PRDM16基因rs2651899、rs2236518、rs2282198位点多态性与超重肥胖的关系*

詹芳芳，刘 莉，戚敏杰，卢 明，平智广#

1)郑州大学公共卫生学院卫生统计学教研室 郑州 450001 2)郑州大学基础医学院组织学与胚胎学教研室 郑州 450001 3)焦作市人民医院护理部 焦作 454000

PRDM16基因rs2651899、rs2236518、rs2282198位点多态性与超重肥胖的关系*

詹芳芳1)，刘 莉2)，戚敏杰1)，卢 明3)，平智广1)#

1)郑州大学公共卫生学院卫生统计学教研室 郑州 450001 2)郑州大学基础医学院组织学与胚胎学教研室 郑州 450001 3)焦作市人民医院护理部 焦作 454000

#通信作者，男，1978年10月生，博士，副教授，研究方向：医学数据管理与挖掘，E-mail:ping_zhg@163.com

PRDM16基因；单核苷酸多态性；单倍体型；肥胖；超重

目的：研究PRDM16基因多态性及其单倍体型与超重肥胖发生风险的关系。方法：采用snapshot或连接酶检测技术检测275例超重肥胖者与253例正常体重者PRDM16基因rs2651899、rs2236518、rs2282198位点的基因型。利用SHEsis在线软件构建单倍体型，分析其与超重肥胖的关系。结果：PRDM16基因rs2651899位点等位基因A在超重肥胖组和正常体重组的分布差异有统计学意义[OR(95%CI)=1.306(1.021～1.670)，P=0.033]。单倍体型AAT、GAC、GCT在超重肥胖组和正常体重组的分布差异有统计学意义[AAT：OR(95%CI)=1.554(1.118～2.162)，P=0.008；GAC：OR(95%CI)=0.623(0.394～0.984)，P=0.041；GCT：OR(95%CI)=0.682(0.481～0.967)，P=0.031]。结论：PRDM16基因rs2651899位点的等位基因A以及单倍体型AAT可能是超重肥胖发生的危险因素，单倍体型GAC、GCT可能是超重肥胖发生的保护因素。

肥胖是机体长期能量摄入超过消耗，导致过多的能量以脂肪形式储存的一种慢性代谢性疾病，是高血压、糖尿病、冠心病及乳癌等的危险因素[1]。监测报告[2-3]显示，中国18岁以上居民超重率达30.6%，肥胖率为12.0%，是重大的公共卫生问题之一。肥胖是基因与环境因素共同作用的结果，家系和双生子研究[4]表明，在肥胖发生过程中遗传因素占40%～70%，因此探讨基因如何影响肥胖有重要意义。棕色脂肪组织通过增强氧化作用使能量以热量的形式散失，从而具有潜在的对抗肥胖的作用[5]。PRDM16(positive regulatory domain containing 16)基因对于棕色脂肪组织细胞的分化起着开关作用[6-7]，研究PRDM16基因多态性为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供了新思路，是国内外研究的热点。该研究选取PRDM16基因3个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点rs2651899、rs2236518、rs2282198，对中国汉族正常及超重肥胖人群进行了基因多态性的检测并构建其单倍体型，以探讨PRDM16基因对超重肥胖发生风险的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 采用PGA软件估计样本量，根据前期调查结果将超重肥胖患病率设定为20%，致病等位基因频率为5%，α=0.05，β=0.10，其余设置按默认，软件计算结果为每组208例。现场调查于2011年开展，采用整群抽样在河南省洛阳市某县随机抽取5个村组，共调查583人，排除三代以内有亲缘关系者后获得528人。所有调查对象均按要求填写调查问卷，问卷全部有效。所有调查对象均测量身高、体重，抽取肘静脉血2 mL，提取DNA并检测SNP。根据BMI将研究对象分为超重肥胖组(BMI≥24 kg/m2)和正常体重组(BMI<24 kg/m2)。

1.2 SNP的选择 在PRDM16基因上选择3个SNP，筛选依据为满足下列条件之一：①已报道与肥胖或代谢异常有关。②具有杂合性且最小等位基因频率(minor allele frequency，MAF)>0.05。③所在基因片段能够引起功能性改变。所选SNP位点的信息见表1。

1.3 基因分型 采用Promega公司的基因组DNA提取试剂盒按说明书操作提取DNA，并采用凝胶电泳检测DNA质量。采用snapshot或连接酶检测技术(LDR)进行SNP分型。引物信息见表2。

表1 PRDM16基因3个SNP位点的信息

表2 PRDM16基因3个SNP位点的引物信息

1.4 统计学处理 采用SPSS 21.0进行统计学处理。2组间年龄、身高的比较采用两独立样本的t检验，性别构成的比较采用χ2检验。采用SHEsis在线软件(http://analysis.bio-x.cn/myAnalysis.php)进行单倍体型的预测、构建和分析[8]。各位点的Hardy-Weinberg平衡采用χ2检验。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 研究对象的一般特征 研究对象528人，男198人，女330人。2组间性别构成、年龄、身高比较，差异无统计学意义，见表3。

表3 研究对象的一般特征

2.2 PRDM16基因3个SNP位点基因型及等位基因频率分析 正常体重组3个SNP位点的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡(rs2651899：χ2=0.062，P=0.804；rs2236518：χ2=1.907，P=0.167；rs2282198：χ2=0.593，P=0.441)。等位基因和基因型在超重肥胖组和正常体重组中的分布情况见表4。

表4 PRDM16基因3个SNP位点与超重肥胖易感性的关联 例(%)

2.3 PRDM16基因3个SNP位点单倍体型频率分析 结果见表5，共产生8个单倍体型。由表5可知，单倍体型AAT、GAC、GCT在超重肥胖组和正常体重组的分布比较，差异有统计学意义。

表5 PRDM16基因3个SNP位点的单倍体型频率分布 例(%)

3 讨论

该研究结果显示，PRDM16基因rs2651899位点等位基因在超重肥胖组和正常体重组的频率分布差异有统计学意义，提示等位基因A可提高个体超重肥胖的风险，它虽然是内含子突变，但可能通过影响基因内顺式调控元件的活性导致基因转录强度改变。以往研究[9-10]结果表明PRDM16基因多态性与BMI及血脂异常存在一定联系。PRDM16蛋白是一个关键的控制棕色脂肪细胞定向分化的转录因子[11]，它通过锌指结构与其他转录因子形成复合物，诱导成肌细胞分化成棕色脂肪细胞，并抑制白色脂肪细胞的形成[12]。白色脂肪组织的主要功能是储存，是体内脂肪的主要储存形式；棕色脂肪组织的主要功能是产热，在寒冷环境中可维持体温，其产热能力为肝脏的60倍，是肌肉有氧呼吸产热的10倍[13]，具有潜在的对抗肥胖的作用。携带等位基因A的个体体内棕色脂肪含量不足或者活性降低，大量能量以白色脂肪形式蓄积，则更易导致肥胖。rs2651899位点基因型分布差异无统计学意义，可能是因为等位基因A与该研究未涉及的其他重要突变存在连锁不平衡的关系。有研究[14]报道rs2236518和rs2282198可能是肥胖人群重要的遗传标志，该研究却并未检出该2个SNP在超重肥胖组和正常体重组间的差异，分析原因可能是虽然这2个位点均位于PRDM16基因的编码区，但它们属于同义突变，并不引起氨基酸序列的改变，所以不影响基因表达水平。

每个多态性位点对于疾病的发生与发展并不只是起到孤立的作用，其相互之间亦存在一定的内在关联，单倍体型即是这种关联的体现，它是DNA碱基在个体中自然存在的组合方式，是不同位点的SNP在单条染色体上的表现[15-16]。单倍体型研究是发现基因组结构与疾病关联较为准确可靠的方法。该研究中PRDM16基因单倍体型分析结果提示，GAC、GCT可能降低超重肥胖的发病风险，而单倍体型AAT可能增加超重肥胖的发病风险，具有单倍体型AAT的个体较之不含该单倍体型的个体超重肥胖的患病风险增加了1.554倍。分析原因，可能是该单倍体型个体PRDM16基因表达量低，使棕色脂肪组织分化减少，或者该单倍体型基因表达产物降低了棕色脂肪组织的活性，导致机体能量代谢紊乱而产生超重肥胖。作者今后将开展PRDM16基因表达水平与肥胖关系的研究，探讨PRDM16蛋白与PRDM16基因相关位点多态性的关联，以期发现PRDM16基因多态性位点的功能。

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(2014-10-29 收稿 责任编辑姜春霞)

Association of polymorphisms of rs2651899, rs2236518， and rs2282198 in PRDM16 gene with overweight and obesity

ZHANFangfang1),LIULi2),QIMinjie1),LUMing3),PINGZhiguang1)

1)DepartmentofHealthStatistics,CollegeofPublicHealth,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001 2)DepartmentofHistologyandEmbryology，CollegeofBasicMedicalSciences,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001 3)DepartmentofNursing,thePeople′sHospitalofJiaozuo,Jiaozuo454000

PRDM16 gene;single nucleotide polymorphism;haplotype;obesity;overweight

Aim: To evaluate whether PRDM16 gene polymorphism or its haplotypes might be associated with overweight or obesity. Methods: The polymorphisms of rs2651899, rs2236518, and rs2282198 in PRDM16 gene in 275 overweight or obese individuals and 253 normal controls were genotyped by the method of snapshot or ligase detection reaction. The construction and comparison of haplotypes were carried out by SHEsis online.Results: The frequency of allele A in rs2651899 locus was significantly higher in overweight or obesity group compared with that in control group[OR(95%CI)=1.306(1.021-1.670),P=0.033]. Haplotype analysis showed significant differences in the frequency of haplotype AAT, GAC, and GCT between the two groups[AAT:OR(95%CI)=1.554(1.118-2.162),P=0.008;GAC:OR(95%CI)=0.623(0.394-0.984),P=0.041;GCT:OR(95%CI)=0.682 (0.481-0.967),P=0.031].Conclusion: Allele A of rs2651899 is associated with susceptibility to overweight and obesity. Haplotype GAC and GCT may be protective factors to overweight and obesity, and AAT may be a risk factor to overweight and obesity.

10.13705/j.issn.1671-6825.2015.03.012

*国家自然科学基金项目 81001280，81202277；郑州大学首批高端人才资助计划项目 ZDGD13001

R181.2