胰十二指肠同源异型盒基因-1多态性与2型糖尿病的相关性

谭英姿 李俊燕 陶 枫 陆 灏

(上海中医药大学附属曙光医院内分泌科，糖尿病研究所，中医临床重点实验室，上海 201203)

胰十二指肠同源异型盒基因-1多态性与2型糖尿病的相关性

谭英姿 李俊燕 陶 枫 陆 灏

(上海中医药大学附属曙光医院内分泌科，糖尿病研究所，中医临床重点实验室，上海 201203)

目的 探讨胰十二指肠同源异型盒基因(PDX)-1多态性位点(rs4415872,rs1124607和 rs4581569)与上海汉族人群2型糖尿病的关系。方法 选取1 285例正常健康个体为对照组，经确诊的1 245例2型糖尿病患者为病例组。收集静脉血液标本1 ml，提取全基因组DNA。应用Taqman基因分型技术进行多态性检测。结果 与对照组相比，PDX-1基因rs1124607位点的基因型和等位基因频率分布在病例组中具有统计学意义〔基因型：P=7.82×10-5；等位基因：P=0.000 9,OR=0.780(0.688～0.886)〕，经Bonferroni矫正后仍具有统计学差异(基因型：P=2.35×10-4；等位基因：P=0.000 3)。结论 PDX1基因rs1124607位点可能与上海汉族人群2型糖尿病具有相关性。

2型糖尿病；基因多态性；胰十二指肠同源异型盒基因

胰岛素抵抗和胰岛细胞功能缺陷是2型糖尿病(T2DM)发病的主要机制〔1〕，其中,胰腺内β细胞功能失调所致的胰岛素分泌不足是疾病发生的核心〔2〕。胰十二指肠同源异型盒基因(PDX)-1是一种主要在成熟的胰岛β细胞特异表达的转录调节因子〔3〕。在成熟的胰岛β细胞中,PDX-1主要通过激活胰岛素和其他参与葡萄糖传感和新陈代谢的重要因子(如葡萄糖转运因子2)，保护胰岛β细胞功能〔4〕。最近的研究还表明,DNA甲基化的增加可能减少糖尿病患者胰岛β细胞PDX-1的表达,进而增加糖尿病的发病率〔5〕。有研究显示，PDX-1基因多态性与高加索人群T2DM患者显著相关〔4,5〕，但是还不清楚PDX-1基因与上海汉族人群T2DM患者是否存在相关性。本研究拟探讨PDX-1基因多态性位点是否与中国上海汉族人群T2DM相关。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2012年1月至2015 年1月在本院入院确诊的上海汉族T2DM患者作为病例组(男610例，女635例)。同期在本院体检中心的健康体检者作为对照组(男647例，女638例)。受试者均签署了书面知情同意书，经本院医学伦理委员会批准。

1.2 临床资料收集 由经过统一培训的医生面对面对研究对象进行年龄、身高、体重、腰围、臀围、收缩压、舒张压、个人及家族疾病史等的检查。

1.3 血生化指标测定 所有研究对象空腹抽取静脉血，检测空腹血糖、糖化血红蛋白、尿酸、高密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇和甘油三酯等指标。

1.4 全基因组DNA 提取 全部血样采集为外周静脉血，采用柱吸附法血基因组试剂盒(杭州Axygen生物技术有限公司)提取全基因组DNA。采用紫外分光光度法进行DNA浓度检测。

1.5 PDX-1基因多态性位点分型 采用tag(SNPs)位点的方法。3个tagSNPs位点分别为rs4415872,rs1124607和 rs4581569，制备Taqman探针(Life technology公司)，采用Taqman基因分型技术，通过荧光定量PCR仪(Applied Biosystems公司9700PCR)进行检测分析。

2 结 果

2.1 临床生化指标比较 病例组与对照组相比，年龄、性别和低密度脂蛋白胆固醇水平无统计学差异(P>0.05)。校正年龄和性别后，病例组与对照组的体质指数、腰臀比、收缩压、舒张压、空腹血糖、糖化血红蛋白、尿酸、高密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇和甘油三酯明显具有统计学差异(P<0.001)。见表1。

2.2 哈迪温伯格平衡检验 在对照组中，PDX-1基因的三个基因多态性位点(rs4415872,rs1124607和 rs4581569)的基因型频率分布均符合哈迪温伯格平衡(P>0.05)，可进一步分析多态性位点与T2DM的相关性分析。

2.3 PDX-1基因多态性位点的等位基因与T2DM的关系 与对照组相比，rs1124607的等位基因C在病例组中明显增加〔P=0.000 119,OR(95%CI)=0.780(0.688～0.886)〕；经过Bonferroni矫正后，P值为0.000 3，仍具有显著性统计学差异。见表2。

2.4 PDX-1基因多态性位点的基因型与T2DM的关系 与对照组相比，rs1124607的基因型CC在病例组明显增加，其分布具有统计学差异(P=7.82×10-5)；经Bonferroni矫正后P值为2.35×10-4，仍具有显著性统计学差异。见表3。

项目对照组(n=1285)病例组(n=1245)P值年龄(岁)55±1054±120 068性别(男/女，n)647/638610/6350 321体质指数(kg/m2)23 1±2 129 2±4 8<0 001腰臀比0 86±0 101 12±0 2<0 001收缩压(mmHg)120 3±17 9145 6±18 5<0 001舒张压(mmHg)78 9±10 985 1±8 8<0 001空腹血糖(mmol/L)4 9±0 29 9±2 3<0 001糖化血红蛋白(%)5 2±1 09 3±2 4<0 001尿酸(mmol/L)9 7±6 55 0±1 7<0 001高密度脂蛋白胆固醇(mmol/L)1 5±0 21 1±0 9<0 001低密度脂蛋白胆固醇(mmol/L)2 5±1 82 6±1 20 067总胆固醇(mmol/L)4 6±2 25 3±3 1<0 001甘油三酯(mmol/L)1 4±0 72 3±1 2<0 001

表2 PDX-1基因多态性位点等位基因在两组的分布

多态性N1)等位基因P值OR(95%CI)rs1124607AC对照组12481880(0 753)616(0 247)0 000119(0 00032))0 780(0 688～0 886)病例组12041696(0 704)712(0 296)rs4415872CA对照组12442252(0 905)236(0 095)0 6226720 954(0 789～1 152)病例组12122184(0 901)240(0 099)rs4581569CT对照组12392080(0 839)398(0 161)0 7965790 980(0 842～1 1415)病例组12002008(0 837)392(0 163)

1)：成功分型的数目；2)：经Bonferroni数据矫正后的P值；下表同

表3 PDX-1基因多态性位点基因型在两组的分布

多态性N1)基因型P值rs1124607AAACCC对照组1248704(0 564)472(0 378)72(0 058)7 82×10-5(2 35×10-42))病例组1204616(0 512)464(0 385)124(0 103)rs4415872CCCAAA对照组12441020(0 820)212(0 170)12(0 010)0 46922病例组1212980(0 809)224(0 185)8(0 007)rs4581569CCCTTT对照组1239881(0 711)318(0 257)40(0 032)0 968804病例组1200848(0 707)312(0 260)40(0 033)

3 讨 论

糖尿病需要长期治疗，疾病进展可损伤全身多个脏器，并最终导致心脑血管疾病、失明、肾衰竭和截肢等严重并发症。转录因子PDX-1在胰腺发育、胰岛细胞分化和胰岛素合成中具有重要的作用〔6～8〕，是糖尿病治疗的新靶点。

人类PDX-1基因位于染色体13q12.1上，全长约6 kB，由编码氨基端区域和同源结构域和羧基端区域的两个外显子组成〔9〕。1999年，Macfarlane等〔4〕首次在高加索人群中报道了PDX-1基因的三个多态性位点C18R、D76N和 R197H与糖尿病显著相关。进一步的功能分析三个位点的突变导致PDX-1与胰岛素基因启动子区域结合降低，从而使胰岛素对高血糖的敏感性减低。同年，Hani等〔5〕除了发现PDX-1的两个基因多态性位点Q59L和D76N外，还发现一个新的多态性位点InsCCG243〔5〕。但是，根据SNP的选择标准，由于这些位点在中国汉族人群中的等位基因频率很低，在本研究中排除了这些位点的分析。本研究首次发现，在上海汉族人群中，PDX-1基因的rs1124607与T2DM显著相关。另外，3个基因多态性位点的统计效力均达到90%以上。结果提示，PDX-1基因的rs1124607位点可能是胰岛细胞功能中的关键靶点。然而,有关PDX1基因的rs1124607位点在糖尿病发病机制中的功能以及具体机制需要进一步研究。此外，还需要更大的样本量和更严格的入组标准进一步证实本研究的结论。综上所述，PDX-1基因rs1124607位点的基因型和等位基因频率分布在病例组和对照组中具有显著差异，提示PDX-1基因rs1124607多态性位点可能与中国上海汉族人群T2DM的发生相关。

1 Chan JC,Zhang Y,Ning G.Diabetes in China:a societal solution for a personal challenge〔J〕.Lancet Diabetes Endocrinol,2014;2(12):969-79.

2 中华医学会糖尿病学分会.中国2 型糖尿病防治指南(2010 年版)〔J〕.中国糖尿病杂志,2012;20(1):2-4.

3 Weir GC,Bonner-Weir S.Islet beta cell mass in diabetes and how it relates to function,birth,and death〔J〕.Ann N Y Acad Sci,2013;1281:92-105.

4 Macfarlane WM,Frayling TM,Ellard S,etal.Missense mutations in the insulin promoter factor-1 gene predispose to type 2 diabetes〔J〕.J Clin Invest,1999;104(9):33-9.

5 Hani EH,Stoffers DA,Chevre JC,etal.Defective mutations in the insulin promoter factor-1(IPF-1)gene in late-onset type 2 diabetes mellitus〔J〕.J Clin Invest,1999;104(9):41-8.

6 Holland AM,Gonez LJ,Naselli G,etal.Conditional expression demonstrates the role of the homeodomain transcription factor Pdx1 in maintenance and regeneration of beta-cells in the adult pancreas〔J〕.Diabetes,2005;54(9):2586-95.

7 Kaneto H,Miyatsuka T,Kawamori D,etal.PDX-1 and MafA play a crucial role in pancreatic beta-cell differentiation and maintenance of mature beta-cell function〔J〕.Endocr J,2008;55(2):235-52.

8 Ferber S,Halkin A,Cohen H,etal.Pancreatic and duodenal homeobox gene 1 induces expression of insulin genes in liver and ameliorates streptozotocin-induced hyperglycemia〔J〕.Nat Med,2000;6(5):568-72.

9 Leonard J,Peers B,Johnson T,etal.Characterization of somatostatin transactivating factor-1,a novel homeobox factor that stimulates somatostatin expression in pancreatic islet cells〔J〕.Mol Endocrinol,1993;7(10):1275-83.

〔2016-03-15修回〕

(编辑 袁左鸣)

Association between polymorphism of PDX-1 gene and type 2 diabetes mellitus

TAN Ying-Zi,LI Jun-Yan,TAO Feng,et al.

Diabetes Research Institute,Department of Endocrinology,Shanghai Key Laboratory of Traditional Chinese Clinical Medice,Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China

Objective To study the association of pancreatic and duodenal homeobox 1 (PDX-1) polymorphism (rs4415872,rs1124607 and rs4581569) with type 2 diabetes mellitus(T2DM) in Han population of Shanghai.Methods 1 245 cases of T2DM patients were recruited as case and 1 285 healthy individuals were selected as control. 1 ml of blood sample was collected from each subject,from which the whole genomic DNA was extracted. The polymorphism was detected by Taqman technology.Results Significant association was observed in PDX-1 rs1124607 genotypes and alleles with T2DM 〔P=7.82×10-5andP=0.000 1,OR=0.78(0.68～0.87),respectively〕.After Bonferroni correction,significant association was still detected.Conclusions The polymorphism of rs1124607 in PDX-1 gene may be associated with T2DM in Han population from Shanghai region.

T2DM;Gene polymorphism;PDX-1

国家自然科学基金(No.81403359)，上海市中医临床重点实验室(No.14DZ2273200)，上海市中医药事业发展三年行动计划项目(No.ZYSNXD-CC-YJXYY)

陆 灏(1969-)，男，主任医师，主要从事内分泌的临床和科研工作。

谭英姿(1976-)，女，助理研究员，主要从事内分泌学疾病研究。

R587

A

1005-9202(2016)24-6136-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.24.042