中國漢族人群CRTC3和UCP1基因多態(tài)性與肥胖及脂類代謝紊亂的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、背景:
　　 肥胖和脂類代謝紊亂是日益受關(guān)注的全球性健康問題。肥胖和脂類代謝紊亂是冠心病和缺血性腦卒中的獨(dú)立危險因素，與以動脈粥樣硬化為基礎(chǔ)的缺血性心腦血管疾病的發(fā)病率日益升高有密切關(guān)系。在我國，隨著生活水平的提高和生活方式的改變，肥胖和脂類代謝紊亂引起的健康問題日益凸顯。因為與高血壓病、糖尿病和缺血性心腦血管疾病等慢性病的發(fā)病率密切相關(guān)，肥胖和脂類代謝紊亂已成為我國公共健康的防治重點(diǎn)。
　　 棕色脂肪組織由于具有顯著的

2、抗肥胖功能而成為當(dāng)前肥胖和脂類代謝研究的熱點(diǎn)。棕色脂肪組織主要過燃燒脂肪酸產(chǎn)生熱量而在寒冷刺激或進(jìn)食所致的非顫抖性產(chǎn)熱中起重要作用。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為成年人體內(nèi)沒有棕色脂肪，隨著科技的發(fā)展，特別是正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)（Positron Emission Tomography，PET）技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床，多個研究發(fā)現(xiàn)健康成年人體內(nèi)仍然存在有代謝活性的棕色脂肪。盡管在成年人體內(nèi)的棕色脂肪數(shù)量較少，但它的能量代謝能力是不可忽視的。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)磷腺苷

3、反應(yīng)元件結(jié)合物協(xié)同激活物3(CREB regulatedtranscription coactivator3，CRTC3)和解偶聯(lián)蛋白1(uncoupling protein1，UCP1)與棕色脂肪組織的能量代謝活動有密切關(guān)系。
　　 CRTC3是近年新發(fā)現(xiàn)的CRTC蛋白家族成員，是環(huán)磷腺苷反應(yīng)元件結(jié)合物協(xié)同激活物家族的重要成員。CRTC3在棕色脂肪組織中高度表達(dá)，能夠顯著促進(jìn)環(huán)磷腺苷反應(yīng)元件調(diào)控的下游基因的轉(zhuǎn)錄，如過氧化物酶增

4、殖物激活受體γ協(xié)同激活物-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1alpha，PGC-1α)和多種與代謝密切相關(guān)的神經(jīng)肽等。CRTC3通過增加PPARγ及其PGC-1α的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)棕色脂肪細(xì)胞內(nèi)UCP1蛋白的表達(dá)，增加棕色脂肪組織的代謝活性，從而促進(jìn)能量代謝。在墨西哥裔美國及高加索人種中進(jìn)行的關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)，CRTC3基因多態(tài)性與體重、體質(zhì)指數(shù)(BM

5、I)和臀圍有關(guān)聯(lián)。迄今為止，在亞洲人群中關(guān)于CRTC3基因多態(tài)性與肥胖及脂類代謝紊亂的關(guān)聯(lián)研究尚未報道過。
　　 UCP1是棕色脂肪細(xì)胞特異性表達(dá)蛋白，是棕色脂肪組織發(fā)揮產(chǎn)熱活性的最重要的分子。它能夠降低氧化磷酸化過程中產(chǎn)生的質(zhì)子濃度梯度，從而減少三磷酸腺苷(ATP)的合成，使產(chǎn)生的能量以熱輻射的形式釋放出來。游離脂肪酸能夠誘導(dǎo)UCP1蛋白的表達(dá)增加，使棕色脂肪組織在UCP1的刺激下消耗大量脂肪酸，從而達(dá)到對脂肪酸的清除作用。此

6、外，在腎上腺素和甲狀腺素等刺激下，棕色脂肪細(xì)胞的UCP1表達(dá)增加，從而增加棕色脂肪組織的消耗脂肪酸的活性，因此UCP1被認(rèn)為是抵抗肥胖和2型糖尿病的重要基因。臨床研究提示UCP1與肥胖的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)聯(lián);功能研究發(fā)現(xiàn)基因多態(tài)性影響UCP1 mRNA表達(dá)水平，從而調(diào)控能量代謝平衡，說明UCP1基因多態(tài)性與能量代謝平衡有密切的關(guān)系。雖然有多個報道提示UCP1基因多態(tài)影響肥胖的易感性，但全球范圍內(nèi)不同研究中心的關(guān)聯(lián)研究結(jié)論并不一致，因此有必

7、要在中國人群中進(jìn)行研究，并對所有相關(guān)研究進(jìn)行篩選繼而系統(tǒng)分析，以獲得關(guān)于這個位點(diǎn)與肥胖之間關(guān)系的更準(zhǔn)確的結(jié)論。另外，關(guān)于UCP1基因多態(tài)性與脂類代謝紊亂的關(guān)聯(lián)研究未見報道，值得探索。
　　 目的:
　　 以CRTC3和UCP1基因做為研究的目標(biāo)基因，探討在中國漢族人群中CRTC3和UCP1基因多態(tài)性與肥胖和脂類代謝紊亂之間的關(guān)聯(lián)，并對UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與肥胖和體質(zhì)指數(shù)(BMI)之間的關(guān)聯(lián)研究結(jié)果進(jìn)行

8、meta分析，以進(jìn)一步認(rèn)識引起中國漢族人群肥胖及脂類代謝紊亂的遺傳學(xué)病因。
　　 材料和方法:
　　 所有的研究對象都是從參加南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院常規(guī)健康體檢的參與者中隨機(jī)挑選，一共有1631例，包括男性657例，女性974例。臨床計量資料主要包括BMI、空腹血糖和血脂（甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白）等;臨床計數(shù)資料（病例-對照）包括超重、肥胖、高甘油三酯血癥、臨界高膽固醇血癥和高膽

9、固醇血癥以及相對應(yīng)的對照組。脂類代謝紊亂診斷標(biāo)準(zhǔn)為美國國家膽固醇教育計劃成人治療組第三次會議制定的血脂異常防治指南(NCEP-ATPⅢ)。從美國國立生物技術(shù)信息中心(NCBI)和人類基因組計劃數(shù)據(jù)庫（HapMap Project Database）獲取CRTC3和UCP1基因的參考序列及單核苷酸多態(tài)信息。根據(jù)連鎖不平衡分析，選取CRTC3和UCP1基因的三個單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究，分別為:1）.rs3862434，位于CRTC3

10、基因的內(nèi)含子區(qū)(intron region)，與位于編碼區(qū)的位點(diǎn)rs8033595存在高度連鎖不平衡(LD=1，LOD=12.08，r2=0.928);2).rs11635252，位于CRTC3基因的啟動子區(qū)(promoter region);3).rs1800592，位于UCP1基因的啟動子區(qū)(promoter region)。應(yīng)用PCR-限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)方法進(jìn)行基因分型，隨機(jī)抽取總標(biāo)本量的5％測序以檢驗分型結(jié)

11、果的準(zhǔn)確性。分析基因多態(tài)性與臨床計量資料之間的關(guān)聯(lián)時將年齡與性別視為協(xié)變量扣除后，行協(xié)方差分析;基因多態(tài)性與與臨床計數(shù)資料（病例-對照研究）的關(guān)聯(lián)研究應(yīng)用經(jīng)年齡和性別校正后的Logistic回歸分析。上述數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS（版本16.0）統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計處理。Epi Info軟件統(tǒng)計分析等位基因與代謝紊亂的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)。SHEsis在線軟件(http://analysis2.bio-x.cn/myAnalysis.php)統(tǒng)計分析單體型

12、的頻率及其與代謝紊亂風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)。meta分析的文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫是Pubmed和Embase，根據(jù)文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)所得關(guān)于肥胖和BMI的數(shù)據(jù)應(yīng)用STATA（版本12.0）軟件統(tǒng)計處理。
　　 結(jié)果:
　　 在研究過程中因為一些DNA標(biāo)本的質(zhì)量下降或其他原因，造成PCR或酶切不成功，以致各位點(diǎn)成功分型的數(shù)目不一致。測序的結(jié)果顯示隨機(jī)抽查的樣本基因型與PCR-RFLP分型結(jié)果完全一致。
　　 1.CRTC3基因多態(tài)性與總

13、膽固醇水平及超重、高甘油三脂血癥和臨界高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義
　　 (1).rs3862434基因多態(tài)性與總膽固醇水平之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義
　　 基因分型成功1550個研究對象，其中男性為618例，女性為932例。rs3862434基因多態(tài)性與總膽固醇水平之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義(F=4.17，P=0.016)，即AG基因型攜帶者或GG基因型攜帶者的總膽固醇水平顯著低于AA基因型攜帶者，但是發(fā)現(xiàn)這個位點(diǎn)

14、與BMI、空腹血糖和甘油三酯等其他臨床計量資料之間的關(guān)聯(lián)沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P均大于0.05）。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)G等位基因(AG基因型和GG基因型)攜帶者的總膽固醇水平顯著低于AA基因型攜帶者(F=6.51，P=0.011)，符合顯性效應(yīng)模型。GG基因型攜帶者與A等位基因基因型攜帶者比較，沒發(fā)現(xiàn)這個位點(diǎn)與臨床計量資料有關(guān)聯(lián)（P均大于0.05），不符合隱性效應(yīng)模型。因為在體重和血脂正常人群中位點(diǎn)rs3862434的基因型分布不符合哈迪-溫伯格

15、平衡定律（P均小于0.05），所以未進(jìn)一步進(jìn)行病例-對照研究分析。
　　 (2).rs11635252基因多態(tài)性與超重、高甘油三脂血癥和臨界高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義
　　 基因分型成功有1517例，其中男性為603例，女性為914例。rs11635252基因多態(tài)性與BMI、空腹血糖和血脂等臨床計量資料之間的關(guān)聯(lián)沒有統(tǒng)計學(xué)意義，進(jìn)一步分析也未發(fā)現(xiàn)上述二者之間的關(guān)聯(lián)符合顯性效應(yīng)模型或隱性效應(yīng)模型（P均大于0.

16、05）。在體重和血脂正常人群中rs11635252基因型分布符合哈迪-溫伯格平衡定律（P均大于0.05），可以進(jìn)一步進(jìn)行病例-對照研究分析。該多態(tài)位點(diǎn)與超重、肥胖、高甘油三酯血癥和高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)沒有統(tǒng)計學(xué)意義。等位基因分析發(fā)現(xiàn)，相對于C等位基因，T等位基因攜帶者有更高的超重，高甘油三酯血癥和臨界高膽固醇血癥的風(fēng)險（分別為:x2=5.92，OR=1.26,95％CI:1.04-1.52,P=0.015;x2=3.89, OR

17、=1.22,95％CI:1.00-1.48,P=0.048;x2=5.50, OR=1.32,95％CI:1.04-1.67,P=0.019)。
　　 (3).rs3862434和rs11635252構(gòu)成的單體型與超重、臨界高膽固醇血癥和高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義
　　 單體型AT攜帶者有更高的超重、臨界高膽固醇血癥和高膽固醇血癥的風(fēng)險(分別為:x2=4.58，OR=1.24，95％CI:1.02-1.51

18、，P=0.032;x2=7.81，OR=1.41，95％CI:1.11-1.79,P=0.005;x2=8.09, OR=1.38,95％CI:1.11-1.72，P=0.004);單體型GT攜帶者有更低的高膽固醇血癥的風(fēng)險（x2=16.49，OR=0.14，95％CI:0.05-0.42，P＜0.001）。
　　 2.UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與超重的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計學(xué)意義
　　 基因分型成功的有16

19、22例，其中男性為652例，女性為970例。rs1800592基因多態(tài)性與BMI、空腹血糖和血脂等臨床計量資料之間的關(guān)聯(lián)沒有統(tǒng)計學(xué)意義，進(jìn)一步分析也未發(fā)現(xiàn)上述二者之間的關(guān)聯(lián)符合顯性效應(yīng)模型或隱性效應(yīng)模型（P均大于0.05）。在體重和總高膽固醇水平正常人群中rs1800592基因型分布符合哈迪-溫伯格平衡定律（P均大于0.05），而甘油三酯正常人群不符合(x2=8.13，P=0.004)。與AA基因型攜帶者相比較，GG基因型攜帶者和G等位

20、基因攜帶者有更高的超重的風(fēng)險（分別為: OR=1.70，95％CI:1.17-2.48，P=0.005;OR=1.43，95％CI:1.05-1.95，P=0.023）。G等位基因攜帶者比A等位基因攜帶者有更高的超重的風(fēng)險（x2=8.91，OR=1.28，95％CI:1.09-1.51，P=0.003）。這個位點(diǎn)與肥胖、臨界高膽固醇血癥和高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P均大于0.05）。
　　 3.CRTC3基因多

21、態(tài)性位點(diǎn)rs3862434與UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與肥胖和脂類代謝紊亂的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)未發(fā)現(xiàn)存在聯(lián)合效應(yīng)（P均大于0.05）。
　　 4.CRTC3基因多態(tài)性位點(diǎn)rs11635252與UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與臨界高膽固醇血癥的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)存在聯(lián)合效應(yīng)
　　 與rs11635252的CC基因型與rs1800592的AA基因型攜帶者（即CCAA）相比較，CCGG攜帶者有更低的臨界高膽固醇

22、血癥風(fēng)險(OR=0.48，95％CI:0.24-0.97，P=0.039)，而其他的基因型與代謝紊亂之間的關(guān)聯(lián)未發(fā)現(xiàn)存在聯(lián)合效應(yīng)（P均大于0.05）。
　　 5.meta分析發(fā)現(xiàn)UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與肥胖的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)無統(tǒng)計學(xué)意義
　　 對Pubmed和Embase數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，獲得246篇相關(guān)的文獻(xiàn)。最終有23篇文獻(xiàn)符合納入標(biāo)準(zhǔn)，其中8篇是病例對照研究，16篇是關(guān)于BMI的計量資料研究。加上

23、我們的研究數(shù)據(jù)，病例對照研究和計量資料研究的樣本量分別為5037和6352。在所納入的關(guān)于病例-對照研究的文獻(xiàn)之間沒有顯著的異質(zhì)性和發(fā)表偏倚（I2=0％，x2值在3.17-7.71之間，P值均大于0.05）。各基因型之間比較，沒有發(fā)現(xiàn)rs1800592基因多態(tài)性與肥胖的風(fēng)險存在關(guān)聯(lián)（P均大于0.05）。而有關(guān)BMI分析的文獻(xiàn)之間存在明顯的異質(zhì)性（I2均大于25％，x2在28.88-589.59之間，P值均小于0.001）。即使經(jīng)過敏感分

24、析和回歸分析不能發(fā)現(xiàn)異質(zhì)性的來源，進(jìn)一步以亞洲人群和非亞洲人群進(jìn)行亞組分析亦不能降低異質(zhì)性，所以這部分?jǐn)?shù)據(jù)未進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究的統(tǒng)計分析。
　　 結(jié)論:
　　 在中國漢族人群中，CRTC3和UCP1基因多態(tài)性與超重和脂類代謝紊亂的風(fēng)險有關(guān)聯(lián)，其中首次報道CRTC3基因多態(tài)性在亞洲人群中與代謝紊亂的風(fēng)險之間的關(guān)聯(lián)。meta分析未發(fā)現(xiàn)UCP1基因多態(tài)性位點(diǎn)rs1800592與肥胖的風(fēng)險之間存在關(guān)聯(lián)。加深對CRTC3和UCP1