蒙古族人群FTO 基因多態性與肥胖及代謝綜合征的關系

張 強，李育敏

（1.內蒙古醫科大學附屬醫院 體檢中心，內蒙古 呼和浩特010050；2.內蒙古醫科大學附屬醫院 心臟大血管外科）

隨著經濟水平的提高和人民生活方式的改善，肥胖癥的發病率逐年上升，已成為嚴重危害人類健康、加重人民生活負擔和阻礙社會發展的社會問題。世界上有超過10 億成年人體重超重，近3 億成年人被診斷為肥胖癥[1]。肥胖癥不僅可以引起高血壓、糖尿病等代謝性疾病，還會對人的心理帶來嚴重的影響，導致自卑、孤僻和其它一些行為障礙[2]。肥胖癥是由許多因素引起的，例如環境因素和遺傳因素。一些研究發現FTO 基因是參與肥胖癥發病機制的關鍵基因之一[3～7]。

人類FTO 基因位于16 號染色體上（16q12.2），它的mRNA 主要表達于控制能量平衡的下丘腦中。因此，FTO 基因可能通過神經調節、食物相關基因和攝食行為[8～10]影響肥胖癥的發生。目前，許多研究觀察到FTO 基因單核苷酸多態性（SNP）與肥胖癥的發生之間存在著高度的相關性[11～13]。然而，不同國家、不同民族和不同年齡人群[10]的多態性位點是不同的。在許多與肥胖癥、身體質量指數和糖尿病[5，12，14，15]相關的大規模試驗中，已經發現了FTO 基因rs9939609 和rs1421085 的基因型。因此，本論文選擇了兩個多態性位點進行研究。內蒙古呼和浩特市，作為少數民族聚居區，大量的蒙古族人和漢族人聚集生活在一起，他們的生活方式和飲食方式各不相同。蒙古族人群肥胖癥的患病率較高，所以探索肥胖癥的發病機制對他們則更有意義。目前，很少報道蒙古人群中FTO 等位基因的分布及其與肥胖癥和代謝綜合征的相關性。本研究旨在探討蒙古族人FTO 基因與肥胖癥及相關代謝綜合征的關系，用以更有效地治療蒙古族人的肥胖癥。

1 研究對象

根據2003 年版“中國成人超重和肥胖癥預防控制指南”的診斷標準，從2017-06～2018-06，選擇了在內蒙古醫科大學附屬醫院體檢中心接受檢查的1576 名蒙古族超重和肥胖癥病人。經知情同意和問卷調查后，隨機抽取300 名蒙古族受試者，全部受試者年齡均為 18 周歲的常住居民，且三代以內未和其他民族通婚，本地居住時間＞15a。其中包括150 名男性病人和150 名女性病人，平均年齡為35.82±6.54 歲。另外200 名非超重或非肥胖蒙古族受試者作為對照組，其中包括100 名男性和100 名女性，平均年齡為36.07±6.23歲。

2 研究方法

2.1 基本資料收集

收集所有受試者的性別、年齡、病史、家族史、吸煙、飲酒、飲食和運動方面的信息。測量血壓、身高、體重、腰圍和臀圍用以計算身體質量指數=體重（千克）/身高（平方米）；腰臀比=腰圍/臀圍。總共收集4mL 乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝靜脈血。用葡萄糖氧化酶法測量空腹血糖。用自動生化分析儀（日本AU 600 Olympus）檢測甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇。

2.2 DNA提取

根據血液DNA 提取試劑盒（北京天根生化科技有限公司），用300μL 抗凝血提取DNA。向血液中加入750μL 細胞裂解液，12000 轉/分離心1min，然后加 入198.5μL 人 纖維蛋 白原α 鏈（FGA）和1.5μL 蛋白酶K，接著加入200μL 異丙醇，12000轉/分離心5min，然后加入300μL70% 乙醇，12000轉/分離心2min。最后，將DNA 沉淀液溶解于50μL緩沖液中。 在Nanodrop 2000 紫外分光光度計（Thermo，美國）上測量DNA 濃度和純度，并在-20°C 下保存。

2.3 PCR擴增

用兩種引物進行PCR 反應，以區分不同的基因型。PCR 反應體系包含12.5μL 2×緩沖液，4μL 脫氧核糖核苷三磷酸（dNTPs），0.5μL DNA 樣本，和5.5μL 二次蒸餾水。PCR 擴增在94℃預變性條件下進行2 min，然后進行16 個循環，94℃循環30s，每個循環60-52℃循環30s（-0.5℃），72℃循環30s；24個循環，94°C 循環30s，55°C 循環30s，72°C 循環30s，72°C 循環10min。引物序列如下609F：5’CTGTATCTTTTGGCAGATCAG； 609aR： AGACTATCCAAGTGCATCACT3’；609t R:5’AGACTATCCAAGTGCATCACA3’；085F: 5’ACTGTCTCTAAGCCCAACAAAC3’；085tR: 5’ATTCTCATCAGACACTTAATCAATA3’；085cR: 5’ATTCTCATCAGACACTTAATCAATG3’。

2.4 瓊脂糖凝膠電泳

總共5μL PCR 產品是混合1μL 6×加載緩沖液，然后添加到1.5% 的瓊脂糖凝膠電泳和孵化此種緩沖在100 V 40min。結果讀取記錄凝膠電泳成像和放射學。根據特異性引物對的不同，根據電泳結果分析不同的基因型。

2.5 統計學方法

所有數據分析均采用SPSS17.0 軟件進行。測量數據用均數±標準差表示，用t檢驗進行比較。枚舉數據描繪成病例數或由χ2檢驗和分析。風險評估采用單因素Logistic 回歸分析。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 基本資料和生化指標比較

兩組間在年齡和身高分布方面無明顯差異。肥胖組的體重、身體質量指數、腰圍、臀圍、腰臀比、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇顯著高于對照組。

3.2 FTO基因分布頻率平衡試驗

證實兩個位點的FTO 基因多態性頻率達到哈迪-韋因貝格平衡定律（P＞0.05），表明所選樣品具有代表性。

3.3 等位基因和基因型頻率比較

兩組間rs9939609 基因型頻率分布和等位基因頻率分布有顯著差異（P＜0.05）。肥胖組的TT 基因型頻率和T 等位基因頻率顯著高于對照組。兩組間rs1421085 基因型頻率分布和等位基因頻率分布無統計學差異（P＞0.05）（見表1，2）。

表1 rs9939609等位基因和基因型頻率比較Tab.1 Comparison of allele and genotype frequencies of rs9939609

表2 rs1421085等位基因和基因型頻率比較Tab.2 Comparison of allele and genotype frequencies of rs1421085

3.4 蒙古族人肥胖癥病人FTO 基因rs9939609 多態性的風險分析

在選擇TT 基因型作為對照后，用單向Logistic回歸分析對蒙古族人FTO 基因rs9939609 進行分析。攜帶rs9939609 AT 基因型和TT 基因型的蒙古族人個體的肥胖風險分別比TT 基因型的蒙古族人個體的肥胖風險高出1.312倍和1.896倍（見表3）。

表3 蒙古族肥胖人群FTO基因rs9939609多態性的風險分析Tab.3 Risk analysis of rs9939609 polymorphism of FTO gene in obese Mongolian

3.5 基因rs9939609 多態性與肥胖癥及相關代謝指標的關系

rs9939609 AA 和AT 基因型攜帶者的體重、身體質量指數、腰圍、臀圍和腰臀比明顯高于TT 基因型攜帶者。rs9939609 AA 和AT 基因型攜帶者與TT 基因型攜帶者間在收縮壓、舒張壓、空腹血糖、甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇方面無顯著差異（P＞0.05）。

肥胖癥是影響人身心健康的重要因素。隨著其發病率的增加，肥胖癥已成為全球公共健康問題。肥胖癥可以導致多種疾病，例如糖尿病、高血壓、高脂血癥和心腦血管疾病[16]。在本研究中，與對照組相比，肥胖組的體重、身體質量指數、腰圍、臀圍、腰臀比、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、甘油三酯、總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇較高，而肥胖組的高密度脂蛋白膽固醇則較低，從而證實肥胖癥對人類健康的危害。肥胖癥的發生是與不健康的生活方式、飲食習慣和遺傳因素密切相關的。除了對生活方式進行積極干預之外，對個體進行遺傳分析可以更有效地發現易感人群，從而制定個性化干預計劃。

FTO 是由全基因組關聯分析（GWAS）項目發現的第一個與肥胖癥相關的候選致病基因，其為肥胖癥易感人群的科學管理和早期干預提供了依據。目前，數個研究發現FTO 基因的多個單核苷酸多態性位點與代謝綜合征有關，例如肥胖癥、身體質量指數和糖尿病。然而，不同種族和不同年齡人群的功能性單核苷酸多態性位點是不一致的。Mustafa Solak 等人的研究則證明基因 rs1421085 和rs9939609 對土耳其肥胖癥病人[14]沒有統計學影響。除了多項大規模研究證明基因rs1421085 和rs9939609 與肥胖癥有關外，還證實基因rs1421085和rs9939609 可以通過各種因素影響身體質量指數，如飲食習慣、體育活動、食物攝取和心理健康[8]。因此本研究選擇基因rs1421085 和rs9939609 用于統計學分析。

在這項研究中，通過對500 名蒙古族人的調查，我們發現肥胖組基因rs9939609 中的3 個基因型頻率和等位基因頻率分布與對照組有顯著差異。肥胖組TT 基因型和T 等位基因的頻率均高于對照組。然而，兩組間基因Rs1421085 中的3 個基因型頻率和等位基因頻率相似，表明基因rs9939609 可能與蒙古族人群肥胖癥的發生有關。此外，我們評估了rs9939609 的3 個基因型頻率和等位基因頻率對肥胖癥的風險。攜帶rs9939609 AT 基因型和TT 基因型的蒙古族人個體的肥胖風險分別比攜帶TT 基因型蒙古族個體的肥胖風險高出1.312 倍和1.896 倍。A 等位基因的肥胖風險比T 等位基因的肥胖風險高出1.904 倍。在阿聯酋人群中，我們觀察到基因rs9939609 與身體質量指數顯著相關（P= 0.028），A等位基因對身體質量指數[15]具有顯著的累加效應。通過有效的體育鍛煉，可以降低AA 基因型對身體質量指數的影響（P= 0.027）。rs9939609 AA 和AT基因型攜帶者的體重、身體質量指數、腰圍、臀圍和腰臀比顯著高于TT 基因型攜帶者，這與之前的報道是一致的[5]。Kim 等人發現基因rs9939609 多態性可影響膳食中脂肪酸的攝入量，其中AA 基因型攜帶者飽和脂肪酸占總膳食能量的比例比TT 基因型攜帶者[9]飽和脂肪酸占總膳食能量的比例高出12.6%。這可能是AA 基因型攜帶者肥胖風險增加的主要原因之一。 此外，許多研究還證實基因rs9939609 多態性與體育活動和飲食攝取有關，并很可能通過這些行為[9]影響肥胖癥的發病率。

本研究發現FTO 基因rs1421085 多態性與蒙古族人肥胖癥之間沒有相關性。基因rs9939609 的AT/AA 基因型和等位基因A 與肥胖癥風險的增加是有相關性的，rs9939609 基因多態性與蒙古人肥胖癥的發生顯著相關，其可能參與了能量代謝的調節過程。此外本研究僅選擇了呼和浩特市的一小部分人群，而沒有選擇其它地區的蒙古族人。在樣本選擇的過程中還存在一定的偏差，因此需要根據更大的樣本量對本研究的結果進行進一步的調查。