维生素D受体及骨密度的研究进展

陈 露(综述)，赵 琳(审校)

(昆明医科大学第二附属医院儿科，昆明 650500 )

以往人们对小儿佝偻病的研究多倾向于与母亲怀孕期间本身的日照时间及维生素D与钙的摄入史、婴幼儿出生年龄、出生方式、性别、哺乳方式、每日饮食中牛奶补充量、维生素D及钙剂摄入的情况以及每日在户外活动接触日照时间的长短等情况的关系，随着分子生物学技术的发展和应用,遗传因素的研究已经成为小儿佝偻病研究的热点，且其遗传因素中主要与维生素D受体(Vitamin D receptor，VDR)的多态性有关。

1 VDR在骨代谢中的影响

VDR属于核受体超家族,在本质上是一种依赖配体的核转录因子，在人体中存在非常广泛，研究发现只要是有核细胞均能表达VDR。且1，25-二羟维生素D3,是维生素D的活性代谢产物。1,25-二羟维生素D3除调节机体的钙磷代谢、多种细胞的增殖和分化外，还具有抗炎、免疫调节作用[1]。已成为近年来骨和内分泌学领域研究的热点。而VDR不仅存在于成骨细胞,也存在于破骨细胞。在骨的合成以及分解代谢方面起着非常重要的调节作用。因此，VDR对体内钙和磷酸根、骨代谢、矿物质平衡以及各种组织细胞的生长、分化和免疫调节等方面有重要的作用[2-3]。现将维生素D受体与骨密度研究进展综述如下。

2 VDR的基因多态性的分布情况

人类VDR基因经研究证实存在于第12号染色体上,由多个外显子及数个内含子组成,且VDR每个基因分别对应相应的内切酶酶切位点,可使用限制性内切酶来进行检测，到迄今为止,已有20多个VDR多态性的位点已被发现,其中位于非翻译区3′端的多态性位点就多达13个。然而，目前多数研究报道发现VDR基因多态性对骨代谢的影响主要与前4个单核苷酸多态性位点有关[3]，分别为位于第8内含子的BsmI和ApaI酶切位点、位于第9外显子酶切位点TaqI以及位于基因5c端FokI酶切位点。国内外学者对VDR基因型多态性展开了广泛的研究，研究表明不同民族、性别、种族的基因分布有显著的区别[4]。

3 骨密度

骨密度是指单位体积的骨矿物质含量,钙与磷是骨矿物质的主要成分,它们在骨骼沉积得越多,骨密度越大,骨骼就越坚实。其是评价骨量、预测骨质疏松、骨折等疾病易患性的重要指标。它的测定方式主要分两种类型:面积骨密度和体积骨密度，由于受测量仪的限制，大都不能准确测量骨的厚度和体积,所以大家常说的骨密度其实就是指面积骨密度。骨密度受多种因素的影响,主要有个体的身高、体质量、年龄、激素水平、膳食营养、生活方式、生理状况、特殊职业、遗传因素(如VDR基因、胰岛素样生长因子基因、钙感应性受体基因)等。研究显示，遗传因素决定了80%的骨密度的变异，其中又以VDR占绝大多数[5]。

4 VDR与骨密度的相关性

Morrison等[6]首先报道不同的VDR基因型对应不同的血清骨钙素。之后，他们又进一步发现VDR基因的多态性与骨密度有关，并认为VDR基因多态性可占骨密度总的遗传因素的75%左右[7]。此后，Viitanen等[8]也相继发现VDR基因多态性与骨密度存在相关性,这在国际骨质疏松领域引起广泛的关注。继Morrison等[6]报道以后,其他国家及地区的不同学者[9]采用相同或相似的研究方法,针对不同的研究人群,得出的结论并不一致。在人群中，VDR基因的某一个碱基突变有一定的分布频率，该现象被称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP),SNP发生频率较高，可达0.1%[10],此情况极易引起VDR基因的多态性，从而对不同个体骨密度产生不同影响。以下分别就这4个主要的单核苷酸多态性位点分别对骨密度的影响展开讨论。

4.1BsmI BsmI位点位于VDR基因第Ⅷ内含子上，VDR基因BsmI位点PCR产物预计片段长度为823 bp，在此位点不同人群的VDR基因BsmI位点的基因型分布不同，就基因型而言，在我国人群中主要以b等位基因为主，而B等位基因频率不到10%[11]，总体来说是纯合子bb型较多，达90%以上，Bb型次之，而BB型不足2%。与韩国人的B等位基因频率相似(11%左右)，略低于日本人的15%～20%，而在高加索人群中B等位基因频率达35%以上[12]。席卫平等[13]研究均为山西籍贯汉族中41例维生素D缺乏性佝偻病患儿和68例健康对照组儿童,发现两组间VDR的BsmI多态性差异无统计学意义，其SNP不影响VDR的氨基酸序列。殷怀明[14]研究发现，健康儿童限制性内切酶BsmI酶切位点VDR基因多态性分布频率与营养性佝偻病比较差异无统计学意义,佝偻病不同病情间频率分布差异无统计学意义。郭敏等[15]也研究发现，东乡族佝偻病患儿69例和东乡族健康婴幼儿72例的两组中VDR基因BsmI位点的SNP分布差异亦无统计学意义(P>0.05)。可见，到目前为止的大多数研究都表明VDR基因中该位点的SNP与佝偻病无关，即此位点的多态性与骨代谢并没有重要的影响关系。

4.2ApaI ApaI酶切位点位于3′端的内含子8[16]，ApaI在我国汉族人群中的分布为A(20%～30%)、a(70%～80%)，其基因型分布为AA(4%～10%)、Aa(36%～45%)、aa(50%～60%)。何进卫等[17]研究表明，VDR基因ApqI多态性与骨密度值的差异均无统计学意义，也不影响VDR的氨基酸序列和机体骨代谢。席卫平等[9]研究发现，山西汉族儿童VDR ApaI基因位点多态性与维生素D缺乏性佝偻病中VDR基因ApaI位点SNP的不同基因型分布差异无统计学意义。葛继荣等[18]检测发现，592例绝经后妇女VDR基因ApaI多态性与骨密度间无关联,不能作为预测绝经后妇女发生骨质疏松危险性的遗传标志。可见，ApaI对骨的代谢也无重要的影响。

4.3FokI FokI 位点位于5′端的外显子2上，属于转录起始部位，目前被认为是唯一能够影响VDR AA结构的多态性位点。FokI 多态性位点产生两种VDR：不含FokI 酶切位点的基因型(FF)编码的VDR和存在FokI 酶切位点的基因型(Ff或ff)编码的VDR，两者可有3种不同的组合，即FF、Ff、ff，且在不同的地区、不同的种族间各种组合的频率不同，从而对人体骨密度也产生不同的影响。Fischer等[19]的研究发现,VDR基因FokI 位点多态性与维生素D缺乏性佝偻病有相关性,其SNP可致氨基酸序列长度发生改变，从而影响婴幼儿钙磷水平及骨代谢[20]。郑敏等[21]对广西地区268例儿童中VDR进行研究发现，该地区儿童该基因分布频率与国内其他地区分布情况基本一致，而与国外的分布频率显著不同，说明VDR基因多态性存在种族差异。说明该位点对人体骨密度有重大的影响。

4.4TaqI TaqI位于第9外显子中,TaqI酶切位点虽然在编码区上,但其多态性是由同义突变(由密码子ATT变为ATC)造成的,也不会使VDR的氨基酸序列改变。TaqI基因型分布频率同样存在种族差异,国内台湾、香港等地区TT基因型接近90%，T等位基因频率占绝对优势，而英国男性人群TT仅占34%[22]。张维华等[23]研究发现，28例佝偻病和30例健康男童组、28例佝偻病和32例健康女童组中，VDR中Taq基因型和等位基因分布频率差异均无统计学意义。虽然欧美报道TaqI基因型分布频率存在种族差异[24],但也未发现与骨密度相关。

到目前为止，骨代谢受VDR基因多态性影响的机制并没有完全明确，相关研究表明[25],各个基因之间存在一定的联系，TaqI和BsmI位点存在高度相关性，ApaI则与其他基因相关性较差，而FokI 却与前3个位点无任何相关性[26]。这种基因之间的相互作用也会影响机体的骨密度。

5 结 语

在当今社会，随着生活条件的改善，世界人口寿命的延长和老年人口的日益增加,作为中老年人的重要疾病之一骨质疏松症以及由此引起的骨折却越来越受到人们的重视。骨密度测量对骨的发育、营养、健康方面有较好应用价值，是主要诊断标准。积极预防骨质疏松的重要措施是提高成年早期的骨峰值,尤其是儿童时期骨密度呈持续增长,是影响获得最佳骨峰值的最关键时期。因此，要预防骨质疏松症应该从婴幼儿开始做起,提倡母乳喂养,合理膳食,经常进行户外体育锻炼,多晒太阳,只有这样才能提高年轻时期的峰值骨量,推迟骨质疏松症的发病年龄,提高人口生活质量。

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