锰超氧化物歧化酶基因多态性与2型糖尿病的相关性

李俊燕　陶　枫　吴新星　谭英姿　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)



锰超氧化物歧化酶基因多态性与2型糖尿病的相关性

李俊燕陶枫吴新星1谭英姿陆灏

(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)

〔摘要〕目的探讨上海汉族人群中锰超氧化物歧化酶(MnSOD)基因多态性位点rs4880(V16A)与2型糖尿病的关系。方法已经确诊的1 234例2型糖尿病患者作为病例组，选取1 272例正常健康个体作为对照组。收集研究对象血液标本5 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MnSOD基因rs4880位点基因型及等位基因频率分布在病例组和对照组中比较均有统计学差异〔基因型：P=0.009 1；等位基因：P=0.006 8，OR=1.26(1.07~1.49)〕。结论MnSOD基因rs4880单核苷酸多态性可能与上海汉族人群2型糖尿病的发生具有相关性。

〔关键词〕2型糖尿病；基因多态性；锰超氧化物歧化酶；汉族

1上海电子信息职业技术学院

第一作者：李俊燕(1981-)，女，助理研究员，主要从事内分泌疾病研究。

研究表明，氧化应激是2型糖尿病及其并发症发生和发展的重要因素〔1〕。受损的抗氧化防御系统会增加体内氧化应激水平，导致2型糖尿病的发生。锰超氧化物歧化酶(MnSOD)作为体内线粒体重要的抗氧化酶，可清除O2-，抵御氧化应激。目前研究发现，MnSOD基因rs4880位点突变可引起信号肽空间构象发生改变，从而使MnSOD转运至线粒体的速率降低，影响MnSOD进入线粒体发挥抗氧化作用，继而增加了氧化应激，导致糖尿病及其并发生的发生〔2〕。本研究拟探讨MnSOD基因rs4880是否与中国上海地区汉族人群2型糖尿病相关。

1资料与方法

1.1一般资料选择2011年9月至2014 年2月在上海中医药大学附属曙光医院入院就诊的上海汉族2 型糖尿病患者作为病例组。2 型糖尿病的诊断根据1999年WHO指南。纳入标准：空腹血浆葡萄糖(FPG)≥7.0 mmol/L 或口服葡萄糖耐量试验(OGTT)餐后2 h 血糖≥11.1 mmol/L 或既往有确切糖尿病病史。排除抗谷氨酰脱氢酶(GAD)和抗胰岛细胞抗体(IAA)或者ICA阳性的糖尿病患者。选择同期在该院体检中心的健康体检者作为对照组，FPG<5.6 mmol/L 和OGTT餐后2 h血糖<7.8 mmol/L，或者糖化血红蛋白(HbA1c)<5.6%，未服用任何影响糖脂代谢的药物，无糖尿病家族史。研究方案经该院医学伦理委员会批准，研究对象均自愿签署了书面知情同意书，了解实验内容。

1.2方法

1.2.1一般资料收集使用统一设计的流行病学调查问卷，由经过统一培训并合格的医生面对面对研究对象进行年龄、身高、体重、腰围、臀围、血压等体格检查并计算体重指数(BMI)，同时调查人口社会学特征、生活习惯、个人及家族疾病史等。

1.2.2血生化指标的测定研究对象清晨空腹抽取静脉血，检测FPG，HbA1c、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)等生化指标。

1.2.3基因组DNA的提取所有研究对象空腹抽取静脉血1 ml，充分抗凝处理，采用全血基因组AxyPrep DNA小量抽提试剂盒(杭州爱思进生物技术有限公司)提取DNA，置于-80℃冰箱保存备用。

1.2.4MnSOD基因rs4880位点分型检测rs4880 Taqman探针由Life technology公司设计提供，采用Taqman基因分型技术，Applied Biosystems公司的9700PCR仪进行反应检测。

2结果

2.1两组一般临床资料和代谢指标比较两组间年龄、性别以及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)比较无统计学差异(P>0.05)。校正年龄、性别后结果显示，病例组的BMI、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、FPG、HbA1c、TC明显高于对照组，尿酸(Urea)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)明显低于对照组(P<0.001)。见表1。

2.2Hardy-Weinberg平衡检验MnSOD基因rs4880多态性位点在对照组基因型频率分布符合Hardy-Weinberg 平衡。

2.3MnSOD基因rs4880多态性位点等位基因频率分布与2 型糖尿病的关系MnSOD基因rs4880多态性位点等位基因在病例组与对照组中分布的差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.4MnSOD基因rs4880多态性位点基因型频率分布与2 型糖尿病的关系MnSOD基因rs4880多态性位点基因型在病例组与对照组中分布的差异有统计学意义(P=0.009)。见表3。

表1　两组一般临床资料和代谢指标比较±s)

表2　MnSOD基因rs4880多态性位点在两组的分布情况

表3　MnSOD基因rs4880 多态性位点

3讨论

氧化应激是2型糖尿病及其并发症发生的主要因素。研究发现，许多抗氧化酶包括内皮型一氧化氮合酶(eNOS)、NADHA及MnSOD等与抗氧化以及抗氧化屏障有关〔4~6〕。

线粒体氧化损伤是2型糖尿病主要发病机制胰岛β细胞功能受损的主要因素，MnSOD可以保护胰腺β细胞免受氧化压力，提高β细胞的生存，增加胰岛素分泌细胞〔7〕。MnSOD主要位于线粒体基质，负责清除线粒体中约80%的氧化自由基〔8〕。据报道，2型糖尿病患者的MnSOD的活性水平明显低于健康受试者〔9〕。人类MnSOD基因位于染色体6q25区，其中基因外显子2的功能多态性位点 rs4880(Ala16Val)与线粒体氧化应激相关〔10〕。该多态位点的突变可引起MnSOD信号肽空间构象发生改变，即C→T突变可导致信号肽位置上丙氨酸(Ala)→缬氨酸(Val)的改变，此时信号肽空间构象由α螺旋→β折叠，这种α螺旋结构具有两亲性，可有效地引导MnSOD由胞质进入线粒体，而β折叠则使得信号肽与线粒体内膜上相关受体的正确识别受到影响，使MnSOD转运至线粒体的速率降低30%~40%，继而影响MnSOD进入线粒体发挥抗氧化作用，导致2型糖尿病以及冠状动脉疾病风险〔9〕。对日裔美国人群研究发现，MnSOD rs4880多态性与2型糖尿病相关〔2〕。 杨莹等〔11〕对昆明汉族人群研究发现，rs4880与2型糖尿病及糖尿病肾病显著相关，与日本人群和俄罗斯人群相比其基因型和等位基因频都存在显著性差异。本研究也发现rs4880(Ala16Val)与中国上海汉族人群2型糖尿病显著相关。这些结果表明，活性氧清除不足可能与2型糖尿病的易感性有关。本研究考察了MnSOD基因多态性与上海汉族人群易感性之间的相关性，但是MnSOD是否直接通过影响抗氧化水平而引发糖尿病，抑或MnSOD基因多态性通过与邻近治病基因相互作用导致疾病，其具体作用机制尚未可知，有待深入研究。

4参考文献

1杨楠楠，刚晓坤，刘青.糖尿病肾病与氧化应激〔J〕.中国老年学杂志，2012；32(5)：1237-9.

2Banerjee M，Vats P.Reactive metabolites and antioxidant gene polymorphisms in type 2 diabetes mellitus〔J〕.Indian J Hum Genet，20(1)14；20：10-9.

3Li Z，Zhang Z，He Z，etal.A partition-ligation-combination-subdivision EM algorithm for haplotype inference with multiallelic markers：update of the SHEsis(http：//analysis.bio-x.cn)〔J〕.Cell Res，2009;19(4)：519-23.

4Xu Y，Wang L，He J，etal.Prevalence and control of diabetes in Chinese adults〔J〕.JAMA，2013;310(9)：948-59.

5Rahimi Z，Shahvaisi-Zadeh F，Sadeghei S，etal.eNOS 4a/b polymorphism and its interaction with eNOS G894T variants in type 2 diabetes mellitus：modifying the risk of diabetic nephropathy〔J〕.Dis Markers,2013;34(6):437-43.

6Small DM，Coombes JS，Bennett N，etal.Oxidative stress，anti-oxidant therapies and chronic kidney disease〔J〕.Nephrology(Carlton),2012;17(4):311-21.

7Vanita V.Association of RAGE(p.Gly82Ser)and MnSOD(p.Val16Ala)polymorphisms with diabetic retinopathy in T2DM patients from north India〔J〕.Diabetes Res Clin Pract,2014;104(1):155-62.

8Lim S，Rashid MA，Jang M，etal.Mitochondria-targeted antioxidants protect pancreatic beta-cells against oxidative stress and improve insulin secretion in glucotoxicity and glucolipotoxicity〔J〕.Cell Physiol Biochem 2011;28(5):873-86.

9Qiu HM，Yang JX，Jiang QS，etal.Inconsistency between manganese superoxide dismutase expression and its activity involved in the degeneration of recognition function induced by chronic aluminum overloading in mice〔J〕.Hum Exp Toxicol,2015.

10Fujimoto H，Taguchi J，Imai Y，etal.Manganese superoxide dismutase polymorphism affects the oxidized low-density lipoprotein-induced apoptosis of macrophages and coronary artery disease〔J〕.Eur Heart J,2008;29(10):1267-74.

11杨莹，宋滇平，刘华，等.锰超氧化物歧化酶基因V(16)A多态性的种族差异及与糖尿病肾病的关系〔J〕.昆明医学院学报，2005；26(2)：10-4.

〔2015-04-25修回〕

(编辑袁左鸣)

通讯作者：陆灏(1969-)，男，主任医师，主要从事内分泌疾病临床和科研工作。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.81403359)；上海市教育委员会科研创新项目(No.13YZ042)；上海市卫生局资助项目(No.20124076)；上海高校青年教师培养资助计划项目(No.ZZszy12015)；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)

〔中图分类号〕R587

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)04-0832-02；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.04.028