脂聯素受體1基因多態性與冠心病以及2型糖尿病的關系

孔祥赟 蒲連美 李紅 金澤寧

冠心病（coronary artery disease，CAD）是嚴重危害人類健康的常見病，致死率、致殘率（喪失勞動能力）高，2型糖尿病（type 2 diabetes，T2D）和CAD經常并存，并在全球范圍內造成巨大的公共衛生和經濟負擔。研究表明，基因和環境的相互作用在兩者的發生發展過程中發揮重要作用。脂聯素（Adiponectin，APN）是由白色脂肪組織分泌的一種激素蛋白，具有改善胰島素抵抗、抗動脈粥樣硬化、抗炎等作用。APN主要通過與其靶器官和組織上的相應受體（脂聯素受體1）結合而發揮其病理生理作用。脂聯素受體1（Adiponectin receptor1，ADIPOR1）基因變異可能使其的表達活性減弱或數量減低，進而減弱其分子保護作用。本文就ADIPOR1基因多態性與冠心病以及T2D遺傳易感性的關聯研究進展作一概述。

1.型糖尿病與冠心病密切相關

糖尿病是以血液循環中葡萄糖升高為基本特征的臨床代謝綜合征，其主要特征為胰島素抵抗和（或）胰島素分泌不足，屬于終身性疾病，T2D是其主要類型。在糖尿病的發生發展過程中，機體脂代謝以及凝血系統均會發生異常，致使內皮細胞功能障礙，引發血管炎癥，促進動脈粥樣硬化以及血栓形成［1］。調查研究顯示，T2D患者中CAD發病率高達55%，其患病率是普通人群的2～4倍［2］，全世界近50%的T2D患者最終死于CAD［3-4］，一系列遺傳關聯研究和家族聚集性研究表明T2D合并CAD的易感性50%是遺傳因素導致的［5］，因此，從分子遺傳學角度尋找降低兩者發病率和死亡率的新干預靶點是當今熱點問題。

2.脂聯素在冠心病及2型糖尿病的發生發展過程中的保護作用

脂聯素是由白色脂肪組織分泌的一種有益的蛋白質，由244個氨基酸組成，分為羧基端的一段球形結構域、膠原樣結構域、小的非螺旋區和氨基端的一段分泌信號序列四個區域，其中球狀區脂聯素具有更為活躍而廣泛的生物學作用。脂聯素主要以三種形式存在：三聚體（＜10%）、六聚體（＜l0%）和高分子質量（HMW）多聚體（ ＞80%）［6］。 血漿中APN的濃度大約為5～30 mg/L，約占人血漿蛋白總量的0.01%［7］，其中女性血漿脂聯素水平比男性高 15%［8］。 其無晝夜分泌規律的變化，而且不受進餐的影響。

脂聯素作為一種脂肪細胞因子，具有加速脂肪酸氧化、促進糖轉運及降低肝糖輸出、對抗血管內皮炎癥反應、改善內皮依賴性血管舒張功能、抗凋亡、胰島素增敏等作用［9］，并可以通過抑制單核細胞粘附到內皮細胞、平滑肌細胞增殖和泡沫細胞的形成，發揮其抗動脈粥樣硬化、抗心肌缺血的作用［10］。幾項橫斷面研究表明低血漿脂聯素水平與胰島素抵抗、T2D、冠狀動脈的嚴重程度、斑塊的不穩定性及不良心血管事件［11-12］有關。

脂聯素主要通過與其靶器官和組織上的相應受體結合而發揮其病理生理作用，脂聯素受體在不同的組織中介導產生不同的功能［13］，因此編碼脂聯素受體的基因變異可能也具有相同的增加胰島素抵抗及冠心病的相關風險的效應，故應進一步研究脂聯素受體及其基因變異對冠心病和糖尿病患病風險的影響。

3.脂聯素受體基因多態性與冠心病及2型糖尿病易感性的關系

（1）ADIPOR分型 經典的 ADIPOR分為 ADIPORl和ADIPOR2，2003年，Yamauchi等采用分子克隆技術確定了脂聯素存在兩種異構體受體，將其稱為ADIPORl、ADIPOR2。ADIPORl，在小鼠的心、腎、腦、肺、肝、脾及睪丸、骨骼肌均有表達，其中在骨骼肌中表達量高；ADIPOR2在肝中表達量高，ADIPORl/2結構上相似度較高，均包含了活化分子信號和7次跨膜結構域，與G蛋白耦聯受體家族的結構布局相反，序列上的同源性也較低，羧基端在細胞外部，氨基端在細胞內部，ADIPORl/2不通過與G蛋白耦聯發揮作用，而是可能直接連接到下游腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、p38有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、過氧化物酶體增生物激活受體Q（PPAR-Q）等信號分子，傳遞脂聯素的信息，提高外周組織胰島素敏感性、增加脂肪酸的氧化及抑制糖異生等［14-15］。

2004年Hug等［16］發現T-cadherin是脂聯素的又一新受體，在心血管系統中表達最高，且T-cadhefin是脂聯素六聚體和高分子質量多聚體的受體，經典的鈣粘蛋白分子由細胞外鈣結合區及跨膜區兩部分組成，而T-cadherin缺失跨膜區而經糖基磷脂酰肌醇（glycosyl phosphatidyr linositol，GPI）附著于細胞膜上。T-cadherin在球囊血管成形術后的再狹窄、動脈粥樣硬化、異常遷移生長及腫瘤血管生成中發揮正性調節作用，T.cadherin在內皮細胞發生氧化應激時其表達增加，在凋亡細胞內表達易上調，刺激細胞發出信號以對抗氧化應激導致的細胞凋亡。在這3種受體中，ADIPOR1是介導脂聯素生物學效應的主要受體之一。

（2）ADIPOR1基因多態性與 CAD、T2D的關聯研究ADIPOR1基因全長17.5kb，包括8個外顯子。由于遺傳背景以及生活環境的不同，基因變異對個體表達水平的影響也可能會有不同。2005年［17］，在德國高加索人群中研究顯示ADIPOR1基因兩個單核苷酸多態性位點（SNPs）（啟動子區域的-8503 G→A和內含子區域的-1927T→C）與胰島素抵抗以及肝臟中脂肪量存在一定的相關性。ADIPOR1基因變異與胰島素抵抗相關，但不增加2型糖尿病的患病風險這一觀點同樣在芬蘭［18］和美國墨西哥人［19］中得到證實。2006年有研究發現ADIPOR2基因的3個單核苷酸位點的多態性略增加法國人2型糖尿病的患病風險［20］。一項多種族人群研究（糖尿病預防計劃）顯示ADIPOR1基因的2個SNPs位點（rs 1342387和 rs 12733285）可使 T2D發病率增加 18%［16］。Soccio等［21］的實驗室研究結果發現ADIPOR1基因 3'側翼序列區的變異可能在調節動脈粥樣硬化的形成中發揮重要作用，在2型糖尿病的人群中可能增加其患冠心病的風險高達3倍。

2010 年，馬曉偉等［22］從 HapMap（phaselI）（http：//www.hapmap.org）的中國漢族人群數據庫中，選取ADIPOR1的10個單倍型標記的SNPs（r2＜0.8，次要等位基因頻率MAF≥0.05），其中 rs7514296、rs2275737、rsl2045862、rsl6850797，rsl539355，rsl6850799，rs2275735，rsl342387 和 rs3737884 均位于內含子，rs7 539 542位于外顯子。其研究發現，T2DM患者中ADIPOR1 rsl342387與CAD風險顯著相關，其GG及AG基因型攜帶者發生CAD的風險是AA基因型攜帶者的2～3倍，SNP rsl2045862與CAD的風險有相關趨勢。兩個多態性合并分析發現，兩種風險基因型的組合GX/CC攜帶者發生CAD的風險約是非攜帶者的4倍，兩種保護性基因型組合AA/TX攜帶者發生CAD的風險較非攜帶者下降70%以上。2014年，金澤寧等［23］研究發現，ADIPOR1基因 rs3737884-G和rs16850797-C是與T2D和T2D合并CAD的易感性及臨床表型（如收縮壓、BMI等）相關的共同變異，且對上述疾病的易感性存在累積效應。另 Li等［24］發現 ADIPOR1的3個SNPs位點（rs7539542-G，rs 7514221-C和 rs 3737884-G）顯著增加了無糖尿病患者的冠心病患病風險。

（3）CAD、T2D患者中ADIPOR1基因的表達水平 綜上所述，多個研究證實了ADIPOR1基因變異與CAD、T2D發生發展的關系，然而，ADIPOR1 mRNA和蛋白質的表達水平與冠心病、2型糖尿病的關系尚未完全確定。既往通過乳鼠心肌細胞在缺血/在灌注（H/R）模型下的研究發現，單純H/R組與正常對照組相比，ADIPOR1在mRNA和蛋白水平表達明顯下降，因此推測脂聯素對損傷后心肌的保護作用，可能主要通過 ADIPOR1 發揮作用［25］。 Sopic等［26］研究表明CAD患者較正常人具有較高的血漿APN水平和較低的單核細胞表面ADIPOR1的mRNA水平。Karina等［27］通過比較研究頸動脈斑塊中ADIPOR1 mRNA表達與不穩定性斑塊的斑塊特征相關性（包括炎性細胞的浸潤）結果發現血漿中脂聯素水平與斑塊中ADIPOR1mRNA表達呈負相關，而不穩定性斑塊特征與ADIPOR1mRNA的表達水平無明確相關關系。然而Ignatios等［28］通過橫斷面研究單核細胞表面ADIPOR1的mRNA和蛋白質表達水平、脂聯素水平與冠狀動脈粥樣硬化程度的程度的相關性，結果發現冠心病多支病變較單支血管病變者有較高的ADIPOR1 mRNA表達水平，這與以往關聯研究的結果不一致，推測ADIPOR1 mRNA和蛋白質表達水平的增加可能用來對抗冠心病發生發展過程中過度的炎癥反應和動脈粥樣硬化的進展，這或許可以提供一個潛在的藥物治療靶點，即我們可以通過激活脂聯素受體來發揮其有益作用，從而阻止冠心病患者動脈粥樣硬化的進展。

此外，Patel等［29］研究發現，ADIPOR1過表達可增加靶細胞的糖攝取和糖原合成進而改善IR。低水平的脂聯素和ADIPOR1表達水平與T2D的高發病率有關［30］。然而，近來有研究表明T2D患者單個核細胞表面ADIPOR1mRNA的表達增加［31］。盡管越來越多的與冠心病、T2D易感性相關的ADIPOR1基因多態性位點被發現，但目前發現的這些多態性位點多位于基因內含子區域或者非翻譯區，ADIPOR1基因功能區變異與冠心病、糖尿病易感性的關系以及ADIPOR1基因在冠心病、T2D患者的表達水平高低尚待進一步研究驗證。

4.結語

脂聯素及其受體參與糖脂代謝，具有改善胰島素抵抗、抗動脈粥樣硬化、抗炎、抗凋亡等作用。而脂聯素受體基因多態性變異可能減弱其分子保護作用，增加冠心病、糖尿病等代謝相關性疾病的易感性。隨著基因組學研究的不斷進展，有望通過基礎結合臨床的前瞻性研究，發現更多與冠心病、糖尿病發病有關的疾病候選基因作為遺傳標記，為早發高危冠心病人群的篩選、個體化臨床決策的選擇及疾病預后的評估、新的藥物治療靶點的研究提供參考。