STEAP4基因变异与新疆维吾尔族血脂异常的相关性

梁登攀，王昌敏，张菊红，郭艳英，严治涛，王红梅，李南方

1新疆石河子大学医学院，新疆石河子 8320002新疆维吾尔自治区人民医院特检科，乌鲁木齐 8300013新疆维吾尔自治区人民医院高血压中心 新疆高血压研究所，乌鲁木齐 830001

·短篇论著·

STEAP4基因变异与新疆维吾尔族血脂异常的相关性

梁登攀1，王昌敏2，张菊红3，郭艳英3，严治涛3，王红梅3，李南方3

1新疆石河子大学医学院，新疆石河子 832000
2新疆维吾尔自治区人民医院特检科，乌鲁木齐 830001
3新疆维吾尔自治区人民医院高血压中心 新疆高血压研究所，乌鲁木齐 830001

STEAP4基因；单核苷酸多态性；血脂异常；维吾尔族

血脂异常是心血管疾病的独立危险因素，也是代谢综合征的临床症候群之一。胰岛素抵抗是代谢综合征的中心环节，也是导致代谢综合征患者血脂异常的主要原因，而炎症又是胰岛素抵抗的诱因。炎症与代谢、免疫反应在多个水平上存在着交互调控作用[1-4]。近来研究发现，前列腺六次跨膜上皮抗原4 (six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 4，STEAP4)作为肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)诱导的脂肪组织相关蛋白，是联系脂肪细胞的炎症、饮食诱导信号与系统代谢的一个中间环节，STEAP4基因敲除鼠可出现脂肪肝、内脏脂肪聚集和血脂紊乱等一系列代谢障碍[5]。STEAP4基因与胰岛素水平及胰岛素敏感性明显相关[6]。可见，STEAP4是联系代谢和炎症的关键物质，在维持系统脂质代谢平衡方面发挥着重要的作用。此外，STEAP4基因定位的7号染色体是炎症反应、类风湿性关节炎、2型糖尿病及高三酰甘油血症的易感区域[7-9]。因此，无论是从遗传背景角度还是基因功能角度来看，STEAP4都可作为血脂异常的候选基因。新疆维吾尔族是代谢综合征的高发民族[10]，血脂异常率高达34.8%[11]。本研究探讨了STEAP4基因与新疆维吾尔族血脂异常的相关性。

对象和方法

对象2007年1月至2月参与新疆和田地区流行病学调查的维吾尔族1791人，其中，男675人，女1116人，年龄30～70岁，三代内无异族通婚史和近亲结婚史。排除继发性肥胖、肿瘤、明显肝肾疾病者(结合病史、体格检查、实验室检查确定)。本研究经新疆维吾尔自治区人民医院道德伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

流行病学问卷调查和体格检查参照世界卫生组织的MONICA方案，采用整群随机抽样方法调查，问卷调查内容包括：一般情况和病史(性别、年龄、吸烟史、饮酒史、血脂异常史及治疗史、高血压史、高血压家族史、糖尿病及心脑血管病史、肝肾疾病史等)。常规体格检查包括：测量血压、身高、体重、腰围、腹围、臀围等。血脂异常临界值参照2007年《中国成人血脂异常防治指南》[12]的诊断标准：总胆固醇(total cholesterol，TC)≥5.18 mmol/L，低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C)≥3.37 mmol/L，高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C)<1.04 mmol/L，三酰甘油(triglyceride，TG)≥1.7 mmol/L。

临床生化指标检测所有研究对象均留取清晨空腹肘静脉血样，30 min内分离血浆并于-20℃保存。血样所有生化指标(包括TC、LDL-C、HDL-C、TG、血糖、肾功能、电解质、胰岛素)均由新疆维吾尔自治区人民医院检验科采用同批次试剂盒检验完成。基因组DNA抽提按照基因组DNA提取试剂盒(PAXgene blood DNA Kit, A QIAGEN/BD Company, Franklin Lakes, USA)说明书进行。

STEAP4基因变异筛查及基因型鉴定在45名无亲缘关系的维吾尔族血脂异常人群中，对STEAP4 基因的所有外显子、外显子-内含子交界区、5’和3’非编码区(untranslated regions，UTRs)～1 kb序列进行PCR扩增及测序分析(ABI 3130xl，BigDye Terminator Cycle sequencing V3.1/V1.1 Kit，Applied Biosystems，USA)，以基因数据库中编号为NT_007933.14的序列为参考核酸序列。在测序发现的变异位点中，考虑可能的错义突变和连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)关系(r2>0.8)后，选择最小等位基因频率(minor allele frequency, MAF)≥5%的常见单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)和低频率的错义突变，采用TaqMan-PCR(ABI PRISM 7900HT Sequence Detection System，Warrington，UK)进行基因型鉴定。基因分型质量控制措施如下：每个384孔板均设有空白对照和阳性对照，并随机分布病例对照样本。基因分型的读取率为98.9%，重复检测的一致率为100%。数据库已有报道的SNPs的TaqMan-PCR基因分型的探针和引用信息从美国应用生物系统的网站获得(http://myscience. Appliedbiosystems.com)。

统计学处理采用SPSS 13.0统计软件，无明显偏态分布的定量资料以均数±标准差表示，病例对照组间一般临床资料的比较根据数据性质采用单因素方差分析、秩和检验或χ2检验；采用SNPAlyze version 2.1软件进行Hardy-Weinberg平衡检验和单体型分析；P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一般情况本组人群中男、女两性在体重指数(body mass index，BMI)、腹围、收缩压、舒张压、TC、TG及空腹血清胰岛素水平方面差异无统计学意义(P均>0.05)；在年龄(P<0.001)、腰围(P<0.001)、臀围(P=0.034)、LDL-C(P<0.001)、HDL-C(P<0.001)和空腹血糖(P=0.004)方面差异均有统计学意义 (表1)。

STEAP4基因测序分析对45例维吾尔族血脂异常患者STEAP4基因功能区测序结果显示，共有20个变异位点，其中，内含子区8个，非编码区8个，外显子区4个。根据SNPs的可能功能、连锁不平衡(linkage disequilibrium，LD)关系和最小等位基因频率(minor allele frequency，MAF)，共选择以下4个常见SNPs进行基因型鉴定：224A/G(rs1981529, Gly75Asp)、364G/A(rs34741656, Ala122Thr)、7414 G/A (rs8122) 及 6031T/G ，其中， 6031T/G位点TaqMan分型失败(表2)。

STEAP4基因变异与维吾尔族人血脂异常的关系STEAP4基因的3个变异位点rs8122、rs1981529、rs34741656在各组的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)。在总体样本中，未能发现各位点基因型分布频率的差异(P>0.05)(表3)。以研究对象的性别分层后进行关联分析发现，在男性组，有两个SNPs与低HDL-C相关(rs8122：GG比AA+AG：χ2=4.193，P=0.041；rs34741656： GG比AA+AG：χ2=5.795，P=0.016)；校正年龄、BMI、吸烟及饮酒后，这两个位点的变异在低HDL-C组与对照组间的差异仍然有统计学意义[rs8122：GG比AA+AG：OR=0.713(95%CI0.516～0.985)，P=0.040；rs34741656： GG比AA+AG：OR=1.729(95%CI1.088～2.750)，P=0.021]。在本研究人群中，未发现rs1982529位点与任一亚组及总体人群的血脂异常存在显著相关性(P>0.05)。单倍型(rs8122/rs1981529/rs34741656，G-A-A)在男性低HDL-C组与对照组间的频率分布差异有统计学意义(P=0.014)(表4)。

表 1 研究人群一般临床资料

BMI：体重指数；TC：总胆固醇；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇；TG：三酰甘油；1 mmHg=0.133 kPa；a：均数±标准差表示；b：中位数(四分位间距数)表示

表 2 45例血脂异常患者STEAP4基因功能区测序分析

dbSNP ID：单核苷酸多态数据库中的标识符；变异位点间r2﹥0.8定义为存在连锁不平衡，用a表示；*:人群中基因分型的多态位点； MAF:最小等位基因频率；核苷酸参考序列为NT_007933.14

表 3 STEAP4基因变异位点与HDL-C的关联分析[n(%)]

表 4 变异位点单体型频率在男性低高密度脂蛋白组与对照组间的分布

讨 论

新疆维吾尔族是中国代谢综合征及血脂异常发病率较高的少数民族之一[10-11]，新疆和田地区相对偏僻，由于文化、语言、习惯上与其他群体相对隔离，因此该人群的遗传背景及生活方式较为一致，知晓率和控制率较低，故该地区人群是分子流行病学研究的很好的自然人群。本研究采取候选基因法，对STEAP4基因进行测序分析后再分型，在代谢综合征高发的维吾尔族人群中寻找STEAP4基因的变异位点，结果发现rs8122、rs34741656位点变异与男性低HDL-C相关，与Miot等[6]的研究不同，后者未发现STEAP4基因这两个位点变异与HDL-C相关，推测其原因可能为不同种族间表达存在差异，有待扩大样本量进一步研究。此外，本研究还显示，STEAP4基因rs8122，rs1981529及rs34741656位点多态性与新疆维吾尔族人群TG、TC及LDL-C均无关联，其原因可能为：(1)TC、LDL-C、TG和HDL-C的合成与代谢途径及调节酶都大不相同，因此调节的基因也肯定不同，STEAP4基因可能只参与了HDL-C的代谢调节，而与TC、LDL-C及TG的代谢无关。(2)由于本研究只选择了3个位点进行关联研究，并不能代表STEAP4基因的其他位点与TC、LDL-C或TG没有关联，尤其是一些低频变异位点及非编码区的变异。(3)不同人群有着不同的遗传异质性及遗传背景，STEAP4可能与其他人群或民族的TC、LDL-C、TG相关，因此还需要在其他民族和人群中进一步证实。

HDL-C的抗炎作用表现为抑制核因子κB(nuclear factorκB，NF-κB)的激活，减少肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)等炎症因子的释放[13]。近来研究证实，TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子可调节STEAP4的表达，NF-κB、JAK2及P44/42MAPK等均参与了IL-1β对STEAP4表达的调节[14-16]，因此，炎症因子可能是联系STEAP4与HDL-C之间的桥梁。本研究发现STEAP4基因变异与新疆维吾尔族男性HDL-C相关，进一步在人群中验证了STEAP4与HDL-C的关系。但本研究未发现STEAP4基因与新疆维吾尔族女性血脂有关联，推测出现这种性别差异的原因可能为：(1)雄激素可增加前列腺癌细胞中STEAP4基因的表达[7]，雄激素的这种调节作用可能与男女性的遗传效应差异有关。(2)多种生物活性因子如生长激素、异丙肾上腺素、胰岛素和地塞米松也参与了STEAP4的表达与调控[17]；已经证实，雌激素可以降低LDL-C并升高HDL-C[18]，而雌激素与生长激素、胰岛素等又是相互影响的，这提示雌激素可能是通过生物活性因子间接参与调节STEAP4基因的表达，然而，具体的机制还有待于进一步研究。

本研究的不足是样本量偏小，这可能削弱了易感等位基因的关联。此外，由于绝大多数血脂异常的发生发展是因遗传基因缺陷(或与环境因素相互作用)引起，遗传基因缺陷又是由多基因(尤其低频SNPs)间复杂的交互作用所致，因此单个基因或单位点的变异对疾病的易感性可能不足以致病或只产生微弱的作用，故最好同时进行位点-位点、基因-基因、基因-环境间交互作用研究[19-20]。

本研究是新疆少数民族血脂异常易感基因系列研究之一。由于Hapmap数据库中无维吾尔族人的遗传信息，数据库中STEAP4基因的标签SNPs对维吾尔族人无特异性，故本研究的策略是测序筛查维吾尔族人STEAP4基因功能区的变异位点，这样不仅可以发现该民族特异的变异位点，也能发现低频的错义突变，然后选取该民族代表性变异位点进一步在流行病学调查获取的大样本人群中进行基因型鉴定及关联分析。

综上， 本研究通过对STEAP4基因功能区测序筛选维吾尔族人特异的变异位点进行人群关联研究分析，发现STEAP4基因的rs8122、rs34741656位点与男性低HDL-C相关，但结果需要在其他人群中进行验证。

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李南方 电话：0991-8564816，传真：0991-8561831，电子邮件：Lnanfang@yahoo.com.cn

[R34]

A

1000-503X(2011)03-0337-05

10.3881/j.issn.1000-503X.2011.03.025

国家自然科学基金(30850006)和新疆维吾尔自治区重点实验室“新疆高血压病研究实验室”开放课题(XJYS0906-2010-02)；第一、二位作者对本文贡献一致

2010-10-29)