王志强, 李豫凯, 朱 筠, 马 琦, 苏银霞,王 黎, 陈志远, 刘莉娜, 姚 华△
(1新疆医科大学公共卫生学院, 新疆 乌鲁木齐 830011; 新疆医科大学第一附属医院 2代谢性疾病重点实验室, 3内分泌科, 新疆 乌鲁木齐 830054)
转录因子7类似物2基因的rs7903146位点多态性与新疆维吾尔族人群2型糖尿病的相关性研究*
王志强1, 2, 李豫凯1, 朱 筠3, 马 琦2, 苏银霞2,王 黎2, 陈志远3, 刘莉娜3, 姚 华2△
(1新疆医科大学公共卫生学院, 新疆 乌鲁木齐 830011; 新疆医科大学第一附属医院2代谢性疾病重点实验室,3内分泌科, 新疆 乌鲁木齐 830054)
目的: 探讨新疆地区维吾尔族人群转录因子7类似物2(transcription factor 7-like 2,TCF7L2)基因的rs7903146位点多态性与2 型糖尿病的相关性。方法: 采用病例-对照研究方法,以经确诊的935例2 型糖尿病患者作为2 型糖尿病组,选取971 例健康体检者作为正常对照组。应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术对TCF7L2基因多态性进行检测。结果: rs7903146 位点基因型CC、CT和TT以及等位基因C和T在2型糖尿病组与正常对照组中分布的差异具有统计学意义(P<0.05)。T 等位基因携带者患2型糖尿病的风险是C等位基因携带者的1.190 倍(OR=1.190, 95%CI为1.034~1.371),CT基因型携带者患2型糖尿病的风险是CC基因型携带者的1.374倍(OR=1.374, 95%CI为1.122~1.683),CT+TT基因型携带者患2型糖尿病的风险是CC基因型携带者的1.307倍(OR=1.307, 95%CI为1.090~1.567)。在全体人群中,rs7903146位点的CT+TT 基因型携带者的空腹血糖、肌酐和尿素氮水平显著高于CC 基因型携带者,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:TCF7L2基因的rs7903146位点可能与新疆维吾尔族人群2 型糖尿病的发生相关,T 等位基因和CT基因型可能是2 型糖尿病发生的危险因素。
单核苷酸多态性; 转录因子7类似物2基因; 2型糖尿病; 维吾尔族
2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是一种由基因和环境共同作用的以体内血糖水平升高为特点的代谢性疾病,长期的高血糖会引起一系列的并发症,例如:心脏、血管、肾脏及眼等受损[1]。2006年Grant等[2]首次研究发现转录因子7类似物2(transcription factor 7-like 2,TCF7L2)基因内含子3上的微卫星DG10S478和5个单核苷酸多态性位点(rs12255372、rs7903146、rs7901695、rs1196205和rs7895340)与冰岛、丹麦和美国人群T2DM的发生显著相关。随后众多的研究表明TCF7L2基因与欧洲、亚洲和美国人群T2DM的发生显著相关,TCF7L2基因是目前发现的与T2DM关联性最强的基因。在中国大部分关于TCF7L2基因的研究主要集中在汉族人群,然而在汉族人群中得到的结果却与欧美和其他亚洲人群存在差异。新疆维吾尔族人群拥有独特的文化、语言、遗传背景和生活方式,因此TCF7L2基因对维吾尔族人群T2DM的影响可能不同于汉族人群。目前TCF7L2基因的rs7903146位点与T2DM的关联性研究在新疆维吾尔族人群中未见报道,因此,本课题采用病例对照的研究方法,探讨TCF7L2基因的rs7903146位点与维吾尔族人群T2DM的相关性,为将来对其进行防治提供科学依据。
1 一般资料
选择2012年4月~2013年4月在新疆医科大学第一附属医院确诊为T2DM的935例维吾尔族患者作为T2DM组,其中男性583例,女性352例,平均年龄(51.14±9.76)岁。选择同期在该院体检的971例维吾尔族健康人群作为正常对照(normal control,NC)组,其中男性612例,女性359例,平均年龄(50.40±9.80)岁。T2DM的诊断标准符合2007年中国糖尿病防治指南:有糖尿病症状并伴有随机血糖≥11.1 mmol/L或空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)≥7.0 mmol/L 或既往有确切糖尿病病史、正在使用降糖药物或胰岛素者。排除1型糖尿病、任何消耗性疾病、严重肝肾功能不全和其它内分泌代谢疾病。受试者均是在新疆地区长久居住且无血缘关系的维吾尔族人群,同时T2DM组与NC组的年龄和性别构成无差异。本研究方案获得新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准,所有受试者均自愿签署书面知情同意书。
2 方法
2.1 临床资料的收集 使用统一的调查表,由经过培训的调查员对所有受试者进行常规体格检查,测量身高、体重、收缩压(systolic blood pressure,SBP)和舒张压(diastolic blood pressure,DBP),计算体重指数(body mass index,BMI),详细询问家族的遗传史、本人的现病史及生活习惯。
2.2 生化指标的检测 所有受试者禁食8 h以上,于次日清晨抽取静脉血5 mL,检测尿酸(uric acid,UA)、甘油三酯(triglyceride,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、FPG、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)和肌酐(creatinine,Cr)等生化指标,以上指标均采用新疆医科大学第一附属医院检验中心的HITACHI 7600 全自动生化分析仪进行统一测定,质控合格。
2.3 基因组DNA的提取 将受试者空腹抽取的静脉血进行充分抗凝处理后,置于-80 ℃冰箱保存备用。采用北京百泰克生物技术有限公司的全血基因组DNA提取试剂盒,按说明书的步骤提取外周静脉血白细胞中基因组DNA,运用分光光度仪检测DNA含量,测定吸光度A260和A280,使其比值为1.8~2.0,经1%琼脂糖凝胶电泳仪进行质检,评估DNA的浓度和降解程度,保证基因组DNA条带不小于20 kb,且浓度大于50 mg/L,随后置于-20 ℃储存备用。
2.4 基因多态性位点的选择及基因型检测 本研究使用Haploview 4.2和HapMap数据库通过最小等位基因频率≥0.05、连锁不平衡r2≥0.8的标准筛选出TCF7L2基因的rs7903146位点。采用Sequenom Mass ARRAY 系统对rs7903146位点进行基因型检测。基因型检测过程中结合多重PCR、单碱基延伸技术和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrum)分析技术,随机选取5%的样本对rs7903146位点进行重复基因分型检测,保证基因分型的成功率和准确率在98%以上。
3 统计学处理
采用SPSS 16.0统计软件进行数据处理。运用Hardy-Weinberg 遗传平衡定律检验样本群体代表性。计量资料以均数±标准差(mean±SD)表示,两组间计量资料比较采用独立样本t检验;计数资料以例数和百分比(%)表示,率的比较均采用χ2检验。非条件logistic回归分析综合评价等位基因及基因型与T2DM的相关性。以P<0.05为差异有统计学意义。
1 一般临床特征比较
T2DM组的SBP、FPG和TC均高于NC组,差异有统计学意义(P<0.05);T2DM组的HDL和UA均低于NC组,差异有统计学意义(P<0.05);T2DM组和NC组间年龄、性别比、BMI、DBP、TG、LDL、Cr和BUN比较差异均无统计学显著性,见表1。
表1 T2DM组与NC组之间一般资料和生化指标比较
2 Hardy-Weinberg平衡检验
TCF7L2基因rs7903146位点的基因型频率在T2DM组和NC组的分布均符合Hardy-Weinberg平衡,说明所取样本具有群体代表性。
3TCF7L2基因rs7903146位点的基因型和等位基因频率分布
TCF7L2基因rs7903146位点的基因型CC、CT和TT在T2DM组和NC组中的分布比较,差异具有统计学意义(P<0.05);rs7903146位点的等位基因C和T在两组中的分布比较,差异具有统计学意义(P<0.05),同时T等位基因携带者T2DM风险是C等位基因携带者的1.190倍(OR=1.190, 95%CI=1.034~1.371,P<0.05),见表2。
4TCF7L2基因rs7903146位点不同基因型遗传模型的单因素Logistic回归分析
在加性模型中,CT基因型携带者患T2DM的风险是CC基因型携带者的1.374倍(OR=1.374,95%CI=1.122~1.683,P<0.01);在显性模型中,CT+TT基因型携带者患T2DM的风险是CC基因型携带者的1.307倍(OR=1.307, 95%CI=1.090~1.567,P<0.01),见表3。
表2 T2DM组与NC组之间rs7903146位点基因型及等位基因频率比较
Table 2.Comparisons of the genotype distribution and allele frequencies of rs7903146 between the 2 groups [n(%)]
rs7903146T2DMgroup(n=935)NCgroup(n=971)χ2PGenotypeCC497(53.1)580(59.7)9.5480.008CT312(33.4)265(27.3)TT126(13.5)126(13.0)AlleleC1306(69.8)1425(73.4)5.8710.015T564(30.2)517(26.6)
5TCF7L2基因rs7903146位点的多因素logistic回归分析
以是否患T2DM为因变量,TG、TC、HDL、LDL、UA、BUN、Cr和rs7903146显性模型为自变量,进行多因素logistic回归分析,结果显示:在校正了其它混杂因素后,CT+TT基因型携带者患T2DM的风险是CC基因型携带者的1.324倍(OR=1.324, 95%CI=1.047~1.674,P<0.05),见表4。
表3 T2DM组与NC组之间rs7903146位点基因型不同遗传模型的比较
表4 rs7903146位点的多因素logistic回归分析
6TCF7L2基因rs7903146位点不同基因型间临床指标的比较
在全体人群中,TCF7L2基因rs7903146位点的CT+TT基因型组的FPG、Cr和BUN水平均显著高于CC基因型组,差异具有统计学意义(P<0.05),见表5。
表5 rs7903146位点不同基因型间的一般临床资料和生化指标比较
TCF7L2又名T淋巴细胞因子4(T-cell factor 4,TCF4),其基因位于人类染色体10q25.3。TCF7L2基因编码的转录因子是Wnt信号通路的一部分。Wnt信号通路对于胰岛的发育和脂肪的形成具有重要作用[3],TCF7L2与β-catenin形成异源二聚体,引起胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)基因和胰岛素基因的表达,进而参与胰岛素颗粒的加工和胞吐[4-5]。由于GLP-1和胰岛素对于血糖的稳态具有重要作用,因此,可以认为TCF7L2多态性可能是通过间接减少肠内分泌细胞GLP-1的分泌影响T2DM的易感性。Lyssenko等[6]研究发现TCF7L2多态性是通过影响肠胰岛轴,增加胰岛细胞的表达并使胰岛素分泌受损从而增加T2DM的风险。Shu等[7]研究发现TCF7L2对于维持葡萄糖刺激下的胰岛素分泌和β细胞存活具有重要作用。通过携带风险等位基因改变β细胞中活性TCF7L2的水平,可能是胰岛素分泌减少和T2DM进展的主要原因。虽然TCF7L2基因多态性影响血糖稳态的准确病理生理机制还不清楚,但是已有研究表明TCF7L2可能是通过影响β细胞的功能、胰岛素的敏感性和胰岛素的分泌从而增加T2DM的发病率。
识别TCF7L2基因多态性如何影响T2DM的进展,对于了解T2DM的潜在发病机制具有重要意义。2006年Grant等[2]首次发现TCF7L2内含子3上的微卫星DG10S478与T2DM显著相关,而且与DG10S478存在连锁不平衡的rs7903146位点与T2DM也同样具有相关性。随后大量的研究表明在不同的人群中TCF7L2基因多态性与T2DM显著相关。在英国人群中,TCF7L2基因多态性增加了糖尿病症状的严重性,携带rs7903146位点的CT基因型的患者患T2DM的风险是CC基因型的1.36倍,携带TT基因型的患者患T2DM的风险是CC基因型的2.03倍[8]。在瑞典人群中,TCF7L2基因多态性与β细胞的功能障碍具有相关性,rs7903146的OR值为2.15(95%CI=1.20~3.85)[9]。在西班牙人群中,TCF7L2基因多态性是T2DM风险增加的主要因素,rs7903146位点的T等位基因与T2DM显著相关(OR=1.29, 95%CI=1.06~1.57)[10]。Damcott等[11]发现TCF7L2基因多态性与阿曼人群的T2DM具有相关性,rs7903146位点基因型频率的分布在T2DM组和对照组显著不同。Scott等[12]研究发现TCF7L2增加了芬兰人群T2DM的风险,其中rs7903146位点与T2DM的相关性最强。在亚洲人群中,TCF7L2的rs7903146在日本人群[13]和印度人群[14]获得了重复性较好的阳性结果,表明TCF7L2是T2DM发生的重要候选基因。
在本研究中我们发现,TCF7L2基因rs7903146位点的基因型CC、CT和TT在维吾尔族T2DM组和NC组中的分布有明显差异,CT基因型携带者患T2DM的风险是CC基因型携带者的1.374倍; CT+TT基因型携带者患T2DM的风险是CC基因型携带者的1.307倍,同时rs7903146位点的等位基因C和T在两组中的分布也有明显差异,T等位基因携带者T2DM风险是C等位基因携带者的1.190倍。以上研究提示,rs7903146位点与维吾尔族T2DM的发生显著相关。然而Chang等[15]研究发现TCF7L2的rs290487位点与台湾汉族人群具有相关性,但rs7903146位点却与T2DM的发生无相关性。在Ng等[16]的研究中发现rs7903146位点的T等位基因频率在香港汉族人群中为2.4%,这一结果要显著低于维吾尔族人群的26.6%,但值得注意的是rs1196205和rs1196218与香港汉族人群T2DM发生显著相关。与汉族人群相比,rs7903146位点多态性与维吾尔族T2DM发生的相关性具有很大的差异,可能是由于rs7903146位点的T等位基因频率存在种族和地域的差异,同时由于维吾尔族和汉族人群的遗传背景和环境暴露不同,产生基因与环境的交互作用可以部分解释在汉族和维吾尔族的研究中得出不同结论的原因。
不同种族的TCF7L2基因多态性与T2DM的相关研究可以了解TCF7L2的基因型和等位基因在不同种族的分布情况,有助于从基因水平更深刻地认识T2DM在不同种族及人群中的患病率和临床表现各异的潜在机制。因此,在今后的研究中我们应当致力于新疆地区其他民族人群的研究。与此同时,由于T2DM受到基因与环境因素的共同作用,基因与环境的交互作用还有待于进一步研究。
综上所述,TCF7L2基因的rs7903146位点与新疆维吾尔族T2DM的发生具有相关性,T等位基因是2型糖尿病的危险因素,携带T等位基因患2型糖尿病的风险是携带C等位基因的1.190倍;CT基因型也是2型糖尿病的危险因素,携带CT基因型患2型糖尿病的风险是携带CC基因型的1.374倍。
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(责任编辑: 林白霜, 罗 森)
Association of rs7903146 polymorphisms inTCF7L2 gene with type 2 diabetes mellitus in Uygur population of Xinjiang
WANG Zhi-qiang1, 2, LI Yu-kai1, ZHU Jun3, MA Qi2, SU Yin-xia2, WANG Li2, CHEN Zhi-yuan3, LIU Li-na3, YAO Hua2
(1DepartmentofPublicHealth,XinjiangMedicalUniversity,Urumqi830011,China;2TheKeyLaboratoryofMetabolicDiseaseResearch,3DepartmentofEndocrinology,TheFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054,China.E-mail:yaohua01@sina.com)
AIM: To investigate whether rs7903146 polymorphisms in transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene are associated with susceptibility to type 2 diabetes mellitus (T2DM) in Chinese Uygur population. METHODS: In this case-control study, 935 cases of T2DM patients were recruited in T2DM group, and 971 healthy examination individuals were selected as normal control. TheTCF7L2 gene polymorphism was detected by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrum. RESULTS: Significant differences in the frequencies of CC, CT and TT genotypes and the frequencies of C and T alleles onTCF7L2 rs7903146 were found between T2DM group and control group(P<0.05). As compared with C allele, the patients with T allele had a significantly higher risk of T2DM withORof 1.190 (95%CI: 1.034~1.371). As compared with CC genotype, the patients with CT genotype had a significantly higher risk of T2DM withORof 1.374 (95%CI: 1.122~1.683), and the patients with CT+TT genotype had a significantly higher risk of T2DM withORof 1.307 (95%CI: 1.090~1.567). The levels of fasting plasma glucose, serum creatinine and blood urea nitrogen were higher in all participants with CT+TT genotype of rs7903146 than those with CC genotype, which showed a significant difference (P<0.05). CONCLUSION: The polymorphisms of rs7903146 inTCF7L2 gene may be associated with T2DM in Uygur population from Xinjiang region. The T allele and CT genotype of rs7903146 are the risk factors for T2DM.
Single nucleotide polymorphisms; Transcription factor 7-like 2 gene; Type 2 diabetes mellitus; Uygur
1000- 4718(2017)08- 1443- 06
2016- 12- 12
2017- 03- 02
国家重点基础研究发展计划(973计划)(No. 2012CB722403)
R587.1; R394.5
A
10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.08.016
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△通讯作者 Tel: 0991-4366366; E-mail: yaohua01@sina.com