STEAP4基因變異與新疆維吾爾族血脂異常的相關(guān)性

梁登攀，王昌敏，張菊紅，郭艷英，嚴治濤，王紅梅，李南方

1新疆石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆石河子 8320002新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院特檢科，烏魯木齊 8300013新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院高血壓中心 新疆高血壓研究所，烏魯木齊 830001

·短篇論著·

STEAP4基因變異與新疆維吾爾族血脂異常的相關(guān)性

梁登攀1，王昌敏2，張菊紅3，郭艷英3，嚴治濤3，王紅梅3，李南方3

1新疆石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆石河子 832000
2新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院特檢科，烏魯木齊 830001
3新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院高血壓中心 新疆高血壓研究所，烏魯木齊 830001

STEAP4基因；單核苷酸多態(tài)性；血脂異常；維吾爾族

血脂異常是心血管疾病的獨立危險因素，也是代謝綜合征的臨床癥候群之一。胰島素抵抗是代謝綜合征的中心環(huán)節(jié)，也是導(dǎo)致代謝綜合征患者血脂異常的主要原因，而炎癥又是胰島素抵抗的誘因。炎癥與代謝、免疫反應(yīng)在多個水平上存在著交互調(diào)控作用[1-4]。近來研究發(fā)現(xiàn)，前列腺六次跨膜上皮抗原4 (six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 4，STEAP4)作為腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)誘導(dǎo)的脂肪組織相關(guān)蛋白，是聯(lián)系脂肪細胞的炎癥、飲食誘導(dǎo)信號與系統(tǒng)代謝的一個中間環(huán)節(jié)，STEAP4基因敲除鼠可出現(xiàn)脂肪肝、內(nèi)臟脂肪聚集和血脂紊亂等一系列代謝障礙[5]。STEAP4基因與胰島素水平及胰島素敏感性明顯相關(guān)[6]?？梢?，STEAP4是聯(lián)系代謝和炎癥的關(guān)鍵物質(zhì)，在維持系統(tǒng)脂質(zhì)代謝平衡方面發(fā)揮著重要的作用。此外，STEAP4基因定位的7號染色體是炎癥反應(yīng)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、2型糖尿病及高三酰甘油血癥的易感區(qū)域[7-9]。因此，無論是從遺傳背景角度還是基因功能角度來看，STEAP4都可作為血脂異常的候選基因。新疆維吾爾族是代謝綜合征的高發(fā)民族[10]，血脂異常率高達34.8%[11]。本研究探討了STEAP4基因與新疆維吾爾族血脂異常的相關(guān)性。

對象和方法

對象2007年1月至2月參與新疆和田地區(qū)流行病學(xué)調(diào)查的維吾爾族1791人，其中，男675人，女1116人，年齡30～70歲，三代內(nèi)無異族通婚史和近親結(jié)婚史。排除繼發(fā)性肥胖、腫瘤、明顯肝腎疾病者(結(jié)合病史、體格檢查、實驗室檢查確定)。本研究經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院道德倫理委員會批準，所有研究對象均簽署知情同意書。

流行病學(xué)問卷調(diào)查和體格檢查參照世界衛(wèi)生組織的MONICA方案，采用整群隨機抽樣方法調(diào)查，問卷調(diào)查內(nèi)容包括：一般情況和病史(性別、年齡、吸煙史、飲酒史、血脂異常史及治療史、高血壓史、高血壓家族史、糖尿病及心腦血管病史、肝腎疾病史等)。常規(guī)體格檢查包括：測量血壓、身高、體重、腰圍、腹圍、臀圍等。血脂異常臨界值參照2007年《中國成人血脂異常防治指南》[12]的診斷標準：總膽固醇(total cholesterol，TC)≥5.18 mmol/L，低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C)≥3.37 mmol/L，高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C)<1.04 mmol/L，三酰甘油(triglyceride，TG)≥1.7 mmol/L。

臨床生化指標檢測所有研究對象均留取清晨空腹肘靜脈血樣，30 min內(nèi)分離血漿并于-20℃保存。血樣所有生化指標(包括TC、LDL-C、HDL-C、TG、血糖、腎功能、電解質(zhì)、胰島素)均由新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院檢驗科采用同批次試劑盒檢驗完成。基因組DNA抽提按照基因組DNA提取試劑盒(PAXgene blood DNA Kit, A QIAGEN/BD Company, Franklin Lakes, USA)說明書進行。

STEAP4基因變異篩查及基因型鑒定在45名無親緣關(guān)系的維吾爾族血脂異常人群中，對STEAP4 基因的所有外顯子、外顯子-內(nèi)含子交界區(qū)、5’和3’非編碼區(qū)(untranslated regions，UTRs)～1 kb序列進行PCR擴增及測序分析(ABI 3130xl，BigDye Terminator Cycle sequencing V3.1/V1.1 Kit，Applied Biosystems，USA)，以基因數(shù)據(jù)庫中編號為NT_007933.14的序列為參考核酸序列。在測序發(fā)現(xiàn)的變異位點中，考慮可能的錯義突變和連鎖不平衡(linkage disequilibrium，LD)關(guān)系(r2>0.8)后，選擇最小等位基因頻率(minor allele frequency, MAF)≥5%的常見單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)和低頻率的錯義突變，采用TaqMan-PCR(ABI PRISM 7900HT Sequence Detection System，Warrington，UK)進行基因型鑒定?；蚍中唾|(zhì)量控制措施如下：每個384孔板均設(shè)有空白對照和陽性對照，并隨機分布病例對照樣本。基因分型的讀取率為98.9%，重復(fù)檢測的一致率為100%。數(shù)據(jù)庫已有報道的SNPs的TaqMan-PCR基因分型的探針和引用信息從美國應(yīng)用生物系統(tǒng)的網(wǎng)站獲得(http://myscience. Appliedbiosystems.com)。

統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，無明顯偏態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標準差表示，病例對照組間一般臨床資料的比較根據(jù)數(shù)據(jù)性質(zhì)采用單因素方差分析、秩和檢驗或χ2檢驗；采用SNPAlyze version 2.1軟件進行Hardy-Weinberg平衡檢驗和單體型分析；P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一般情況本組人群中男、女兩性在體重指數(shù)(body mass index，BMI)、腹圍、收縮壓、舒張壓、TC、TG及空腹血清胰島素水平方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)；在年齡(P<0.001)、腰圍(P<0.001)、臀圍(P=0.034)、LDL-C(P<0.001)、HDL-C(P<0.001)和空腹血糖(P=0.004)方面差異均有統(tǒng)計學(xué)意義 (表1)。

STEAP4基因測序分析對45例維吾爾族血脂異常患者STEAP4基因功能區(qū)測序結(jié)果顯示，共有20個變異位點，其中，內(nèi)含子區(qū)8個，非編碼區(qū)8個，外顯子區(qū)4個。根據(jù)SNPs的可能功能、連鎖不平衡(linkage disequilibrium，LD)關(guān)系和最小等位基因頻率(minor allele frequency，MAF)，共選擇以下4個常見SNPs進行基因型鑒定：224A/G(rs1981529, Gly75Asp)、364G/A(rs34741656, Ala122Thr)、7414 G/A (rs8122) 及 6031T/G ，其中， 6031T/G位點TaqMan分型失敗(表2)。

STEAP4基因變異與維吾爾族人血脂異常的關(guān)系STEAP4基因的3個變異位點rs8122、rs1981529、rs34741656在各組的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)。在總體樣本中，未能發(fā)現(xiàn)各位點基因型分布頻率的差異(P>0.05)(表3)。以研究對象的性別分層后進行關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，在男性組，有兩個SNPs與低HDL-C相關(guān)(rs8122：GG比AA+AG：χ2=4.193，P=0.041；rs34741656： GG比AA+AG：χ2=5.795，P=0.016)；校正年齡、BMI、吸煙及飲酒后，這兩個位點的變異在低HDL-C組與對照組間的差異仍然有統(tǒng)計學(xué)意義[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，未發(fā)現(xiàn)rs1982529位點與任一亞組及總體人群的血脂異常存在顯著相關(guān)性(P>0.05)。單倍型(rs8122/rs1981529/rs34741656，G-A-A)在男性低HDL-C組與對照組間的頻率分布差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.014)(表4)。

表 1 研究人群一般臨床資料

BMI：體重指數(shù)；TC：總膽固醇；LDL-C：低密度脂蛋白膽固醇；HDL-C：高密度脂蛋白膽固醇；TG：三酰甘油；1 mmHg=0.133 kPa；a：均數(shù)±標準差表示；b：中位數(shù)(四分位間距數(shù))表示

表 2 45例血脂異常患者STEAP4基因功能區(qū)測序分析

dbSNP ID：單核苷酸多態(tài)數(shù)據(jù)庫中的標識符；變異位點間r2﹥0.8定義為存在連鎖不平衡，用a表示；*:人群中基因分型的多態(tài)位點； MAF:最小等位基因頻率；核苷酸參考序列為NT_007933.14

表 3 STEAP4基因變異位點與HDL-C的關(guān)聯(lián)分析[n(%)]

表 4 變異位點單體型頻率在男性低高密度脂蛋白組與對照組間的分布

討 論

新疆維吾爾族是中國代謝綜合征及血脂異常發(fā)病率較高的少數(shù)民族之一[10-11]，新疆和田地區(qū)相對偏僻，由于文化、語言、習(xí)慣上與其他群體相對隔離，因此該人群的遺傳背景及生活方式較為一致，知曉率和控制率較低，故該地區(qū)人群是分子流行病學(xué)研究的很好的自然人群。本研究采取候選基因法，對STEAP4基因進行測序分析后再分型，在代謝綜合征高發(fā)的維吾爾族人群中尋找STEAP4基因的變異位點，結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs8122、rs34741656位點變異與男性低HDL-C相關(guān)，與Miot等[6]的研究不同，后者未發(fā)現(xiàn)STEAP4基因這兩個位點變異與HDL-C相關(guān)，推測其原因可能為不同種族間表達存在差異，有待擴大樣本量進一步研究。此外，本研究還顯示，STEAP4基因rs8122，rs1981529及rs34741656位點多態(tài)性與新疆維吾爾族人群TG、TC及LDL-C均無關(guān)聯(lián)，其原因可能為：(1)TC、LDL-C、TG和HDL-C的合成與代謝途徑及調(diào)節(jié)酶都大不相同，因此調(diào)節(jié)的基因也肯定不同，STEAP4基因可能只參與了HDL-C的代謝調(diào)節(jié)，而與TC、LDL-C及TG的代謝無關(guān)。(2)由于本研究只選擇了3個位點進行關(guān)聯(lián)研究，并不能代表STEAP4基因的其他位點與TC、LDL-C或TG沒有關(guān)聯(lián)，尤其是一些低頻變異位點及非編碼區(qū)的變異。(3)不同人群有著不同的遺傳異質(zhì)性及遺傳背景，STEAP4可能與其他人群或民族的TC、LDL-C、TG相關(guān)，因此還需要在其他民族和人群中進一步證實。

HDL-C的抗炎作用表現(xiàn)為抑制核因子κB(nuclear factorκB，NF-κB)的激活，減少腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、白細胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)等炎癥因子的釋放[13]。近來研究證實，TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子可調(diào)節(jié)STEAP4的表達，NF-κB、JAK2及P44/42MAPK等均參與了IL-1β對STEAP4表達的調(diào)節(jié)[14-16]，因此，炎癥因子可能是聯(lián)系STEAP4與HDL-C之間的橋梁。本研究發(fā)現(xiàn)STEAP4基因變異與新疆維吾爾族男性HDL-C相關(guān)，進一步在人群中驗證了STEAP4與HDL-C的關(guān)系。但本研究未發(fā)現(xiàn)STEAP4基因與新疆維吾爾族女性血脂有關(guān)聯(lián)，推測出現(xiàn)這種性別差異的原因可能為：(1)雄激素可增加前列腺癌細胞中STEAP4基因的表達[7]，雄激素的這種調(diào)節(jié)作用可能與男女性的遺傳效應(yīng)差異有關(guān)。(2)多種生物活性因子如生長激素、異丙腎上腺素、胰島素和地塞米松也參與了STEAP4的表達與調(diào)控[17]；已經(jīng)證實，雌激素可以降低LDL-C并升高HDL-C[18]，而雌激素與生長激素、胰島素等又是相互影響的，這提示雌激素可能是通過生物活性因子間接參與調(diào)節(jié)STEAP4基因的表達，然而，具體的機制還有待于進一步研究。

本研究的不足是樣本量偏小，這可能削弱了易感等位基因的關(guān)聯(lián)。此外，由于絕大多數(shù)血脂異常的發(fā)生發(fā)展是因遺傳基因缺陷(或與環(huán)境因素相互作用)引起，遺傳基因缺陷又是由多基因(尤其低頻SNPs)間復(fù)雜的交互作用所致，因此單個基因或單位點的變異對疾病的易感性可能不足以致病或只產(chǎn)生微弱的作用，故最好同時進行位點-位點、基因-基因、基因-環(huán)境間交互作用研究[19-20]。

本研究是新疆少數(shù)民族血脂異常易感基因系列研究之一。由于Hapmap數(shù)據(jù)庫中無維吾爾族人的遺傳信息，數(shù)據(jù)庫中STEAP4基因的標簽SNPs對維吾爾族人無特異性，故本研究的策略是測序篩查維吾爾族人STEAP4基因功能區(qū)的變異位點，這樣不僅可以發(fā)現(xiàn)該民族特異的變異位點，也能發(fā)現(xiàn)低頻的錯義突變，然后選取該民族代表性變異位點進一步在流行病學(xué)調(diào)查獲取的大樣本人群中進行基因型鑒定及關(guān)聯(lián)分析。

綜上， 本研究通過對STEAP4基因功能區(qū)測序篩選維吾爾族人特異的變異位點進行人群關(guān)聯(lián)研究分析，發(fā)現(xiàn)STEAP4基因的rs8122、rs34741656位點與男性低HDL-C相關(guān)，但結(jié)果需要在其他人群中進行驗證。

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李南方 電話：0991-8564816，傳真：0991-8561831，電子郵件：Lnanfang@yahoo.com.cn

[R34]

A

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

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

國家自然科學(xué)基金(30850006)和新疆維吾爾自治區(qū)重點實驗室“新疆高血壓病研究實驗室”開放課題(XJYS0906-2010-02)；第一、二位作者對本文貢獻一致

2010-10-29)