%；91.4%，8.6%。三組C和T等位基因頻率之間差異有統(tǒng)計學意義(χ2=790.09，P=0.000)。三組C/C，C/T，T/T 基因型頻率分別為0%，16.7%，83.3%；2.2%，11.1%，86.7%；84.1%，14.5%，1.4%。三組之間差異有統(tǒng)計學意義(χ2=470.16，P=0.000)。卡方分割進行兩兩比較，認為P<0.01具有統(tǒng)計學意義。三組兩兩之間比較結果：正常對照組與糖尿病組之間差異無統(tǒng)計學意義(χ2=6.12，P=0.047>0.01)；糖尿病組與糖尿病視網膜病變組之間差異有統(tǒng)計學意義(χ2=322.56，P=0.000<0.01)；正常對照組與糖尿病視網膜病變組之間差異有統(tǒng)計學意義(χ2=325.55，P=0.000<0.01)。與C/T+T/T基因型比較，C/C基因型有可能增加2型糖尿病視網膜病變的發(fā)病風險。

2.4糖尿病視網膜病變相關危險因素分析：以有無糖尿病視網膜病變?yōu)橐蜃兞?有糖尿病視網膜病變=1，無糖尿病視網膜病變=0)，自變量為：病程、空腹血糖及MMP-9-1562C/T分別進行多因素logistic回歸分析，結果顯示病程、空腹血糖及MMP-9基因啟動子區(qū)-1562C/C基因型是DR發(fā)生的危險因素(見表4)。

3 討 論

糖尿病視網膜病變是2型糖尿病最常見且最嚴重的微血管并發(fā)癥之一，對糖尿病患者的生活質量造成了極為嚴重的影響。隨著全球糖尿病發(fā)病率的不斷升高，2013年全球糖尿病患者已高達3.82 億，估計到2035年將會高達5.92億[9]；而在國內，2013年最數據顯示我國糖尿病發(fā)病率為11.6%，18 歲以上糖尿病患者約有1.14億[10]。近年來研究發(fā)現DR的發(fā)生與發(fā)展不僅與糖尿病的病程、血糖控制情況有關，還受一定的遺傳因素[11]影響。目前認為DR的發(fā)病受多種基因的影響，其中每個基因都存在多態(tài)性現象。研究表明[12]多種基因多態(tài)性與DR有關，如一氧化氮合酶、血管內皮生長因子、糖基化終末產物受體、醛糖還原酶等基因多態(tài)性都與DR發(fā)生有關。

基質金屬蛋白酶 9(MMP-9)又稱IV型膠原酶, 在生理和病理條件下, MMP-9 可以降解許多細胞外基質(ECM)成分, 對細胞遷移, 組織重建, 血管新生起重要作用[13]。近年研究指出, MMP-9 在糖尿病視網膜病進展中, 參與組織的破壞, 是其進展的值得引起注意的危險因子[14]。這種MMP-9基因多態(tài)性參與糖尿病視網膜病變的發(fā)病機制目前尚不清楚。人類的MMP-9基因位于20號染色體長臂的11 區(qū)1帶～13區(qū)1帶之間(20q11.1～13.1)。MMP-9的表達主要是轉錄水平被調節(jié)，MMP-9基因啟動子區(qū)含有許多順式作用元件，這些順式作用元件在其轉錄調節(jié)方面起非常重要的作用，其中就包括MMP-9基因啟動子-1562區(qū)域C/T基因多態(tài)位點，它是一個很重要的調節(jié)元件，可能是一個轉錄抑制因子蛋白的結合位點，影響MMP-9基因的轉錄水平[15]。當MMP-9基因-1562位點C突變成基因T以后，DNA-蛋白質的相互作用被消除，由此產生高的啟動子轉錄活性[16],導致MMP-9的表達增加，從而加速了Ⅳ型膠原的降解，減少了視網膜細胞外基質的堆積，阻止或延緩DR的發(fā)生與發(fā)展。相反，當T等位基因的頻率減少時會加速DR的發(fā)生和進展。

本研究結果表明DR組的TT基因型頻率和T等位基因低于正常對照組和DM組，T等位基因攜帶者DR的發(fā)病率明顯降低，提示T等位基因可能是DR的保護性基因,這可能是由于攜帶T等位基因的MMP-9啟動子的轉錄活性增強，導致MMP-9在組織中的表達增加[16],從而促進了細胞外基質的降解,抑制了DR的發(fā)生和發(fā)展。由此可見MMP-9-1562C/T多態(tài)性與DR的發(fā)生相關，突變型T等位基因可能是DR的保護基因。

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AStudyoftheAssociationbetweenPolymorphismsoftheMMP-9Geneandtype2DiabeticRetinopathy

YANGJie,MAYinghui,DONGWeili,etal

(TheAffiliatedHospitalofChengdeMedicalCollege,HebeiChengde067000,China)

Objective:To study of the association between polymorphism of the MMP-9 gene(-1562C/T)and type 2 diabetic retinopathy.MethodsMMP-9 -1562C/T SNP was genotyped by polymerase chain reaction-restrictive fragment length polymorphism (PCR-RFLP) ,analysis in 180 healthy persons as control and 400 patients with type 2 diabetes including 180 complication-free cases and 220 with diabetic retinopathy (DR).ResultsAssociation between the MMP-9 -1562C/T SNP in promoter region and diabetic retinopathy: the C and T allele frequencies in Control, DM, DR groups are 8.3%，91.7%; 7.8%, 92.2%; 91.4%, 8.6% respectively. And the results have a significant deviation (χ2=790.09，P=0.000). The C/C, C/T , T/T genotypic frequencies of cases in the three groups are 0%，16.7%，83.3%；2.2%，11.1%，86.7%；84.1%，14.5%，1.4%.There's a significant deviation of C and T allele frequency of MMP-9 -1562C/T between the Control group、the DM group and DR group(χ2=470.16，P=0.000).There's a significant deviation of C/C,C/T,T/T genotypic frequencies between the Control group and DM group(P<0.01),or the DM group and DR group(P<0.01),while there is no significant deviation between the Control group and DM group(P>0.01) .Compared with the T allele, the C allele may increase the onset risk of diabetic retinopathy.ConclusionThe MMP-9 -1562C/T SNP may play a role in the genetic susceptibility to the invasion of diabetic retinopathy. T allele is a protective gene for diabetic retinopathy.

Diabetic retinopathy； Matrix metalloproteinase-9； Gene； Single nucleotide polymorphism

A

10.3969/j.issn.1006-6233.2017.10.023

1006-6233(2017)10-1663-05

馬英慧