UCP2 45bp-I/D基因多态性与代谢综合征的关系

叶斌 周嘉强 李红

UCP2 45bp-I/D基因多态性与代谢综合征的关系

叶斌 周嘉强 李红

目的 探讨解偶联蛋白2(UCP2)45bp-I/D基因多态性与代谢综合征（MetS）的关系。方法 选取杭州市采荷小区40岁以上汉族人群作为研究对象，符合2005年国际糖尿病联盟（IDF）MetS诊断标准者纳入MetS-IDF组，共95例；符合2013年中华医学会糖尿病学分会（CDS）MetS诊断标准者纳入MetS-CDS组，共78例；代谢指标完全正常者为正常组（N组），共109例，并进行UCP2基因多态性分型，分析不同诊断标准MetS组与N组间基因型的区别，并行Binary logistic回归分析不同基因型中MetS各相关组分的区别。结果 UCP2基因频率在MetS-IDF组为D/D 72.63%、D/I+I/I 27.37%，MetS-CDS组为D/D 78.21%、D/I+I/I 21.79%，N组为D/D 88.99%、D/I+I/I 11.01%；等位基因I频率在MetS-IDF组为16.32%、MetS-CDS组为13.46%、N组为7.8%。不同诊断标准的两组MetS患者基因型分布和等位基因频率与N组对比差异均有统计学意义（均P＜0.05）。Binary logistic回归分析表明，MetS-IDF组中，基因型为D/I+I/I者相对于D/D者发生高甘油三酯血症、胰岛素抵抗、腰围增粗等风险增高，MetS-CDS组中，基因型为D/I+I/I者相对于D/D者发生高甘油三酯血症、胰岛素抵抗、腰围增粗、BMI升高风险增加。结论 两个MetS诊断标准均显示，MetS患者与代谢指标正常者的UCP2 45bp-I/D基因型分布和等位基因频率均有显著差异，I等位基因可能是MetS的危险因素。

解偶联蛋白2 基因多态性 代谢综合征

代谢综合征（MetS）主要是由中心性肥胖、糖耐量减低、糖尿病、脂代谢紊乱、高血压等因素组成的一种临床状态，已是严重影响人类健康的重大疾病之一。其病因涉及广泛，病理机制复杂，目前认为是多基因和多种环境相互作用的结果。解偶联蛋白2（UCP2）是线粒体膜转运载体，近年来的研究认为，UCP2与能量代谢密切相关，而UCP2基因可能是将肥胖、胰岛β细胞功能障碍和2型糖尿病联系起来的关键基因[1]。Otaba等[2]对UCP2基因直接测序发现6个基因变异，外显子8的3’端45bp非转录区的插入缺失（UCP2 45bp-I/D）多态性为其中之一。有研究报道UCP2 45bp-I/D与印度人BMI相关，但与2型糖尿病无关[3]。Yong等[4]对988例韩国人研究发现，UCP2 45bp-I/D基因多态性与BMI（P=0.007）及腰围（P=0.005）均相关，I/I基因型可能为肥胖危险因素。国外发现UCP2 45bp-I/D基因多态性与肥胖相关，而国内对UCP2 45bp-I/D基因多态性与MetS的研究极少，笔者观察杭州市760例40岁以上汉族成年人，研究UCP2 45bp-I/D基因多态性与MetS之间的关系。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2013年11月至2015年2月于杭州市采荷小区居住的全部40岁以上汉族人群作为研究对象，共760例。符合MetS诊断标准者入选MetS组，再根据不同诊断标准分为不同亚组，符合2005年国际糖尿病联盟（IDF）诊断标准者为MetS-IDF组，共95例，男42例，女53例，年龄（45.0±3.5）岁。符合2013年中华医学会糖尿病学分会（CDS）诊断标准者为MetS-CDS组，共78例，男32例，女46例，年龄（46.5±3.8）岁。选取无任何MetS指标异常，并且无高血压、糖尿病、血脂异常病史者作为正常组（N组），共109例，男42例，女67例，年龄（46.0±3.3）岁。排除心脑血管疾病、原发肾脏疾病、急慢性肝病、急性感染、肿瘤等疾病。本研究由浙江大学医学院附属邵逸夫医院伦理委员会批准，所有研究对象均提供书面知情同意书。

1.2 诊断标准1.2.1 IDF MetS诊断标准 在以腰围衡量的腹型肥胖为MetS诊断标准的前提下，男性腰围≥90cm，女性腰围≥80cm，在此基础上合并以下4项中的任意2项异常即诊断为MetS：（1）TG≥1.7mmoI/L，或已针对此项血脂异常的治疗；（2）男性 HDL-C＜1.0mmol/L，女性HDL-C＜1.3mmo1/L，或已针对此项血脂异常的治疗；（3）血压升高：收缩压≥130mmHg，或舒张压≥85mmHg，或已诊断为高血压并开始治疗；（4）空腹血糖（FPG）升高：≥5.6mmol/L，或已诊断为2型糖尿病。

1.2.2 CDS MetS诊断标准 具备以下3项及以上：（1）腹型肥胖：腰围男性≥90cm，女性≥85cm；（2）高血糖：FPG≥6.1mmol/L或糖负荷后2h血糖≥7.8mmo1/L和（或）已确诊为糖尿病并治疗者；（3）高血压：血压≥130/85mmHg和（或）已确认为高血压并治疗者；（4）空腹TG≥1.7mmol/L；（5）空腹 HDL-C＜1.04mmo1/L。

1.3 检测指标及仪器 所有研究对象均记录年龄、性别、既往病史、收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、腰围、臀围、身高、体重；禁食8h后清晨抽取静脉血4ml，采用美国贝克曼公司AU5821全自动生化仪测定FPG、TG、TC、LDL-C；采用德国西门子公司ADVIA Centaur XP全自动免疫分析仪检测空腹胰岛素（FINS）；采用日本欧姆龙HBF-370体脂仪测定脂肪块、去脂肪块、体脂含量；计算BMI、胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）。

1.4 基因检测方法

1.4.1 试剂及仪器 基因组DNA试剂盒、50×TAE电泳缓冲液、DNA分子量Marker（北京天根生化科技公司）。限制性内切酶XmnI（美国NEW ENGLAND Bio－Labs公司）。引物由上海英骏生物技术公司合成。高速冷冻离心机5415R型（德国Eppendoff公司）。电热恒温水浴箱DK-8D型（上海精宏实验设备有限公司）。-4℃、-20℃冰箱BCD-227DX型（日本Panasonic公司）。PCR扩增仪thermal cycler（美国MyCyclerPCR仪）。恒流恒压电泳仪、紫外成像仪（美国BIO-RAD公司）。

1.4.2 基因组DNA扩增 清晨空腹采取静脉血4ml用于提取基因组DNA。UCP2 45bp-I/D上游引物：TCTGGCTGAACTTTCCAA，下游引物：TTCATGCCCTCCTTTCTC；PCR 反应体系为 25μl，反应条件：95℃预变性5min，95℃变性 30s，68℃退火 30s，72℃延伸 30s，UCP2共30个循环，最后4℃冷却。

1.4.3 扩增片段检测 取PCR扩增产物5μl，置入2%琼脂糖凝胶电泳约30min，于紫外灯下鉴定片段长度。显示包含UCP2 45bp-I/D基因DNA片段。

1.5 统计学处理 应用SPSS20.0统计软件。运用Hardy-Weinberg平衡检验确认研究样本的群体代表性。正态分布的计量资料以表示，两组间比较采用t检验，多组间比较采用方差分析；非正态分布的计量资料以中位数（25%位数，75%位数）表示，组间比较采用秩和检验。计数资料组间比较采用χ2检验。MetS发病的影响因素采用Binary logistic回归分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组间一般临床资料的比较 两种不同诊断标准的MetS组患者体重、BMI、腰围、臀围、腰臀比、血压、脂肪块、LDL-C、TG、FPG、FINS、HOMA-IR 均显著高于 N组，HDL-C、去脂肪块均明显低于N组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），详见表1。

表1 各组间一般临床资料的比较

2.2 UCP2基因型鉴定 PCR产物经2.0%琼脂凝胶电泳，在经紫外成像仪观察，为3种不同类型条带，其中条带1长度为428bp，基因型为I/I，条带5、10长度为428/383bp，基因型为 I/D，其余条带长度为383bp，基因型为D/D。详见图1。

图1 UCP2 45bp I/D基因电泳图

2.3 UCP2 45bp-I/D基因多态性分析

2.3.1 MetS组与N组UCP2 45bp-I/D基因多态性比较按照IDF标准，MetS组和N组中D/D、D/I+I/I基因型分布分别为72.63%、27.37%和88.99%、11.01%，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）。MetS组中I等位基因频率为16.32%，明显高于N组7.80%（P＜0.05）。按照CDS标准，MetS组和N组中D/D、D/I+I/I基因型分布分别为78.21%、21.79%和88.99%、11.01%，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）。MetS组中I等位基因频率13.46%高于对照组7.80%，差异有统计学意义（P＜0.05），详见表2。

表2 MetS组与N组UCP2 45bp-I/D基因型与等位基因的比较[例（%）]

2.3.2 UCP2 45bp-I/D基因型与MetS各组分的Binary logistic分析 在校正了年龄和性别后，以基因型D/I+I/I、D/D为自变量，分别以MetS各相关组分：腰围、HOMA-IR、BMI、TG、HDL-C、TC、FPG、SP、DP、腰臀比、脂肪块含量、体脂含量为应变量（以其均数或中位数为界限，其中除小于HDL-C均数定义为异常，其余均大于均数或中位数定义为异常），通过Binary logistic回归分析表明，在MetS-IDF组中，D/I+I/I基因型个体相对于D/D基因型个体更易发生高甘油三酯血症[P=0.042，OR=1.926（95%CI：1.792~2.992）]，胰岛素抵抗[P=0.028，OR=3.226（95%CI：2.668~4.694）]，腰围增粗[P=0.026，OR=3.741（95%CI：2.893~4.873）]等风险，未见两组基因型发生MetS其它组分的风险差异（均P＞0.05）。在MetS-CDS组中：D/I+I/I基因型个体相对于D/D基因型个体发生高甘油三酯血症[P=0.031，OR=2.838（95%CI：2.392~4.421）]，胰岛素抵抗[P=0.021，OR=4.481（95%CI：3.337~5.378）]，腰围增粗[P=0.024，OR=4.307（95%CI：3.165~5.143）]、BMI升高风险增加 [P=0.018，OR=5.221（95%CI：3.562~5.896）]，未见两组基因型与其余 MetS组分的风险差异（均P＞0.05）。

3 讨论

IDF为国际公认的MetS诊断标准，而CDS为符合中国人特点的MetS诊断标准，同时选用上述两种标准所做的研究结果更加具有说服力。在MetS组中腰围、血糖、血压、TG均明显高于N组，HDL-C明显低于N组，其它与MetS相关的组分，如腰臀比、脂肪块、体脂含量、LDL、HOMA-IR均高于正常组。

解偶联蛋白位于线粒体内膜，能够消除线粒体内膜的质子电化学梯度，引起线粒体呼吸作用中的氧化磷酸化解偶联，抑制ATP合成，使机体产生的化学能以热能形式散失，从而影响能量代谢率[5]。UCP2是UCP家族成员之一，具有限制活性氧（ROS）的产生，调节ATP合成、胰岛素分泌、脂肪酸的氧化，甚至参与巨噬细胞介导的免疫应答和炎症过程[6]。UCP2基因多态性通过降低解偶联程度不仅增加ATP的产生，也使ROS的水平增加，增强了氧化应激作用。通过释放ROS可能增加脂质、蛋白、DNA氧化，最终可能损伤细胞代谢机制，减弱糖代谢[7]。肌肉组织中ROS产量增加，导致对糖代谢的影响可能是发生胰岛素抵抗的原因之一[8]。UCP2表达增加将抑制葡萄糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）[9-10]，UCP2基因敲除小鼠在喂食高脂饮食后胰岛素分泌能力明显增强，UCP2基因敲除小鼠胰岛的体外培养显示，胰岛素对葡萄糖的反应性增加。

本研究结果显示，UCP2 45bp-I/D的基因呈多态性分布，MetS组与N组的基因型分布及等位基因频率均有统计学差异，提示MetS人群与正常人群中等位基因I的比例是有差异的，并且MetS组中携带等位基因I的频率相对较高，笔者推测I等位基因可能与MetS发病相关。进一步作Binary logistic回归分析，两种MetS标准结果均显示，D/I+I/I组对比D/D基因组的TG更高、胰岛素抵抗更明显，腰围更粗，D/I+I/I基因型发生MetS风险更高，支持I等位基因与MetS发病相关。国外关于UCP2 45bp-I/D基因多态性的研究发现其主要与肥胖及糖尿病相关，德国Evans等[11]发现，I基因携带者的BMI明显高于非I基因携带者。Wang等[12]发现北欧人群中，携带I基因个体糖尿病及肥胖发病率增高。Oguzkan-Balci等[13]报道，UCP2 45bp-I/I与儿童肥胖及MetS有关。Mohammad等[14]报道伊朗人群中，携带I等位基因人群更有可能发展为肥胖。上述研究结果均提示I等位基因携带者其更肥胖，糖尿病发病率更高，与本研究结果相似。

综上所述，I等位基因可能为MetS发病的危险因素，在基因水平为MetS的筛查提供新思路。但是本研究的样本量较少，有待更大的样本进一步验证该结果。

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Relationship between UCP2 45bp-I/D gene polymorphisms and metabolic syndrome in Han Chinese population

YE Bin,ZHOU Jiaqiang,LI Hong.Department of Endocrinology,Sir Run Run Shaw Hospital,Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310016,China

Objective To investigate the relationship between polymorphisms of uncoupling protein 2(UCP2)gene and metabolic syndrome(MetS)in Han Chinese population. Methods Total 760 Han Chinese residents from one community in Hangzhou were randomly selected in the study.Demographic data were collected,and metabolic index were detected.Among 760 individuals,95 met the MetS criteria of 2005 International Diabetes Federation(IDF)(MetS-IDF group)and 78 met the MetS criteria of 2013 Chinese Diabetes Society (CDS)(MetS-CDS group),109 subjects with normal blood tests and physical examination served as control group.The genotypes of the UCP2 45bp-I/D were determined with PCR-RFLP.The influencing factors of MetS were analyzed by logistic Binary regression. Results The gene frequency of D/D in MetS-IDF group and control group was 72.63%and 88.99%(P＜0.05),that of D/I+I/I was 27.37%and 11.01%(P＜0.05),respectively;the frequency of allele I in MetS group and control group was 16.32%and 7.8%(P＜0.05)respectively.The gene frequency of D/D in MetS-CDS group and control group was 78.21%and 88.99%(P＜0.05),respectively,that of D/I+I/I was 21.79%and 11.01%(P＜0.05),respectively,the frequency of allele I in MetS group and control group was 13.46%and 7.8%(P＜0.05),respectively.Binary logistic analysis showed that the subjects with D/I+I/I genotype had higher risks of hypertriglyceridemia,insulin resistance and increased waist circumference than those with D/D genotype in MetS-IDF group.While the subjects with D/I+I/I genotype had higher risks of the hypertriglyceridemia,insulin resistance,increased waist circumference and body mass index（BMI）than those with D/D genotype in MetS-CDS group. Conclusion Our study shows that the allele I of UCP2 gene might be a risk factor for metabolic syndrome in Han Chinese population.

Uncoupling protein 2 Polymorphism Metabolic syndrome

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.22.2016-1887

浙江省重点科技创新团队计划资助（2012R10050-03）

310016 杭州，浙江大学医学院附属邵逸夫医院内分泌科（叶斌目前在丽水市人民医院内分泌科工作）

周嘉强，E-mail：zjq8866@zju.edu.cn

2016-11-14）

严玮雯）