新疆維吾爾族2型糖尿病FOSL2 DNA甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能的關系

侯澤鑫，李思源，曹國磊，胡穎，王童瑤，李軍△

2 型糖尿病（T2DM）的發病可能與遺傳、胰島素抵抗、環境、飲食等多種因素有關，但其具體機制仍然 有 待 進 一 步 研 究［1］。 FOS 樣 抗 原 2（fos?like antigen 2，FOSL2）為FOS家族成員，屬于激活蛋白?1轉錄因子家族，參與細胞的增殖、分化、侵襲及凋亡過程［2］。FOSL2是調節脂肪細胞中瘦素表達的關鍵因子，與糖脂代謝有關［3］。Pan等［4］認為FOSL2參與了糖尿病的發生發展，該基因表達下調可能是發生胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能失調的原因。近年來，研究發現DNA 甲基化參與多種疾病的發生，甲基化水平升高與糖尿病發生有關［5］。曹國磊等［6］研究發現，新疆維吾爾族T2DM 人群FOSL2 基因DNA 呈現出甲基化水平增高的現象，但目前對于FOSL2 DNA甲基化水平與維吾爾族T2DM胰島素抵抗及胰島β 細胞功能關系的研究鮮有報道，本課題擬探討此問題，從而揭示維吾爾族T2DM 發生發展的可能機制，為T2DM的防治工作尋找新的思路。

1 對象與方法

1.1 研究對象及分組 選取2018 年12 月—2019 年12 月就診于石河子大學醫學院第一附屬醫院內分泌代謝科的維吾爾族患者100 例，T2DM 患者符合世界衛生組織（1999）診斷標準，所有受試者在簽署知情同意書后接受75 g葡萄糖耐量試驗，根據結果分為正常對照組（NC 組，n=50），男26 例，女24 例，平均年齡（52.69±13.05）歲；T2DM 組（n=50），男24 例，女26例，平均年齡（55.85±9.51）歲。排除標準：1型糖尿病及特殊類型糖尿病；有惡性腫瘤病史者；有免疫系統及嚴重的心、肝、腎疾病者；急慢性炎癥；糖皮質激素用藥史；其他內分泌疾病者。本研究經石河子大學醫學院第一附屬醫院倫理委員會批準。

1.2 資料收集 收集年齡、身高、腰圍、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）等資料，計算體質量指數（BMI）、腰臀比（WHR）、穩態胰島素評價指數（HOMA?IR）等。受試者均禁食10～12 h，次日空腹抽取肘靜脈血4 mL，全自動生化分析儀（Olympus，AU2700）測定空腹血糖（FPG）、三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL?C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL?C）；高效液相色譜法（Bio?Rad，D10）測定糖化血紅蛋白（HbA1c）；電化學發光分析儀（Roche of Germany，E710）測定空腹胰島素（fasting serum insulin，FINS）；飛行時間質譜法（MALDI?TOF?MS，EZ DNA 甲基化修飾試劑盒）檢測外周血白細胞FOSL2 DNA 甲基化水平；以亞硫酸氫鹽修飾DNA，MassARRAY 質譜儀采集裂解產物光譜，EpiTYPER v1.0.5 軟件計算各胞嘧啶?鳥嘌呤二核苷酸（CpG）單元相對的甲基化率；穩態模型（homeostasis model assessment）評估法計算胰島素抵抗指數（HOMA?IR），HOMA?IR=FINS×FPG/22.5；穩態模型胰島素敏感指數（HOMA?ISI）=1/FPG×FINS；穩態模型胰島β細胞功能（HOMA?β）=20×FINS（/FPG－3.5）。

1.3 統計學方法 采用SPSS 25.0 進行統計學分析，符合正態分布的計量資料以表示，組間比較采用t檢驗，非正態分布資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗，Spearman法分析指標間相關關系，多元線性回歸分析HOMA?IR等指標的影響因素。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2 組一般資料、生化指標及胰島β 細胞功能比較 與 NC 組相比，T2DM 組 BMI、FPG、HbA1c、TG、LDL?C、TC、FINS、HOMA?IR 升高，HDL?C、HOMA?ISI、HOMA?β降低（P＜0.05），見表1。

2.2 2 組甲基化水平比較 與 NC 組相比，T2DM 組CpG 3、CpG 6.7、CpG 8、CpG 9.10、CpG 11、CpG 12.13.14、CpG 15.16.17、CpG 19 單元的甲基化水平升高（P＜0.05），見表2。

2.3 FOSL2基因甲基化水平與HOMA?IR 等指標的相關性分析 CpG6.7、CpG12.13.14、CpG15.16.17、CpG19 甲基化水平與HOMA?IR、BMI 呈正相關，與HOMA?ISI 及HOMA?β 呈負相關（P＜0.05）；CpG8、CpG9.10 甲基化水平與 HOMA?IR 呈正相關，與HOMA?ISI呈負相關（P＜0.05），見表3。

2.4 胰島素抵抗及胰島β 細胞分泌功能指標的多元逐步線性回歸分析 以CpG6.7、CpG8、CpG9.10、CpG12.13.14、CpG15.16.17、CpG19、TG、TC、HDL?C、LDL?C 為自變量，HOMA?ISI、HOMA?β、HOMA?IR、BMI 為因變量，進行多元逐步線性回歸分析，結果顯示，CpG12.13.14 甲基化水平升高是HOMA?ISI、HOMA?β 降低及 HOMA?IR 增高的影響因素（P＜0.01），CpG15.16.17 甲基化水平升高是BMI 增高的影響因素（P＜0.01）。見表4。

Tab.1 Comparison of general data,biochemical indexes and pancreatic β cell function between the two groups表1 2組間一般資料、生化指標及胰島β細胞功能比較

Tab.2 Comparison of FOSL2 DNA methylation levels between the two groups表2 2組間FOSL2 DNA甲基化水平比較

Tab.3 Correlation analysis between methylation level and insulin resistance and pancreatic β cell secretory function表3 甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能的相關性分析

3 討論

T2DM 為多發病常見病，中國T2DM 患病率約11%，由于特殊的地理環境及飲食習慣，新疆維吾爾族群體T2DM 患病率為11.31%，高于全國平均水平［7?8］。研究認為，環境變化或遺傳變異可通過改變表觀遺傳學的方式參與T2DM 的發生［9］。本研究通過觀察維吾爾族T2DM及健康對照組FOSL2 DNA甲基化情況，探討FOSL2 甲基化水平與胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能的關系。

Tab.4 Multivariate stepwise linear regression analysis of insulin resistance and islet β cell secretory function表4 胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能的多元逐步線性回歸分析

本研究發現，相比于 NC 組，T2DM 組 FPG、HbA1c、FINS、TG、TC 及 LDL?C 升高，HDL?C 降低，與以往的研究結果相似［10?12］，提示新疆維吾爾族T2DM 人群存在肥胖、血糖及血脂代謝紊亂等代謝綜合征狀態。Mutize 等［13］認為 DNA 的高甲基化與糖尿病有關。本研究發現，相比于NC 組，T2DM 組CpG 3、CpG 6.7、CpG 8 等 8 個 CpG 單元甲基化水平升高，提示FOSL2 DNA 高甲基化可能與T2DM 的發生有關。T2DM 的發病機制包括胰島素抵抗及胰島β 細胞分泌功能異常［14］。與 NC 組相比，T2DM 組HOMA?IR 升高，HOMA?ISI 及HOMA?β 降低，說明新疆維吾爾族T2DM群體同樣存在胰島素抵抗及胰島β細胞分泌功能缺陷的現象。相關性分析結果提示FOSL2多個CpG單元甲基化水平升高與維吾爾族肥胖、胰島素抵抗及胰島細胞分泌功能有關，多元線性回歸分析結果進一步顯示，FOSL2 基因CpG12.13.14 單元甲基化水平升高，是HOMA?ISI、HOMA?β 降低及HOMA?IR 升高的影響因素，提示FOSL2 DNA甲基化水平升高是維吾爾族T2DM胰島素抵抗及胰島β 細胞分泌功能缺陷的原因。Wenclewska 等［15］認為，DNA 高甲基化與胰島 β 細胞分泌功能紊亂有關，本研究結果與之相似。有研究認為，高BMI 增加致糖尿病風險［10］。本研究發現，T2DM 組 BMI 高于 NC 組，CpG15.16.17 單元甲基化水平的升高是BMI 升高的影響因素，提示FOSL2 也可能通過影響BMI 參與T2DM 的發生。因此，若能針對性開發去甲基化藥物，或能改善T2DM 患者胰島β 細胞分泌功能缺陷，減輕胰島素抵抗。本研究目前僅針對新疆維吾爾族群體，樣本量有限，希望今后能有對不同區域及不同民族的T2DM群體及關于分子機制方面的研究，FOSL2 或能成為T2DM 發病機制研究的潛在靶點。

綜上所述，FOSL2 可能通過DNA 高甲基化參與維吾爾族T2DM 胰島素抵抗及胰島β 細胞分泌功能缺陷，從而導致T2DM 的發生發展。以FOSL2 為靶點進行研究，有助于進一步揭示維吾爾族T2DM 的發病機制及研發新的靶向藥物。